現代化學開山“祖師”是誰，他對化學有什麼卓越貢獻？

化學開山祖師——波義耳

恩格斯讚揚了英國科學家羅伯特·波義耳，他說波義耳是一位偉大的人，他把化學作為科學，因為他在1661出版的《懷疑派化學家》對化學的發展產生了重大的影響，奠定了化學的基礎。同時，化學史學家也把那一年看作是現代化學的開始。那麼，波義耳是什麼樣的科學家呢？對化學科學的發展做出了哪些突出貢獻？你為什麼得到如此高的評價和地位？

博伊爾出生於愛爾蘭利茲莫的一個貴族家庭。當時英國正處於資產階級革命時期。與此同時，現代科學開始萌芽並出現。現代科學的偉人，如物理學家牛頓、義大利的伽利略、德國的開普勒和法國的笛卡爾都生活在這一時期。可以說，博伊爾生活在一個“巨人”輩出的時代，這使他能夠站在巨人的肩膀上，向前看，做出重大發現。

他富裕的家庭為他的學習和未來的科學研究提供了更好的物質條件。在他的童年時代，他似乎並不特別聰明。他很安靜，甚至有點口吃。但與他的兄弟們相比，他是最喜歡學習的。他喜歡閱讀，經常堅持閱讀。8歲時，他的父親把他送到倫敦郊區的伊頓公學。三年後，他在當時的歐洲教育中心日內瓦呆了兩年。在這裡，他學習法語、實用數學和藝術。1641年，在導師的陪同下，博伊爾前往歐洲，並於年底抵達義大利。即使在旅途中騎馬，博伊爾仍然無法放下書本，一邊騎馬一邊看書。在義大利，他讀了伽利略的名著《關於兩大世界體系的對話》。這本書給他留下了深刻的印象，他也非常欽佩伽利略本人。

17世紀中葉，他的父親死於一場戰鬥。家庭狀況的突然變化和經濟來源的中斷使波義耳回到了飽受戰爭蹂躪的英國。在倫敦，他遇到了科學教育家哈特勒，哈特勒鼓勵他學習醫學和農業。當時，醫生們自己製備藥物，所以醫學研究也必須開發藥物和做實驗，這使博伊爾對化學實驗產生了興趣。

為了學習醫學，波義耳閱讀了許多醫學化學家的著作，併為自己建立了一個實驗室。他整天被煤灰和煙霧籠罩，完全沉浸在實驗中。

和當時的許多科學家一樣，波義耳首先研究了空氣。透過研究空氣的物理性質，特別是真空實驗，他認識到真空產生的吸力就是空氣的壓力。他做了一系列實驗來研究氣壓和體積之間的關係，並推匯出氣壓和體積之間的數學關係。在《氣動彈性及其物理力學新實驗》一書中，他明確提出“空氣的彈性與其體積成反比”。在隨後的15年裡，法國物理學家馬里奧特在實驗的基礎上獨立提出了這一發現。因此，氣體體積隨壓力變化的定律稱為波義耳-馬洛特定律。這個定律應該用今天更精確的科學語言表述如下：當一定質量氣體的溫度保持不變時，另一個壓力與體積成反比。

在化學實驗方面，波義耳閱讀了許多以前的著作，瞭解了當時的一些科研成果。這不僅開闊了他的視野，豐富了他的思想，而且為他整個實驗的安排提供了指導，使他認識到化學在工業生產中的廣泛意義。化學不應該侷限於製造藥物，而是一門在整個工業和科學中發揮重要作用的科學。因此，他認為有必要重新理解化學，但首先要討論的是化學是什麼。

