波义耳是怎样一位科学家,世人称赞牛顿

作者:历史人物

罗伯特·波义耳出生于爱尔兰的利兹莫城,是英国著名化学家。波义耳出身在一个贵族家庭,那是一个巨人辈出的时代,他将自己献身于科学的生活,一生都沉浸在科学实验中。波义耳著有《怀疑派化学家》等作品,这本书有着巨大的影响,人们都说“波义耳把化学确立为科学”;他在物理学、气象学、热学、光学等方面都有研究,最重要的还是化学,他制成了石蕊试纸,发现的波义耳定律被称作人类历史上第一个被发现的“定律”。人物生平 家庭背景六合联盟 1波义耳 波义耳生活在英国资产阶级革命时期,也是近代科学开始出现的时代,这是一个巨人辈出的时代。波义耳在1627年1月25日生于爱尔兰的利兹莫城。就在他诞生的前一年,提出“知识就是力量”著名论断的近代科学思想家弗朗西斯·培根刚去世。伟大的物理学家牛顿比波义耳小16岁。近代科学伟人,意大利的伽利略、德国的开普勒、法国的笛卡尔都生活在这一时期。 波义耳出生在一个贵族家庭,家境优裕为他的学习和日后的科学研究提供了较好的物质条件。童年时,他并不显得特别聪明,他很安静,说话还有点口吃。没有哪样游戏能使他入迷,但是比起他的兄长们,他却是最好学的,酷爱读书,常常书不离手。8岁时,父亲将他送到伦敦郊区的伊顿公学,在这所专为贵族子弟办的寄宿学校里,他学习了3年。随后他和哥哥法兰克一起在家庭教师陪同下来到当时欧洲的教育中心之一的日内瓦过了2年。在这里他学习了法语、实用数学和艺术等课程,更重要的是,瑞士是宗教改革运动中出现的新教的根据地,反映资产阶级思想的新教教义熏陶了他。此后波义耳在实际行动中虽然未参与任何一派,但是他在思想上一直是倾向于革命的。 从医的始末 波义耳在家里是14个兄弟姐妹中最小的一个:在他三岁时,母亲不幸去世。也许是缺乏母亲照料的缘故,他从小体弱多病。有一次患病时,由于医生开错了药而差点丧生,幸亏他的胃不吸收将药吐了出来,才未致命。经过这次遭遇,他怕医生甚于怕病,有了病也不愿找医生。并且开始自修医学,到处寻找药方、偏方为自己治病。哈特利伯的鼓励使他下决心研究医学。当时的医生都是自己配制药物,所以研究医学也必须研制药物和做实验,这就使波义耳对化学实验发生了浓厚的兴趣。 在研究医学的过程中,他翻阅了医药化学家的许多著作,他很崇拜比他大50岁的比利时医药化学家海尔蒙特。海尔蒙特不论白天黑夜,完全投入化学实验,自称为“火术的哲学家”。这就成为波义耳学习的榜样。波义耳为自己创造了一个实验室,整日浑身沾满了煤灰和烟,完全沉浸于实验之中。波义耳就是这样开始了自己献身于科学的生活,直到1691年底逝世。波义耳发现了什么六合联盟 2波义耳 在波义耳众多的科研成果中,还有几项不能磨灭的化学成就。波义耳常说,“要想做好实验,就要敏于观察。”这几项成就都是实验中敏锐观察的结果。 波义耳女友去世后,他一直把女友最爱的紫罗兰花带在身边。