1627年1月25日,爱尔兰利斯莫尔城堡里,一个男婴呱呱坠地,取名罗伯特·玻意耳。谁也没有想到,这个贵族家庭里最年幼的孩子,日后会成为”近代化学之父”,把化学从炼金术的附庸中解放出来,让这门学科第一次有了独立的灵魂。
玻意耳是十四兄妹中最小的一个,自幼体弱多病,却酷爱读书。八岁入伊顿公学,后又随家庭教师游历欧洲,在日内瓦接触到新教思想。少年时他读到伽利略《两大世界体系的对话》,深受震撼,从此迷上科学。1644年父亲去世,家道中落,他迁居伦敦,加入由学者、医生、神学家组成的”无形学院”——英国皇家学会的前身。1645年,他在多尔塞特定居,博览科学、哲学、神学著作,并动手做实验;1654年迁居牛津,建立自己的实验室,全力投入科研。
玻意耳最重要的贡献,是把化学确立为一门独立的科学。1661年,他出版《怀疑派化学家》,以对话体驳斥了统治千年的亚里士多德”四元素说”和炼金术士的”三要素说”,首次给出科学的元素定义:元素是用化学方法不能再分解的、最简单纯粹的物质。恩格斯后来评价:”波义耳把化学确立为科学。”1661年因此被公认为近代化学的元年。他强调,化学不是炼金的奴仆,也不是制药的婢女,而是探索物质本性的独立学问。
他同样重视实验。一次实验中,一滴盐酸溅到紫罗兰花瓣上,花竟由紫变红。玻意耳顺藤摸瓜,用石蕊地衣提取出遇酸变红、遇碱变蓝的浸液,浸纸烤干,便成了沿用至今的石蕊试纸。借助助手胡克改良的抽气机,他研究空气的压力与体积,发现恒温下二者成反比——这便是著名的玻意耳定律,人类历史上第一个被发现的气体运动定律,为物理化学与热力学奠基。他还研究真空中的燃烧、从尿中提炼磷、用五倍子与铁盐制黑墨水,开创了定性分析化学的诸多方法。
玻意耳一生著述宏富,《关于空气弹性的物理机械实验》《怀疑的化学家》《关于颜色的实验和考虑》等影响深远。1680年,他当选皇家学会会长,却因体弱厌恶宣誓而婉拒。1691年12月30日,他在伦敦姐姐家中逝世,终身未婚,享年六十四岁。他留下”人之所以能效力于世界,莫过于勤在实验上下功夫”的箴言,至今仍刻在每一间实验室的墙上,提醒着后来者:科学的起点,永远是亲手去做。
玻意耳走上科学之路,颇有些阴差阳错。幼年一次生病,医生开错药差点要了他的命,从此他怕医生胜过怕病,干脆自学医学。为配药而做实验,才偶然踏入化学的门槛。他对实验的痴迷近乎忘我,曾在父亲的偏僻庄园里整日沾满煤灰与烟炱,只为有一个安静的所在可供钻研。迁居牛津后,他建立起设备齐全的实验室,还雇了助手,其中便有日后发现弹性定律的罗伯特·胡克。
在学术组织上,玻意耳也是关键人物。他本是”无形学院”的核心,正是他力主将这群志趣相投的学者,正式结成促进实验科学的团体;1660年,这个团体经查理二世批准,成为英国皇家学会。他自己虽未就任会长,却始终是学会公认的学术领袖。1691年底逝世前,他还出资设立”玻意耳讲座”,以捍卫基督教信仰,这一讲座延续至今。
他的研究触角极广:用五倍子浸液与铁盐制得经久不褪的黑墨水,几乎流行了一个世纪;从动物尿中提炼出磷,并指出磷在空气中发光、燃烧生成磷酸的特性;借助真空实验,首次揭示空气对燃烧必不可少,为百年后拉瓦锡的氧化学说埋下伏笔。他对微粒说的发扬,更影响了牛顿的粒子引力理论。
最深远的遗产,还是那句”把化学确立为科学”。玻意耳的元素定义虽未列出真正元素的清单,却第一次为化学研究指明了方向——物质可被分解到不可再分的”元素”。这一思想直接启发了拉瓦锡,后者提出氧化学说、完善元素体系,被尊为”近代化学之父”;而玻意耳,则是当之无愧的”先驱”。三百余年过去,石蕊试纸仍在每一间实验室发亮,气体定律仍写在每一本物理课本里,这或许是对一位科学家最好的纪念。
玻意耳对”方法”的执着,远比具体结论更珍贵。他生活的时代,炼金术士仍在追逐点石成金,医药学家只管配药,化学不过是二者的附庸。玻意耳却把化学拉回对物质本性的追问:不去问”这东西有什么用”,而先问”它究竟是什么”。他坚持用可重复的实验说话,用定量测量支撑理论,这种以证据为核心的治学态度,正是现代科学的底色。
他也有时代的局限。受亚里士多德影响,他仍把水、火、气视为元素;他终身痴迷炼金术,试图从贱金属中提炼黄金;他的”微粒说”更多是一种哲学猜想,而非可验证的模型。但这些瑕疵无损他的开创之功——科学本就是在不断修正中前进的,而开创者的价值,在于为后来者指明哪条路走得通。
有趣的是,玻意耳还是一位虔诚的基督徒,一生写下大量神学论著,并出资设立”玻意耳讲座”以论证信仰。在他看来,探究自然与敬畏造物主并不矛盾;他在实验室里寻找的秩序,与他在祷告中仰望的秩序,是同一个。这种科学与信仰并存的姿态,是十七世纪英国自然哲学家的典型写照,也让我们看到一个更完整、更立体的玻意耳。
1627年那个爱尔兰冬日的婴儿,大概不会想到,自己会以一滴溅落的盐酸为起点,撬动整座化学的大厦。历史的奇妙往往在此:改变世界的,有时不是宏大的计划,而是一次不肯放过的”为什么”。