Российский химико-технологическийуниверситет им. Д. М. МенделееваКафедра философии
Очерк на тему
«РОБЕРТБОЙЛЬ»
Выполнила студентка гр. ЭкЛ-51Беспечная О. А.
Москва, 2000 год
Роберт Бойль был седьмым сыном Ричарда Бойля, графа коркского, вельможивремен Елисаветы Английской. Первоначальное воспитание и обучение получил домаи в коллегии в Итоне, а на двенадцатом году был послан отцом в Женеву, гдеучился несколько лет под руководством одного француза, а потом завершил своеобразование путешествием в Италию и Францию. Возвратившись в Ирландию, Бойльпосле смерти отца получил значительное состояние и поселился в своем поместьеСталльбридже, занимаясь сначала преимущественно философией и религией.
Кажется, термин “химический анализ” впервые упомянут Р. Бойлем в письме кФ. Клодию, написанном в 1654 г. в имении Бойля, которое находилось в Ирландии.“Я живу здесь в варварской стране, — пишет Бойль, — где химический дух такнеправильно воспринимается, а химическим оборудованием так трудно себяобеспечить, что нечего и думать об алхимии, так как что-либо осуществить здесьневозможно… Что касается меня, то я не могу жить бесполезно или бытьсовершенно чуждым изучению природы. Поскольку я не имею колб и печей, чтобывыполнять химические анализы неживых объектов, я упражняюсь в анатомированииживотных”.
В 1654 г. переселился в Оксфорд,где стал более предаваться занятиям физикой и химией, и участвовал в основанииОбщества Наук, которое потом в 1668 г. переместилось в Лондон, а впоследствиипод названием Лондонского Королевского общества получило большую известность.Бойль не был женат; из должностей исправлял обязанности президента лондонскогоКоролевского общества и много лет был одним из директоров Ост-индской компании.Все свое состояние и все свои силы он употребил на изучение природы и нараспространение религиозных христианских понятий. В изучении природы он былпоследователем Бэкона Веруламского, противником схоластической философии идавал предпочтение опыту перед умозрением; иногда это направление мешало емуделать обобщения смысла замеченных им явлений. Весьма важный физически законсжатия газов, который носит теперь его имя (Бойля-Мариотта закон), остался быможет быть незамеченным Бойлем, если б не первоначальное указание его ученикаRichard'a Townley на правильность сжатая газов с увеличением давления в опытахБойля. В Бойлье олицетворяется реакция прежнему схоластическому направлению,так долго господствовавшему в науке и служившему тормозом в исследованииприроды: все его экспериментальные работы и сочинения выставляют на видмогущественное значение опыта в физике и химии. Кроме открытия закона сжатиягазов, а именно зависимости упругости газа от занимаемого им объема, Бойльпоказал, что теплая вода закипает при разрежении окружающего ее воздуха, но необобщил значения этого важного опыта, т. е. не показал, что температура кипенияводы, вообще, зависит от давления воздуха и паров воды на ее поверхность. Ондоказал, что явления волосности, а именно поднятие жидкостей в узких трубках,происходит в разреженном пространстве, чем и опровергнул существовавшее тогдамнение, что в этом явлении участвует атмосферное давление. Опыт ему показалтакже, что сифон не может в разреженном воздухе служить для переливания жидкостей,что дым, как и всякое другое тело, падает, следовательно подвержен действиютяжести, что трение тел и гашение извести отделяют теплоту и в разреженномвоздушном пространстве. Эти и многие другие опыты Бойль производил при помощивоздушного насоса, незадолго перед тем изобретенного Отто фон Герике, нополучившего различные усовершенствования в руках Бойля После появлениясочинения Герике, в котором описаны его опыты над электричеством и магнетизмом,Бойль Занялся воспроизведением этих опытов и внес в них, как всегда, нечтоновое; однако он иногда ошибался, как например в том случае, когда полагал, чтожелезо отпадает от магнита под колоколом воздушного насоса, вследствиеразрежения воздуха. Бойль производил и оптические исследования, и заключил из них,что цвета не составляют собственно принадлежности вещества, а происходят отнекоторых изменений, производимых светом на поверхности тел, вследствие чегоони различно действуют на зрение; вообще он полагал, что все цвета сутьвидоизменения белого. Было бы долго перечислять все опыты Бойля, из которыхмногие устанавливали