在一次紧张的实验中,放在实验室内的紫罗兰,被溅上了浓盐酸,爱花的波义耳急忙把冒烟的紫罗兰用水冲洗了一下,然后插在花瓶中。过了一会波义耳发现深紫色的紫罗兰变成了红色的。这一奇怪的现象促使他进行了许多花木与酸碱相互作用的实验。由此他发现了大部分花草受酸或碱作用都能改变颜色,其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明显,它遇酸变成红色,遇碱变成蓝色。利用这一特点,波义耳用石蕊浸液把纸浸透,然后烤干,这就制成了实验中常用的酸碱试纸——石蕊试纸。 在实验中,波义耳发现,从硝酸银中沉淀出来的白色物质,“如果暴露在空气中,就会变成黑色。这一发现,为后来人们把硝酸银、氯化银、溴化银用于照相术上,做了先导性工作。波义耳定律 在定量定温下,理想气体的体积与气体的压力成反比。是由英国化学家波义耳,在1662年根据实验结果提出:“在密闭容器中的定量气体,在恒温下,气体的压强和体积成反比关系。”称之为波义耳定律。这是人类历史上第一个被发现的“定律”。 波义耳创建的理论——波义耳定律,是第一个描述气体运动的数量公式,为气体的量化研究和化学分析奠定了基础。该定律是学习化学的基础,学生在学习化学之初都要学习它。波义耳的故事六合联盟 3波义耳 大公爵的孩子 时光回到西元一六二七年,战争的味道弥漫伦敦城,独裁的英王查理一世,与英国议会交恶,双方备战,接着就要展开持续二十二年的英国内战。罗勃特·波义耳生于当年一月二十五日,他的父亲是爱尔兰最有权力占有广大封地的李察大公爵。 在这个骑士家庭,家长与几个孩子都以骁勇奋战、射箭神准而著名,唯独波义耳不同,他从小体弱多病,身材瘦小,一副不堪造就的样子——看来是“虎父犬子”了。 波义耳是大公爵十四个个孩子中的老七,从小就有个特点:为了做好一件是能够一个人静静地坐好久。但是这也算优点吗?一个先天条件不良的好孩子既然不适合当军人,只好送他去念书。就这样,八岁的波义耳离开黑河谷中的巨大城堡,沿路看着早春溯溪而上的回乡鲑鱼,独自离乡远去。 微风的翅膀 在伊顿贵族学校,这个红脸瘦小的爱尔兰学生常是英格兰本地学生欺辱的对象。与父母亲相隔遥远,无助的波义耳常常在宿舍里哭泣着,他实在太早离家了。 这时他遇到了一位影响他一生的好老师亨利.渥敦爵士。渥敦爵士《失乐园》弥尔顿作者的至交,当时他是诗人、作家、外交家。由于他长期出使日内瓦,看过许多的名画、教堂,阅历广博,成为著名的艺术品鉴赏家,他晚年回国,担任小学老师,为祖国鉴赏真正的人才,当然得从小学开始! 渥敦爵士遇到波义耳,就像艺术家遇到珍品一样,宝贝得不得了,好像把波义耳当成他儿子似的。老爵士带着小红脸去看伦敦的油画、建筑,到了哥特式教堂听微风像带着翅膀的鸽子,在教堂里无声无息地上升。那是小红脸觉得世界上还有点人情味的地方。

