工业革命—前传：05.化学不是炼金术

前传：05.化学不是炼金术 来自科学史评话 00:00 26:24

胡克在牛津结识了很多人，其中一个人对他很重要，此人就是当时著名的化学家波义耳。胡克一开始就在波义耳手下当助手。

这个波义耳可不是一般人，他出生的前一年，培根刚刚去世。那个时代是个巨人辈出的时代，而且往往出现交接班的情况。一位刚去世，马上就替补上一位。他从小就在欧洲大陆游历，而且超级爱看书。即便是在马背上，也是手不释卷。他看到一本书，不但科学原理上解释的丝丝入扣，而且文采飞扬，不但是科学经典，也是意大利文学名著。年轻的波义耳看得入了迷，这本书写的太有意思了。

伽利略的《对话》

这是一本什么书呢？这本书的名字很长，叫做《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》。有人嫌长，简称《两大世界体系的对话》，还是太长了，最后简称《对话》。这也太简单了，不会混淆吗？不会的，这本书名气太大了。因为作者就是大名鼎鼎的伽利略。他巧妙的安排了三个人的对话，一方坚持托勒密的地心说，另外一边坚持日心说。看上去不偏不倚，教皇怎么看着怎么觉得伽利略在挖苦自己。所以不但科学性极强，文学水平也很高。难怪波义耳看得入迷。

波义耳的父亲说保皇派，那年头，保皇派和革命派正在死磕，波义耳的父亲在战场上战死了。于是他的家境就一落千丈。波义耳也就没钱在欧洲大陆继续游历了，不得已，跟着姐姐回伦敦住。在伦敦他认识了了科学教育家哈特·利泊，哈特·利泊鼓励他学习医学和农业。

说起来医学，波义耳深有感触，他小时候大夫开错了药，他差点儿把命搭上。从此看见医生就吓得不行。怕医生甚于怕疾病。宁可生病也不找医生看，那总不能自己熬着吧。他就找各种医学书来看。自己给自己治病。各种方子拿过来尝试。稀奇古怪的偏方他也不放过。要知道，那年头的医疗水平真是只能安慰不能治愈。波义耳是没办法。

他因为研究医学，经常要和药物打交道。慢慢的就对化学产生兴趣了。那个时代，各种学问分的不是太清楚。好多模糊地带。化学就是一个非常模糊的东西。波义耳自己建立实验室，自己在家做实验，经常是黑着脸就从屋子里爬出来了。天知道他又把啥东西给烧了。

后来，一帮子爱好科学的人士组成了一个小团体，叫做“无形学院”。经常一起讨论各种科学问题。所谓无形学院，我理解就是“没有围墙的大学”。大略就是这个意思。就他们一小撮人，走到哪儿，学校就在哪儿。这就是皇家学会的前身。上文书我们讲到过皇家学会。波义耳很早就参加了无形学院的活动。开始无形学院经常在伦敦出没，后来一帮人转战到了牛津。波义耳仔家里潜心读书，日子过的到也安逸。但是他心里痒心痒啊，见不到好基友，没人跟他聊科学，他憋不住了。最后，波义耳1654年去了牛津，在通讯不发达的年代。地理位置对朋友圈的影响非常明显。

牛津

波义耳在牛津建立实验室，自己一个人忙不过来，必须找帮手。于是他就找了几个年轻人来帮他，其中就有这位胡克先生。胡克那年头才刚出道，毛还嫩呢。波义耳1627年出生，惠更斯1629年，胡克1635年。

马德保半球文物

在波义耳手下，胡克成长非常快。波义耳发现胡克这个小伙子动手能力极强，最擅长制作实验仪器。正巧马德堡市市长奥托·冯·格里克做了一个物理学教科书上的经典实验。叫做马德堡半球实验。两个半球合拢在一起一起，中间抽成真空，两边用了16匹马才把半球拉开。马德堡半球实验推翻了亚里士多德“自然界讨厌真空”的理论。证明大气是有压力的。这个实验因为规模大，参观人数多。因此具有轰动效应。很快就传遍欧洲。

波义耳正好也在研究气体。那时候还处于自然哲学阶段，哲学与科学还没彻底分家。那年头按照化学理论，气体是基本元素。所以化学家研究气体的性质，那是再自然不过的事儿了。所以他听说马德堡半球实验以后，心里痒痒，就想自己也试试。但是一个老大难问题是，他没有真空泵。真空泵是人家格里克的独门绝技。最后，他把这个难题抛给了胡克。