тот или другой новый факт; но упомянем еще, что громаднуюсилу расширения, обнаруживающуюся при замерзании воды, он испытывал и доказал,заморозив воду, наполнявшую железный ствол; при образовании льда железнаятрубка была разорвана с одного конца. Бойль убедился, что лед испаряется дажепри значительно низких температурах, что соли в смешении со льдом или снегомпроизводят охлаждение, и при этом обращаются в жидкость — важное замечание. Бойльпринимает, подобно своим предшественникам, существование в природе абсолютнопустого пространства, в котором находятся материальные частицы определеннойвеличины и формы; атомы жидкостей находятся в постоянном движении, а твердыхтел — в покое, промежутки же между частицами наполнены некоторым очень тонкимвеществом. Для объяснения сцепления твердых тел он ошибочно принимает давлениена них воздуха — общераспространенное тогда мнение. Физические и химическиеизменения вещества Бойль объяснял соединением и разъединением атомов, отрицалсуществование четырех элементов (Аристотель) или трех алхимических, и высказалпроницательную догадку, что истинные элементы будут найдены припоследовательном разложении тел. Последняя часть его теоретических взглядов получилаподтверждение в новейшей химии; что же касается его экспериментальныххимических работ, то, хотя он и показал, что воздух изменяется от горения в немтел, и что некоторые металлы увеличиваются в весе при накаливании, и чтодействием уксуса на мел, или соляной кислотой на железо получаются газы, но неизвлек из своих работ никаких теоретических заключений. Повторяем, что еговремя было эпохой протеста против схоластики, явления природы были весьма малоизвестны и потому опыты Бойля, описанные им с чрезвычайной точностью иподробностью, имели большую важность, даже будучи не всегда верно истолкованы иобобщены. Главной его заслугой остается все-таки формулирование законаотносительно упругости и соответственного объема воздуха. Другая сторонадеятельности Бойля была религиозная и богословская. В юности пылкое воображениеувлекало его в сторону крайних идей. Находясь под влиянием сильных впечатлений,он выражался следующим образом о своем настроении: «Демон воспользовалсямоей меланхолией, наполнил душу ужасом и внушил сомнения в основных истинахрелигии». В таком состоянии он додумался до самоубийства, от которого егоудержала только мысль, что душа его попадет в ад. Он решился рассеять своисомнения чтением Библии в подлиннике и потому занялся изучением еврейского игреческого языков. Впоследствии его убежденность выразилась учреждениемдуховных миссий в Индии, переводом и напечатанием Библии на ирландском игаэльском наречиях. Он по завещанию (1661) оставил капитал для основанияежегодных чтений о главнейших истинах откровения и естественной религии. Этобыло причиною появления впоследствии богословских трактатов Клерка, Бентлея,Дергема и др. Сам Бойль написал о согласовании разума с религией, о натуралистехристианине и т.п.
Бойль был однимиз первых, кто попытался создать химию как теоретическую науку, построенную напринципах механической натурфилософии, представителей которой (т.е.естествоиспытателей своего времени) Бойль называл«корпускуляристами». Во времена Бойля химия все еще рассматриваласьпо преимуществу как особого рода искусство, целью которого было превращениеметаллов или создание новых фармакологических препаратов. Стремясь превратитьхимию в науку, Бойль считал необходимым опереться на определенные теоретическиепринципы — а именно принципы атомизма (корпускуляризма), рассматривая при этомвсе формы корпускуляризма (включая и декартовский) как имеющие основную общуюпредпосылку — механическое взаимодействие частиц материи. С точки зрения Бойля,атомизм дает возможность научного объяснения всех явлений природы, сущностькоторых ранее стремились понять с помощью перипатетических«субстанциальных форм», «скрытых качеств»,«симпатии» и «антипатии» элементов и т.д. Почти всекачественные определенности природных объектов и процессов могут, по Бойлю,быть объяснены с помощью движения, величины, фигуры и расположения атомов. Вэтом вопросе Бойль полностью разделяет убеждение Галилея, Декарта, Ньютона идругих в субъективном характере чувственных качеств и пытается внедритьмеханистическую программу исследования в химию, где она к тому времени еще неполучила широкого применения.
