化學(xué)史波義耳和吉普斯

化學(xué)史第二講波義耳1627年1月25日生于愛(ài)爾蘭的利茲莫城，生活在英國(guó)資產(chǎn)階級(jí)革命時(shí)期，也是近代科學(xué)開(kāi)始出現(xiàn)的時(shí)代，這是一個(gè)巨人輩出的時(shí)代。就在他誕生的前一年，提出“知識(shí)就是力量”著名論斷的近代科學(xué)思想家弗蘭西斯·培根剛?cè)ナ馈ゴ蟮奈锢韺W(xué)家牛頓比波義耳小16歲。近代科學(xué)偉人，意大利的伽利略、德國(guó)的開(kāi)普勒、法國(guó)的笛卡爾都生活在這一時(shí)期。一、生平二、最大貢獻(xiàn)三、其它貢獻(xiàn)

波義耳愛(ài)爾蘭貴族出身——8歲入伊頓中學(xué)——游學(xué)歐洲5年——建立家庭實(shí)驗(yàn)室近代化學(xué)時(shí)期，歐洲研究化學(xué)的人大都是藥劑師或受過(guò)藥學(xué)教育的人，他們?cè)谥扑帉?shí)踐中發(fā)現(xiàn)了不少新物質(zhì)和新的化學(xué)反應(yīng)。而在英國(guó)，化學(xué)取得巨大進(jìn)展大都是業(yè)余科學(xué)愛(ài)好者的工作結(jié)果。他們或是家庭富裕，或是很有地位，有充裕的時(shí)間去從事研究和發(fā)展新的理論。英國(guó)化學(xué)家和物理學(xué)家波義耳，就是其中的典型代表。一、波義耳生平泰晤士河畔，溫莎堡對(duì)面，有個(gè)名叫伊頓的小鎮(zhèn)，英國(guó)著名的伊頓公學(xué)就辦在這里。它是一所私立中學(xué)，自亨利六世國(guó)王560年前創(chuàng)建以來(lái)，一直是培養(yǎng)精英的貴族男校。走進(jìn)它久經(jīng)風(fēng)雨的校園，如同置身一座古堡。兩層紅磚樓房圍成一個(gè)正方形的院落，中央豎立著亨利六世的青銅塑像。教室高大寬敞，一排排用橡木板釘成的簡(jiǎn)陋桌凳黑油油的，透出光亮。學(xué)生們一律著黑色燕尾校服和深色條紋西褲，穿黑色皮鞋，白襯衣領(lǐng)口上打著領(lǐng)結(jié)。他們一般13歲入學(xué)，5年后畢業(yè)，可直接進(jìn)入牛津或劍橋等名牌大學(xué)深造。在英國(guó)社會(huì)，把男孩送進(jìn)伊頓念書(shū)是許多人的渴望。據(jù)說(shuō)曾有人替未出生的孩子報(bào)名留位，為的是讓兒子將來(lái)飛黃騰達(dá)，做大官，干大事業(yè)。但是，能如愿以?xún)斦邊s只是極少數(shù)有錢(qián)人家的孩子。因?yàn)橐令D的學(xué)費(fèi)十分昂貴，每年1.5萬(wàn)英鎊，食宿雜用又得另付1萬(wàn)多鎊。一般的家庭，甚至連中產(chǎn)階級(jí)家庭都不敢問(wèn)津。但是，從伊頓出來(lái)的人確實(shí)大都很有出息，不少人日后成了英國(guó)政治、軍事、外交、實(shí)業(yè)、文化等領(lǐng)域的一流人才。在英國(guó)歷史上50多位首相中，有20位出自伊頓之門(mén)，大詩(shī)人雪萊也是在這里念的中學(xué)，至于當(dāng)了國(guó)會(huì)議員和銀行家的，更是不在少數(shù)。

貴族精英的搖籃——伊頓中學(xué)遷居牛津——組建“無(wú)形的大學(xué)”（英皇家學(xué)會(huì)前身）——當(dāng)選主席（但謝絕就職）——巨額遺產(chǎn)捐贈(zèng)教會(huì)一、波義耳生平1、含義給化學(xué)元素提出了科學(xué)的定義，“波義耳把化學(xué)確立為科學(xué)”（恩格斯）。2、背景煉金術(shù)——醫(yī)藥化學(xué)、冶金化學(xué)的興起——當(dāng)時(shí)化學(xué)處于從屬地位——波義耳使其成為獨(dú)立的科學(xué)

