科学明星玻意耳

刘坤

玻意耳（Robert Boyle，1627～1691年）英国物理学家、化学家。1627年1月25日出生于爱尔兰的利斯莫尔。他幼年就聪慧过人，有超人的记忆力和非凡的语言才能。1635年在伦敦西郊的伊顿公学学习，1639年至1644年在瑞士、法国、意大利学习，1644年继承了父亲的一笔财产，定居在多尔塞特，博览了自然科学、哲学、神学等方面书籍。当时他还经常参加由他姐姐邀请的一些著名科学家的聚会，去听他们就一些科学问题的讨论，但他主张“实验决定一切”。1654年玻意耳在牛津大学创立了一个实验室，开始从事系统的物理和化学的研究工作。他是伦敦皇家学会创始人之一，1663年被选为英国皇家学会会员，1680年被选为皇家学会会长。在英国，玻意耳是最先开展气体力学研究的学者之一，因研究气体性质而闻名。

在物理学方面，玻意耳从事分子物理、光和电现象、流体力学、声学、热学、力学多方面的研究，成果累累。

玻意耳最突出的贡献是1661年发现了玻意耳定律。1659年，他在助手胡克的协助下，改进了盖利克发明的真空泵，利用它进行了一系列气体性质的开拓性实验。例如，他曾将真空泵放在屋顶，水管放在地面的大水罐内，实验发现当水银气压计指示在29英寸处时，水不可能被提升到33英尺以上。1660年他将实验结果汇编成册，出版了他的第一部著作《涉及空气弹性及其效果的新物理——力学实验》。他用实验论证了空气是有重量和弹性（当时玻意耳称之为弹力）的;论证了空气对于燃烧、呼吸和传声是必不可少的;论证了压强对水的沸点的影响，提出了当使周围的空气稀薄时热水就能沸腾起来的观点;论证了细管中液体的上升（即毛细现象）是和大气压力无关的，这与当时的观点截然相反;论证了真空中虹吸失效;研究了空气的比重、折射率等。这本书引起了耶稣教徒的诘难，认为其中有诈。玻意耳在助手R·汤利的协助下做了实验，通过实验不但证实了“空气的弹性有能力做出远远超过我们需要归之于它的事实”，而且发现了气体的体积与压强的反比关系，在历史上建立起力学运动以外的第一个定量的自然定律，即著名的玻意耳定律，现被称为玻意耳—马略特定律。1662年他发表了论文──《关于空气的弹性和重量学说的答辩》，文中不但阐述了玻意耳定律，而且还描述了另一个实验：一定体积的封闭空气被加热时其压强增大。可惜他没有重视并定量地检测这一现象，而失去了进一步发现规律的机会。

玻意耳在物理学的其他方面也有许多贡献。他最先对固体的弹性进行了研究，在对钟摆长度变化所开展的固体膨胀研究中，他发现了水在结冰时会膨胀。他主张热是分子的运动。他拥护原子论假说，认为一切物体都是由较小的、完全相同的粒子组成的。他于1663年首先提出色光是白光的变种，表述了白光的复杂性的思想，指出物体的颜色并不是物体本身的内在属性，而是由光线在被照射面上发生的变异引起的。1663年他还第一次记载了在肥皂泡和玻璃球中产生的彩色薄膜条纹。他观察到静电感应现象，指出化学发光现象是冷光等。他在实验过程中研制成气压计，并于1662～1663年引入“barometer”（气压计）这个名称。玻意耳特别重视和强调实验的重要意义。他自己从事实验的面非常广，在热学、声学、电学、光学、流体静力学、化学、医学、生物学、生理学多方面从事过许多实验，对以后实验物理学的发展有积极影响。

玻意耳还是个杰出的化学家。1661年出版了著作《怀疑的化学家》。他反对当时“点金术”派的“元素”观，提出了接近于近代的化学元素的概念，区分了化合物和混合物。他把实验方法引入化学研究之中，主张化学要建立在大量的实验观察基础之上，对物质的化学变化要进行定量研究，从而开创了分析化学的研究。他最早引入了“分析化学”这个名称。恩格斯对他给予了高度评价，指出“玻意耳把化学确定为科学”。

在生理学方面，玻意耳研究了空气对生物的作用，发现了肺内血液颜色和摄取空气有关，1663年他还找出了毛细血管等。

他的著作还有：《各种形式和性质的起源》《关于颜色的实验和考虑》《流体静力学奇谈》《论矿泉水》《关于自然哲学价值的某些考虑》等。

玻意耳虽终身致力于科学研究，却是个有神论者，晚年曾设置玻意耳讲座，专门反对无神论。由于玻意耳科学上的卓越成就，被人们称为“英国科学界的明星”。1691年12月30日这颗明星殒落，终年64岁。

人教版物理八年级下册第九章《压强》课外阅读延伸