В отличие от античного атомизма Лукреция, а такжеатомизма Гассенди, Бойль не наделял атомы вечным движением; подобно Декарту, онвидел основное определение материи в протяжении, а движение считал происходящимот высшего, божественного начала, а не от материи как таковой. В этом состоитспецифика атомизма XVII в. в отличие от более поздних его форм: Декарт, Бойль,Гюйгенс, Ньютон — большинство ученых, в той или иной мере использовавших всвоих построениях принцип атомизма, отличали его как начало материи от иного,высшего начала силы и движения. С этой особенностью связана и другая чертаатомизма Бойля — рассмотрение им атомов не как неких самостоятельныхсубстанций, имеющих в самих себе все свои определения и все свое«содержание», как это мы видели у Демокрита, Эпикура, Лукреция. Они,скорее, вторичны, производны от движения, в том смысле, что без движения ихсвойства не могут вообще быть реализованы, а остаются чем-то вроде предпосылки."… Хотя величина, фигура, покой, расположение (situation) и сочетание(texture) сопутствуют природным явлениям, однако по сравнению с движением ониво многих случаях кажутся результатами, а во многих других — едва ли не болеечем условиями, предпосылками, причиной sine qua non, лишь модифицирующими товоздействие, которое одна часть материи производит на другую посредствомдвижения". Корпускулы у Бойля имеют даже меньше«субстанциональности», самостоятельности, чем мы это видели уДекарта.
АтомизмБойля имеет и еще одну весьма характерную особенность: Бойль мыслит корпускулыне по аналогии с мельчайшими «кусочками вещества», а по аналогии сневидимыми глазу, мельчайшими «инструментами», «орудиями»,благодаря которым видимый нами мир представляет собой нечто вроде гигантскихчасов, приводимых в движение «часовщиком Вселенной» — Богом.
Для механицизма XVII в. именно такое понимание оченьхарактерно, мы встречаем его также и у Лейбница, который говорит, что созданнаяБогом «машина мира» является «машиной» вплоть до мельчайшихсвоих деталей: все ее части и части этих частей до бесконечности представляютсобой механизмы в отличие от тех машин, которые строит человек, употребляя вкачестве деталей уже далее не обработанное вещество. Вот почему аналогияВселенной с часами является такой популярной в науке XVII в.: она предполагает,что эти «вселенские часы» созданы «Мастером» и им жеприводятся в движение. Объясняя целесообразность как мира в целом, так и всехего элементов, Бойль пишет: «По нашему мнению, это так, как в редкостныхчасах, например, находящихся в Страсбурге, где все искусно слажено; и, когдамеханизм приведен в движение, все происходит в соответствии с первоначальнымзамыслом мастера, и движения маленьких статуй, совершающих в определенные часыизвестные действия, как и движения заводных кукол, не требуют особоговмешательства мастера или какого-нибудь его разумного помощника, но выполняютсвои функции в положенные сроки, благодаря общей и первоначальной слаженностивсего аппарата».
В отличие от деистов, которые полагали, что после того,как мир был сотворен и ему было сообщено движение, механизм мира не нуждается вбожественном вмешательстве, Бойль был убежден, что законы мирозданияподдерживаются благодаря непрерывному содействию Бога, а потому не может бытьисключена и возможность чудес. Согласие механики с библейским вероучением упротестантов Бойля, Гука, Ньютона было предметом их постоянной заботы, чтосущественно отличало их от Галилея, Гассенди и Декарта.
Сравнение Бойля с Гассенди интересно еще и потому, чтопоказывает, какие большие различия существовали между атомистами XVII в.Гассенди тяготеет к эпикурейскому атомизму, признавая основные положенияпоследнего, в том числе и убеждение в том, что мир возник в результатеслучайного скопления атомов, что из их случайных движений и сочетаний возникаютпредметы и явления внешнего мира. Гассенди также приписывал подвижность самиматомам, соглашаясь в этом пункте с Эпикуром и Лукрецием и существенно расходясьс Декартом, Бойлем и другими своими современниками, не наделявшими материюдвижением. Эпикуреизм близок Гассенди также и в мировоззренческом аспекте,тогда как пуританин Бойль, напротив, склонен скорее к аскетизму и, подобноНьютону, в научной деятельности видит своего рода аскезу в миру.
