Hver var Robert Boyle og hvert var hans framlag til vísindanna?

Nafn þitt

Netfang þitt

Netfang móttakanda

Ruslpóstvörn =

Svar

Hver var Robert Boyle og hvert var hans framlag til vísindanna?
Robert Boyle (1627-1691) var írskur eðlis- og efnafræðingur. Hann er oft kallaður frumkvöðull nútíma efnafræði og er þekktastur fyrir að hafa sett fram lögmál um vensl þrýstings og rúmmáls fyrir gas. Áhugi Boyles lá víðar og má til dæmis nefna að eftir hann liggja fjölmörg rit á sviði heimspeki, læknisfræði og trúmála.

Robert Boyle fæddist 27. janúar 1627 í Waterford-sýslu á Írlandi. Hann var fjórtándi í röðinni af fimmtán börnum Richards Boyle (1566-1643), fyrsta jarlsins af Cork. Móðir Boyles, Catherine Fenton (1582-1629), var önnur kona Richards Boyle en fyrri kona hans dó ári eftir fæðingu fyrsta barns þeirra.

Robert Boyle var aðalsmaður og faðir hans var á tímabili einn ríkasti maður Bretlands. Boyle fékk þar af leiðandi ágætismenntun eins og aðalsdrengjum sæmdi á þeim tíma. Hann lærði frönsku og latínu sem barn og stundaði nám við Eton-skóla í London frá átta til ellefu ára aldurs. Faðir hans tók hann þá heim vegna ágreinings við skólameistara Eton-skóla. Eftir það fékk Boyle einkakennara, einn af prestunum sem voru í þjónustu föður síns.

Árin 1641-1644 flakkaði Boyle um Evrópu ásamt bróður sínum og einkakennara. Á þeim tíma lagði hann stund á latínu, frönsku, mælskulist, trúarbrögð, ítölsku, tennis, skylmingar og stærðfræði. Þegar hann sneri heim aftur settist hann að í Stalbridge í Dorset á Englandi, á einni af landareignunum sem hann erfði eftir föður sinn, en hann lést árið 1643. Þar hófst tilraunastarfsemi Boyle og hún varði allt fram til dauðadags.

Boyle flutti til Oxford árið 1654 að áeggjan félaga síns sem þar bjó. Þar kynntist hann mönnum með svipuð áhugamál og sýn á vísindasamfélagið. Boyle hafði aldrei stöðu í háskólanum, hann fjármagnaði sjálfur sínar tilraunir ásamt launum aðstoðarfólksins og gat því helgað sig tilraunum í stað þess að eyða hluta af tíma sínum í kennslu.

Árið 1660 tók Boyle sig til ásamt 11 öðrum og stofnaði The Royal Society of London for Improving Natural Knowledge (gengur oftast undir heitinu Royal Society eða Konunglega breska vísindafélagið). Í raun má segja að félagið hafi ekki verið nýtt af nálinni því flestir félaganna höfðu hist síðan 1645 undir nafninu Invisible College eða ósýnilegi háskólinn. Markmið félagsins var að hittast til að framkvæma tilraunir og ræða vísindi. Boyle var valinn forseti þess árið 1680 en afþakkaði stöðuna þar sem trúareiður forsetans stangaðist á við hans eigin. Royal Society er líklega elsta vísindafélag sögunnar og í dag gefur það meðal annars bresku ríkisstjórninni ráð varðandi málefni sem lúta að vísindum.

Boyle braut blað í sögu vísindanna þegar kom að vinnubrögðum. Hann var ekki gefinn fyrir þá hefð sem hafði ríkt frá dögum Aristótelesar, að láta einfaldlega nægja að ræða uppgötvanir. Í stað þess framkvæmdi hann tilraunir og dró ályktanir af því sem hann mældi; greinarnar hans innihéldu nákvæmar framkvæmdalýsingar, lýsingar á tækjum og auðvitað upplýsingar um framvindu tilraunarinnar.

