Не теряя ни дня, Бойль приступает к работе над следующим своим произведением: «Химик — скептик»[64]. В нем ученый развивает свои идеи о химических элементах. Последовательно описав опыты и сделав соответствующие выводы, он полностью опроверг учение алхимиков о трех началах — сере, ртути и соли. Камня на камне не оставил Бойль и от учения о четырех элементах, существовавшего без малого две тысячи лет. Но основное внимание в этой работе он уделил вопросам, связанным с огнем. Он показал, что нагревание не только вызывает разложение вещества, но оно может вызвать и его связывание или вовсе не оказывать воздействия. Одновременно с работой над трактатом «Химик — скептик» Бойль продолжает опыты в лаборатории. После восшествия на престол Карла II политическая жизнь страны несколько нормализовалась и ученый мог уже проводить исследования в Оксфорде. Иногда он наведывался в Лондон, к сестре Катарине. Его ассистентом в лаборатории Оксфорда теперь был молодой физик Ричард Таунли[65]. Бойль не оставлял намерения ответить на критику его «Новых экспериментов» и продолжить исследование воздуха. Используя специальные стеклянные сосуды с нанесенными на стенки делениями[66], посредством которых можно было учесть объем содержащегося в них газа, исследователь пытался разобраться в сложных вопросах: какие силы заставляют корпускулы связываться и существуют ли они вообще?
— Попробуем применить различные величины давления, — сказал Бойль помощнику. — Поднимите уравнительную склянку так, чтобы давление стало в два раза больше. Так. Еще выше. Теперь измерьте объем.
— Объем стал в два раза меньше, — сказал Таунли.
— Интересно. А теперь уменьшите давление в два раза.
— Теперь он стал в два раза больше.
— Давайте увеличим в три раза…
Подобные опыты они повторяли многократно, но результат был один: объем газа находился в обратной зависимости от его давления. Величайшее открытие XVII века. Бойль впервые описал его в 1662 году («В защиту учения относительно эластичности и веса воздуха»)[67] и скромно назвал гипотезой. Пятнaдцaтью годами позже во Франции Мариотт[68] подтвердил открытие Бойля, установив ту же закономерность. По сути дела это был первый «закон рождающейся физико-химической науки.
Деятельность оксфордских ученых была удивительно плодотворной; же случайно Оксфорд считался в те времена центром научной мысли в Англии. «Невидимый колледж» заложил основы для создания в 1663 году Английской Академии наук, или, как ее называли, Лондонского королевского общества[69]. Роберт Бойль был единогласна избран в число членов: Совета Общества. Его первыми помощниками стали Роберт Гук и Генри Ольденбург[70]. Бойль находился в расцвете творческих сил: одна за другой появлялись из-под его пера научные работы по философии, физике, химии. В 1664 году он публикует «Опыты и размышления о цветах». В то время в его лаборатории работал молодой немецкий химик Иоганн Бехер[71]. Снова вместе изучали огонь[72]. Бойль заметил, что внесенное в пламя вещество окрашивает его в различные цвета. Например, соединения меди придают пламени зеленый цвет. Открытие позволяло распознавать вещества. Бехеру надо было провести ряд опытов,, чтобы установить цвет, характерный для каждого элемента. Трудолюбивый химик с незаурядным складом ума, Бехер по возвращении в Германию развил учение Бойля в работе «Подземная физика». Позднее соотечественник Бехера Георг Шталь[73] на основе его наблюдений и открытий разработал теорию флогистона.
64
Полное название: «Химик-скептик, или химико-физические сомнения и парадоксы, касающиеся экспериментов, проведенных посредством широко распространенных спагириков, обычно пытающихся выдавать свои соль, серу и ртуть за единственно верные составные части веществ». В этом труде Бойль доказал нереальность элементов Аристотеля (земля, воздух, огонь, вода), Парацельса (соль, сера, ртуть) и изложил применительно к химии основы корпускулярной теории (Соловьев Ю. И., ук. соч., с. 16—24; Либих Ю. Письма о химии. Т. I. — СПб, 1861). Книга была опубликована в Оксфорде сначала анонимно (1661 г.), а затем с указанием фамилии автора. Она получила широкую известность после перевода ее на латинский язык.
65
Ричард Таупли, физик-любитель из Ланкастера, повторил опыт Бойля с барометрической U-образной трубкой (закон Бойля — Мариотта) и высказал предположение, что причина этого явления — упругость воздуха. Получив сообщение об этом, Бойль опубликовал наблюдения Таунли. назвав их «законом Таунли» (Льоцци М., ук. соч., с. 108).