今天是罗伯特·波义耳诞辰391年,他奠定了近代化学基础,发明了众所周知的波义耳定律和检测ph值的石蕊试纸,被恩格斯称为“近代化学之父”。世人称赞牛顿“天生牛顿,万物生光”,但在那个时代,波义耳的光辉是牛顿也无法掩盖的。

巨人辈出时代的乎凡经历

  后来,他发明了一个更简便的方法,即用石蕊浸液把纸浸透,再把纸烘干。要用时只需将一小块纸片放进被检验的溶液里,根据纸的颜色变化就能知道这种溶液是呈酸性还是呈碱性的了。

一束普通的鲜花,一次偶然的机会,孕育了一个重大的发现———酸碱指示剂的发现。这是发生在300多年前的一个真实的故事。 英国著名物理学家、化学家波义耳平素非常喜爱鲜花,但他却没有时间去逛花园。于是,他只好在自己房间里摆上几个花瓶,让园丁每天送些鲜花来以便观赏。一天,园丁送来了几束紫罗兰。正准备去实验室的波义耳立即被那艳丽的花色和扑鼻的芳香吸引住了。他随手拿起一束紫罗兰,边欣赏边向实验室走去。进了实验室后,他把紫罗兰往桌上一放,就开始了他的化学实验。就在他向烧瓶中倾倒盐酸时,一不小心将酸液溅出了少许,而这酸液又恰巧滴到了紫罗兰的花瓣上。波义耳叹息之余,立即将紫罗兰拿到水中去冲洗,谁知这下却发生了一个意想不到的现象:紫罗兰转眼间变成了“红罗兰”。这惊奇的发现立即触动了科学家那根敏锐的神经:“盐酸能使紫罗兰变红,其它的酸能不能使它变红呢?”当即,波义耳就和他的助手分别用不同的酸液试验起来。实验结果是:酸的溶液都可使紫罗兰变成红色。 酸能使紫罗兰变红,那么,碱能否使它变色呢?变成什么颜色呢?紫罗兰能变色,别的花能不能变色呢?由鲜花制取的浸出液,其变色效果是不是更好呢?经过波义耳一连串的思考与实验,很快证明了许多种植物花瓣的浸出液都有遇到酸、碱改变颜色的性质。接着,波义耳和助手们搜集并制取了多种植物、地衣、树皮的浸出液。实验表明,变色效果最明显的要数地衣类植物———石蕊的浸出液,它遇酸变红色,遇碱变蓝色。自那时起,石蕊试液就被作为酸碱指示剂正式确定下来了。以后,波义耳又用石蕊试液把滤纸浸透、晾干、切成条状,制成了石蕊试纸。这种试纸遇到酸溶液变红,遇到碱溶液变蓝,使用起来非常方便。 300多年过去了,人们一直在应用波义耳的这一重大发现为工农业生产和科学研究服务。

伊顿公学的小可怜

波义耳来到伦敦后,借助父亲的权势和人脉,得以进入那里最有名的伊顿公学进行学习,开启了中学生活。由于是特批入学,波义耳入学时年仅8岁,而当时的英国中学法定入学年龄为13岁。伊顿公学素以军事化的严格管理著称,崇尚骑士精神,在一战时中英国男子在沙场上战死率约为11%,而从伊顿公学毕业的男子的战死率则约为20.6%,由此可见一斑。不出意外,这个瘦小的爱尔兰男孩成为了英格兰本地学生欺辱的对象。

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与家乡相隔遥远,无助的波义耳常常在宿舍里哭泣,他实在是年龄太小了,也太早离开家乡了。这时他遇到了一位影响他一生的好老师亨利·渥敦。渥敦长期出使日内瓦,看过许多的名画、教堂,阅历广博,是一名著名的艺术品鉴赏家。渥敦遇到波义耳,就像艺术家遇到珍品一样,宝贝得不得了,好像把波义耳当成他儿子似的。老爵士带着小可怜去看伦敦的油画、建筑,到哥特式教堂感受宗教氛围,那是小可怜觉得世界上还有点人情味的地方。从那以后,波义耳的世界在母亲离世后终于再次有了温暖,他也因此成为了坚定的基督教徒。

化学史家都把1661年作为近代化学的开始年代,因为这一年有一本对化学发展产生重大影响的著作出版问世,这本书就是《怀疑派化学家》,它的作者是英国科学家罗伯特·波义耳。革命导师恩格斯也同意这一观点,他誉称“波义耳把化学确立为科学”。波义耳是怎样一位科学家?在发展化学科学上作出了哪些突出的贡献呢?

  波义耳饶有兴趣地把书房里那个盛满鲜花的篮子取来,对助手说:“取几只杯子来,每种酸都倒一点,再拿些水来。”

注定颠簸的一生

六合联盟,一六四零年,英王查理向议会军队开战,整个爱尔兰加入保皇党。父亲担心年幼的孩子们受战争波及,就将波义耳和哥哥法兰克送到欧洲大陆去。之后四年,波义耳到过日内瓦、法国、瑞士、意大利各处的学校念书。最后在一个冬天决定在意大利佛罗伦萨定居,开始研究伽利略搭建的现代物理学理论。他阅读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》。这本书给他留下了深刻的印象,20年后他的名著《怀疑派化学家》就是模仿这本书的格式写的。他对伽利略本人更是推崇备至。

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一六四二年,一开始保皇军还节节胜利,后来就慢慢开始挫败。1644年,波义耳收到了父亲病死、哥哥阵亡的消息,从意大利赶回爱尔兰。波义耳看到了战火后爱尔兰的荒凉,无数战士的死亡换来的不过是几个政治口号。18岁的他独居在父亲留给他的多塞特城堡中,苦闷地思索人生的意义,迷茫地找不到答案。这时,波义耳突然想到自己有一次患病,由于医生开错了药而差点丧生,他开始研究医学,立志拯救无辜的生命。

也是在这一类实验中,波义耳发现五信子水浸液和铁盐在一起,会生成一种不生沉淀的黑色溶液。这种黑色溶液久不变色,于是他发明了一种制取黑墨水的方法,这种墨水几乎用了一个世纪。

  这样,他就得出了一个结论:“不仅是盐酸,其他的各种酸类,都能使紫罗兰变成红色!”波义耳兴奋地对助手说:“这可太重要了!要判别一种溶液是不是呈酸性,只要把紫罗兰的花瓣放进溶液中去试一试就行了!”

