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用科學打臉的先驅:波以耳與《懷疑的化學家》(上)

文/姚荏富

「這個校長…長…長,他…我…我不行…..」有點口吃的波以耳和老爸哭訴道。

羅伯特‧波以耳

勞勃.波以耳,出生於愛爾蘭,知名著作《懷疑的科學家》被認為是化學史上的重要著作。圖 / CC BY 4.0, wikimedia commons

身為一個八歲就會拉丁希臘雙語的天才型田僑仔,進入英國伊頓公學就讀後,熱愛學習而且成績優異是一件合情合理的事。不過在換新校長後,他卻成了一個被體罰的天才。天生體弱多病、還有點口吃的他,受不了各種體罰(因為大家通常都一起受到體罰,應該是連坐法吧我猜),波以耳在 11 歲離開了學校,在哥哥以及一名家教老師的陪伴下,開始了他歐洲大腳行的旅程,直到 1644 年才回到祖國英國。

17 世紀,科學快速發展的時代,提出「知識就是力量」的培根,主張「日心說」的哥白尼,提出「慣性概念」的伽利略,以及「天體觀察家」克普勒一同揭開科學革命的序幕。現代科學思維逐漸開始萌芽,繼承著文藝復興後的思想啟發,其後的許多著作都有不同於過去的觀點。在這些大科學家的影響下,波以耳在歐洲遊學的六年裡面,除了學習各國語言以及宗教,也開始學習數學與科學。四處旅行不受學院限制的波以耳,其知識取得的管道就是廣泛閱讀,他在旅行途中閱讀大量當時科學前端的著作,正因為缺乏正規教育的薰陶,他更能吸收笛卡爾的機械論、以及伽利略的實驗基礎理論

機械論

四處旅行不受學院限制的波以耳,其知識取得的管道就是廣泛閱讀,正因為缺乏正規教育的薰陶,更能吸收笛卡爾的機械論、以及伽利略的實驗基礎理論。圖 / Transferred from lb.wikipedia, 公有領域, wikimedia commons

在這裡簡單說明一下機械論是什麼意思,機械論認為運動是因為某個原因才會被驅動,而不是因為要做什麼而自己發生。簡單來說就是自然現象就像是一部機器,我給你通電你才會動(但過去思維認為物體運動是為了某些目的才會發生,這也是過去哲學常常探討存在的意義的時候總是會說物質存在是為了什麼原因)。而這些突破性的思維正是波以耳將來撼動科學界的兩張王牌。

1644 年,波以耳回到祖國,他收到一個好消息和一個壞消息。因為大家都習慣先聽壞消息(咦)所以我先說壞消息。壞消息就是此時正值英國內戰,人民為了取得更多民主力量而和貴族產生許多衝突,而身為貴族的波以耳他爸就在這場戰爭中喪命了;好消息是身為田僑仔第 14 順位的波以耳,自然也繼承了不少遺產。不過基於壞消息跟他貴族身分有關,所以波以耳也沒時間慶祝遺產入手就趕快行李包一包到鄉下避難去,在這些避鋒頭的日子裡波以耳還是博覽科學、哲學以及神學的書籍。

較特別的是波以耳在這開始了他人生中第一次正式的化學實驗,此時他加入了貴族所成立的「無形大學」,這些貴族多半是自然哲學家或是實驗主義者等科學人,會不定期聚會討論科學的發展。不過 1652 年憤怒的農民殺到波以耳所住的城市,而那些怕死的科學家也是跑很快。

以下是波以耳的好朋友寫給他的信:「親愛的波以耳,我們的無形大學已經轉移到牛津大學囉,此處聚集了大量英國科學家,就缺你了唷~^.<」

熱衷科學研究的波以耳被好朋友這樣一揪自然也心動了,所以在 1654 年波以耳搬到牛津當作他的新據點,並在牛津建立了一間設備齊全的化學實驗室。此時他還聘請了一位牛津大學的學生,他就是將來牛頓的仇家—虎克(牛頓的仇家很多他只是其中一個)。在這個智慧與波以耳相當的少年協助下,波以耳在牛津的這段時間裡從事了相當多元的實驗。除了我們所知道的波以耳氣體實驗外、還有真空性質的實驗、聲音實驗、動物呼吸實驗以及大量的化學實驗。

由於成果相當豐碩,在 1660 — 1666 年間我們波哥寫了 10 本書發了 20 篇 PAPER,夠厲害了吧!隨著波以耳逐漸成為無形大學的核心人物,其實驗室一度成為無形大學的集會場所。此外後來成立的英國皇家學會也是他的主張,雖然他並非第一批成立的成員,但原因就只是他在成立當天人沒辦法到倫敦而已……事後他還是被任命為幹事之一,可見他在科學界已經到達 A 咖的地位。在他眾多著作中,《懷疑的化學家》是他最暢銷的著作,原因就是這本書有相當新穎的見解與十分具有可信度的實驗內容,總之就是波以耳拿出許多證據打了鍊金術以及過去諸多先賢重重的一巴掌。

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日後成為牛頓死敵(之一)的羅伯特.虎克。圖 / By Rita Greer, FAL, wikimedia commons

在談《懷疑的化學家》這本書之前,我們簡單來談談波以耳為什麼會研究化學好了。除了他是個興趣使然的化學家之外,還有一個說法是波以耳本身體弱多病,年輕時曾因為大夫開錯藥,差點就見到他年幼時就去世的母親。自此之後波以耳自修醫學,從此與化學結下不解之緣。這時的醫學包括醫藥化學(製藥),為了研製藥物他必須作相當多實驗,而波以耳就是此時開始對實驗產生濃厚的興趣。在研究醫學的過程中,他大量的閱讀醫藥化學家(鍊金術)的著作,而醫藥煉金大家霍恩海姆及火術哲學家海爾蒙特的著作就是他這時的老師。不過這些老師的理論最後也都被他的《懷疑的化學家》打臉就是了。

波以耳的著作《懷疑的科學家》。圖/Chemical Heritage Foundation,Wikimedia Commons

《懷疑的化學家》的出現就像是在科學界裡投下了一顆照明彈,將原本充滿神秘色彩的部分抽離科學,並且將科學實驗赤裸裸的攤在眾人面前。這本書參考了伽利略的《兩大世界體系的對話》以對話的手法來進行寫作,不過這回波以耳使用四個角色來進行對談。

to be continued…

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