物质由微粒构成——[英国]波义耳(1627～1691)

　　一天，为了给繁忙的工作增加点儿轻松的气氛，波义耳把一盆深紫色的紫罗兰带进实验室，放在实验台上，然后就紧张地进行加热硫酸的实验。一缕缕酸雾从瓶中冒出，在实验室里飘散。偶然间，波义耳看见他心爱的紫罗兰也在微微地冒烟，于是他把紫罗兰冲洗了一遍。过了一会儿，一盆紫罗兰全都变成红色了。啊!这简直是奇迹!波义耳没有放过这个奇怪的现象，他马上采来各种花木进行实验，结果发现大部分花草受酸或碱的作用都会变色。特别是紫色的石蕊和酸作用就变成红色，与碱作用就能变成蓝色。就这样，波义耳发明了著名的测定溶液酸碱性的指示剂——石蕊试纸。

　　游学、苦读、成才

　　罗伯特•波义耳(Robert Boyle)是英国化学家、物理学家。1627年1月25日波义耳出生在爱尔兰的利兹莫城。他的父亲理查德•波义耳是利兹莫的贵族，被称为约克伯爵。他共有15个子女，波义耳排行14，是第7个儿子。波义耳8岁时，他的父亲送他和他的哥哥法兰克到伊顿学院学习。波义耳天资聪颖，热爱学习，很快成了伊顿出类拔萃的学生。12岁那年，在家庭教师马考姆兹先生和两名仆人的陪同下，波义耳与法兰克开始了在欧洲大陆的游学生涯。他们途经巴黎、里昂，到达瑞士的日内瓦，在马考姆兹先生家里学了两年法语和别的科目。1641年，他们去意大利旅行，在旅途中，波义耳手不释卷，潜心钻研“伟大的天文学家伽利略的新学说”。可惜的是，他到意大利不久，伽利略就逝世了。这时他的父亲从爱尔兰来信说，家庭经济因内战已陷入困境。于是，他的哥哥法兰克立即回国，他则由马考姆兹先生照料在日内瓦继续学习了两年，于1644年才返回到战乱的英国，寄居在姐姐加萨琳家。这期间，他的父亲和一个哥哥先后去世。不久，波义耳就隐居在斯塔尔桥父亲留给他的庄园中埋头苦读，对社会的动乱不闻不问。

　　波义耳生活的时代正是克伦威尔领导的英国资产阶级革命爆发的17世纪。同这场革命联为一体的是在英国纷纷建立了各种新的科学团体。这些团体在弗朗西斯•培根的科学思想的指导下，以对人类生活有用的科学作为目标，反对旧的经院哲学，进行广泛的实验活动。1646年，不到20岁的波义耳加入了一个名为“无形学院”(因当时未被公认而得名)的科学团体。这个创立于1644年末的自然科学爱好者的小型组织，每周集会一次，座谈一些自然科学问题，波义耳对化学感兴趣就是从此开始的。他和其他化学爱好者一致认为，再也不能把化学研究的精力放在炼金术上了，而应该把研究的重点放在制造医药和增强身体健康上。为此，他冒天下之大不韪，公开了以往保密的医药处方。后来，他又在家中建立了实验室，建造了一座大土炉。尽管浑身沾满了煤灰和烟尘，波义耳还总是不知疲倦地进行实验，有时甚至到了废寝忘食的程度。

　　1654年，波义耳迁居牛津城，以胡克为助手开始了空气汞的实验，并于1660年发表了著名的《关于空气的弹性与其效应的物理实验》一文。次年，他又发表了他的扛鼎之作《怀疑的化学家》。1662年他发表了著名的“波义耳定律”。同年，英国国王赐给他一所在爱尔兰的庄园，但他把这笔收入捐赠给了慈善事业。此后，他把主要精力倾注在研究和写作上，平均每年写一本书，一生共达30多本。1660—1666年是波义耳学术活动的巅峰时期，在这6年间，他共写了10本书，在《皇家学会学报》上发表了20篇论文。1668年后，波义耳的研究工作时常因疾病缠身而中断。1680年他被推选为皇家学会会长，但他却婉言拒绝了这一英国科学界的最高荣誉。

　　1691年，波义耳和姐姐加萨琳都病得很厉害，加萨琳于当年年底去世。波义耳幼年丧母，终身未娶，姐姐加萨琳是一生中最支持他的亲人。她的去世对波义耳打击太大，7天后，1691年12月30日，波义耳也离开了人世，享年64岁。

　　物质的粒子学说

　　《怀疑的化学家》是波义耳最著名的也是最重要的一部著作。在书中，波义耳第一次为化学元素下了明确和科学的定义，确立了物质微粒学说，从而开创了近代化学的先河。

　　在波义耳的时代，化学家们都把亚里士多德的“四元素说”奉为真理。亚里士多德认为宇宙中的万物都是由土、水、气、火四种元素组成。这种物质观一度成为炼金术的指导思想。后来，以帕拉塞斯为首的医药化学派提出了“三元素说”，认为万物都是由盐、硫、汞三种元素以不同的比例构成的。显然，这两种物质观都不能科学地解释物质的本源问题。

　　波义耳继承并发展了古希腊的原子学说。他在批判“四元素说”和“三元素说”的过程中，提出了“粒子学说”。他认为物质是由无数的细小致密的不能用物理方法分割的微粒构成的，然后再由微粒结合成更大的粒子团。粒子团往往作为基本单位参加化学反应，粒子团的大小和形状决定物质的物理性质；粒子团运动的变化能够引起物质性质的改变，吸引力与亲和力可以解释为运动着的粒子团相互作用的结果。固体和液体的不同在于组成它们的粒子团的相对运动的强弱不同，固体内的粒子团相对处于静止状态，液体内的粒子团的相对运动就要强一些。他还认为热也是由粒子团的振动所引起的。波义耳的上述观点构成了《怀疑的化学家》的主题思想。这本书写的是四位学者在一起争论问题，第一位是怀疑的化学家，代表波义耳的观点；第二位是逍遥派化学家，持“四元素说”；第三位是医药化学家，代表“三元素说”；第四位是哲学家，在争论中保持中立。辩论的结果是怀疑的化学家获胜。他认为土、火、气、水、盐、硫、汞都不是万物的本原，构成自然界所有物质本原的是普通粒子，即元素。

　　波义耳指出：“元素并不是由其他任何物质构成的，它是直接生成各种化合物的成分，而且，当化合物分解到极限时，得到的某种原始的、具有完全单一性而非混合|生的物质就是元素099他举例说：“将金子用汞溶解，虽然肉眼看不到金子，但金粒子在溶液中存在的事实，可用向溶液中添加适当试剂，使之产生金的沉淀物加以证明。但金粒子还不是元素，金粒子经分解后得到的原始的微粒子才是元素。”

　　尽管波义耳的粒子学说和元素概念还不尽科学和完善，至少100多年后，

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