化學反應廣泛存在于物質世界。鐵塊在氧氣中生銹，人體、動植物從食物中吸取養份，都是化學反應。盡管自遠古時代起，人類就發現了許多化學現象并有意識地使它為人類服務，但和許多其它學科一樣，化學成為一門科學，是近代的事情，并非古已有之。自從化學成為專門學科以來還不到四百年，人類生活就大大改變了。僅從醫藥學的角度說，就不知新制造出多少種從未有過的藥品。人們的衣、食、住、行，在每個領域化學表現出都巨大的威力。化學為我們提供了日益豐富多樣的物品。如今，沒有化學，人類將寸步難行。然而，今天的化學，卻脫胎于古代的煉金術，把化學從煉金術中解放出來的人就是波義耳。

1627年1月25日，羅伯特·波義耳（Robert Boyle，1627～1691，英國化學家、物理學家和自然哲學家，1661年發表波義耳定律，指出恒溫下，氣體的體積與壓力成反比）生于愛爾蘭的利斯莫爾的一個伯爵家庭里。曾在伊頓公學讀書，從伊頓公學畢業后，他和家庭教師一起到法國、瑞士、意大利旅行和學習，開闊了他的知識視野，他對科學發生了愈來愈濃厚的興趣，開始研究伽利略的著作。1644年末，他在倫敦定居，博覽了科學、哲學和神學等許多方面的書籍。波義耳在他的實驗室開始進行物理學、化學和農業化學方面的研究工作。1654年到牛津大學后開始從事系統的物理和化學的研究工作，積極參加了英國皇家學會的創建活動，1663年當選為英國皇家學會會員，1680年被選為皇家學會會長，終生未婚。1691年12月30日在倫敦逝世。

弗蘭西斯·培根是英國哲學家和政治家，堪稱英國唯物主義和實驗科學的始祖。波義耳便是他的忠實信徒。因此，他把實驗室的研究工作看成是頭等重要的大事。他利用從父親那里繼承下來的大筆遺產，建立了自己的化學實驗室。

化學主要起源于煉金術，到了15～16世紀，化學開始擺脫煉金術的束縛，但仍從屬于醫學和冶金，沒能成為一門獨立的科學。那個時代的人們，尤其是一些科學家卻認為，化學只是有助于藥劑師制藥，有助于煉金術士尋找點金石的一種技能罷了。波義耳從親身的實踐中體會到化學應該有其自身的目的，認識到化學是一種重要的理性科學，并不僅僅是一種實用工藝，它理應成為一門基礎科學，而不是醫學和冶金學的從屬品，必須把它從煉金術和醫學中解放出來。

為了使化學這門科學真正確立起來，他投入了一個又一個緊張的化學實驗……他的化學實驗是饒有趣味的，而且是多種多樣的。

一天，波義耳正在準備對實驗室進行晨間的例行檢查時，一個園丁走進書房，把一籃美麗的紫羅蘭放在一個角落里。波義耳欣賞紫羅蘭的艷麗和芬芳，隨手摘了一束花就匆忙向實驗室走去。

他想：現在需要對重金屬硫酸鹽加以蒸餾，以取得濃硫酸。波義耳把實驗室的門打開，看到縷縷濃濃的煙從玻璃接受器里冒出來。助手威廉告訴他：“我們弄到了兩瓶鹽酸。”

“我想看看這種酸。請往燒瓶里倒上一些。”波義耳說，然后，他把紫羅蘭放在桌上，幫助威廉倒鹽酸。刺激性蒸氣從瓶口冒出來，慢慢地散發到桌子周圍。燒瓶里的淡黃色的液體也在冒煙。

“好極了！搞完蒸餾以后，請上樓到我那兒去，我們討論一下明天的工作計劃。”波義耳從桌子上拿起那束紫羅蘭，就回到書房里去了。這時，他發現紫羅蘭微微地在冒煙，可惜啊，酸沫竟濺到上面了，應該洗掉才好。

他把花放進水杯里，自己則坐在窗前，拿起一本書看了起來。過了一段時間，他放下書本，瞧了一眼裝紫羅蘭的杯子，真是奇跡！這些紫羅蘭竟然成紅色的了。波義耳把書扔到一邊，拿起花籃立即跑到實驗室。

波義耳把各種不同的酸用水稀釋后，將紫羅蘭花放進去，發現紫藍色的花朵逐漸都變成了紅色。“原來是這樣，不僅是鹽酸，而且其他的酸也可將紫羅蘭的藍色變成紅色。”波義耳得出了結論：“只要把紫羅蘭花辨放進一種溶液中，就能很容易地確定這種溶液是不是酸性的。”

后來，波義耳和他的助手就用水和酒精制作了一些紫羅蘭花瓣的浸液。檢驗溶液是不是酸性的，只需加上一滴這種浸液，根據顏色的變化，他們就很容易得出正確的結論。他們接著從芬芳的玫瑰花瓣中制取了一些浸液。雖然不如茶水那樣容易，但也是一瓶一瓶地浸了出來。

“酸性”能夠判斷了，那么溶液的“堿性”是否也可以通過“浸液”來判斷呢？波義耳思索著。

于是，這位不畏疲勞的科學家又搜集了藥草、地衣、五倍子、樹皮和植物的根等，和他的助手們一起制取了各種顏色的浸液。有些只是在酸的作用下改變顏色，而另一些則在堿的作用下改變顏色。