二、最大貢獻(xiàn)——近代化學(xué)奠基人

3、方式1661年匿名出版《懷疑派的化學(xué)家》，百年之后從拉瓦錫起才得到公認(rèn)。二、最大貢獻(xiàn)——近代化學(xué)奠基人

有趣的是，當(dāng)時(shí)偉大的科學(xué)家牛頓全盤(pán)接受了波義耳的化學(xué)思想，并在他自己的著作中發(fā)展了波義耳的微粒學(xué)說(shuō)。《懷疑派化學(xué)家》在化學(xué)史上的意義首先，波義耳認(rèn)識(shí)到化學(xué)值得為其自身的目的去進(jìn)行研究，而不僅僅是從屬于醫(yī)學(xué)或煉金術(shù)的。其次，波義耳認(rèn)為，實(shí)驗(yàn)和觀察的方法才是形成科學(xué)思維的基礎(chǔ)，化學(xué)必須依靠實(shí)驗(yàn)來(lái)確定自己的基本定律。最后，波義耳為化學(xué)元素下了一個(gè)清楚的定義。如果把伽利略的《對(duì)話》作為經(jīng)典物理學(xué)的開(kāi)始，那么波義耳的《懷疑派化學(xué)家》可以作為近代化學(xué)的開(kāi)始。二、最大貢獻(xiàn)——近代化學(xué)奠基人

三、波義耳其他貢獻(xiàn)

1、指示劑的發(fā)明2、磷的化學(xué)研究3、波義耳定律4、墨水的發(fā)明第一位把各種植物的天然液汁用作指示劑的化學(xué)家，有的配成溶液，有的做成試紙。石蕊試紙即波義耳的發(fā)明，發(fā)明的方法至今仍在使用。1、指示劑的發(fā)明2、磷的化學(xué)研究

1669年德煉金家布蘭德煉金而破產(chǎn)——異想天開(kāi)（機(jī)體的生命活動(dòng)產(chǎn)物含有哲人石；凡是黃色的東西都含有黃金）——蒸餾人尿——?dú)堅(jiān)靖伞i瓶?jī)?nèi)留下發(fā)光的粉末——賣(mài)機(jī)密給J.D.克拉夫特醫(yī)生——?dú)W洲宮廷巡回表演騙錢(qián)波義耳從動(dòng)物尿中提取了磷，并首次系統(tǒng)地研究磷的化學(xué)性質(zhì)，公開(kāi)了制磷的秘密，沉重地打擊了當(dāng)時(shí)的一些“科學(xué)”騙子。3、波義耳定律研究氣體時(shí)發(fā)現(xiàn)波義耳定律，比馬略特早十幾年?！霸诿荛]容器中的定量氣體，在恒溫下，氣體的壓力和體積成反比關(guān)系?！薄Q(chēng)之為波義耳-馬略特定律。4、墨水的發(fā)明

Fe3+與苦味子酸反應(yīng)——黑色溶液久不褪色——藍(lán)黑墨水——該方法沿用了一個(gè)世紀(jì)。吉布斯如果說(shuō)，一個(gè)非常富有的人獻(xiàn)身于寂寞的科學(xué)但又不被當(dāng)時(shí)世人所認(rèn)可（如波義耳），值得我們紀(jì)念的話，那么在一個(gè)物欲橫流的國(guó)度中矢志科學(xué)而甘于“寂寞”的人，更值得我們敬仰——他就是波義耳200多年后的著名化學(xué)家吉布斯。一、生平二、“寂寞”的統(tǒng)計(jì)力學(xué)

的奠基人一、吉布斯生平

①出身不錯(cuò)：1839年2月11日生于美國(guó)康涅狄格州的紐黑文，父親是耶魯學(xué)院教授。

②成績(jī)優(yōu)異：1854-1858年在耶魯學(xué)院學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)期間，因拉丁語(yǔ)和數(shù)學(xué)成績(jī)優(yōu)異曾數(shù)度獲獎(jiǎng)。③教授生涯：1863年獲耶魯學(xué)院哲學(xué)博士學(xué)位，留校任助教——1869年回國(guó)后繼續(xù)任教——1871年到1903年任耶魯學(xué)院的數(shù)學(xué)物理教授——1897年被選為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員——曾獲得倫敦皇家學(xué)會(huì)的科普勒獎(jiǎng)?wù)隆?903年4月28日在紐黑文逝世，終年64歲二、“寂寞”的統(tǒng)計(jì)力學(xué)的奠基人

①學(xué)報(bào)論文：吉布斯在1873-1878年名不經(jīng)傳的《康乃狄格科學(xué)院院報(bào)》發(fā)表的三篇論文中，以嚴(yán)密的數(shù)學(xué)形式和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪壿嬐评?，?dǎo)出了數(shù)百個(gè)公式，為化學(xué)熱力學(xué)的發(fā)展做出了卓越的貢獻(xiàn)。假如吉布斯從未發(fā)表過(guò)其它論文，單憑這一項(xiàng)貢獻(xiàn)就足以使他名列科學(xué)史上最偉大的理論學(xué)者的行列之中。