近代化学之父

波义耳对真理火热的追求与超人一等的理智思维,不久他就成为牛津最受欢迎的学者。在这里,他认识了更多的杰出科学家,如物理之父牛顿,力学大师虎克,植物学之父约翰瑞,古典文学大师理查.巴特利等,随着小团体的不断壮大,这群人发起组建了英国“皇家科学会”。波义耳曾在1680年当选为会长,但他因为体弱多病又讨厌宣誓仪式而拒绝就任。直到今天,这个协会仍然是全世界所有科学团体中最杰出的一个,能够成为该学院的院士,是一个科学家的极高荣誉。

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当时的化学家迷信亚里斯多德的学说:“物质是由水、土、空气、火、四要素组成。”这种偏差的学说,使得一千多年来的化学毫无进步。波义耳认为:“一个物质能否炼出金子,主要在于这个物质是否含有‘金子’这一本质,如果没有这一个本质,再碰到什么因缘,也不会有金子出来。”这个本质就是物质的基本要素,它称为“元素”。波义耳因此写了一本书,就是前文提到的《怀疑派化学家》,这本书出版于1661年,被认为是近代化学诞生的元年。波义耳也因此被恩格斯称为“近代化学之父”。

和当时的许多科学家一样,波义耳首先研究的对象是空气。通过对空气物理性质的研究,特别是真空实验,他认识到真空所

  波义耳在几个杯子里分别倒进不同的酸性液体,再往每个杯子里放进一朵花,全神贯注地观察着,看看有什么新的变化。只见深紫色的花儿渐渐变成了淡红色,过了一会儿又变成了深红色。

永恒的美与爱

在爱丽丝去世后,他的实验室里经常摆放着女友最喜爱的紫罗兰花束。一次实验中,波义耳不小心把浓盐酸溅到了紫罗兰的花瓣上,当他用水冲洗紫罗兰的花瓣时,发现深紫色的紫罗兰竟变成了红色。这一意外现象促使波义耳十分兴奋,用各种植物色素进行酸碱相互作用实验,最终发现石蕊地衣中提取的紫色浸出液效果最明显,它遇酸变成红色,遇碱变成蓝色。利用这一特点,波义耳用石蕊浸液把纸浸透,然后烤干,这就是我们今天化学实验中仍在使用的石蕊试纸。

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1669年,波义耳的身体状况变得很糟,他开始停止与英国皇家学会的交流,宣传自己不愿意接待客人,要在剩余的时间里琢磨他的论文和信仰。在这段时间,波义耳从尿液中提取出了了磷元素;预测了24项未来技术,其中就包括“延长寿命”和“整容手术”。

波义耳去世于1691年12月30日,死前捐献了所有财产。他终生未娶,或许就像紫罗兰的花语一样:永恒的美与爱,他的心中永远活着那个女孩,容不下别的人。

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  波义耳把这种石蕊纸叫做“指示剂”,也就是后来人们所说的“试纸”。

伯爵之家的小透明

1627年1月25日,罗伯特·波义耳(Robert Boyle)出生于爱尔兰沃特福德郡的一个贵族家庭。他的父亲理查德·波义耳是一名政治家,由英国迁来爱尔兰,曾担任爱尔兰财政部长的职务,被授予了伯爵爵位,获得了大量的封地,并建立了科克(cork)家族。在小罗伯特出生的时候,家族已经积累了大量的财富和土地,在爱尔兰很有权势,史称第一位殖民百万富翁。可以说,罗伯特·波义耳是含着金钥匙出生的。