Boyle var einstaklega trúaður maður og með nákvæmum tilraunum sínum í leit að reglum náttúrunnar, sem Guð hafði komið á, gerði hann fjölmargar uppgötvanir á sviði efna- og eðlisfræði. Hann pumpaði til dæmis lofti úr glerhjálmi og komst að því að hvorki kol né brennisteinn brunnu inni í glerhjálminum þó að bæði efnin brynnu í lofti. Með þessari lofttæmispumpu (e. vacuum pump eða air pump), sem Robert Hooke (1635-1703) aðstoðarmaður Boyle hannaði, sýndi hann fram á að hljóð ferðast ekki í lofttæmi, eldur þarf loft til að nærast og líf þarf sömuleiðis loft til að kvikna. Niðurstöður þessara uppgötvana er að finna í fyrstu vísindabók Boyle New Experiments... Touching the Spring of the Air, and its Effects sem kom út árið 1660.

Árið 1664 kynnti Boyle lakkmúslitinn (e. litmus) til sögunnar. Lakkmúslitur er litarefni sem er unnið úr skófum og bregst við sýrustigi; í basísku umhverfi er litarefnið blátt en í súru er það rautt. Lakkmúsliturinn var síðar notaður af franska efnafræðingnum Gay-Lussac í byrjun 19. aldar í framleiðslu á notendavænum lakkmúspappír (venjulega kallaður pH pappír) sem auðvelt er að nota til að mæla sýrustig lausna. pH-pappír er mikið notaður enn þann dag í dag þó notast sé við fleiri tegundir af litarefnum sem gefa nákvæmari upplýsingar um sýrustig lausna en upphaflegi pH-pappírinn býður upp á.

Boyle var einnig fyrstur til að birta lýsingu á flotmæli. Flotmælir er notaður til að mæla eðlisþyngd vökva og var flotmælir hans í grófum dráttum eins og flotmælar nútímans; lokað hylki sem inniheldur blý eða kvikasilfur. Í daglegu lífi eru flotmælar notaðir við bruggun á víni í heimahúsum til að geta fylgst með framgangi gerjunarinnar.

Þekktastur er Boyle samt fyrir að hafa uppgötvað vensl milli þrýstings og rúmmáls fyrir gas. Framsetning hans var á þann veg að ef hitastigi ákveðins magns af gasi var haldið föstu þá var þrýstingur gassins í öfugu hlutfall við rúmmál þess, eða \[ P\sim\frac{1}{V}\] þar sem P stendur fyrir þrýsting (e. pressure) og V fyrir rúmmál (e. volume).

Síðari tilraunir annarra vísindamanna lögðu til meiri upplýsingar um hegðun lofttegunda og er lögmálið þekkt í dag sem eftirfarandi jafna: \[PV = nRT\] þar sem n stendur fyrir fjölda einda mælt í einingunni mól (1 mól = 6,022×10²³ eindir), R fyrir gasfastann (R = 8,314 J/(K∙mol)) og T fyrir hitastig (e. temperature) mælt í einingunni kelvín. Lögmálið segir okkur að ef við erum með ákveðið magn af frumeindum eða sameindum í gasfasa þá er \[\frac{PV}{T}=fasti\] Lögmálið á í raun við um kjörgas (e. ideal gas), sem er lofttegund þar sem engin víxlverkun er milli frumeinda eða sameinda þess. Lögmálið er því einungis nálgun, því í raunverulegum lofttegundum ríkja kraftar milli einda sem ekki er tekið tillit til í lögmálinu. Í áranna rás hefur lögmálið verið betrumbætt með fjölmörgum breytum (e. parameters) til að hægt sé að reikna út hegðun lofttegunda nákvæmlega. Upprunalega lögmál Boyles leit fyrst dagsins ljós árið 1662.

Boyle ritaði yfir fjörtíu bækur á lífstíðinni og öðlaðist heiðursnafnbót í læknisfræði við Oxford-háskólann 1665. Boyle fluttist til London 1668 og bjó hjá systur sinni, Lady Ranelagh, til dauðadags 31. desember 1691. Boyle kvæntist ekki og eignaðist engin börn.

Heimildir:

• BBC - Robert Boyle. Skoðað 23.10.11
• Birkbeck College - Robert Boyle. Skoðað 23.10.11
• Robert Boyle. Skoðað 23.10.11

Myndir:

• Robert Boyle á Wikipedia. Verk eftir Johann Kerseboom frá um 1689. Sótt 23.10.2011.
• Lofttæmispumpan Sótt 23.10.11

...