书城传记近代科学的奠基者:罗伯特·波义耳的故事
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第4章 安妮哭了

威廉急匆匆地跑去找女仆安妮。

一听说罗伯特找自己,安妮心头一阵狂跳,脸上登时潮红起来。她一直幻想着罗伯特少爷能和她单独倾心交谈,哪怕片刻也好。可是今天罗伯特主动叫她,一定是那束紫罗兰……

安妮急忙梳理一下头发,整理了一下衣衫,敲开了平素不敢轻易打扰的书房。

“请进,安妮小姐!”罗伯特从未这般热情地对待过仆人们。

“是你采摘的紫罗兰花吗?”罗伯特问。

“是的。”

“感谢上帝,送给我一个女神。”罗伯特一边大声欢笑着,一边热情地拥抱起安妮来。

安妮受宠若惊地哭了。

原来,罗伯特一直苦于无法鉴别物质的酸碱性,而紫罗兰花的变色启示了他,使他迅速地抓住了问题的关键。

罗伯特·波义耳把各种不同的酸用水稀释后,制成了一排用小水盆盛放酸溶液的阵列,将紫罗兰花逐个放进去。果不出罗伯特所料,深紫色的花朵逐渐都变成了红色。“原来是这样,不仅是盐酸,而且其他的酸也可以使紫罗兰花变成红色。”罗伯特得出了结论。

“只要将紫罗兰花瓣放进一种溶液中,就能很容易地确定这种溶液是不是酸性的。”威廉兴奋地补充道。

女仆安妮此时尚沉浸在幸福的遐想中,她虽然听不懂什么“酸性”、“溶液”,但能够让罗伯特高兴,她就感到十分快慰了。

“罗伯特先生,我能帮您做些什么?”安妮怯生生地问道。

一句话提醒了罗伯特,他想起需要更多的紫罗兰花瓣。

“安妮,快把花园里所有的紫罗兰都弄来。”安妮微笑着跑去摘花瓣了。

罗伯特·波义耳和他的助手就用紫罗兰花瓣检验起物质的酸性,确定一种液体是否含酸。当然,使用紫罗兰花瓣检验酸性,十分麻烦。折枝、采花、分瓣、分份,可是女仆安妮却乐此不疲;罗伯特和威廉也不厌其烦地实验着。

后来,罗伯特·波义耳和他的助手使用水和酒精制备了一些紫罗兰花瓣的浸出液。检验某种溶液是不是酸性的,只需加上一滴这种浸出液,根据颜色的变化,他们就很容易得出正确的结论。

罗伯特·波义耳将这些研究内容告诉了大家。不久从欧洲各地纷纷来人来函索要这种神奇的“溶液”。勤劳大方的波义耳带领助手们日夜忙碌,从紫罗兰花瓣中浸出能够确定酸性的溶液。很快,花园中的紫罗兰一朵不剩了,结果邻居家花园中的紫罗兰花也遭殃了。最后,附近几乎不剩一朵紫罗兰了。焦急的女仆安妮又要哭鼻子了。

罗伯特·波义耳心想,一定要想一些办法。经过深思熟虑,他将自己的想法向助手们和盘托出:要么寻找紫罗兰的替代物,要么将配方公布于众。

经过大家的争论,最后决定暂时不公布配方,集中力量寻找紫罗兰的替代物。

安妮又忙碌起来了。她嘴里哼起了愉快的调子,整天像只欢快的云雀在花园中穿梭……

罗伯特·波义耳开始从芬芳怡人的玫瑰花瓣中制取一些浸出液,他们相继发现许多鲜艳夺目的花卉都有这样的特性——确定溶液的酸性。

从玫瑰花中提取浸出液可不像紫罗兰那么容易,制备的条件和温度要求也比较苛刻,罗伯特·波义耳和他的助手们,克服了许多困难,最终还是一瓶一瓶地浸取制备了出来。

带着浓郁的玫瑰花香,这些神奇的浸出液飞向了欧洲大地……

“酸性”能够判断了,那么溶液的“碱性”呢?它们是否也可以通过“浸液”来判断呢?罗伯特·波义耳苦苦思索着。

在罗伯特·波义耳生活的时代,科学家们十分辛苦,为了研究自然界,发现事物的规律,他们还要勇于冒着相当大的风险,用自己的身体器官来充当检验器,人们为了确定溶液的酸碱性,往往需要用手摸、舌尝。罗伯特还在伊顿公学学习时,就亲自品尝过各类酸碱。一想到能让人们不再用嘴品尝那苦涩滑腻的碱性溶液,罗伯特心中就充满了力量。

