Роберт Бойль

Роберт Бойль родился 25 января 1627 г. в ирландском замке Лисмор. Его отец, богатый аристократ, дал возможность сыну получить разностороннее образование: изучить естествознание и медицину, несколько древних языков, основательно ознакомиться с Вопросами истории религии.

Бойль жил в эпоху великих общественных и духовных преобразований. Когда ему было тринадцать лет, в Англии началась буржуазная революция, а вслед за ней - гражданская война. В результате этих событий аристократия была устранена от реальной власти и развитие страны пошло по капиталистическому Пути. В английской философии отразились классовые противоречия борьбы между идеализмом и материализмом, при этом прогрессивная часть общества разделяла мировоззрение философов-материалистов античности и эпохи Возрождения. Правда, различные материалистические учения в это время несли следы религиозных представлений и не были до конца последовательны. Эти черты проявились и в мировоззрениии Р. Бойля- великого английского естествоиспытателя XVII в. Они объясняются компромиссом между молодой и в большей части очень религиозной буржуазией и старой феодальной знатью. Неудивительно, что ц мировоззрении Бойля заметны религиозные тенденции и ученый всю жизнь стремился примирить свои философские, естественнонаучные и религиозные взгляды.

Роберт Бойль (1627-1691)

Однако, несмотря на сильные религиозные тенденции, Бойль научными работами расчистил путь механистическому материализму в естествознании. Следуя примеру гигантов эпохи Возрождения, Бойль, как и его великий соотечественник Фрэнсис Бэкон, решил усовершенствовать способы определения истинности явлений. На Бойля произвели сильное впечатление воззрения Ф. Бэкона, которого К. Маркс назвал подлинным родоначальником английского материализма и всей современной экспериментальной науки. В работах Бойля встречается немало ссылок на мысли Ф. Бэкона 6 роли естествознания и организации научной работы, и в первую очередь о признании опыта как критерия истины. Современниками Бойля были такие замечательные философы, как англичане Томас Гоббс и Джон Локк, француз Рене Декарт, голландский мыслитель Бенедикт Спиноза, которые в своих трудах стремились доказать несостоятельность схоластического мировоззрения.

Разделяя прогрессивные взгляды в естествознании, Бойль был твердо уверен, что справедливы лишь такие теоретические представления, которые подтверждаются наблюдениями и опытами, Кроме того, Бойль считал, что наука должна приносить пользу производству. Такие взгляды Бойля совпадали с интересами нарождавшейся буржуазии. Эти идеи разделяли и некоторые другие передовые английские ученые, хотя и не всегда открыто. Им приходилось скрывать свою деятельность от реакционных церковников. Регулярно встречаясь в доме одного врача, они обсуждали естественнонаучные открытия и наблюдения. Бойль был среди инициаторов этой "невидимой коллегии", из которой впоследствии было образовано Королевское общество - Академия наук страны⁷.

Пробирер-аналитик-практик в XVI-XVII вв.

При решении химических проблем Бойль исходил не из алхимических или иатрохимических представлений, а из общефилософских материалистических положений. Он писал: "Химики видели свою задачу в приготовлении лекарств, в получении и превращении металлов. Я рассматриваю химию с совершенно иных позиций, не как врач или алхимик, но как философ. Если бы люди интересы истинной науки принимали к сердцу ближе, чем свои личные интересы, то нетрудно было бы доказать, что они оказали бы величайшую услугу миру, посвяти они все свои силы производству опытов и собранию наблюдений, а не высказыванию теорий,, которые не проверены опытным путем" [14, с. 82].

Основополагающей работой Бойля по химии является его книга "Химик-скептик", опубликованная в 1661 г. на английском языке анонимно. В этой работе Бойль, исходя из многочисленных, экспериментальных данных, смог впервые показать, что основные понятия химии его времени следует пересмотреть, приведя их в соответствие с реальными химическими результатами. Основные задачи алхимического и иатрохимического периодов развития химических знаний заключались в изучении причин превращений веществ. Они не противоречили существовавшим со времени античности учениям об элементах: перипатетиков и спагириков⁸. Но когда в работах Бойля началось изучение истинного состава веществ и законов химических превращений, химики столкнулись с ограниченностью старых представлений.

Гидростатические весы Бойля для определения плотности

На основании экспериментальных результатов Бойль в первую очередь выступил против учения о трех началах и четырех элементах как основе всех веществ. По его мнению, элементом следует считать вещество, которое не имеет составных частей и не может быть разложено⁹. Этот критерий Бойль принял для определения химического элемента в значительной мере потому, что в то время считалось, что вещества, не изменяющиеся при обжиге, можно назвать элементами.

В начале книги Бойль ставит пять основных вопросов-проблем, критический анализ которых составляет все ее содержание.

1. Является ли огонь универсальным анализатором всех тел?
2. Являются ли продукты нагревания, получаемые таким образом, действительно элементами или началами?
3. Действительно ли число продуктов, которые рассматривают как элементы или начала, равно трем или четырем?
4. Действительно ли можно назвать элементами "соль", "серу", "ртуть"?
5. Существуют ли вообще реальные элементы или начала?

