科学大师的小故事—化学大师波义耳

 

化学大师波义耳(1627~1691年)回到最基本的元素/化学之父...



化学大师

波义耳(1627~1691年)

回到最基本的元素/化学之父



三百五十年前,波义耳发现了一个小池塘,名叫『科学』。

池塘里有好多鱼,每条鱼钓出来,都是科学上的新发现,可以帮助许多人。于是三百五十年来,成千上万的聪明人往那个小池塘里跳;想出各种方法,用尽所有力量,只为了抓那个小池塘里的鱼。渐渐地,大鱼被抓光了,抓小的,不久小鱼也快抓光了,抓更小的;抓呀!抓呀!抓得的鱼不多,小池塘里的水却愈来愈混浊了。开始有人清醒了,回头想:当年的波义耳,是不是只发现这一个小池塘?其实呀,很少人知道:波义耳发现了一个好大好大的池塘,然后顺着大池塘走,才发现那个小池塘。

那个大池塘在哪儿呢?你看了本文,也许会发现喔!

不变的上帝与定律



布朗是当时一位很杰出的医生,也是一位基督徒,他在书中写道:『上帝造这个世界的目的是给万物居住,但是造人的目的,不只是为了使人在世界上生存而已,而是使人能够学习管理大地与思考上帝的作为。人需要理智才能够学习与思考。理智是上帝赏赐给人的,使人有别于其他万物。只是人类很少为这个赏赐感谢上帝…… 人可以透过三个老师认识上帝:圣经、住在基督徒心中的圣灵、以及上帝创造的万事万物里。』波义耳想道:如果这些叙述是正确的,那么他愿意成为基督徒,并且用仔细的理智逻辑与精密的实验追求认识万物的定律。这时候波义耳二十八岁。

六年以后,他果然在这个信念下发现了『在恒温之下,压力的大小与气体体积成反比』。这是世界上每一个学生都知道的『波义耳定律』。  这个定律的伟大不是在怎么计算、怎么运用,这个定律的永垂不朽,是因为:这是人类历史上第一个被发现的『定律』,证明宇宙里是有不改变的律——且因创造宇宙的是一位信实、永不改变的上帝。

英国皇家科学会


波义耳在二十八岁后离开多塞特前往牛津。那里人才荟萃,是英国饱学之士的聚集中心。波义耳因着对真理火热的追求与超人一等的理智思维,不久就成为牛津最受欢迎的学者。在那里他认识有『清教徒之父』之称的李察•巴克斯特(Richard Baxter),这两个人的友谊对后来一百年的影响很大,使得科学的进步扎根在敬虔信仰的根基上。

当时有很多人以为对宗教虔诚就必须反对科学。波义耳与巴克斯特扭转这种偏差,宣称:『人的得救条件不是要反对什么,而是接受上帝白白的恩典。只要你肯,仍然可以在科学里爱上帝、敬拜上帝。』这一段谈话在当时产生很大的影响,使得波义耳的牛津科学阵营里,聚集了一批杰出的基督徒科学家,如物理之父——牛顿(Newton)、力学大师——虎克(Hooke)、植物学之父——约翰•芮(John Ray)、古典文学大师——李察•班特利(Richard  Bently)等,渐渐地这群人就组成了『英国皇家科学会』。

直到今天,这个协会仍是全世界所有科学团体中最杰出的一个;能够成为该学会的院士,是一个科学家的极高荣誉。

机械怪手


波义耳栽培了许多杰出的科学家。例如,他在牛津大学上课时,注意到教室外面有个扫地的少年人,老是拿着扫把站在教室外面偷听,后来学生要把这个扫地的人赶走,骂他:地不好好扫却在教室外闲站偷懒。波义耳反而叫那少年人进来,问他:『你叫什么名字?在这里干什么?』

『我叫虎克,是英格兰威特岛(Isle of Wight)人,家里太穷了,没有钱受教育,又很想念书,所以来大学扫地,一边扫一边听。』

波义耳听了很受感动,决定收他当助手,于是顺便问他:『你会做什么呢?』

虎克答道:『只要你能说出来的东西,我都会做。人家叫我『机械怪手』,风车、磨坊、日晷…… 甚至轮船我都会做。』

『真的?那你能为我做一部抽风机吗?』就这样,虎克给波义耳做了一部抽风机,而且一起重复地测量气体压力与体积,印证了『波义耳定律』。在波义耳的推荐下,虎克后来成为皇家科学会重要的一名科学家。现代的学生几乎都知道虎克的显微镜与虎克的弹性定律。

回到最基本的元素


在科学史上,波义耳被称为『化学之父』,是由于另一个划时代的贡献。

当时的化学家仍相信亚里斯多德的学说:物质是由水、土、空气、火四要素所组成。这种偏差的学说,使得一千年来的化学家像炼金的术士,不断用不同的物质炼来炼去,想炼出金子来。他们始终认为是由于『水、土、气、火的失调』,缺乏因缘际会,以致无缘炼出金子。

波义耳力斥这种没有原则的因缘际会论,他认为『一个物质能否炼出金子,主要决定在这种物质是否含有『金子』这一个本质,如果没有这一个本质,再碰到什么因缘也不会有金子出来。』

这个本质就是物质的基本要素,他称为『元素』(elements),整个近代化学就从这个正确的观点建立起来。

波义耳也是首先用树木的液体来区分酸、碱的不同,这个液体后来成为有名的『石蕊试纸』。在波义耳的心中,物理、化学的美,在于能用非常简单的东西、非常基本的原理,阐述宇宙里各种复杂的现象。

波义耳死于一六九一年十二月三十日。死前捐献所有财产,成立翻译圣经为爱尔兰文与土耳其文的基金。他晚年写了《基督徒的品德》(The Christian Virtuoso)一书,呼吁基督徒『以科学研究作为信仰的职责』。

更多科学大师的故事,敬请关注下周更新。


参考书目:

M. B. Hall, 1965, Robert Boyle on Natural Philosophy, Indiana University Press, U.S.A.


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