反復實驗后，他發現：從石蕊地衣中提取的紫色浸液最有意思，酸能使它變成紅色，而堿卻能把它變成藍色，波義耳用這種浸液把紙浸透，然后再把紙烤干。把這種紙片放進被試驗的深液中，只要紙片改變了顏色，就能證明這種溶液是酸性的還是堿性的。事實上，這時波義耳就已經發明了“石蕊試劑”和“pH試紙”。

這樣，波義耳成為第一位把各種天然植物的汁液用作指示劑的化學家。他將汁液的酒精溶液滴在紙上，做成試紙來檢驗溶液的酸堿性，他用過的植物有紫羅蘭、玫瑰、洋紅、石蕊等。直到今天，化學家還采用波義耳的方法。

正如科學研究中經常發生的一樣，一個發現往往引起另一個發現。

波義耳在研究用水制取五倍子浸液時發現，這種浸液和鐵鹽在一起，會形成一種黑色的溶液。“既然是黑色的溶液，就可制墨水”，波義耳思索著。他仔細研究了制作墨水的條件，選定了原料配方，制造出高品質的墨水。后來人們沿用這一方法生產的墨水幾乎達一個世紀之久，在許多科學家、作家的手中留下了光輝的印跡。

他也是第一位給酸和堿下定義的化學家，他指出能將藍色果汁變成紫紅色的物質都是酸；顏色變化與此相反者則是堿。與此同時，他還研究很多檢驗方法，例如利用銅鹽溶液是藍色的來檢驗銅鹽；利用能形成氯化銀沉淀且沉淀在放置過程中逐漸變黑的現象來鑒定銀。波義耳還研究了磷和磷酸的性質，發現磷燃燒后產生白煙，它溶于水使溶液顯酸性。磷與強堿溶液放在一起產生一種氣體，它和空氣接觸后，生成縷縷白煙，即磷化氫的氧化反應。

波義耳多年的研究工作證明，用某種試劑作用于物質時，它們就能分解生成更簡單的物質。有些物質會生成有色沉淀，有些物質能分解出帶有特殊氣味的氣體，還有些物質會產生有色溶液等。利用特殊的反應，就可以確定這些化合物。

波義耳把借助于特有的反應來分解物質并鑒別產物的過程，稱作“分析”。這種新的研究方法，對分析化學的確立和發展起了巨大的推動作用。

波義耳提出最重要的理論是化學元素概念。從前，以亞里士多德的學說為代表，認為萬物中只有四種元素：水、氣、土、火。波義耳通過大量的實驗，證明元素有許多種，而不是只有三、四種。

1659年，波義耳在R.胡克協助下改進了O.von蓋利克發明的空氣泵，利用它作了許多實驗，觀察到稀薄空氣下水的沸騰，真空中虹吸失效及毛細管效應等現象。他把這些實驗結果匯編成《涉及空氣彈性及其效果的新物理—力學實驗》一書，于1660年出版。他在書中描述了近兩年來的全部實驗，并第一次批判了亞里士多德的四元素理論、笛卡爾的“以太”和煉金術士的三本原。這部著作自然引起了亞里士多德的追隨者及笛卡爾派的猛烈攻擊以及耶穌教徒的詰難，認為其中有詐。但是，這位溫和、不喜歡爭辯的科學家卻沉默寡言，等待著他的實驗事實替他說話。

接著，他又著手寫出了一部光輝著作——《懷疑派的化學家》。該書于1661年出版。在這本書中，波義耳大膽提出了什么是元素，什么不是元素的看法。他說：“元素是正確的、實在的、單一的純凈物質，用一般的化學方法，是不能把元素分解成更簡單的物質的，假使某種物質能分解成更簡單的物質，或者能轉化為其他物質，那么，這種物質就不是元素。”

波義耳拋棄了各種錯誤見解，給元素下了一個明確的定義。雖然波義耳沒有解決怎樣得到元素和元素有哪些種等問題，但是，他從實驗中已經得出結論：元素肯定不是只有三種、四種，而是有許多種。由此徹底摧毀了統治科學達2000多年之久的四元素的學說，使化學開始從煉金術中脫胎出來，化學研究開始建立在科學的基礎上。正如他說的那樣，“一個有決心的人，終將找到他的道路。”

波義耳在物理學方面也有成就，研究得最多的對象是氣體，其研究成果以發現氣體的彈性（即可壓縮性）最為有名。他在助手R.湯利的協助下，對一端封閉的彎管內氣體體積隨壓強的變化作了實驗研究，他在一支一端封死的U形玻璃管中充滿水銀，封閉的一端留有一部分空氣。當加在空氣上面的重量越大時，空氣的體積就越小，從而發現了氣體體積與壓強的反比關系（《關于空氣的彈性與重量學說的答辯》，1662）。這是在力學運動以外的第一個自然定律。1676年法國物理學家E.馬略特也獨立總結出在溫度恒定時氣體的壓強與體積成反比的定律，在表述上比波義耳完整，數據更令人信服。因此，這一定律以后被稱為波義耳——馬略特定律。

波義耳的物質微料結構理論為原子——分子理論發展開辟了道路；壓力和體積的關系為新興的物理化學制定了第一個定律；對許多顏色反應和沉淀反應加以系統化，為分析化學打下了基礎；他所進行的物質燃燒實驗，導致創立了化學上第一個普遍理論——喬治·施塔爾的燃素論。

遺憾的是，波義耳在晚年熱衷于調和宗教與自然科學的矛盾。他捐款設立波義耳講座，專門用來進行反對無神論的宣傳。