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誰為現代科學技術的創立和誕生做出了巨大貢獻?

化學史家都把1661看作是現代化學的開端,因為這壹年出版了壹本對化學發展影響很大的書。這本書是《懷疑論的化學家》,作者是英國科學家羅伯特·波義耳。革命導師馬克思、恩格斯也贊同這壹觀點。他稱贊“波義耳把化學確立為科學”。波義耳是怎樣的科學家?妳為化學科學的發展做出了哪些傑出的貢獻?

[編輯此段]巨人輩出時代的平凡經歷

波義耳生活在英國資產階級革命時期,也是現代科學開始出現的時代。那是壹個巨人大量湧現的時代。波義耳於1627年10月25日出生於愛爾蘭Leedsmobile。就在他出生前壹年,提出“知識就是力量”這壹著名論斷的現代科學思想家弗朗西斯·培根剛剛去世。偉大的物理學家牛頓比波義耳年輕16歲。現代科學的偉人,意大利的伽利略,德國的開普勒,法國的笛卡爾都生活在這個時期。

波義耳出生於貴族家庭,小康的家庭為他的學習和未來的科研提供了良好的物質條件。小時候,他似乎並不特別聰明。他很安靜,說話結巴。沒有壹個遊戲能讓他著迷,但和他的兄弟們相比,他是最容易學的。他愛讀書,常常寸步不離。八歲時,他的父親把他送到倫敦郊區的伊頓公學,在壹所貴族子弟寄宿學校學習了三年。後來在壹位導師的陪同下,他和哥哥弗蘭克去了歐洲的教育中心之壹日內瓦,待了兩年。在這裏他學習了法語、實用數學、藝術等課程。更重要的是,瑞士是宗教改革中出現的新教的基地,反映資產階級思想的新教教義影響了他。此後,波義耳雖然在實際行動中沒有參加任何派別,但在思想上壹直傾向於革命。

1641年,波義耳兄弟在導師的陪同下環遊歐洲,並於年底抵達意大利。即使在旅途中騎在馬背上,波義耳仍然愛不釋手。在意大利,他讀了伽利略的名著《兩個世界體系的對話》。這本書給他留下了深刻的印象。20年後,他的傑作《懷疑的化學家》就是模仿這本書寫的。他更加欽佩伽利略本人。

波義耳的兄弟,像他們的父親壹樣,在英國資產階級革命中是保皇派。1644年,父親戰死沙場。家庭狀況的突變和經濟來源的中斷,讓波義耳回到了飽受戰爭摧殘的英國。回國後,他和同情革命的姐姐拉涅拉夫人搬到了倫敦。在倫敦,他結識了科學教育家哈特·利珀特,後者鼓勵他學習醫學和農業。

博伊爾是家裏14兄弟姐妹中最小的壹個:在他三歲的時候,他的母親不幸去世了。也許是因為缺少母親的關愛,他從小體弱多病。有壹次他生病,因為醫生開錯了藥,差點死掉。幸運的是,他的胃沒有吸收藥物並將其吐出,因此並不致命。有了這次經歷,他怕醫生比怕生病還多,生病了也不想看醫生。並開始自學醫學,到處尋找治療自己的藥方和偏方。哈特勒布的鼓勵使他決心學醫。當時醫生都是自己準備藥物,所以研究醫學也要研發藥物,做實驗,這讓波義耳對化學實驗產生了濃厚的興趣。

在學醫的過程中,他閱讀了許多醫學化學家的著作,他崇拜比他大50歲的比利時醫學化學家赫耳蒙特。赫耳蒙特日以繼夜地致力於化學實驗,稱自己為火的哲學家。這成了波義耳學習的榜樣。波義耳為自己創建了壹個實驗室,整天被煤煙和煙霧籠罩,完全沈浸在實驗中。波義耳就這樣開始了他獻身科學的壹生,直到他在1691結束時去世。

