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分子模拟软件Schrodinger教程分子对接篇:共价对接方法创建英国皇家学会的化学魔术师——波义耳

2022/4/24 13:53:53  阅读:442 发布者:chichi77

还记得气体达人小萨啵,以及他的盖·吕萨克定律。作为气体三定律“之首”——波义耳-马略特定律,又怎能被忽略呢?毕竟这是咱中学化学教程里躲不开的一大基础知识点呢~

 

内容如下:在定量定温下,理想气体的体积与气体的压力/压强成反比。

这项发现由波义耳在1662年、马略特在1676年被分别且独立提出并确立,因而命名“波马定律”。

 

作为第一个描述气体运动的公式,该定律为气体的量化研究和化学分析奠定了基础,同时也是咱们人类历史上第一个被发现的“定律”。这一切,就得归功于本期主人公、英国科学家罗伯特·波义耳Robert Boyle之手啦。

呐,看我波哥

   小波成长记   

波义耳的成长背景,正是英国资产阶级革命时期,是近代科学诞生、迭起,巨人辈出的重要时代,比如培根、伽利略、开普勒、笛卡尔等都是同时期的伟大存在。

 

1627年的125日,利兹莫城,爱尔兰最有权势的公爵家里,迎来了第14个男娃。因移民爱尔兰而发家,波义耳是早期英国斯图亚特王朝新贵族科克伯爵二代之后,这份显赫和名望,无需过多解释,咱们小波可是真真儿含着金汤匙出生的呢!

 

整个家族里,人人看起来都骁勇善战、英气风发的,只有小波是个例外。身材瘦小、羸弱单薄,和哥哥们站一起还真有点违和感。也许,他的体弱多病,和3岁就失去母亲有关,也和幼时患病吃了医生开错的药差点丧生有关。

那次以后,小波好久都得不相信医生了

除了不是个壮小伙儿,小波超强的学习能力倒是击败了家族其他成员。小波自幼就不怎么喜欢热闹,也很少对寻常孩子们参与的游戏感兴趣,虽然有点口吃,但一点都不妨碍人家有超强的语言才能和记忆能力。10岁以前,小波已经掌握了除母语以外的法语、拉丁语等多种语言,还常跑去参加著名科学家们的聚会,听大佬们的各种讨论。别的孩子们在玩在闹在惹祸的时候,小波一定不在其中,因为他一定躲在某个角落里,看书呢!

 

总之,慢条斯理、内敛安静、擅于思考,是小波的性格标签。得,还挺“摩羯”的。

 

波父一看,我这小儿子还是适合搞学术,参军入伍的事儿还是算了,反正儿子这么多,不愁找到能继承衣钵("爵位”)的最佳人选。于是,年仅8岁的波义耳就“被迫”踏上了外出求学之路,其实小波心里肯定甭提多美了吧~

1635年,小波来到位于伦敦郊区的伊顿公学,这是一所专为贵族子弟开办的寄宿制学校,素以“精英摇篮”,“绅士文化”闻名世界,他在这里待了3年。(咱就是说,不是一般人进得去的哈)

 

接着,在家庭教师的陪同下他开始前往欧洲各国开启游学历程。1638年,先是和哥哥法兰克一起,在当时欧洲教育中心之一的瑞士日内瓦度过了2年的时光,期间学习了法语、实用数学和艺术等课程。有一点不得不提,瑞士是宗教改革运动中出现的新教根据地,反映资产阶级思想的新教教义也就顺理成章地熏陶了他。

 

16391644年,小波转战法国、意大利等地,这一段,他的阅读量提升不少,尤以自然科学书籍为主。对于读书他狂热到,“旅途”中即使是在马背上,依然手不释卷。所以是连风景都顾不上看吗,小编想了想,小波这个“游学”怕是只有“学”吧。反正这些年,小波从思想和行为上都更加积极活跃了,不只是个内向的小男孩儿,他把所有的时间和精力都用在读书上,尽情享受着知识带给他的快乐。

在意大利生活的那段时间,对于波义耳的人生绝对是个关键节点,因为他在这里读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》,记住这本书!它留给小波的印象和深刻影响,体现在了20年后,他那本巨著《怀疑派化学家》(该书模仿了伽老作品的格式)。

 

一时间,伽老先生成了小波的偶像,小波决心像伽老那样做一个不迷信权威、勇于向科学挑战的人。可以说,伽利略不经意间对波义耳未来在科研道路上的狂奔,起到了至关重要的作用呢。p.s. 伽老在1642年就去世了,想来二人都未能谋此一面吧。

1644年,波父在一次战役中牺牲,家庭情况突变导致经济来源中断,迫使小波回到战乱的英国。

 