1902年，他把玻爾茲曼和麥克斯韋所創(chuàng)立的統(tǒng)計(jì)理論推廣和發(fā)展成為系統(tǒng)理論，從而創(chuàng)立了近代物理學(xué)的統(tǒng)計(jì)理論及其研究方法。吉布斯還發(fā)表了許多有關(guān)矢量分析的論文和著作，奠定了這個(gè)數(shù)學(xué)分支的基礎(chǔ)。此外，他在天文學(xué)、光的電磁理論、傅里葉級(jí)數(shù)等方面也有一些著述。二.“寂寞”的統(tǒng)計(jì)力學(xué)的奠基人②功利主義：

美國(guó)科學(xué)傳統(tǒng)的功利主義性質(zhì)，限制了美國(guó)人的眼界。他所在大學(xué)以及美國(guó)其它各地的同事，直到他的晚年也沒(méi)有察覺(jué)到他工作的意義。他們認(rèn)為吉布斯的理論研究似乎沒(méi)有實(shí)際用處，甚至在耶魯學(xué)院掀起了撤換吉布斯的運(yùn)動(dòng)。在他作為耶魯學(xué)院教授的頭十年，沒(méi)有得到任何薪俸。

1920年，在他首次被提名進(jìn)入紐約大學(xué)的美國(guó)名人館時(shí)，在可能獲得的100票中他只得到了9票。直到他逝世47年后的1950年，才被選入該機(jī)構(gòu)之中并立半身像。他毫無(wú)疑問(wèn)可以獲得諾貝爾獎(jiǎng)，但他在世時(shí)從未被提名。即使到今天，除了對(duì)自然科學(xué)感興趣的人外，受過(guò)教育的美國(guó)人對(duì)吉布斯的名字仍舊感到生疏。二、“寂寞”的統(tǒng)計(jì)力學(xué)的奠基人③誰(shuí)的責(zé)任：必須承認(rèn)，吉布斯的工作多年沒(méi)有得到人們的重視，他本人應(yīng)“承擔(dān)”主要責(zé)任。他從來(lái)不愿花費(fèi)一點(diǎn)力氣宣傳他自己的工作，《康乃狄格科學(xué)院院報(bào)》遠(yuǎn)非當(dāng)時(shí)的一流期刊，但他不介意讀者的多少，只希望找到知音，將論文的復(fù)印本寄給各國(guó)有影響的科學(xué)家。吉布斯屬于那種似乎內(nèi)心并不要求得到同時(shí)代的人承認(rèn)的罕見(jiàn)的人物中的一個(gè)。他對(duì)于能夠解決自己腦海中所存在的問(wèn)題便感到滿足，一個(gè)問(wèn)題解決之后，接著他又著手思考另一個(gè)問(wèn)題，而從來(lái)不愿想一想別人是否了解他究竟做了些什么。同時(shí)，他的論文很難看懂，他很少接引范例幫助說(shuō)明他的論證。他所導(dǎo)出的定律的含義時(shí)常留給讀者自己推敲。多年以后，他在耶魯?shù)囊晃煌鲁姓J(rèn)，康乃狄格科學(xué)院當(dāng)時(shí)沒(méi)有一個(gè)成員能夠讀懂他有關(guān)熱力學(xué)的論文，正如這位同事所說(shuō)的：“我們了解吉布斯并承認(rèn)他的貢獻(xiàn)全憑盲目”。二、“寂寞”的統(tǒng)計(jì)力學(xué)的奠基人

④墻外開(kāi)花：

但是，早在吉布斯的工作在本國(guó)受到重視之前，他在歐洲已經(jīng)得到承認(rèn)。那個(gè)時(shí)代的杰出理論家麥克斯韋（Maxwell）看出了它的意義，并在自己的著作中反復(fù)地引證過(guò)它。物理化學(xué)創(chuàng)始人、德國(guó)科學(xué)家?jiàn)W斯特瓦爾德（Ostwald）這樣稱(chēng)贊吉布斯：“從內(nèi)容到形式，他賦予物理化學(xué)整整一百年。”奧斯特瓦爾德同時(shí)在1892年將他的論文譯成了德文。法國(guó)著名物理化學(xué)家勒夏特列（LeChatelier）認(rèn)為吉布斯工作的意義可以與拉瓦錫的成就媲美，1799年他將吉布斯的名作譯成了法文。二、“寂寞”的統(tǒng)計(jì)力學(xué)的奠基人

⑤蓋棺定論：