向权威挑战的波义耳

     【小问题】波义耳为人类做出了哪些贡献？他是怎样向权威挑战的？

     青少年时期的波义耳，十分钦佩意大利著名科学家伽利略。他决心像伽利略那 样：不迷信权威，勇于开创科学实验的道路。

     波义耳几经周折，直到27岁，他才安下心来，全力从事科学研究。这一年，他在离伦敦不远的工业和科学文化城市牛津，租了几间房子，建立了自己的实验室。一年以后，青年罗伯特．胡克来到实验室当助手。胡克比波义耳小8岁，他后来提出了胡克定律，也成为著名的物理学家、天文学家。

     波义耳和胡克一起，首先研究和改进了德国人盖立克新发明的空气泵。改进后的空气泵，很像现在自行车上用的打气筒，不过它有一个相反的阀，不是打进空气，而是把空气抽出来。这种手动装置，今天看来十分简单，那时却是一个了不起的发明。

     利用空气泵，波义耳研究了许多问题。他发现：物质在真空中难以燃烧，磁铁却能通过真空起作用。

     那时候，人们对声音的传播是有争论的。声音必须靠空气传播吗？如果在真空中产生一个声音，它能在真空中传播吗？波义耳通过实验做了回答。

     他用绳子把钟吊在密闭容器的中间，这时候，在容器旁边能听到钟的滴嗒声。这说明容器里有空气，声音就能传到外面。然后，他从容器中抽出空气。当空气一点点往外抽时，钟的滴嗒声越来越小，很快就听不到了；再把空气逐渐放进容器时，声音又由无到有，由小到大，响了起来。这说明声音靠空气传播，真空不能传播声音。

     随后，波义耳又研究了意大利物理学家托里拆利的真空实验。

     1643年，托里拆利在一根大约一米长、一端封闭的玻璃管里装满水银，然后用拇指堵住管口，把管子倒立在水银槽里。当他松开拇指以后，管子里的水银开始下降，最后停留在高出槽里水银面约76厘米的地方，不再下降。

     水银柱为什么能停在那里而不落下来呢？这个问题，当时争论激烈。托里拆利认为，这是因为大气压力对槽中水银面的作用的结果，所以这套装置，实际上就是一个气压计。波义耳同意托里拆利的看法，并且用实验来加以证实：

     他把托里拆利实验中的水银槽放到密闭的容器中，把容器中的空气不断地抽出，管中的水银柱就不断下降。等到再把空气一点一点送进去，管中的水银柱又逐渐升高起来。这说明水银柱不掉下来是因为外面有空气的压力。

     在事实面前，也有人不同意这种看法。比利时物理教授李纳斯，就对波义耳的说法提出了异议。他认为：托里拆利实验中的水银柱所以不掉下去，并不是因为有大气压力，而因为管子上面的真空部分有一种拉力，好像一根看不见的绳索，把水银柱拉了上来，最多能拉到约76厘米的地方。

     李纳斯为什么有这样奇怪的想法呢？原来，他也设计了一个实验：在一根两端开口的玻璃管里灌满了水银，用两个拇指分别按住上下两端；然后，把下端放入水银槽里，拿开按住下端的拇指，这时候，水银柱就往下降，一直降到约76厘米的地方才停住；这时候，按在上端的手指，就会感到有一个很大的拉力。他以为手指感到的拉力，就是真空部分产生的拉力。既然真空对手指有拉力，那么，它对水银也会有拉力，这就把水银柱拉到大约76厘米的地方了。

     其实，李纳斯手指感到的拉力，不是真空对手指的拉力，恰好是大气压力。因为手指按住了水银管的上端，手指底下是真空，没有压力，手指上面是大气，有压力，所以手指自然会感到被管子吸拉住了。

     对李纳斯的这种错误看法，波义耳觉得，最好的回答还是实验，而不是在科学杂志上发表长篇大论的文章。

     波义耳正是在收集答复李纳斯批评的实验论据时，发现了气体的压强和体积之间的比例关系。这就是波义耳定律。

     波义耳通过周密、精细的实验，发现真理，证实真理，批驳了李纳斯的错误观点。他的实验方法，使当时科学界耳目一新。

     波义耳始终如一，保持求实精神。他总是老老实实地写出实验中的成功和失败，开诚布公，直言不讳，报告每一件事。即使在小事上，他也注意到不要违反事实。当他的第一部著作《手动机械的新实验》发表后，人们都称他研究真空所用的泵为波义耳泵。等这本著作再版的时候，他实事求是地说明：这个泵主要是胡克研制成的。

     波义耳的《手动机械的新实验》出版后，不仅科学家谈论真空和空气的弹性，就连英国国王，也要求波义耳给他作一次私下的表演。朝廷要授予他贵族称号，教会要给他安排一个显赫高位，但是他对这些都不感兴趣，婉言谢绝了。他唯一的爱好是科学实验。

     1661年，波义耳发表了他最著名的著作《怀疑派化学家》。

     由于历史的限制，波义耳没有解决怎样得到元素和元素有哪些种这两个问题。但是，他从实验中已经得出结论：元素肯定不是只有三种、四种，而是有许多种。

     波义耳提出了正确的元素的概念，被公认为近代化学的奠基人。