66
Среди других усовершенствований, введенных Бойлем в лабораторную практику, были градуированные приборы для измерения газов и жидкостей (Джуа М., ук. соч., с. 92).
67
При проведении экспериментальных работ по определению упругости воздуха Бойль основывался на трудах своих предшественников: Г. Галилея—предложившего метод определения веса воздуха, Э. Торричелли — изобретателя барометра, О. Герике — демонстрировавшего в 1654 г. «магдебургские полушария» и построившего первый воздушный насос. Во время осуществления опытов Бойль пользовался U-образной трубкой с одним запаянным концом. Открытие Вопля было опубликовано в 1660 г. (Джуа М., ук. соч., с. 85) или 1662 г., что более соответствует истине (Кудрявцев П. С. Курс истории физики. — 2-е изд., испр., доп. — М.: Просвещение, 1982, с. 84; Льоцци М., ук. соч., с. 107—108; Соловьев Ю. И., ук. соч., с. 16). В этой же книге Бойль описал метод получения водорода (который он назвал «воздухом») действием разбавленной серной кислоты на железо. (См.: Выдающиеся химики мира, ук. соч., с. 27—31; Биографии великих химиков, ук. соч., с. 42—48; Сабадварп Ф.,Робинсоп А., ук. соч., с. 37—41; Выдающиеся физики мира, ук. соч., с. 59—61).
68
Эдм Мариотт (1620—1684) — французский физик, один из основателей и первый член Парижской Академии наук. Мариотту принадлежат исследования в самых различных областях: он обнаружил слепое пятно на глазной сетчатке (1668 г.), изучал цветные кольца вокруг Сатурна (1681 г.), сконструировал сосуд, названный его именем (1684 г.), экспериментально подтвердил формулу Торричелли о скорости истечения жидкости (1668 г.), исследовал зависимость высоты поднятия жидкости от диаметра трубы, замерзание воды, причины образования ветров, впервые начал регулярные измерения дождевых осадков. О Мариотте см.; Розенберг Ф. История физики: в 2-х частях. — 2-е изд. — М. —Л., 1937. — Ч. 2, с. 171—177; Davies B. Phys. Educ, 9, 275 (1974).
69
Основание Лондонского королевского общества датируется 28 ноября 1660 г. (Royal Society for the Advancement of Learning — Королевское общество для развития знания), свое современное название Royal Society of London оно получило позднее (Копелевич Ю. X., ук. соч., с. 44). Поэтому в литературе встречаются разные даты его основания.
70
Генри Ольденбург, первый секретарь Лондонского королевского общества (с 1660 по 1676 г.), родился в Бремене. В молодости он переехал из Дерпта в Англию. В 1656 г. познакомился с Бойлем в Оксфорде и стал его верным последователем. Популяризировал работы Бойля, переводя их с английского па латинский язык.
71
Иоганн-Иоахим Бехер (1635—1682). Наиболее значительные труды: «Подземная физика» (Франкфурт, 1669 г.) и «Химические рассуждения» (1682 г.). О Бехере см.: Яффе Б. Успехи химии, 8, 618 (1939); Partington J. R., ук. соч., т. 2, с. 637—652; Джуа М., ук. соч., с. 96.
72
Не одно явление не вызывало так много толкований, как горение» Пламя, вероятно, было «виновником» возникновения теории флогистона. Но уже И. Ван Гельмонт (1577—1644) говорил: «Горение не есть выделение особой огненной материи, но раскаленное состояние летучих тел» (1640 г.). Ньютон указал на истинную природу пламени в своей «Оптике» (1675 г.) (Меншуткин Б. Н. Курс общей химии. — Л., 1933, с. 142; Сабадвари Ф., Робинсон А., ук. соч., с. 30 и сл.).
73
Георг Эрнст Шталь (1659—1734) — профессор медицины в Йене; с 1693 г. — профессор медицины и химии в Галле, а с 1716 г. — лейб-медик королевского двора в Берлине. Мысли и наблюдения Шталя о явлениях горения и обжигания металлов и о природе тел изложены в трудах: «Основания зимотехники, или общая теория брожения», «Бехеров пример», «Основания догматической и экспериментальной химии». Теория флогистона Шталя — единая теория, которая охватывала все явления, относящиеся к превращению материи. О Штале см.: Джуа М., ук. соч., с. 107—109; Становление химии как науки, ук. соч., с. 65; Bugge G., ук. соч., с. 192—203; Штрубе И. Вопросы истории естествознания и техники, вып. 2 (31), 58 (1970); Биографии великих химиков, ук. соч., с. 48—53; Мусабеков Ю. С., Черняк А. Я., ук. соч., с. 32—35; Сабадвари Ф., Робинсон А., ук. соч., с. 44 и сл.