Но есть и еще более важное различие между атомизмом Бойля, содной стороны, Эпикура, Лукреция и Гассенди — с другой. Если для Гассенди всемногообразие явлений зависит прежде всего от формы, размера и веса атомов, то,с точки зрения Бойля, для которого атом — не просто частица материи, но скорееинструмент, главные характеристики атомов — это их движение и связанное с этимпоследним взаимное отношение, расположение или сочетание атомов. Если античныеатомисты описывали многообразие форм атомов, то Бойль описываетмногообразие свойственных им движений. Движения могут быть различными поскорости, говорит Бойль, равномерными и неравномерными, при этом неравномерноедвижение может быть замедляющимся или ускоряющимся, тело может двигаться попрямой или по самым различным кривым, которых гораздо больше, чем их описали досих пор геометры; движения могут быть волнообразными, тела могут обладатьсложными движениями, поступательными и вращательными одновременно, и все этивиды движений могут вступать между собой в бесконечное множество соотношений.Вот эти движения и их многообразие как раз и обусловливают действие частиц,которые Бойль называл minima naturalia или prima naturalia.
Бесконечное многообразие движений порождает бесконечноемногообразие отношений между корпускулами, а также, по-видимому, внутрикорпускул. «Для Бойля, в сущности, безразлично, имеют ли такие корпускулы»простую" или «сложную» природу, — пишет в этой связи В. П.Зубов, — важно, что их составные части столь крепко соединены, «что ихнельзя совершенно разъединить или рассеять ни посредством того градуса огня илижара, когда материя, как принято говорить, улетучивается, ни посредствомосаждения», т.е. мокрым путем… Простые (неразложимые) в химическомотношении тела могут иметь, по Бойлю, весьма сложную физическуюструктуру".
Посколькукорпускулы, таким образом, наделены определенной структурой, а последняя можетбыть в принципе изменена, а тем более может быть изменена структура,составленная из этих корпускул, учитывая, что эта перестройка связана сизменением того типа движений, которыми эти структуры и определяются, топонятно, что Бойль должен допускать трансмутацию природных тел, элементов, т.е.допускать возможность превращения едва ли не любой вещи в другую. В этом пунктетоже существует принципиальное различие между атомистами древними и новыми. Прихимическом взаимодействии тел, по мысли Бойля, происходит не просто соединениеи разъединение одних и тех же неизменных атомов, своего рода постоянных«кирпичиков» мироздания, — напротив, при этом взаимодействиивидоизменяются отношения между атомами, появляются их новые сочетания. А этозначит, что в атомистической концепции Бойля не столь важны сами атомы какнеизменные субстанции, сколько отношения между ними, которые воплощаются вразличные виды движений.
Убеждениев возможности трансмутации элементов и радикального изменения природы тел ведету Бойля к новому пониманию эксперимента, его сущности и его главной цели. Хотяродоначальником экспериментального метода нового времени обычно считаютГалилея, но большинство экспериментов Галилея, как мы уже видели, представляютсобой как бы «вещественное» воплощение теоретического построения, — их целью является экспериментальное обоснование допущения, после которого этодопущение становится подтвержденной теорией. Не случайно у Галилея мы так частовстречаем мысленный эксперимент.
Нетак обстоит дело у Бойля. Как справедливо пишет в этой связи Т. Кун, цельэксперимента у Бойля, так же как и у Гильберта, Гука и др., состоит в«обнаружении природных реакций в таких условиях, которые раньше ненаблюдались и тем самым не существовали». Главное отличие от Галилеязаключается при этом в том, что Бойль заранее не может предсказать, как поведутсебя природные тела в той или иной химической реакции. Хотя, как мы ужеотмечали, именно Бойль хотел превратить с помощью атомистической гипотезы химиюв науку, тем не менее его экспериментальная практика оставалась ближе всего ктому пониманию эксперимента, какое предложил Фр. Бэкон. И это сказывается нетолько в том, что Бойль подчеркивает практическую пользу науки, не только в егостремлении к изменению природы, из которого растет его экспериментальный метод,но, что не менее важно, в его ориентации на реальный, а не мысленныйэксперимент, т.е. на такой эксперимент, исход которого неизвестен, потому чтоэкспериментатору непонятно, какие именно изменения происходят с веществом вовремя соединения его с другим. Т. Кун в интересной статье, посвященной анализуматематической и экспериментальной традиции в развитии физики, указывает наразличие двух типов эксперимента, которые опираются на разное понимание опыта:пассивное наблюдение и активное вмешательство в ход природных процессов. Первуютрадицию он называет математической, или классической, а вторую — в собственномсмысле экспериментальной, или бэконианской. В науке нового времени, по мнениюКуна, нашли себе применение обе: первая — по большей части у Галилея,Торричелли, в ньютоновских «Началах», т.е. прежде всего в механике,вторая — главным образом в химии, а также при изучении магнетизма иэлектричества.
