按照古希臘哲人的觀念,世界由四大元素所組成,即眾所周知的“水、火、氣、土”.這原本是恩培多克勒的創(chuàng)造,但亞里士多德在《論生成和消滅》一篇中詳盡地論述了這四種元素的性質(zhì)和轉(zhuǎn)換,形成了一個(gè)洋洋大觀的體系.按照今天的觀念來(lái)看,四大元素正好代表了物質(zhì)世界肉眼可見的所有的形態(tài)：固體(土)、液體(水)、氣體(氣)和等離子體(火).
　　話又說(shuō)回來(lái),亞里士多德心目中的“元素”自然不是現(xiàn)代化學(xué)意義上的“元素”,事實(shí)上,他花了大量篇幅來(lái)論證這些元素是怎樣“圓圈式”生成的(和中國(guó)的五行相生學(xué)說(shuō)絕對(duì)有異曲同工之妙).中世紀(jì)以來(lái),煉金術(shù)士們又通過孜孜不倦的實(shí)踐,在元素名單上加上了3樣?xùn)|西：硫磺、水銀和鹽.一直到波義耳于1661發(fā)表了名著《懷疑的化學(xué)家》,這才給元素下了一個(gè)比較現(xiàn)代的定義：元素是最簡(jiǎn)單的未混合的物質(zhì),它不能進(jìn)一步由別的物質(zhì)所組成.
　　四大元素中的“氣”第一個(gè)被踢出元素行列.自1674年來(lái)人們就發(fā)現(xiàn),空氣似乎可以分成兩種,一種可以支持燃燒與呼吸,另一種則似乎死氣沉沉的.100年后,英國(guó)人普里斯特利正式發(fā)現(xiàn)了氧氣(他當(dāng)時(shí)稱為“脫燃素氣”.瑞典人舍勒在一年前也有了此發(fā)現(xiàn),不過發(fā)表得較晚),并至少?gòu)目諝庵蟹蛛x出了8種不同的氣體.顯然所謂的空氣其實(shí)是一種混合物,談不上元素.
　　接下來(lái),化學(xué)史上最重量級(jí)的人物拉瓦錫登場(chǎng)亮相,他把傳統(tǒng)的燃素說(shuō)打倒在地,使化學(xué)終于和煉金術(shù)正式分道揚(yáng)鑣.拉瓦錫告訴我們,燃燒其實(shí)是一種氧化過程,而燃燒后形成的“土”,其實(shí)只不過是金屬與氧的化合物.在拉瓦錫的光輝下,“火”和“土”從元素的名單中被除去,當(dāng)然這個(gè)過程不是一蹴而就的,1780年,將要成為法國(guó)大革命領(lǐng)袖之一的馬拉發(fā)表文章,想要證明火是元素,給拉瓦錫貶斥了一通.但他后來(lái)為此付出了極為慘痛的代價(jià)——于1794年被革命政府推上了斷頭臺(tái).我們?cè)谝院蟮穆勚袝?huì)詳細(xì)地說(shuō)到這一點(diǎn).
　　這樣一來(lái),四大元素中就只剩下水了.化學(xué)家們一早就發(fā)現(xiàn),將“可燃?xì)狻?氫氣)在空氣中燃燒,最后會(huì)生成水.卡文迪許從普里斯特利那里聽說(shuō)了這事,于是自己做了一系列的實(shí)驗(yàn)來(lái)證實(shí)這點(diǎn).這些進(jìn)展又傳到了以改良了蒸氣機(jī)而聞名于世的詹姆斯·瓦特耳里,他立即想到,可以倒推證明,水是由兩種氣體所組成的.瓦特寫了一篇文章寄給普里斯特利,要求送交皇家學(xué)會(huì),卡文迪許看到了此文,并立即完成了實(shí)驗(yàn).1784年1月,他搶先在皇家學(xué)會(huì)上朗讀了論文.兩人的文章后來(lái)都發(fā)表在1784年的《哲學(xué)通訊》雜志上.
　　于是,一場(chǎng)關(guān)于水的爭(zhēng)論就此展開.