世界是由物質構成的，但是，物質又是由什麼組成的呢？最早嘗試解答這個問題的是我國商朝末年的西伯昌（姬昌，即後世所說的周文王，約前1152～前1056），他認為：“易有太極，易生兩儀，兩儀生四象，四象生八卦。”這是以陰陽八卦來解釋物質的組成。
約公元前1400年，西方的自然哲學家提出了物質結構的思想。希臘的泰勒斯（約前625～前547）認為水是萬物之母；赫拉克勒斯（Heracles，希臘神話人物）認為，萬物是由火生成的；亞里士多德在《發生和消滅》一書中論證物質構造時，以四種“原性”作為自然界最原始的性質，它們是熱、冷、幹、溼，把它們成對地組合起來，便形成了四種“元素”，即火、氣、水、土，然後構成了各種物質。
上面這些論證都未能觸及物質結構的本質。在化學發展的歷史上，是英國的波義耳第一次給元素下了一個明確的定義。他指出：“元素是構成物質的基本，它可以與其他元素相結合，形成化合物。但是，如果把元素從化合物中分離出來以後，它便不能再被分解為任何比它更簡單的東西了。”
波義耳還主張，不應該單純把化學看作是一種製造金屬、藥物等的經驗性技藝，而應把它看成一門科學。因此，波義耳被認為是將化學確立為科學的人。
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