БОЙЛЬ РОБЕРТ (1627 – 1691)

БОЙЛЬ РОБЕРТ (1627 – 1691)

БОЙЛЬ РОБЕРТ (1627 – 1691)

ВВЕДЕНИЕ

Вопрос о том, из чего состоят различные тела, в 17-м веке волновал многих ученых — физиков и химиков (впрочем, в то время еще не было такого четкого, как сейчас, разделения на физиков и химиков: многие ученые сделали открытия в обеих этих областях). Каждый уважающий себя ученый мог иметь и имел собственное мнение на этот счет. В 1661 году в Лондоне вышла книга под названием «Химик-скептик». Автор, который не счел нужным указать на обложке свое имя, писал: «Я начертал здесь план химической философии, который надеюсь выполнить и усовершенствовать своими опытами и наблюдениями». В книге описана беседа нескольких ученых, один из которых отстаивал точку зрения школы Аристотеля о том, что в основе мира лежат четыре элемента; другой был сторонником взглядов алхимиков, которые считали составными элементами всех «смешанных тел» ртуть, серу и соль. Третий же ученый опровергал оба предыдущих мнения и выражал свой, особой взгляд на эту проблему: он утверждал, что нет никаких оснований «присваивать данному веществу название того или иного элемента лишь потому, что оно похоже на него каким-либо одним легко заметным свойством. В заключение он давал свое определение элементам, называя ими «некие первоначальные и простые тела, которые не будучи образованы из других тел или друг из друга, являются теми составными частями, из которых непосредственно состоят все так называемые смешанные тела и на которые они в конечном итоге разлагаются».

Такими «простыми телами» считались известные металлы – золото, серебро, ртуть, а также вода и другие вещества, общее количество которых не было указано.

Автор книги безусловно сочувствовал именно этим взглядам. Он позаимствовал у древних философов идею универсальной первоматерии и считал, что все в мире состоит из ее мельчайших частиц, называемых корпускулами. Автор утверждал, что «Первичные корпускулы суть «элементы», то есть непосредственные начала» различных видов тел; при их объединении возникают химические соединения и смеси. Объединение происходит благодаря особого рода сродству или притяжению».

Имя автора вскоре было раскрыто читателями. Им оказался известный ученый-естествоиспытатель, один из основателей Лондонского Королевского общества Роберт Бойль.

.

БИОГРАФИЯ

Роберт Бойль родился 25 января 1627 года в замке Лисмор в Ирландии. Он был седьмым сыном и тринадцатым ребенком графа сэра Ричарда Бойля.

Роберт, как и полагалось, получил сначала домашнее воспитание, а потом был направлен в Итонскую школу, которую король Генрих VI основал в 1446 году в маленьком городке Итон на правом берегу Темзы прямо напротив Виндзора. Школа предназначалась для обучения детей аристократов.

Здоровье Роберта было очень слабым, поэтому, когда ему пошел всего двенадцатый год, отец направил его с гувернером в Женеву, где он учился несколько лет, затем путешествовал и вернулся в Ирландию образованным человеком.

Унаследовав от отца значительное состояние, Роберт Бойль вначале жил в своем поместье, где занимался философией. Затем он переехал в Оксфорд и увлекся «опытными науками». В Оксфорде у Бойля появились новые знакомые, установились связи с людьми, интересующимися наукой. Они создали нечто вроде тайного общества любителей науки, так называемую «невидимую коллегию» (впоследствии Оксфордское научное общество). В то время были популярны научные диспуты, часто весьма курьезные. Бойль диспутов не любил. Он избегал личных столкновений, уклонялся даже от чисто научной полемики, считая, что его эксперименты покажут и расскажут лучше него: Роберт Бойль был талантливым и неутомимым экспериментатором. С 1668 года Бойль жил в Лондоне, где в 1680 возглавил Лондонское Королевское общество.

Личная же его жизнь протекала тихо и была очень одинокой. Бойль никогда не был женат, он все свое время отдавал науке, отказываясь от почестей, которые пытались воздать ему современники, и не участвовал ни в каких политических интригах того бурного времени.

.

НАУЧНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ

Роберт Бойль был одним из первых ученых, кто пытался превратить химию в часть «натуральной философии». Бойль четко разграничивал различные ступени разложения материи и допускал возможность превращения одних составных частиц в другие путем их внутренней перестройки.

