Роберт Бойль — биография ученого

Хотя вклад Роберта Бойля в развитии современной химической мысли был очень значительным, к сожалению, сегодня его помнят только за закон Бойля.

Бойл, был алхимиком и его алхимия была логическим результатом атомизма[1]. «Если каждая субстанция представляет собой перегруппировку одних и тех же элементов, тогда трансмутации металлов возможны». Современная атомная физика доказала его правоту.

Детство и юность

Роберт Бойль родился в замке Лисмор, Мюнстер, Ирландия, 25 января 1627 года. Он был четырнадцатым ребенком из пятнадцати детей своих родителей. И будучи последним ребенком, дожившим до совершеннолетия, он был самым младшим в семье. Его отец Ричард Бойль (1566–1643) был первым графом графства Корк. Он покинул Англию в возрасте 22 лет и уехал в Ирландию. Ричард Бойль был чрезвычайно богат, за что его называли «Великим графом». Мать Роберта Кэтрин Фентон была второй женой Ричарда Бойля, первая из которых умерла в течение года после рождения их первого ребенка.

У Роберта не было времени, чтобы хорошо узнать своих родителей. Его мать умерла при родах через несколько недель после его третьего дня рождения. В последний раз Бойль видел своего отца незадолго до отъезда в Европу.

Скульптура мальчика, предположительно Бойля, на памятнике его родителям в соборе Святого Патрика в Дублине

В то время Бойлю было 12. В своем автобиографическом отчете он размышляет о своем благородном происхождении, что «родиться наследником большой семьи — это всего лишь блестящий вид рабства» и «всегда является препятствием для познания многих устаревших истин, которых невозможно достичь без знакомства с более скупыми людьми». Вспоминая своего отца, Бойль писал: «Он, с Божьим благословением на его процветающую промышленность, с очень незначительного начала, построил такое изобилие и такое выдающееся состояние, что его процветание нашло много поклонников, но очень мало параллелей».

У ребенка было привилегированное воспитание. Родители считали, что лучшее воспитание маленьких детей до того момента, когда они начнут учиться, может быть обеспечено вдали от них. Итак, мальчика отправили на воспитание в деревню. У Роберта не было высшего образования. Он получил домашнее образование, а затем четыре года (1635–1638) учился в Итоне.

Бойль пишет, что Харрисон дал ему «сильную страсть к приобретению знаний». Юноша очень хорошо учился. Однако, после выхода на пенсию Харрисона Роберт не смог приспособиться к учебной дисциплине и тогда, в ноябре 1638 года Роберт и его брат были вывезены из Итона.