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波义耳是家族中的第14个孩子,上面有6个哥哥和7个姐姐。波义耳从小体格就明显弱于其他兄弟姐妹,对骑马射箭缺乏兴趣,而且有些口吃,唯一的爱好就是安静的读书。这样的波义耳在父亲眼中,既无法提枪上马、成为光荣的骑士,也无法继承家族衣钵、成为政治家,逐渐沦为了小透明。更加不幸的是,在小波义耳8岁的时候,他的生母就因病去世。不久之后,失去母亲庇护的他就被父亲送到了遥远的英国伦敦上学。就这样,波义耳离开了巨大的冰冷古堡,沿路看着早春溯溪而上的回乡鲑鱼,独自离乡远去。

1641年,波义耳兄弟又在家庭教师陪同下,游历欧洲,年底到达意大利。旅途中即使骑在马背上,波义耳仍然是手不释卷。就在意大利,他阅读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》。这本书给他留下了深刻的印象,20年后他的名著《怀疑派化学家》就是模仿这本书的格式写的。他对伽利略本人更是推崇备至。

  但是,紫罗兰并不是一年四季都开花的。波义耳想了一个办法,他在紫罗兰开花的季节里收集了大量的紫罗兰花瓣,将花瓣泡出浸液来。需要使用的时候,就往被试的溶液里滴进一滴紫罗兰浸液。这就是他发明的“试剂”。

第一个被发现的定律

波义耳在研究医学的时候,发现很多问题本质是化学问题。而且化学当时还有很多错谬,十分粗糙。建立在粗糙、错谬甚多的化学基础上的医学,怎么能有良好的发展?为了安静地钻研科学,他在乡下的庄园建立了化学实验室。就在这个实验室里,他召开了很多科学沙龙。他的庄园聚集着当时英国最有才华的自然科学家。这就有了后来皇家学院的成立基础。也是在这个实验室,他发现了『在恒温之下,压力的大小与气体体积成反比』。这是世界上每一个学生都知道的『波义耳定律』,这也是人类历史上第一个被发现的『定律』。

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不只是事业上有了进展,在乡下庄园里,他还邂逅了此生的挚爱——一位乡间医生的女儿爱丽丝。一次,两人在散步时,看到有农夫将泥土放进嘴里。波义耳不明就里,爱丽丝解释道:“土壤的酸碱性和农作物的生长关系密切,这些农夫是在用尝的方法来辨别土壤的酸碱性。但很多人也正因如此被感染上了疾病。亲爱的,请用你的才华来拯救那些可怜的农夫吧。”爱丽丝的善良与博爱深深打动了波义耳,从此他刻苦钻研,希望能检测出土壤的酸碱性,但却始终没有突破。不久,爱丽丝因患肺结核撒手人寰。爱侣的心愿竟化作了遗愿,这使波义耳痛彻心扉、抱憾终身。

爱丽丝的去世,外加化学工作无法取得更大的进展,波义耳决定永久的离开爱尔兰这个伤心地,前往牛津。那里人才荟萃,是英国饱学之士的聚集中心。这一年波义耳28岁。

为了确定科学的化学,波义耳考虑到首先要解决化学中一个最基本的概念:元素。最早提出元素这一概念的是古希腊一位著名的唯心主义哲学家柏拉图,他用元素来表示当时认为是万物之源的四种基本要素:火、水、气、土,柏拉图的学生亚里士多德则进一步明确提出构成万物的四元素说。这一学说曾在两千年里被许多人视为真理。后来医药化学家们提出的硫、汞、盐的三要素理论也风靡一时。波义耳通过一系列实验,对这些传统的元素观产生了怀疑。他指出:这些传统的元素,实际未必就是真正的元素。固为许多物质,比如黄金就不含这些“元素”,也不能从黄金中分解出硫、汞、盐等任何一种元素。恰恰相反,这些元素中的盐却可被分解。那么,什么是元素?

