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科學(xué)化學(xué)的創(chuàng)立

科學(xué)家從來就不是什么先知先覺,科學(xué)的進(jìn)步是靠偶然性來推動的。這話不無道理,科學(xué)化學(xué)的創(chuàng)立就是明證。

一束淡雅的紫羅蘭推動近代化學(xué)向前邁了一大步。300多年前的一天,園丁送給波義耳一束紫羅蘭。波義耳順手將它放在實驗臺上,可過會兒一不留神將鹽酸濺到了可愛的花瓣上。他正要將其丟掉,卻猛然發(fā)現(xiàn)紫羅蘭的花朵竟變成了紅色。這引起科學(xué)家的思考:既然鹽酸能使紫羅蘭變紅,那么其他的酸或許也能,經(jīng)實驗證明確實能。

這回波義耳更來了興趣:紫羅蘭遇酸變紅,遇堿呢?一檢驗,它遇堿變藍(lán)。之后,他又用許多種植物的浸出液做相同的試驗。最后發(fā)現(xiàn)地衣類植物中的石蕊遇酸變紅、遇堿變藍(lán)的效果最為明顯。從此,石蕊試液就作為固定的酸堿指示劑。直到今天,我們在實驗室中和工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各領(lǐng)域仍大量應(yīng)用這一發(fā)現(xiàn)。

波義耳

英國科學(xué)家和哲學(xué)家,對分析化學(xué)作出了突出貢獻(xiàn)。

在發(fā)明石蕊試紙過程中,波義耳充分利用了化學(xué)分析的方法。事實上,正是波義耳將這一方法引入化學(xué)研究領(lǐng)域的,化學(xué)分析運用的最顯著成果還在于由此確立的“不可分元素說”。

早在2000多年前的古希臘哲學(xué)家就提出四元素說,即水、空氣、火和土,還有后來醫(yī)藥化學(xué)家派提出的“三元素說”,直到被稱為懷疑派化學(xué)家的波義耳否定。波義耳對化學(xué)元素的定義做了現(xiàn)代意義上的表述,他說:我說的元素的定義和那些講得最明白的化學(xué)家們所說的元素定義相同,是指某種原始的、簡單的、一點雜質(zhì)也沒有的物質(zhì)。元素不能由任何其他物質(zhì)構(gòu)成,亦不能彼此相互形成。元素是直接構(gòu)成所謂完全混合物(化合物)的成分,也是完全混合物最終分解成的要素。從這句話可以看出,他所說的用化學(xué)方法不能再分解的物質(zhì)即為元素,與今天科學(xué)的元素概念十分接近。

波義耳為元素下的定義對于化學(xué)從煉金術(shù)中脫出,獨立發(fā)展成為一門科學(xué)起了至關(guān)重要的作用。他第一次明確了化學(xué)的任務(wù),并指出化學(xué)的基本研究方法為定性分析法,使化學(xué)最終踏上唯物主義的道路。

波義耳還身體力行地進(jìn)行實驗研究,一生做了大量試驗,直至1691年逝世前仍致力于科學(xué)試驗。他一貫強(qiáng)調(diào)只有實驗和觀察才是科學(xué)思維的基礎(chǔ)。除了對指示劑的研究,他還定義了酸和堿,將物質(zhì)分為三大部類,即酸、堿、鹽,并首創(chuàng)眾多定性檢驗鹽類的方法,如利用鹽酸和硝酸鹽溶液混合生成白色沉淀物的性質(zhì)來檢驗鹽酸和銀鹽。波義耳的這些發(fā)明已過去300多年,但今天我們?nèi)栽谟盟鼈儭?685年,波義耳將這些方法整理成《礦泉水實驗研究史的簡單回顧》一書,他不愧為定性分析的先驅(qū)。

波義耳對科學(xué)的另一重大貢獻(xiàn)是:反對宗教與科學(xué)的完全對立。1655年,波義耳來到當(dāng)時的科學(xué)圣地——牛津,發(fā)現(xiàn)那里科學(xué)與宗教對立的空氣極為緊張,就發(fā)出了“人的得救不是靠反對什么,而是靠接受上帝的恩典。只要你肯,仍然可以在科學(xué)里愛上帝,敬拜上帝”的響亮號召。這一宣言使很多人的思想偏差得以扭轉(zhuǎn),從此清教徒科學(xué)家和基督徒科學(xué)家攜手并肩共同把近代科學(xué)推向前進(jìn)。

波義耳對科學(xué)事業(yè)尤其是化學(xué)的杰出貢獻(xiàn)贏得了后人的尊敬,他也由此得到了“化學(xué)之父”的美譽(yù)。

波義耳定律示意圖

在圖中,最初的壓力是a,體積是b,當(dāng)體積變?yōu)樵瓉淼囊话耄瑝毫蜁黾?倍,而它們的積恒為ab。

知識鏈接

《懷疑派化學(xué)家》

這是波義耳1661年完成的著作。在這本書中他明確提出了化學(xué)的研究對象、研究方法及他的物質(zhì)觀,標(biāo)志著化學(xué)成為一門獨立的科學(xué)學(xué)科。《懷疑派化學(xué)家》的一大特點是全書使用了對話的形式,其中有逍遙派化學(xué)家,主張亞里士多德的四元素觀點;有醫(yī)藥派化學(xué)家,持三元素論觀點;有哲學(xué)家,在爭辯中保持中立;還有作者自己代表的懷疑派化學(xué)家。四方都堅持己方主張,相互之間展開激烈爭辯。通讀全書,懷疑派化學(xué)家對舊理論的批判,對元素內(nèi)涵的最新認(rèn)識都闡述得明白無誤,最終憑借無可爭辯的事實取得了決定性的勝利。

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