Здесь,однако, нужна оговорка. Хотя отмеченное Куном различие в понимании экспериментадействительно имело место в науке XVII-XVIII вв., однако видеть в галилеевскомэксперименте продолжение античного понимания опыта как наблюдения было быневерно. Как раз тенденция к созданию искусственной, противоречащей видимомуопыту ситуации была одинаково характерна как для галилеевского, так и длябойлевского эксперимента — ведь и Галилей конструирует особые условия дляизучения природных явлений, например, изучает движение различных тел в пустоте;различие, на мой взгляд, здесь надо искать в другом. А именно: экспериментГалилея — это в основном предметное воплощение теоретического построения, апотому его достаточно мысленно смоделировать; эксперимент же для Бойля (привсем стремлении английского ученого сблизить химию с теоретической наукой — механикой) — это «experimentum crucis», попытка заставить природувыдать ее тайны, а для того необходимо «потрясти ее до основания»,как говорил Бэкон, силой заставить ее открыть то, что неведомо человеку и чтоне может быть предвосхищено им чисто теоретически. Этот тип эксперимента ведетсвое происхождение от герметической традиции и несет еще и в XVII в. чертыалхимии и магии.
ОбращениеБойля к корпускулярной теории обнаруживает, однако, его стремление поставить ихимию на более прочный и достоверный фундамент механики, мировоззренческиепредпосылки которой, ее рациональный характер и простота выявляемых ею законов,делающих возможными научные предсказания, весьма привлекательны для него.
РОБЕРТБОЙЛЬ (1627—1691),английский химик и физик
В сравнении с Библией все человеческие книги являются малыми планетами, которые свой свет и блеск получают от Солнца.
Существенноеместо в истории аналитической химии занимает английский ученый Роберт Бойль(XVII в.), который ввел термин “химический анализ”. Со времен Р. Бойля и до первойполовины ХIX в. аналитическая химия была основной частью химии.
Кажется,термин “химический анализ” впервые упомянут Р. Бойлем в письме к Ф. Клодию,написанном в 1654 г. в имении Бойля, которое находилось в Ирландии. “Я) живуздесь в варварской стране, — пишет Бойль, — где химический дух так неправильновоспринимается, а химическим оборудованием так трудно себя обеспечить, чтонечего и думать об алхимии, так как что-либо осуществить здесь невозможно…Что касается меня, то я не могу жить бесполезно или быть совершенно чуждымизучению природы. Поскольку я не имею колб и печей, чтобы выполнять химическиеанализы неживых объектов, я упражняюсь в анатомировании животных”.
Р. Бойльсистематически использовал экстракты растений (лакмус, фиалка и др.) и животныхтканей для определения кислотности и щелочности растворов; например, онустановил, что в щелочном растворе экстракт фиалки становится зеленым.Известное с древних времен свойство экстракта дубильных орешков окрашиваться вприсутствии железа и меди было дополнено наблюдением, что интенсивностьвозникающей при этом окраски связана с содержанием металла в растворе.Известно, что Бойль судил о составе осадков по форме образующихся кристаллов;он проводил фракционную кристаллизацию. Бойль отделил химию от медицины, этобыл конец эпохи иатрохимии
В пылу озлобленной отваги
Герр Больцман вмиг схватил бумаги
И пересчитывает счёт.
Уж час второй давно идёт,
А кредитор всё ждёт и ждёт.
Герр Больцман был великий жмот,
Поскльку нищим был и вот
Не допускал любой просчёт,
Злосчастный пфенинг экономя,
Подсчёт окончен. Счастье в доме.
/>
И на бумажке аккурат
Герр Больцман пишет результат.
/>
Кредитор, предвкушая отдых,
Читает вслух без тормозов:
«В один и тридцать восемь сотых
Вы мне завысили разов
Мой долг.
Имею к вам почтенье».
/>
Наш скупердяй, прослушав чтенье,
Вдруг изменяется в лице,
Как шерсть зимою на зайце...
/>
«Один и сотых тридцать восемь!
И десять в двадцать третьей. О!
Нашёл проклятое число!
Конец замучившим вопросам!»
Так найден был коэффициент,
Носящий больцманово имя.
Чуть было не промчался мимо
Фортуной посланный момент.
/>
Здесь и мораль приспела в срок,
Что жадность вовсе не порок,
А лишь учёным вспоможенье.
Засим окончим изложенье.
Литература.
1. БрокгаузФ.А., Ефрон И.А. Энциклопедический словарь.