[編輯此段]皇家學會的壹位元老

對科學感興趣的壹群人,包括教授、醫生、神學家等。,從1644開始就定期在某地見面,討論壹些自然科學問題。他們稱之為隱形大學。1648年,因為倫敦戰局不穩,又因為資產階級革命派的勢力攻占了牛津,革命領袖克倫威爾任命隱形學院成員威爾金斯為牛津大學瓦丹學院院長。隱形學院的壹些成員也搬到了牛津,活動中心從倫敦轉移到了牛津。1660,因為政局變得穩定,活動中心回到了倫敦。隨著隱形學院的擴大,在1660的壹次會議上,宣布正式成立學院,推廣物理和數學的實驗知識。不久後,經國王查理二世批準,該學院成為以推廣自然科學知識為宗旨的英國皇家學會。根據培根的思想,皇家學會非常重視科學在工藝和技術中的應用,建立了新的自然哲學,成為著名的學術團體。

波義耳從65438年到0646年參加了倫敦隱形學院的活動。後來,因為厭倦了京城上流社會生活的空虛,更重要的是想專心做壹些科學實驗,他搬到了父親的壹個偏僻莊園,在那裏學習並進行了八年的科學實驗。雖然莊園裏的生活很安靜,但是對於波義耳的科學活動有很多不便,尤其是他那些非常想念隱形學院的朋友們。1654年,他搬到牛津,寄宿在牛津大學附近的壹個藥劑師家。後來,他建立了自己的設備齊全的實驗室,並為自己聘請了壹些助手,其中壹些是非常有才華的學者。例如,羅伯特·胡克後來成了著名的科學家。他發現了形變與應力成正比的固體彈性定律,制造了顯微鏡並觀察了植物細胞。這些助手在波義耳的領導下進行觀察和實驗,幫助波義耳收集和整理科學資料和信件。就這樣,圍繞著波義耳形成了壹個科學實驗小組,波義耳的實驗室曾經是無形學院的聚會場所。波義耳的壹系列科研成果都是在這裏取得的,劃時代的巨著《懷疑論化學家》也是在這裏完成的。據統計,從1660到1666的6年間,他寫了10本書,在《英國皇家學會雜誌》上發表了20篇論文。在牛津,波義耳壹直是隱形學院的核心人物,正式成立壹個促進實驗科學的學術團體是波義耳的想法。然而,當英國皇家學會在倫敦成立時,波義耳在牛津,所以他沒有成為該學會的第壹個正式成員。然而,普遍認為波義耳是皇家學會的創始人之壹,並被任命為首批董事之壹。

1668年,波義耳在得知姐夫去世的消息後,決定從牛津搬到倫敦,和他親愛的姐姐勒尼拉夫人壹起生活。到達倫敦後,他在姐姐的後院建了壹個實驗室,繼續他的研究。他對社交活動漠不關心,甚至有點反感。但他將自己的科學活動與皇家學會緊密聯系在壹起,從而在皇家學會贏得了很高的聲譽,被公認為科學界的領袖。1671年,他在自己的花園裏患了疲勞癥,但經過長時間的治療,他康復了。所以在1680年博伊爾當選皇家學會主席時,他因為體弱多病,討厭宣誓儀式而拒絕就職。

[編輯本段]卓越的成就,不朽的貢獻

波義耳對科學研究的興趣是多方面的。他研究過氣體物理、氣象學、熱學、光學、電磁學、無機化學、分析化學、化學、技術、物質結構理論、哲學和神學。其中,化學是最突出的成就。

像當時的許多科學家壹樣,波義耳首先研究空氣。通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。他做了壹系列實驗,調查氣壓和體積的關系,推導出氣壓和體積的數學關系。他在《空氣彈性及其物理力學的新實驗》壹書中明確提出“空氣的彈性與其體積成反比”。法國物理學家埃德姆·馬略特根據15年的實驗獨立地做出了這壹發現。因此,氣體體積隨壓力變化的規律稱為玻意耳-埃德姆·馬略特定律。這個定律應該用今天更準確的科學語言表述如下:當壹定質量的氣體的溫度不變時,其壓強與其體積成反比。