  走到这一步,波义耳还没有停步。他又取来了蔷薇、了香等花卉。将它们的花瓣泡浸液来试验,接着又用草药、苔藓、树皮和各种植物的根进行同类试验。最有趣的是用石蕊泡出的浸液:酸和碱本来像水一样,是无色透明的,可是,如果在石蕊浸液里滴进酸性溶液,就显出红色;滴进碱性溶液就能使石蕊浸液变成蓝色。

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  一天早晨,波义耳正要到实验室去,花匠送来了一篮美丽的紫罗兰。波义耳随手拿起一束花观赏着,闻着那扑鼻的清香走进了实验室。他的助手取来了两瓶实验用的盐酸,波义耳想看一看盐酸的质量。那个助手就将盐酸倒进烧瓶。波义耳把紫罗兰放在桌子上,去帮助那位助手。盐酸挥发出刺鼻的气味,像白烟一样从瓶口涌出,倒进烧瓶的淡黄色液体也在冒烟……“这盐酸不错!”波义耳放心了,从桌上拿起那束花准备回书房。这时他突然发现紫罗兰上也冒出了轻烟。原来,盐酸溅到花儿上了。他赶紧把花放到水里去洗刷。过了一会儿,紫罗兰的颜色由紫色变成红色的了。

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  波义耳是17世纪英国著名的化学家、物理学家。出生于爱尔兰的利斯莫尔城堡。1654年他移居牛津后,开始研究化学和物理学问题。

实验和观察是一切的基础

波义耳认为:只有那些不能用化学方法再分解的简单物质才是元素。例如黄金,虽然可以同其它金属一起制成合金,或溶解于王水之中而隐蔽起来,但是仍可设法恢复其原形,重新得到黄金。水银也是如此。

在波义耳众多的科研成果中,还有几项不能磨灭的化学成就。波义耳常说,“要想做好实验,就要敏于观察。”这几项成就都是实验中敏锐观察的结果。

波义耳1646年在伦敦就参加了无形学院的活动。后来由于厌倦首都上层社会生活中的空虚,更重要的是想集中精力做一些科学实验,于是迁往他父亲一所偏远的庄园,在那里读书、进行科学实验,一住就是8年。庄园的生活虽然安静,但是对于波义耳的科学活动毕竟有很多不便之处,特别是他很想念那些无形学院的朋友们。1654年,他迁往牛津,寄宿在牛津大学附近一个药剂师家里。以后他又建立了自己设备齐全的实验室,并为自己聘用了一些助手,有些助手还是些很有才华的学者。例如罗伯特·虎克后来也戌为一个著名的科学家,他发现了形变同应力成正比的固体弹性定律,制成了显微镜,观察到植物细胞。这些助手在波义耳领导下进行观察和实验,并帮助波义耳收集整理科学资料和来往信件。这样就在波义耳的周围形成了一个科学实验小组,波义耳的实验室也一度成为无形学院的集会活动场所。波义耳的一系列科研成果都是在这里取得的,那本划时代的名著《怀疑派化学家》也是在这里完成的。据统计,在1660一1666年的6年里,他写了10本书,在《皇家学会学报》上发表了20篇论文。在牛津,波义耳一直是无形学院的核心人物,正式成立一个促进实验科学的学术团体也是波义耳的主张。不过当皇家学会在伦敦成立时,波义耳身在牛津,所以没有成为该学会的第一批正式会员,但是大家都公认波义耳是皇家学会的发起人之一,固而被任命为首属干事之一。

杰出的成就,不朽的贡献

波义耳根据自己的实践和对众多资料的研究,主张化学研究的目的在于认识物体的本性,因而需要进行专门的实验)收集观察到的事实。这样就必须使化学摆脱从属于炼金术或医药学的地位,发展成为一门专为探索自然界本质的独立科学。这就是波义耳在《怀疑派化学家》中所阐述的第一个观点。为了引起人们的重视,他在书中进一步强调指出:“化学到目前为止,还是认为只在制造医药和工业品方面具有价值。但是,我们所学的化学,绝不是医学或药学的婢女,也不应甘当工艺和冶金的奴仆,化学本身作为自然科学中的一个独立部分,是探索宇宙奥秘的一个方面。化学,必须是为真理而追求真理的化学”

波义耳生活在英国资产阶级革命时期,也是近代科学开始出现的时代,这是一个巨人辈出的时代。波义耳在1627年1月25日生于爱尔兰的利兹莫城。就在他诞生的前一年,提出“知识就是力量”著名论断的近代科学思想家弗兰西斯·培根刚去世。伟大的物理学家牛顿比波义耳小16岁。近代科学伟人,意大利的伽利略、德国的刻卜勒、法国的笛卡尔都生活在这一时期。

