化学史波义耳和吉普斯

化学史第二讲波义耳1627年1月25日生于爱尔兰的利兹莫城，生活在英国资产阶级革命时期，也是近代科学开始出现的时代，这是一个巨人辈出的时代。就在他诞生的前一年，提出“知识就是力量”著名论断的近代科学思想家弗兰西斯·培根刚去世。伟大的物理学家牛顿比波义耳小16岁。近代科学伟人，意大利的伽利略、德国的开普勒、法国的笛卡尔都生活在这一时期。一、生平二、最大贡献三、其它贡献

波义耳爱尔兰贵族出身——8岁入伊顿中学——游学欧洲5年——建立家庭实验室近代化学时期，欧洲研究化学的人大都是药剂师或受过药学教育的人，他们在制药实践中发现了不少新物质和新的化学反应。而在英国，化学取得巨大进展大都是业余科学爱好者的工作结果。他们或是家庭富裕，或是很有地位，有充裕的时间去从事研究和发展新的理论。英国化学家和物理学家波义耳，就是其中的典型代表。一、波义耳生平泰晤士河畔，温莎堡对面，有个名叫伊顿的小镇，英国著名的伊顿公学就办在这里。它是一所私立中学，自亨利六世国王560年前创建以来，一直是培养精英的贵族男校。走进它久经风雨的校园，如同置身一座古堡。两层红砖楼房围成一个正方形的院落，中央竖立着亨利六世的青铜塑像。教室高大宽敞，一排排用橡木板钉成的简陋桌凳黑油油的，透出光亮。学生们一律着黑色燕尾校服和深色条纹西裤，穿黑色皮鞋，白衬衣领口上打着领结。他们一般13岁入学，5年后毕业，可直接进入牛津或剑桥等名牌大学深造。在英国社会，把男孩送进伊顿念书是许多人的渴望。据说曾有人替未出生的孩子报名留位，为的是让儿子将来飞黄腾达，做大官，干大事业。但是，能如愿以偿者却只是极少数有钱人家的孩子。因为伊顿的学费十分昂贵，每年1.5万英镑，食宿杂用又得另付1万多镑。一般的家庭，甚至连中产阶级家庭都不敢问津。但是，从伊顿出来的人确实大都很有出息，不少人日后成了英国政治、军事、外交、实业、文化等领域的一流人才。在英国历史上50多位首相中，有20位出自伊顿之门，大诗人雪莱也是在这里念的中学，至于当了国会议员和银行家的，更是不在少数。

贵族精英的摇篮——伊顿中学迁居牛津——组建“无形的大学”（英皇家学会前身）——当选主席（但谢绝就职）——巨额遗产捐赠教会一、波义耳生平1、含义给化学元素提出了科学的定义，“波义耳把化学确立为科学”（恩格斯）。2、背景炼金术——医药化学、冶金化学的兴起——当时化学处于从属地位——波义耳使其成为独立的科学

二、最大贡献——近代化学奠基人

3、方式1661年匿名出版《怀疑派的化学家》，百年之后从拉瓦锡起才得到公认。二、最大贡献——近代化学奠基人

有趣的是，当时伟大的科学家牛顿全盘接受了波义耳的化学思想，并在他自己的著作中发展了波义耳的微粒学说。《怀疑派化学家》在化学史上的意义首先，波义耳认识到化学值得为其自身的目的去进行研究，而不仅仅是从属于医学或炼金术的。其次，波义耳认为，实验和观察的方法才是形成科学思维的基础，化学必须依靠实验来确定自己的基本定律。最后，波义耳为化学元素下了一个清楚的定义。如果把伽利略的《对话》作为经典物理学的开始，那么波义耳的《怀疑派化学家》可以作为近代化学的开始。二、最大贡献——近代化学奠基人

三、波义耳其他贡献

1、指示剂的发明2、磷的化学研究3、波义耳定律4、墨水的发明第一位把各种植物的天然液汁用作指示剂的化学家，有的配成溶液，有的做成试纸。石蕊试纸即波义耳的发明，发明的方法至今仍在使用。1、指示剂的发明2、磷的化学研究

1669年德炼金家布兰德炼金而破产——异想天开（机体的生命活动产物含有哲人石；凡是黄色的东西都含有黄金）——蒸馏人尿——残渣烤干——曲颈瓶内留下发光的粉末——卖机密给J.D.克拉夫特医生——欧洲宫廷巡回表演骗钱波义耳从动物尿中提取了磷，并首次系统地研究磷的化学性质，公开了制磷的秘密，沉重地打击了当时的一些“科学”骗子。3、波义耳定律研究气体时发现波义耳定律，比马略特早十几年。“在密闭容器中的定量气体，在恒温下，气体的压力和体积成反比关系。”——称之为波义耳-马略特定律。4、墨水的发明