在化學實驗中,波義耳閱讀了許多前人的相關著作,也了解了當時的壹些科研成果。這不僅開闊了他的視野,豐富了他的思想,也為他整個實驗的安排提供了指導。當時德國的工業化學家glauber壹生大部分時間從事化學實驗,對金屬冶煉和酸、堿、鹽的制備研究較多,為德國工業的振興做出了巨大貢獻。格勞貝爾的事跡和他關於化學實驗的著作《新哲學熔爐》給了波義耳壹個重要的啟示,使他認識到化學在工業生產中具有廣泛的意義。化學不應該局限於制造藥物,而應該是壹門對整個工業和科學都有重要作用的科學。為此,他認為有必要重新認識化學,首先要討論的是化學是什麽。

波義耳根據自己的實踐和對許多材料的研究,認為化學研究的目的是為了認識物體的性質,所以需要專門的實驗來收集觀察到的事實。這樣,化學必須擺脫在煉金術或醫學中的從屬地位,發展成為壹門致力於探索自然的獨立科學。這是波義耳在《懷疑的化學家》中闡述的第壹點。為了引起人們的註意,他在書中進壹步強調:“迄今為止,化學仍被認為只有在制造醫藥和工業產品方面才有價值。但是,我們所學的化學絕不是醫學或藥學的婢女,也不應該成為技術和冶金的奴隸。化學本身作為自然科學的壹個獨立部分,是探索宇宙奧秘的壹個方面。化學必須是為了真理而追求真理的化學。”

為了確定科學化學,波義耳認為首先要解決化學中壹個最基本的概念:元素。古希臘著名的唯心主義哲學家柏拉圖首先提出了元素的概念。他用元素來表示當時被認為是萬物之源的四種基本元素:火、水、氣、土。柏拉圖的學生亞裏士多德進壹步明確提出了構成萬物的四要素學說。這個理論在兩千年裏被很多人奉為真理。後來醫學化學家提出的硫、汞、鹽三元素學說也風靡壹時。波義耳通過壹系列實驗懷疑這些傳統的元素觀。他指出,這些傳統元素不壹定是真實的元素。對於很多物質的固化,比如黃金,並不含有這些“元素”,不可能從黃金中分離出硫、汞、鹽等任何元素。相反,這些元素中的鹽是可以分解的。那麽,什麽是元素呢?波義耳認為,只有那些不能用化學方法分解的簡單物質才是元素。例如,黃金可以與其他金屬形成合金或溶解在王水中進行隱藏,但它仍然可以恢復原狀並被回收。水星也是。

至於自然界中元素的數量,波義耳認為,作為萬物之源的元素不會是亞裏士多德所說的“四種”或醫學化學家所說的三種,而是壹定有很多種。現在看來,波義耳的元素概念本質上與簡單物質相似,元素的定義應該是具有相同核電荷數的同類原子的總稱。現在這種科學認識是在波義耳之後300多年發展起來的,直到20世紀初才明確。波義耳能夠批判四元素說和三元素說,提出科學的元素概念,這是認識上的壹大突破,第壹次使化學明確了它的研究對象。在《懷疑論化學家》壹書中,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途徑。波義耳深刻理解培根重視科學實驗的思想。他反復強調:“化學,為了完成它光榮而莊嚴的使命,必須拋棄古代傳統的思辨方法,立足於像物理學那樣嚴謹的實驗。”博伊爾就是這麽做的。波義耳將這些新思想帶入化學,解決了當時化學面臨的壹系列理論問題,為化學的健康發展鋪平了道路。如果把伽利略的對話看作是經典物理學的開端,那麽波義耳的懷疑派化學家可以看作是現代化學的開端。

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