兄长们和父亲一样,都是英国资产阶级革命中的保皇派,小波对政治和家族事业不关心不插手,随姐姐莱涅拉夫人一起迁居到了伦敦。在那里,他结识了科学教育家哈特·利泊,受到利泊的鼓励和支持,他开始了医学和农业方向的学习。

 

由于彼时的医生都是自己配制药物,因此研究医学也必须研制药物和做实验,这下,小波就在不知不觉和顺理成章间,走进了化学的世界。

   优秀新青年   

 

在研究医学的过程中,他开始翻阅许多医药化学家的著作,对比他大50岁的“火术的哲学家”比利时医药化学家海尔蒙特产生崇拜。海尔先生也是个热爱化学的人,常常不分昼夜、全心投入,这份痴狂与迷恋,更成了波义耳学习的榜样。

 

1654年,波义耳移居牛津,开始系统地研究化学、医学和物理学,并正式建立了属于自己的化学实验室。像海尔一样,为研究、制备各种药物,他整日泡在实验室里,浑身沾满煤灰和烟,完全沉浸其中,就这样开始了献身科学的生活。

果然,优秀的人只爱和优秀的人玩儿。呐,要不伦敦“无形学院”(日后的皇家学会)是怎么来的。

这里凝聚了一大批对科学感兴趣的人,来自各地各行各业,包括教授、医生、神学家等。从1644年起,这些志同道合的伙伴们会定期在某处聚会,自由、热烈地围绕自然科学、人文哲学等相关问题进行讨论。由于时局问题,这个组织也多次在伦敦和牛津之间迁址转移。

1660年,政局趋于稳定,无形学院的队伍不断扩大,在一次集会上,成员们宣布正式成立一个促进物理-数学实验知识的学院,这个也正是波义耳的主张。不久后,经国王查理二世批准,学院变成以促进自然科学知识为宗旨的英国皇家学会,根据培根的思想,强调科学在工艺和技术上的应用,建立新的自然哲学,也就成为影响至今的著名学术团体。

 

英国皇家学会很可啊~

 

在牛津,波义耳一直是无形学院的核心人物,不过当皇家学会在伦敦成立时,波义耳身在牛津,所以没有成为该学会的第一批正式会员,但是大家都公认波义耳是皇家学会的发起人之一,也被任命为首属干事之一。

霸气的波叔~越来越有范儿

炼金术的发展导致了矿物学与医药化学的诞生,而化学真正转为科学,是从波义耳手中完成的。为什么呢?大家要记得1661,这是关键的一年。

 

这一年,有一本对化学发展产生重大影响的著作出版问世,就是波义耳所著的《怀疑派化学家》(The Skeptical Chemist),而化学史家们也都把1661年作为近代化学的开始年代。革命导师马克思、恩格斯也认为是“波义耳把化学确立为科学”的。

 

因为从此,化学成为理论科学,而不只是技术制造,成为解释世界、改造世界的学科,从事物质规律的研究。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》可以作为近代化学的开始。

“我们所学的化学,绝不是医学或药学的婢女,也不应甘当工艺和冶金的奴仆,化学本身作为自然科学中的一个独立部分,是探索宇宙奥秘的一个方面。化学,必须是为真理而追求真理的化学。”

此时的小波已经成长为波叔啦,多年来开展多项科研活动的同时,也发表了大量论文和著作,《怀疑》后的声名大噪,让更多的人给予他认可和关注。

 

据统计,仅仅在1660~1666年这6年里,他就写了10本书,在《皇家学会学报》上发表了20篇论文。

 

比如这些:《各种形式和性质的起源》、《关于颜色的实验和考虑》、《流体静力学奇谈》、《论矿泉水》、《关于自然哲学价值的某些考虑》……

 

看这个速度和价值,从古至今有几人能比肩,看来波叔不仅是化学魔术师,还是个效率魔术师和写作魔术师。

波叔还有个故事,是从紫罗兰中发明了酸碱指示剂

他有财又有才,有心更有辛,从一个沉默内敛的弱小男孩,成长为献身科学不计得失的大神,是天赋,是天意,是天赐,给这世界的礼物。

他说,人之所以能效力于世界,莫过于勤在实验上下功夫。他是“英国科学界的明星”,更是永远的“化学之父”。见微知著,勤于思考、敢于质疑,实力扭转古老守旧的万物之源“四元素论”理念,成为近代化学元素理论的先驱。

他谦逊和善、淡泊名利,临终前捐出所有财产,贡献社会;

他一生未婚、醉心科研,始终将过世女友最爱的紫罗兰带在身边。

关于波义耳的成就和故事,还有很多很多,我们对波叔充满感激,并致以最崇高的敬意!

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