Многочисленными опытами Бойль убедительно доказал, что огонь нельзя рассматривать как универсальный анализатор тел, который разлагает их на элементы, так как огонь может очень сильно изменять некоторые вещества. Поэтому продукты обжига (кальцинации) также не могут считаться элементами или началами¹⁰.

Бойль доказал также, что вещества, которые он анализировал, вовсе не распадаются на три или четыре более простых вещества, как, например, золото или стекло. Из некоторых веществ могут выделяться простые "тела" в количестве, большем чем три или четыре, причем их химические свойства такие же, как у элементов. На основании своих экспериментов и теоретических положений Бойль пришел к выводу, что элементы перипатетиков и спагириков не существуют в действительности. С помощью надежных экспериментальных доказательств Бойль показал химикам, что их представления не соответствуют реальному протеканию химических превращений.

Титульный лист книги 'Химик-скептик'

Вместо опровергнутых им устарелых теоретических представлений приверженцев Аристотеля и Парацельса Бойль разработал новую теорию, опирающуюся на атомистические представления, возрожденные в трудах таких философов и естествоиспытателей, как Гассенди, Зеннерт, Декарт и Бэкон.

По теории Бойля, окружающий мир построен из большого числа корпускул - мельчайших частичек единой первоматерии, различных по размерам, форме, массе. Эти корпускулы - носители движения, - объединяясь и разъединяясь, образуют качественно различные "тела", такие, как вода, железо, ртуть, земля и т. д.

Вода, огонь, воздух, ртуть, сера, по мнению Бойля, не элементы в духе Аристотеля или Парацельса, а лишь различные структурные формы вещества - первоматерии. Бойль писал: "При таких обстоятельствах можно, пожалуй, предположить, что не будет абсурдным отказ от представлений о составе веществ из земли и воды, ртути и серы. Но я рассматриваю землю и воду как составные части Вселенной, бесчисленных земных миров, но не всех смешанных тел. Различные элементы... по моему мнению, являются неодинаковыми видами первичной материи или субстанции, которые... отличаются лишь составом и намного меньше другими свойствами, такими, как вкус, запах, горючесть" [15, с. 85].

Книга Бойля "Химик-скептик" пользовалась громадным успехом: первое издание было очень быстро распродано, вскоре был опубликован перевод на латинский язык, а затем появились издания в различных европейских странах. Столь большой интерес к этой работе показывает, что она очень своевременно выявила несостоятельность старых теоретических положений химии, которые не выдержали проверки практикой¹¹.

Еще одним аспектом разносторонней экспериментальной работы Бойля было создание новых методов очистки веществ. Он таксе обнаружил, что соки некоторых растений, такие, как лакмус или сок фиалки, изменяют свою окраску при действии кислот или щелочей. Тем самым Бойль впервые ввел в химию понятия о кислотно-щелочных индикаторах. Это позволило ему разделить соли на кислые и щелочные¹², а также, пользуясь его собственным выражением, на "летучие" и "подобные сере". Практические работы Бойля в значительной мере были посвящены совершенствованию приемов анализа различных веществ. Он разработал применяемые и до настоящего времени очень важные способы анализа сухим и мокрым путем. Он показал, что аммиак выделяется из соединений "известковым молоком" и может быть обнаружен при помощи соляной кислоты¹³. Для обнаружения в растворах кальция, а также серной кислоты Бойль использовал образование труднорастворимого осадка CaSО₄ при взаимодействии соли кальция с серной кислотой. Ученый предложил для аналитических целей реакцию соляной кислоты с солями серебра. Он также использовал для целей анализа различные окрашивания растворов солей металлов и образование цветных осадков (например, образование белого осадка хлорида серебра).

Описанные в работах Бойля многочисленные наблюдения положили начало аналитической химии.

Значительное внимание уделил Бойль также решению многочисленных задач практической химии: это отвечало его личным интересам и его долгу как члена Королевского общества. Для развития горного дела и металлургии большое значение имели введенные Бойлем методы анализа проб руды мокрым путем, а также обоснованная им замена дефицитного (вследствие истребления лесов) древесного угля каменным в металлургических процессах.

В тесной связи с решением фундаментальных проблем состава и свойств веществ стоит изучение Бойлем давления воздуха и физических свойств газа. Решив проверить наблюдения Отто фон Герике и Эванжелиста Торричелли, Бойль провел эксперименты, на основании которых в 1662 г. открыл закон: при постоянной температуре объем газа обратно пропорционален давлению¹⁴ (p*v = const).

В 1676 г. независимо от Бойля эту же закономерность установил французский исследователь Мариотт, и она получила название закона Бойля-Мариотта.

Вакуумные приборы Роберта Бойля

Теоретические и экспериментальные работы Роберта Бойля оказали решающее влияние на развитие химии. Его резкая критика общепринятых ранее представлений о составе и свойствах веществ убедительно показала невозможность их дальнейшего пользования для изучения разнообразных химических реакций. Бойль впервые наглядно показал, что химики должны решить принципиальные проблемы своей науки на основании экспериментальных данных. Если благодаря работам Галилея, Торричелли и других ученых химия была окончательно отделена от физики, то Бойль положил начало становлению химии как науки¹⁵.

Скончался Роберт Бойль в Лондоне 30 декабря 1691 г.