在实验中,波义耳发现,从硝酸银中沉淀出来的白色物质,“如果暴露在空气中,就会变成黑色。这一发现,为后来人们把硝酸银、氯化银、溴化银用于照像术上,做了先导性工作。

英国皇家学会的元老

至于自然界元素的数目,波义耳认为:作为万物之源的元素,将不会是亚里士多德的“四种”也不会是医药化学家所说的三种,而一定会有许多种。现在看来,波义耳的元素概念实质上与单质的概念差不多,元素的定义应是具有相同核电荷数的同一类原子的总称。现在这种科学认识是波义耳之后,又经3百多年的发展,直到20世纪初才清楚的。波义耳当时能批判四元素说和三要素说而提出科学的元素概念已很不简单,是认识上一个了不起的突破,使化学第一次明确了自己的研究对象。在《怀疑派化学家》一书中,在明确地阐述上述两个观点的同时,波义耳还强调了实验方法和对自然界的观察是科学思维的基础,提出了化学发展的科学途径。波义耳深刻地领会了培根重视科学实验的思想,他反复强调:“化学,为了完成其光荣而又庄严的使命,必须抛弃古代传统的思辨方法,而象物理学那样,立足于严密的实验基础之上。”波义耳正是这样身体力行的。波义耳把这些新观点新思想带进化学,解决了当时化学在理论上所面临的一系列问题,为化学的健康发展扫平了道路。如果

波义耳出生在一个贵族家庭,家境优裕为他的学习和日后的科学研究提供了较好的物质条件。童年时,他并不显得特别聪明,他很安静,说话还有点口吃。没有哪样游戏能使他入迷,但是比起他的兄长们,他却是最好学的,酷爱读书,常常书不离手。8岁时,父亲将他送到伦敦郊区的伊顿公学,在这所专为贵族子弟办的寄宿学校里,他学习了3年。随后他和哥哥法兰克一起在家庭教师陪同下来到当时欧洲的教育中心之一的日内瓦过了2年。在这里他学习了法语、实用数学和艺术等课程,更重要的是,瑞士是宗教改革运动中出现的新教的根据地,反映资产阶级思想的新教教义熏陶了他。此后波义耳在实际行动中虽然未参与任何一派,但是他在思想上一直是倾向于革命的。

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在化学实验中,波义耳读了不少前人的有关著作,也了解到当时的一些科研成果。这不仅开阔了他的眼界,丰富了他的思想,同时也为他整个实验的安排提供了指导。当时德国有位工业化学家格劳伯,大半生从事化学实验,对金属冶炼、酸碱盐的制取有较多的研究,对于振兴德国的工业做出了重大贡献,格劳伯的事迹以及他的关于化学实验的著作《新的哲学熔炉》给了波义耳一个重要的启示,使他认识到化学在工业生产中所具有的广泛意义,化学不应只限于制造医药,而是对于整个工业和科学都有着重要作用的科学。为此,他认为有必要重新来认识化学,首先要讨论的是什么是化学。

在一次紧张的实验中,放在实验室内的紫罗兰,被溅上了浓盐酸,爱花的波义耳急忙把冒烟的紫罗兰用水冲洗了一下,然后插在花瓶中。过了一会波义耳发现深紫色的紫罗兰变成了红色的。这一奇怪的现象促使他进行了许多花木与酸碱相互作用的实验。由此他发现了大部分花草受酸或碱作用都能改变颜色,其中以石蕊地衣中提取的紫色浸液最明显,它遇酸变成红色,遇碱变变成蓝色。利用这一特点,波义耳用石蕊浸液把纸浸透,然后烤干,这就制成了实验中常用的酸碱试纸——石蕊试纸。

波义耳所以取得这么大的成就,正如他所说:“人之所以能效力于世界,莫过于勤在实验上下功夫。

产生的吸力乃是空气的压力。他做了一系列实验来考察空气的压力和体积的关系,并推导出空气的压力和它所占体积之间的数学关系。在他的著作《关于空气弹性及其物理力学的新实验》中,他明确地提出:“空气的弹性和它的体积成反比”。法国物理学家马略特在此后15年也根据实验独立地提出这一发现。所以后人把关于气体体积随压强而改变的这一规律称作波义耳一马略特定律。这一定律用当今较精确的科学语言应表达为;一定质量的气体在温度不变时,它的压强和体积成反比。