根據自己的實踐和對許多材料的研究，波義耳主張化學研究的目的是瞭解物體的性質，因此有必要進行專門的實驗來收集觀察到的事實。這樣，化學必須擺脫鍊金術或醫學的從屬地位，發展成為一門致力於探索自然本質的獨立科學。為了吸引人們的注意力，他進一步強調：“到目前為止，化學仍然被認為只在藥品和工業產品的製造中有價值。然而，我們所學的化學絕不是醫學或藥學的僕人，我們也不應該願意成為技術和冶金的奴隸。化學本身，作為自然科學的一個獨立部分，是探索宇宙奧秘的一個方面。化學必須是“為了真理而追求真理的化學”。這是波義耳在《懷疑派化學家》中的第一個觀點，認為化學應該成為一門獨立的學科。

為了確定科學化學，波義耳認為化學中最基本的概念之一必須首先解決：元素。古希臘哲學家柏拉圖認為萬物之源有四個基本要素：火、水、空氣和土。亞里士多德進一步明確提出了構成萬物的四要素理論。後來，醫學化學家提出的硫、汞、鹽三元素理論也很流行。波義耳透過一系列實驗對這些傳統的元素觀表示懷疑。他指出，這些傳統元素不一定是真正的元素。因為許多物質，如金，不包含這些“元素”，並且不能分解金中的硫、汞、鹽和其他元素。相反，這些元素中的鹽可以分解。

那麼，什麼是元素？波義耳認為，只有化學上不能分解的簡單物質才是元素。例如，儘管黃金可以與其他金屬製成合金，或者溶解在王水中並隱藏起來，但它仍然可以嘗試恢復其原始形狀並再次獲得黃金。元素的定義應該是具有相同電荷數的同種原子的總稱。透過這種方式，博伊爾確立了化學最基本的概念——元素的意義。

至於自然界中元素的數量，博伊爾認為，萬物之源必定有多種元素。

現在看來，波義耳的元素概念本質上與簡單物質的概念相似。直到20世紀初，這種科學理解才變得清晰。這使化學第一次明確了它的研究物件。

同時，在《懷疑派化學家》一書中，波義耳還強調實驗方法和對自然的觀察是科學思維的基礎，並提出了化學發展的科學道路。博伊爾深刻理解培根重視科學實驗的思想。他反覆強調：“化學為了完成其光榮而莊嚴的使命，必須拋棄古老的傳統推測方法，像物理學一樣，建立在嚴格的實驗基礎之上。”波義耳正是這樣做的。波義耳將這些新的思想和理念引入化學，從理論上解決了當時化學面臨的一系列問題。因此，我們可以說，波義耳的懷疑化學家可以被視為現代化學的開端。他本人也被稱為化學科學的“創始人”。

在波義耳眾多的科學研究成果中，有幾項是不可磨滅的化學成就。波義耳常說，如果想做一個好的實驗，就必須要敏於觀察。這些成果是實驗中敏銳觀察的結果。

在一次偶然的實驗中，波義耳發現五心子的水提取物和鐵鹽一起會產生一種不會沉澱的黑色溶液，這種溶液在很長時間內不會變色。因此，他發明了製造黑墨水的方法，這種方法已經使用了將近一個世紀。

在實驗中，波義耳還發現，從硝酸銀中沉澱出來的白色物質如果暴露在空氣中會變成黑色。這一發現促使人們在攝影中使用硝酸銀、氯化銀和溴化銀。

晚年，波義耳在製備磷以及磷和磷化物的研究方面也取得了成就。他按照“磷的重要成分是人體內的某種物質”的觀點努力工作，最終從動物尿液中提取磷。經過進一步研究，他指出磷只有在有空氣的情況下才會發光；磷在空氣中燃燒形成白煙。這種白煙與水迅速反應，形成一種酸性溶液，即磷酸。當磷與強鹼一起加熱時，將得到一種氣體（磷化氫）。這種氣體在與空氣接觸時會燃燒，形成一縷白煙。這是當時對磷的性質的最早介紹。

波義耳的偉大成就歸功於他勤奮的學習和更多的實驗。

環境對人們的成功也起著非常重要的作用。波義耳之所以取得如此巨大的成就，是因為他生活在現代科學的萌芽期，這使他能夠站在巨人的肩膀上，看得更高，望得更遠。