近代化學的奠基人——波義耳
波義耳是化學史上的第一位偉人,他第一次為化學元素下了明確的定義,使化學發展有了新的起點。恩格斯曾對此評價道:“波義耳把化學確立為科學。”
波義耳1627年出生在愛爾蘭,他家是一個大官僚家庭,他的父親理查德·波義耳,曾被封為公爵。他家中廣有莊園,生活富有,因而從小受到過良好的教育。在1644年,也就是波義耳17歲的時候,波義耳的父親被共和派的軍隊擊斃。
波義耳讀書時就非常喜歡實驗科學,他最崇拜的人是英國大哲學家和科學家弗蘭西斯·培根。他認為,培根是一個腳踏實地的人,他把培根說的“知識就是力量,力量就是知識”作為自己一生的座右銘,他主張:“空談無濟於事,實驗決定一切”。
波義耳
為了研究化學,波義耳自己建了一個規模不小的實驗室。波義耳的祖父和父親曾留下許多受封的領地,有一處在斯泰爾橋。這個地方的地理位置很好,它處在牛津和倫敦之間,同時還有許多空房子,其中還有一座樓房。樓房上下兩層,他把上層改建成臥室、工作室和藏書室,下層全部改建成實驗室。
看來近代科學在研究模式上與現在是有些不同的。主要原因可能是,那時的科研項目並不像現在這樣龐大,需要使用那麼高級的儀器。而那時歐洲資本主義經濟已經發展起來,許多家庭已經比較富有,個人出資從事科學研究並不是難事。在近代科學史上,我們能看到許多個人出資從事科研取得重大成就的。如前麵我們已經介紹過的研究血液循環的哈維,就是擁有私人實驗室,笛卡爾一生無職業靠遺產支撐個人的科研。而這樣的模式在今天似乎有點行不通。提起科學研究,總是與政府、公共聯係在一起。據說,歐洲近代的化學家從波義耳開始,一般都有自己的私人實驗室,實在建不起實驗室的,就隻好到有實驗室的專家那裏做實驗員或助手。看來化學能從歐洲發展起來,私人實驗室功不可沒。
有了實驗室,波義耳的研究工作就如虎添翼。在化學實驗中取得了很多的研究成果。
在實驗中,波義耳是個觀察很仔細也很敏銳的人,有時似乎一件很偶然的事情,他也不會輕易放過。波義耳常說:“要想做好實驗,就要敏於觀察。”據說波義耳非常喜歡花。有一次,他把一把深紫色的紫羅蘭帶進了實驗室,放在實驗台上,然後就緊張地進行加熱濃硫酸的工作。一縷縷酸霧從瓶中冒出,加熱完濃硫酸以後他又和助手一起轉移了一些濃鹽酸,濃鹽酸倒入燒杯以後,和往常一樣,又冒出許多白煙,這些白煙彌散在實驗台和放在實驗台上的紫羅蘭上。做完這些工作以後,波義耳一看,他那把心愛的紫羅蘭在微微地冒煙。“可惜啊,可惜!酸霧都弄到花上了,應當馬上洗一洗。”於是,他把紫羅蘭衝洗了一下,就插進窗台上的花瓶裏。過了一會,波義耳轉過身來一看,啊!紫羅蘭全都變成“紅羅蘭”了,這簡直是奇跡!波義耳沒有放過這個奇怪的現象,他馬上采來各種花,進行了花木和酸堿相互作用實驗。經過實驗發現,大部分花草受酸或堿的作用都能改變顏色。其中,從石蕊地衣中提取的紫色浸液和酸堿的作用最有意思。和酸作用能變成紅色,和堿作用能變成藍色。後來波義耳就用這種石蕊浸液把紙浸透,然後再烤幹,用以實驗溶液的酸堿性,這就是有名的石蕊試紙。與此相聯係的,波義耳還有一個重要發現。有一次波義耳在研究用水製取五倍子浸液時發現,這種浸液和鐵鹽在一起,就會形成不生成沉澱的黑色溶液,這種黑色溶液經久不變色。因此波義耳就發明了製取黑墨水的方法,用波義耳發現的方法製的高質量的墨水,幾乎用了一個世紀。此外,波義耳靠敏銳的觀察力還發現,從硝酸銀中沉澱出來的白色物質,如果暴露在空氣中,就會變成黑色,這一發現,為後來過了兩世紀把硝酸銀、氯化銀、溴化銀用於照像術上,做了先導性的工作。
波義耳還是分析化學的奠基人。
波義耳經多年的研究工作證明,利用某些試劑作用於物質時,它們就能分解而生成最簡單的成分,有些物質會形成有色沉澱。有些能分解放出帶有特殊氣味的氣體,還有些物質會產生有色溶液等等。波義耳把這些不同物質的明顯不同的反應叫做特征反應。利用特征反應就可以確定不同的化合物。波義耳把借助於特有的反應來分解物質並鑒定產物的過程叫做“分析”,波義耳的工作推動化學進一步向前發展,並為化學帶來了新的研究方法。