Fe3+与苦味子酸反应——黑色溶液久不褪色——蓝黑墨水——该方法沿用了一个世纪。吉布斯如果说，一个非常富有的人献身于寂寞的科学但又不被当时世人所认可（如波义耳），值得我们纪念的话，那么在一个物欲横流的国度中矢志科学而甘于“寂寞”的人，更值得我们敬仰——他就是波义耳200多年后的著名化学家吉布斯。一、生平二、“寂寞”的统计力学

的奠基人一、吉布斯生平

①出身不错：1839年2月11日生于美国康涅狄格州的纽黑文，父亲是耶鲁学院教授。

②成绩优异：1854-1858年在耶鲁学院学习，学习期间，因拉丁语和数学成绩优异曾数度获奖。③教授生涯：1863年获耶鲁学院哲学博士学位，留校任助教——1869年回国后继续任教——1871年到1903年任耶鲁学院的数学物理教授——1897年被选为英国皇家学会会员——曾获得伦敦皇家学会的科普勒奖章——1903年4月28日在纽黑文逝世，终年64岁二、“寂寞”的统计力学的奠基人

①学报论文：吉布斯在1873-1878年名不经传的《康乃狄格科学院院报》发表的三篇论文中，以严密的数学形式和严谨的逻辑推理，导出了数百个公式，为化学热力学的发展做出了卓越的贡献。假如吉布斯从未发表过其它论文，单凭这一项贡献就足以使他名列科学史上最伟大的理论学者的行列之中。

1902年，他把玻尔兹曼和麦克斯韦所创立的统计理论推广和发展成为系统理论，从而创立了近代物理学的统计理论及其研究方法。吉布斯还发表了许多有关矢量分析的论文和著作，奠定了这个数学分支的基础。此外，他在天文学、光的电磁理论、傅里叶级数等方面也有一些著述。二.“寂寞”的统计力学的奠基人②功利主义：

美国科学传统的功利主义性质，限制了美国人的眼界。他所在大学以及美国其它各地的同事，直到他的晚年也没有察觉到他工作的意义。他们认为吉布斯的理论研究似乎没有实际用处，甚至在耶鲁学院掀起了撤换吉布斯的运动。在他作为耶鲁学院教授的头十年，没有得到任何薪俸。

1920年，在他首次被提名进入纽约大学的美国名人馆时，在可能获得的100票中他只得到了9票。直到他逝世47年后的1950年，才被选入该机构之中并立半身像。他毫无疑问可以获得诺贝尔奖，但他在世时从未被提名。即使到今天，除了对自然科学感兴趣的人外，受过教育的美国人对吉布斯的名字仍旧感到生疏。二、“寂寞”的统计力学的奠基人③谁的责任：必须承认，吉布斯的工作多年没有得到人们的重视，他本人应“承担”主要责任。他从来不愿花费一点力气宣传他自己的工作，《康乃狄格科学院院报》远非当时的一流期刊，但他不介意读者的多少，只希望找到知音，将论文的复印本寄给各国有影响的科学家。吉布斯属于那种似乎内心并不要求得到同时代的人承认的罕见的人物中的一个。他对于能够解决自己脑海中所存在的问题便感到满足，一个问题解决之后，接着他又着手思考另一个问题，而从来不愿想一想别人是否了解他究竟做了些什么。同时，他的论文很难看懂，他很少接引范例帮助说明他的论证。他所导出的定律的含义时常留给读者自己推敲。多年以后，他在耶鲁的一位同事承认，康乃狄格科学院当时没有一个成员能够读懂他有关热力学的论文，正如这位同事所说的：“我们了解吉布斯并承认他的贡献全凭盲目”。二、“寂寞”的统计力学的奠基人

④墙外开花：

但是，早在吉布斯的工作在本国受到重视之前，他在欧洲已经得到承认。那个时代的杰出理论家麦克斯韦（Maxwell）看出了它的意义，并在自己的著作中反复地引证过它。物理化学创始人、德国科学家奥斯特瓦尔德（Ostwald）这样称赞吉布斯：“从内容到形式，他赋予物理化学整整一百年。”奥斯特瓦尔德同时在1892年将他的论文译成了德文。法国著名物理化学家勒夏特列（LeChatelier）认为吉布斯工作的意义可以与拉瓦锡的成就媲美，1799年他将吉布斯的名作译成了法文。二、“寂寞”的统计力学的奠基人

⑤盖棺定论：