把伽利略的《对话》作为经典物理学的开始,那么波义耳的《怀疑派

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晚年的波义耳在制取磷元素和研究磷、磷化物方面也取得了成果,他根据“磷的重要成分,乃是人身上的某种东西”的观点,顽强努力地钻研,终于从动物尿中提取了磷。经进一步研究后,他指出:磷只在空气存在时才发光;磷在空气中燃烧形成白烟,这种自烟很快和水发生作用,形成的溶液呈酸性,这就是磷酸,粑磷与强碱一起加热,会得到某种气体,这种气体与空气接触就燃烧起来,并形成缕缕自烟。这是当时关于磷元素性质的最早介绍。

1668年,波义耳得知他姐夫去世的消息后,决定从牛津迁往伦敦,和他亲爱的姐姐莱涅拉夫人住在一起。到伦敦后,他又在他姐姐家的后院建造了一所实验室,继续进行他的研究工作。对于社交活动,他看得很淡漠,甚至有点厌恶。但是他却把自己的科学活动与皇家学会密切地联系起来,因而在皇家学会赢得很高的声誉,是科学界公认的领袖。1670年他园劳累而中凤,经过很长时间的治疗才痊愈。因此1680年波义耳被选为皇家学会会长时,他因为体弱多病又讨厌宣誓仪式而拒绝就任。

波义耳在科学研究上的兴趣是多方面的。他曾研究过气体物理学、气象、热学、光学、电和磁、无机化学、分析化学、化学、工艺、物质结构理论以及哲学、神学。其中成就突出的主要是化学。

波义耳在家里是14个兄弟姊妹中最小的一个:在他三岁时,母亲不幸去世。也许是缺乏母亲照料的缘故,他从小体弱多病。有一次患病时,由于医生开错了药而差点丧生,幸亏他的胃不吸收将药吐了出来,才未致命。经过这次遭遇,他怕医生甚于伯病,有了病也不愿找医生。并且开始自修医学,到处寻找药方、偏方为自己治病。哈特利伯的鼓励使他下决心研究医学。当时的医生都是自己配制药物,所以研究医学也必须研制药物和做实验,这就便波义耳对化学实验发生了浓厚的兴趣。

波义耳的哥哥们和他们的父亲一样,在英国的资产阶级革命中都是保皇派。1644年,他父亲在一次战役中死去。家庭情况的突变,经济来源的中断,使波义耳回到战乱的英国。回国后他随着同情革命的姐姐莱涅拉夫人一起迁居到伦敦。在伦敦他绪识了科学教育家哈特利怕,哈特利泊鼓励他学习医学和农业。

在研究医学的过程中,他翻阅了医药化学家的许多著作,他很崇拜比他大50岁的比利时医药化学家海尔蒙特。海尔蒙特不论白天黑夜,完全投入化学实验,自称为“火术的哲学家”。这就成为波义耳学习的榜样。波义耳为自己创造了一个实验室,整日浑身沾满了煤灰和烟,完全沉浸于实验之中。波义耳就是这样开始了自己献身于科学的生活,直到1691年底逝世。

化学家》可以作为近代化学的开始。

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一批对科学感兴趣的人,其中包括教授、医生、神学家等,从1644年起定期地在某一处聚会,讨论一些自然科学问题。他们自称它为无形学院。1648年因为伦敦战局不稳,更因为资产阶级革命派的军队攻占了牛津,革命派首领克伦威尔任命无形学院的成员维尔金斯担任牛津瓦当学院的院长,无形学院的部分成员也纷纷迁往牛津,活动的中心从伦敦转移到牛津。1660年,因政局趋于稳定,活动中心又转回到伦敦。随着无形学院的队伍扩大,在1660年的一次集会上,宣布正式成立一个促进物理——数学实验知识的学院。不久经国王批准,这学院变成以促进自然科学知识为宗旨的皇家学会。皇家学会根据培根的思想,十分强调科学在工艺和技术上的应用,建立起新的自然哲学,成为著名的学术团体。

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