Краткая биография

1. Покинув Итон, юноша попал под наставничество Исаака Маркомба, уроженца Оверга. Роберта отправили в Гранд-тур по Франции и Италии (1638-1644) в сопровождении брата Фрэнсиса и Маркомба. В Италии он изучал наследие недавно скончавшегося Галилея.
2. Во время пребывания Бойля за границей его отец был ранен в битве с ирландскими повстанцами и умер в сентябре 1643 года. Роберт провел некоторое время в Женеве. Он жил там в основном на заработки своего учителя.
3. Летом 1644 года Бойлю пришлось продать некоторую часть фамильных драгоценностей, чтобы оплатить дорогу в Англию. Когда он вернулся в Англию, там царил хаос. С 1642 года король Карл II находился в состоянии войны с парламентом. После нескольких сражений в 1644 году война между королем и парламентом еще не закончилась.
4. Прошло немало времени, прежде чем Бойль смог вернуться в Сталбридж (в поместье, оставленное ему отцом). Все это время он жил со своей сестрой Катериной, а также предпринял поездку во Францию, чтобы вернуть долги своему наставнику. Наконец он поселился в Сталбридже.
5. Хотя Бойль не собирался долго жить в Сталбридже, он оставался там около шести лет. Вначале Бойль занимался религиозным писательством. Он сочинил ранние версии «Серафической любви», «Мученичество Феодоры» и другие благочестивые произведения. Впоследствии Бойль вошел в контакт с несколькими членами организованной группы утопических писателей, вдохновленных Фрэнсисом Бэконом и объединявшихся вокруг Самуэля Хартлиба.
6. В письме, написанном своему наставнику во Францю в октябре 1646 года, Бойль писал: «Что касается моей учебы, у меня была возможность получать ее, но урывками, поскольку досуг и обстоятельства давали мне перерывы. Разнообразные небольшие эссе, как в стихах, так и в прозе, я старался набросать по нескольким предметам … Другие исследования, которыми я занимаюсь, — это натурфилософия, механика и земледелие в соответствии с принципами нашего нового философского колледжа … »
7. Около 1649 года Бойль заинтересовался научными экспериментами. Первое знакомство Бойля с систематическими экспериментами состоялось благодаря Джорджу Старки, который написал чрезвычайно популярные хризопоэтические трактаты под псевдонимом Eirenaues Philalethes. От Старки Бойль получил полные экспериментальные знания о химистрите Гельмонта, дисциплине, которая объединила мирские химические занятия с поисками таких «великих тайн», как универсальный растворитель или алхаса и Философский камень.
8. Для экспериментов понадобилась печь. Однако он не смог найти её в Сталбридже. На месте не нашлось мастеров, которые могли бы сделать такой предмет. Печи, заказанные Бойлем, как правило, приходили полностью сломанными. В конце концов печь все-таки прибыла, и Бойль смог провести свои эксперименты.
9. В 1654 году Бойль переехал в Оксфорд. Здесь он познакомился с группой врачей и естествопытателей, которые поощряли его стремление к естественной философии. Среди тех, с кем общался Бойл, были: Джон Уилкинс, Джон Уоллис, Сет Уорд и Кристофер Рен.
10. В Оксфорде Бойль начал работать над пневматикой. Роберт Гук построил для него воздушный насос по образцу насоса, изобретенного Отто фон Гериком (1602-86) в 1654 году. С помощью Роберта Гука Бойль провел ряд новаторских экспериментов. Он показал, что воздух необходим для передачи звука, дыхания и горения. Он также понял, что дыхание и сгорание истощают только часть воздуха. Он впервые показал, что Галилей был прав в своем утверждении, что все объекты падают с одинаковой скоростью в вакууме.
11. В своем самом известном эксперименте с пневматикой он использовал U-образную трубку с более коротким закрытым концом и более длинным открытым концом, в который он налил ртуть. С помощью этого устройства он мог изолировать заданный объем газа на более коротком конце. Когда ртуть была на одном уровне в обеих «конечностях», газ находился под атмосферным давлением. Бойль мог увеличить давление, добавив больше ртути в более длинный конец трубки U-образной формы. Таким образом, Бойль обнаружил, что объем уменьшается вдвое, если давление увеличивается вдвое, уменьшается до трети, если давление увеличивается втрое, и так далее.
12. Его работа о сжимаемости воздуха была опубликована в 1660 году. Это была его первая крупная научная работа. Он назывался «Новые физико-механические эксперименты, прикосновение к воздушной пружине и ее последствиям». Во втором издании этого сочинения, опубликованном в 1662 г., Бойль описал знаменитый закон, гласящий, что давление и объем газа обратно пропорциональны, то есть, если давление увеличивается, объем уменьшается, и наоборот. Он стал известен как закон Бойля в Великобритании и США, но во Франции его приписали Эдме Мариотту (1620-1684), объявившему об открытии того же закона (1676 г.), о котором Бойль объявил в 1662 году. Как мы знаем, закон Бойля справедлив для идеального газа и его формулу можно резюмировать как PV = k, где k — постоянная величина, а P и V — давление и объем соответственно.
13. Бойль определил термин «элемент» в «Skeptical Chymist» (1661): «… некоторые примитивные и простые или совершенно несвязанные тела, которые не состоят из каких-либо других тел или друг из друга, являются ингредиентами, из которых немедленно составлены все те, что называются идеально смешанными телами, и в которых они в конечном итоге растворяются».
14. Многие идеи в «Skeptical Chymist» были заимствованы у Рене Декарта (1596–1650). Однако в одном отношении Бойль принципиально не соглашался с Декартом. Для Декарта концепции вакуума не существовало. Он также верил во всепроникающий эфир. Однако Бойль отверг идею эфира, поскольку он не получил никаких экспериментальных доказательств его существования. Подобно Декарту, Бойль считал, что первичные частицы свободно перемещаются в жидкостях и менее свободно в твердых телах.
15. Бойль не принимал различных почестей, предложенных ему королем Карлом II, таких как должность ректора Итона и звание пэра. Однако он был назначен в совет директоров Ост-Индской компании и членом Королевской горнодобывающей компании. Сообщается, что Бойль проводил разведку промышленных и медицинских ресурсов для Королевской горнодобывающей компании.
16. В 1662 году ему было предоставлено конфискованное имение в Ирландии. Доход от этого имения Бойль использовал для продвижения знаний и распространения христианства. Он был назначен губернатором Общества распространения Евангелия в Новой Англии в 1661 году. Эту должность он занимал до 1689 года.
17. Роберт Бойль умер в Лондоне 30 декабря 1691 года. Он был похоронен в церкви St. Martin-in-the-Fields рядом с сестрой Кэтрин.

