研究化学史的学者习惯把1661年作为近代化学的开始年代,因为这一年有一本对化学科学产生巨大影响的著作问世,这本书就是《怀疑派化学家》,它的作者是英国化学家罗伯特·波义耳。波义耳在书中首次定义了近代化学:“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。”马克思与恩格斯称赞他为“把化学确立为科学”的开创者。
然而,这位“化学之父”却终身未婚。(近代化学第一人就是单身侠,真是给我们学化学的开了个好头!)
罗伯特·波义耳(Robert Boyle,1627—1691)
罗伯特·波义耳于1627年1月25日出生在爱尔兰的利斯莫尔,其父理查德·波义耳是爱尔兰首府科克郡的伯爵和首屈一指的富翁,也是伊利莎白时代的一位冒险家。罗伯特·波义耳是理查德·波义耳的14个儿女中最小的一个。
1627年上下是怎么样的一个时代呢?不妨举一些历史事件加深下我们对那个年代的认识。先从中国说起吧,1627年正是明思宗即位(也就是崇祯皇帝)之时,魏忠贤也是这年自缢的。袁崇焕击败皇太极的宁锦大捷也在这一年,当我们再看明清宫斗剧的时候,一定要记得一位伟大的化学家——罗伯特·波义耳诞生了!
再回到欧洲,伽利略是1642年逝世的,波义耳的代表作《怀疑派化学家》就是模仿伽利略的《关于两大世界体系的对话》写成的。牛顿是1643年出生的,也就是说波义耳比牛顿年长16岁,应该算一个时代的人,这两位不但应该认识,或许还比较熟,牛顿接任了波义耳推辞的皇家学会会长的职务。当然还有德国的开普勒、法国的笛卡尔都生活在这一伟大时期。
有版本将《怀疑派化学家》也译为《怀疑的化学家》
波义耳出生后被寄养在保姆家中,4岁时被接回,接受法语和希腊语教育。8岁时到英格兰泰晤士河边的温莎镇伊顿公学求学。伊顿公学是英国最著名的贵族学府,从1440年亨利六世创办一直存在至今,以“精英摇篮”、“绅士文化”闻名世界。
当时在伊顿公学任院长的亨利·沃顿(英国作家与外交家)是理查德·波义耳的好友,他照应着有点口吃的小波义耳在伊顿度过了三年时光,保护他免受英格兰同学的欺负,鼓励他努力学习,将来成为科学家。平时波义耳不太喜欢热闹与参加争强好胜的活动,而是一个人静静的思考或者是散步,酷爱读书,常常书不离手。
在伊顿度过了三年时光后,11岁的波义耳同他的一位哥哥与一名法国家庭教师一起前往日内瓦学习。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根据地,反映先进资产阶级思想的新教教义熏陶了他。
波义耳兄弟的下一站是意大利。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。
蓝色石蕊试纸,酸性溶液使蓝色试纸变红
波义耳的哥哥们和他们的父亲一样,在英国资产阶级革命中都是保皇派。1644年,波义耳家族在爱尔兰的一场战役中开始衰落,但波义耳仍然获得了一笔不菲的遗产——伦敦西南百英里处的斯塔尔布瑞治庄园。
深受培根实验哲学影响的波义耳,把“知识就是力量”作为座右铭,主张“实验决定一切,空谈无济于事”。为了研究化学,他着手在庄园里建立私人实验室:优良的设备,还有几位助手和技师。他的实验室总是对化学和物理学的爱好者敞开大门,所以不久就成为一个研究中心。在这里,他也邂逅了一生所爱——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。爱丽丝深情地对波义耳说:“亲爱的,为了人类的幸福,请用你的才华来挽救那些无法判断泥土酸碱性的农夫吧”。一年后,爱丽丝由于患肺结核而离开了人间。爱丽丝的不幸,使波义耳悲伤不已,但爱丽丝生前的言语激励着波义耳迎着困难前进。
爱情的力量加速了化学史上一种重要指示剂的发现。每逢爱丽丝生日,波义耳总要到爱人墓前,为她献上一束紫罗兰。一次实验中,放在实验室内的紫罗兰被溅上了盐酸,波义耳急忙冲洗被侵蚀的紫罗兰。不一会儿,紫罗兰竟变成了红色。这一意外发现,让波义耳开始用各种植物进行酸碱实验,最终他发现石蕊地衣中提取的紫色浸液效果最明显,它遇酸变红,遇碱则变蓝。最后,波义耳用石蕊浸液把纸浸透,然后烤干,这就是最早的石蕊试纸。
也是在这一类实验中,波义耳发现五倍子水浸液和铁盐在一起,会生成一种不生沉淀的黑色溶液。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。波义耳还发现,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。
四元素说由柏拉图提出,亚里士多德发扬光大
在波义耳之前,关于化学元素的说法,在欧洲最广为接受的有两个。第一个是古希腊哲学家柏拉图的“四元素说”,他认为万物都可以用以下这四种元素来表示,即:火、土、水、气。这一说法一度被认为是雷打不动的真理。第二个是由医药化学家们提出的“三要素说”,医药化学家是一个在今天看来有些奇怪的称呼,但在当时却非常流行。因为当时欧洲的医生都自己配制药物,所以研究医学也必须研制药物和做实验。
炼金术向近代化学转变时期的代表人物海尔蒙特认为,元素之所以称为元素,是因为它们不能转变成别的东西,而且也不能把它们还原为更简单的状态。波义耳借鉴海尔蒙特的观点,通过一系列实验将“四元素说”和“三元素说”相继推翻,为化学元素下了一个清楚的定义:“我说的元素的意思和那些讲得最明白的化学家说他们的要素的意思相同,是指某种原始的、简单的、一点也没有掺杂的物体。元素不能用任何其他物体造成,也不能彼此相互造成。元素是直接合成所谓完全混合物的成份,也是完全混合物最终分解成的要素。”
皇家学会(The Royal Society)是英国最具名望的科学学术机构
1660年,英国皇家学会获得国王查理二世的特许证,标志了一个科学组织的诞生。1663年,第二次特许证的正式名称是“为改善自然知识的伦敦皇家学会”,强调了自然科学为皇家学会发展的主要方向。
皇家学院的前身就是波义耳、胡克、配第等12位先贤在牛津创立的学术团体“无形学院”。不过当皇家学会在伦敦成立时,波义耳身在牛津,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。1680年波义耳被选为皇家学会会长时,他因为体弱多病又厌烦宣誓仪式而拒绝就任。
波义耳对中国医学很感兴趣,他希望能得到中国医书,为欧洲医学提供借鉴。他对中国的脉诊、气象和温度测量也颇感兴趣。中国人对上天的敬畏,占星在中国社会生活中的地位、在宫廷中扮演的重要角色,也令他很有兴趣。
牛津大学博德利图书馆是波义耳在牛津时最常去的图书馆。博德利图书馆当时通过荷兰东印度公司,从南京“金陵书林”和福建“建阳书林”购得了大量中国医书。1671年,波义耳通过荷兰东印度公司得到一本南明时《大明中兴永历二十五年大统历》,将它送给博德利图书馆,这本带有波义耳签名的历书,现在仍保存在那里。在博德利图书馆,波义耳通过东方学学者、馆长托马斯·海德介绍,见到了当时在英国游历的江宁府耶稣会士沈福宗,他们讨论了度量衡、炼金术和草药学等方面的问题。
后记
套用一段先锋作家李筱懿的话:对于一个故去的牛人,他的成就永远比绯闻更有重量;学习他的科学精神和治学态度,远比谈论他的花边更有价值。
当然,在二月十四临近的时候,还是衷心祝愿:
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