В основу своей «корпускулярной философии» Бойль положил заимствованную у Декарта «механическую философию», которая утверждала, что все без исключения частицы материи подчиняются одним и тем же законам механики. Однако главным обоснованием применимости механики ко всем видам материи Бойль признает опыт. Именно опытные факты говорят, по мнению Бойля, о том, что «нет необходимости ожидать изменения физических законов с изменением линейных размеров объекта». Бойль осторожно заявлял, что, давая механическое объяснение качествам, он не претендует на то, что оно единственное и необходимое, но что оно только возможное и, по всей вероятности, достаточное.

Бойль составил довольно отчетливую картину природы твердых, жидких и газообразных сред и природы теплоты. Он экспериментально доказал превращение упорядоченного механического движения в беспорядочное тепловое движение. Он также специально исследовал вопрос о возможности нагревания с помощью сфокусированных линзой солнечных лучей под водой, то есть в отсутствие воздуха.

Поражает тот факт, что, несмотря на то, что труды Бойля читались и изучались всеми образованными физиками, потребовалось более ста лет для того, чтобы кинетическая теория теплоты получила признание.

Научные исследования Бойля в области физики были также посвящены изучению проблем оптики, теплоты, электричества, акустики. Опровергая мнение схоластов, что ртуть в трубке Торричелли удерживается невидимыми нитями, он решил исследовать упругость воздуха. Взяв U-образную трубку, запаянный конец которой был короче открытого, Бойль подливал в открытый конец ртуть, показывая, что ртутный столб уравновешивает избыточную упругость сжатого воздуха. Ученик Бойля Р. Тоунли, рассматривая запись высот ртути в открытом и закрытом коленах, подметил обратную пропорциональность между избыточной высотой ртутного столба и объемом воздуха в закрытом колене. Исследовав эту закономерность при давлениях выше и ниже атмосферного, Бойль установил закон, носящий ныне и его имя (закон Бойля – Мариотта). Свои опыты он описал в труде «Защита доктрины, относящейся к упругости и весу воздуха», вышедшем в 1662 году. Этот закон, который по праву можно было бы назвать законом Бойля – Тоунли, долгое время подвергался сомнениям, и лишь через 14 лет, когда независимо от Бойля и Тоунли французский физик Э. Мариотт описал аналогичные опыты в трактате «Опыт о природе воздуха» (1676), достоверность опытов Бойля была подтверждена и этот закон известен сейчас как закон Бойля – Мариотта.

Опытам Бойля с упругостью воздуха предшествовало изобретение им воздушного насоса. С его помощью ученый обнаружил понижение ртутного столба при откачивании воздуха, уменьшение температуры кипения при пониженном давлении, прекращение действия сифона в вакууме и т.д. Эти опыты были описаны в труде «Новые физико-механические опыты, касающиеся упругости воздуха», вышедшем в 1660 году.

Через три года после проведения опытов с насосом и через год после открытия газового закона Бойль опубликовал труд «Опыты и рассуждения, касающиеся цветов», где описывал явления интерференции в тонких пленках (мыльных пузырях и тонких стенках стеклянных шаров). Ему также принадлежат первые догадки относительно сложного состава белого света.

Бойль настойчиво старался свести все явления природы к простому механическому перемещению корпускул.

Роберт Бойль является одним из основателей качественного химического анализа, он ввел в химию экспериментальный метод. Свой взгляд на химию как на самостоятельную науку Бойль изложил в труде «Предварительные размышления». Однако многие химические проблемы остались им не поняты, в частности нечеткие теоретические рассуждения относительно процесса горения привели его к существенным ошибкам в выводах по результатам прокаливания металлов в запаянных колбах. Эти ошибки были обнаружены М. В. Ломоносовым, который первым начал взвешивать до и после прокаливания не открытую, а запаянную колбу с металлом. В своем отчете за 1756 год он писал: «Производились исследования в прочно запаянных стеклянных сосудах, чтобы установить, прибавляется ли вес металла от чистого жара. Этими опытами обнаружено, что славного Роберта Бойля мысль неверна, так как без поступления внешнего воздуха вес сгоревшего металла остается таким же». Этими опытами М. В. Ломоносов впервые экспериментально подтвердил сохранение вещества при химических реакциях и выяснил роль воздуха в процессах горения.

.

Рассказы об ученых по физике.