Бойль в 1689 году. Худ. Иоганн Керсебум

Семья и личная жизнь

Покинув Швейцарию, Бойль вместе с Маркомбом и братом пересек Альпы и в сентябре 1641 года прибыл в Италию, где во Флоренции провел зиму. В Италии он с величайшим вниманием читал описание жизни древних философов, предположительно Диогена Лаэртского и его секты. Секта стоиков тогда поразила его больше всего. Бойль испытал свое мастерство в их философии, выдержав долгий приступ зубной боли с большим равнодушием. Также в Италии произошел один из очень немногих сексуальных контактов в его жизни. Рассказывая о себе от третьего лица (как Филарет), он говорит: «В своей губернаторской компании он иногда не стеснялся посещать самый знаменитый Борделло, куда ходил из чистого любопытства. Он сохранил там безупречное целомудрие и вернулся оттуда столь же честным, как и пошел туда».

Бойль никогда не был женат. Он оставался целомудренным всю свою жизнь, даже несмотря на то, что некоторое время ухаживал за дочерью графа Монмута — Кэри.

Когда Бойль вернулся в Англию в середине 1644 года в возрасте 17 лет, он быстро воссоединился со своей сестрой Кэтрин, которая сразу же вновь приняла на себя полуматеринскую роль, которую она, без сомнения, часто играла после смерти их матери. Она находила множество других способов заботиться о его благополучии, как духовном, так и мирском. Кэтрин была, например, непосредственной причиной его знакомства с членами кружка Самуэля Хартлиба.

Бойль был глубоко религиозен. В 1663 году он писал: «Бог открывает людям великую тайну химии через добрых ангелов или ночные видения».

В 1691 году Кэтрин умерла, а Бойл, здоровье которого на протяжении всей его жизни было плохим, умер на следующей неделе.

Бойл в возрасте 37 лет, на заднем плане — его воздушный насос. Франсуа Диодати реконструировал это изображение по гравюре Уильяма Фэрторна (1680 г.)

Роль в науке

Готфрид Вильгельм Лейбниц (1646-1716) выразил Христиану Гюйгенсу (1629-95) свое удивление по поводу того факта, что Бойль не построил никакой теории, основанной на его превосходных и обширных экспериментальных наблюдениях. Он писал, что Бойл, «у которого было так много прекрасных экспериментов, не приходил к какой-то теории химии после столь долгого размышления над ними.

Тем не менее, в своих книгах и несмотря на все выводы, которые он делает из своих наблюдений, он заключает только то, что мы все знаем, что все происходит механически. Возможно, он слишком сдержан. Отличные люди должны оставить нам даже свои домыслы. Они ошибаются, если хотят сообщить только те истины, которые являются несомненными».

Портрет Роберта Бойля

Основным вкладом Бойля в химию было его настойчивое стремление к эксперименту, точности и точным наблюдениям. Он разработал множество аналитических тестов, включая использование растительных красителей в качестве кислотно-основных индикаторов и тесты пламени для обнаружения металлов.

Забота химика о чистоте своего материала началась с Бойля. С публикацией «Скептического химика» (1661 г.) Бойль подготовил почву для более современного взгляда на химию, который отверг алхимические идеи и аристотелевскую доктрину четырех цветов. Именно Бойль изменил химические взгляды и подготовил почву для Пристли и Лавуазье, чтобы совершить химическую революцию.

В 2004 году в Центре наследия Лисмора, недалеко от места его рождения, была открыта Научная комната Роберта Бойля, посвященная его жизни и работе, где студенты имеют возможность изучать науку и участвовать в научных экспериментах.