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在2010年,英国皇家学会在成立350周年纪念之际,公布了学会发起人之一的罗伯特·波义耳的一份愿望清单。当时的波义耳口述助手写下的这些对未来的预测大都实现了,其中包括了延长寿命、器官移植、飞向蓝天、经纬度定位、改变植物物种、巨型作物等等。
人物生平
罗伯特·波义耳于1627年1月25日出生在爱尔兰的一个贵族家庭。家庭优渥条件使波义耳获得了良好的教育。罗伯特是他父母的第十四个孩子,在他的婴儿期,他被送去与一个贫穷的爱尔兰家庭住在一起。他的父亲喜欢他的孩子以这种方式度过他们的早年,相信这样会使他们变得坚强起来。八岁时,波义耳被送往英格兰最负盛名的私立学校伊顿公学; 他在那里度过了三年。
波义耳家乡的住所
12岁时,他和他的哥哥弗朗西斯以及导师一起踏上了漫长的欧洲之旅——这次“大游览”是许多富人教育的传统组成部分,通常包括参观意大利和希腊的古典遗址,让富人子弟开阔见识。他14岁时前往意大利,了解伽利略如何使用数学来解释运动,波义耳很感兴趣,并开始研究伽利略的工作,从此对科学的探索一发不可收拾。
科学成就
1655年的波义耳到了牛津大学城,因为很有钱,就自己建立了一个实验室,还雇佣了一名助手——罗伯特·胡克。利用真空装置进行空气实验时,波义耳和胡克发现了波义耳定律。他们使用汞来改变玻璃管里面固定重量空气的压力,博伊尔发现压力乘以体积是一个常数。换句话说,当你增加气体压力时,气体的体积会以可预测的方式收缩。
波义耳通过敲响28升玻璃罐内的铃铛来进行空气中声音传播的实验研究。在罐子外面的磁铁的帮助下,敲响玻璃罐中的铃铛。当他从罐子里抽出空气时,铃声越来越微弱。由此发现了发现声音无法通过真空传播。
波义耳的真空装置
1660年波义耳出版了《关于空气弹性及其效应的物理、力学新实验》一书。在书中,详细阐述了他所进行43个实验,说明了空气在不同现象中的效果,试验了抽空空气时的氧化、磁场、声音及气压特性,检验了在不同物质上增加气压的效果。
现代化学的基础
1661年,波义耳开始将化学从炼金术的神秘主义中分离出来。他宣称,大多数炼金术的追随者对现象的根本原因并不感兴趣,“无知,是神秘物质的庇护所。”波义耳想要通过数学的方法,将化学变成可以量化的科学——他认为世界所有的东西都可以用数学进行表达。
正如伽利略否决了亚里士多德的运动理论一样,博伊尔否决了亚里士多德的元素:土壤,水,空气和火。他正确地将元素定义为不能分解成其他物质的简单物质。当元素结合形成新物质时产生化合物,与不形成新物质的混合物不同。
波义耳认为所有物质都是由原子组成的,并且原子之间存在着间隙——他认为他是真空。他认为化学行为可以通过原子的运动来解释,而原子的运动又可以通过数学来理解。
虽然波义耳谴责神秘主义,但他仍然是一个炼金术士,他相信一个元素可以转化为另一个元素。他正确地认为,这可以通过重组构成元素的基本粒子来实现。
波义耳还成功研制了石蕊试纸——酸碱指示剂。这个是在初中化学就教授的内容,这种试纸有红色和蓝色,碱性溶液使红色试纸变蓝,酸性溶液使蓝色试纸变红。
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