于是,这位不知疲劳的科学家又开始搜集药草、地衣、五倍子、树皮和植物的根、茎、叶等,同他的助手们一起制取了五颜六色的各种浸液。有些浸液只是在酸的作用下改变颜色,而另一些则在碱的作用下改变颜色。

当发现某些植物浸出液能够在碱的作用下改变颜色时,罗伯特·波义耳并未像初始发现酸性变色作用时那样兴奋激动,现在他开始冷静思索了。实验之余,劳逸之间,开始重温他敬仰的“实验科学之父”弗兰西斯·培根的著作《新工具》。

罗伯特十分敬重英国女皇的这位掌玺大臣,他在轰动四方的《新工具》一书中,倡导并建立了实验归纳法,提出了“知识就是力量”的著名口号。他还身体力行地从事实验,以至于最后因实验冻馁而仙逝。

培根十分强调归纳法的重要性。罗伯特对他详尽论述的归纳三法——求同法、差异法和共变性更是烂熟于心。罗伯特牢记培根的教诲,在实验研究过程中,已逐步克服了简单枚举法的局限性,如鱼得水地驰骋在实验研究中……

培根积极倡导实验,主张要把归纳法用于科学,这对于近代自然科学的发展起了重要作用。

作为培根的同胞,罗伯特深受其影响。一天,罗伯特·波义耳与助手讨论科学问题,助手们分成了两派,一派主张尽可能多地搜集材料,另一派则主张多注意头脑的创造。两派争执不下,请罗伯特仲裁。罗伯特微笑地说:

“前者好像蚂蚁,他们只管收集起来使用;后者好像蜘蛛,他们只知道把网子造出来束缚自己。我们要学习蜜蜂,它从花园和田野里采集花粉,然后运用自己的创造来酿出香甜的花蜜。把你们各自的观点结合起来,不就是一个完满的答案吗?”

“说得太好了,蜜蜂万岁!罗伯特万岁!”助手们欢呼起来,纷纷夸赞罗伯特的睿智。

“这不是我的话,那是培根的真知灼见。你们要多看点培根的书。”罗伯特说。

“就是那个修道士罗吉尔吗?”助手问道。

“不。在英国历史上,有两个培根。你说的罗吉尔·培根生活在13世纪,他对于科学贡献极大。后一个弗兰西斯·培根就是当代英杰,我就是在他去世后一年出生的。这可是一位智慧过人的老头儿。”罗伯特渊博的知识总是让助手们折服,这也是助手们死心塌地追随罗伯特·波义耳的原因之一。

“先不谈培根了。我们谈一谈怎样让碱性溶液也遇到什么物质而变色吧!”罗伯特说道。

“先生,我们不妨分成两组,一个叫做蚂蚁,另一个叫做蜘蛛,分头工作,您看怎么样?”一位助手建议。

“好,就这样办!”罗伯特干脆地下命令。

从此,蚂蚁组到处搜集有关信息和材料,蜘蛛则苦思冥想,筹划出一个又一个好主意。两个组又经常在一起交流,他们都希望变成令人赞叹的蜜蜂。蜜蜂勤劳,聪颖,善于创造……

终于,经过反复实验后,“蜜蜂们”发现从一种生长在寒冷地带的石蕊地衣中提取的紫色溶液最为神奇,酸能使它变成红色,而碱却又能把它变成蓝色。为了更加方便科学研究者进行检验,他们用这种地衣浸出液把纸浸透,然后再把纸烤干,制成供试验用的“试纸”。一个助手还幽默地称之为“蜜蜂牌”试纸。

当科学研究人员欲检验一种溶液是否具有酸碱性时,把这种纸片放进被试验的溶液中,只要纸片改变了颜色,就能确定这种溶液是酸性还是碱性的。

事实上,这一时期罗伯特·波义耳就已经发明了现代化学研究广泛应用的“石蕊试剂”和“p H试纸”。这两样东西对科学发展的推动作用极大,现在还是当代化学分析须臾不可离开的研究工具。

波义耳通过这一系列的探索,逐步意识到,在酸性或碱性的溶液里,一定有一些属性相似或完全相同的东西。它们是什么呢?

罗伯特·波义耳又陷入了沉思。他痴痴呆呆,所答非所问,一看那样子就让助手们和安妮心焦……