波义耳和胡克的真空泵

要说胡克真不含糊，一没图纸，二没资料。他愣是凭着自己的心灵手巧，做出来一个非常棒的气泵。波义耳当然就乐开了花。果然，此后不久，波义耳就拿出了一系列关于气体的成果。比如说燃烧必须依赖空气，没空气烧不起来。声音也是在空气里传播的，没了空气就玩不转了。后来还提出了波义耳定律，描述了气体压强与气体体积的反比关系。这个定律很重要啊，这是人类历史上第一个被发现的“定律”。

先介绍个小知识，定律和定理有啥不一样呢？先推荐一個口訣：“定理可以證证明，定律可以推翻”。反过来也对，“定理不可推翻，定律不可证明”。层层推倒出来的叫做“定理”。观察总结出来的规律，那么就叫做定律。一个来自笛卡尔的演绎法，一个来自培根的归纳法。路数是不一样的。

波义耳定律是他自己做实验总结出来的。不是用数学慢慢推算出来的，所以算定律。做实验的时候胡克一直在旁边帮忙。大约就是在这几年里边，波义耳根据他自己的思想和研究成果，开始写一本书，叫做《怀疑派化学家》。一开始波义耳是匿名出版的，别人都不知道这本书是谁写的，后来才发现原来是波义耳写的。

这本书也是描写几个人的对话。在一个炎热的夏天，四个哲学家在一棵大树下争论起来, 其中一个代表怀疑派化学家，摆明了就是波义耳本人嘛，另一个代表消遥派哲学家，第三个代表医药化学家，最后一个哲学家保持中立。经过一番激烈的辩论，怀疑派化学家就把消遥派哲学家和医药化学家的种种谬论驳得体无完肤了。

很明显，波义耳是伽利略的大粉丝啊。连对话这种写作方式，他都照方抓药。这招好使啊，生动活泼，而且能把问题讲透。在古代，没有什么化学。中世纪有一波人是财迷，他们想的是炼金子。你看阿凡提里边，巴依老爷就是吃的这个亏啊。还在那儿念咒呢，“金字一屋子，沙子一袋子”。到后来啥都没剩下。化学就是炼金术。另外一波人显然不同意这种说法。他们不为钱财，那是身外之物，他们为乐长生不老。所以在他们看来，化学就是炼丹术，炉运阴阳火，功兼内外丹。吃了以后是可以化去俗骨，得道成仙的嘛。到后来，大家发现，无论炼丹术还是炼金术，都是不靠谱儿的。化学可以用来制药嘛，可以用来治病救人，这要实际的多。化学家就是药剂师。

但是波义耳却站在了不一样的立场上，波义耳认为化学归根结底，就是化学，它就是它自己。化学不是依附于其他学科的东西，化学是一门独立的学问。这本书是近代化学史上的一座里程碑。波义耳江湖地位由此奠定。后世有人尊称他为近代化学之父。不过这个名分究竟给谁，大家也在撕扯中。有说拉瓦锡的，也有说应该给道尔顿。反正我觉得，波义耳比较早，而且够资格。

后来皇家学会成立了，波义耳在牛津，不在伦敦。所以他没能成为第一批会员。不过大家公认他是波义耳应该是皇家学会的元老之一。到了1680年，大家选波义耳当皇家学会会长，他因为体弱多病，而且讨厌宣誓仪式而拒绝就任。据说还有宗教方面的顾虑，反正他没当。他就是这个脾气。不过胡克在皇家学会从一开始一直干到最后去世。

胡克一开始掌管着皇家学会的的实验工作。无奈没经费没钱。胡克不得不到唱诗班去混一份工资。长期当志愿者着也不是个事儿。后来，胡克弄了不少的实验给国王演示，其实就是拉钱嘛。解决了经费问题，他才能成为专职的科学家嘛。后来他当上了几何学教授，经济问题算是解决了。

现代人画的胡克的画像

在皇家学会的实验主任职位上，胡克干的非常出色。他知识面宽广，啥都能来两下，擅长机械设计，胡克轮式气压仪及实用的测速仪都是他鼓捣出来的。他首先对弹簧性质进行研究，提出了力学领域最基本的胡克定律。那时候，没有啥著作权一说。一个点子，自己不能完全确认，但是又怕别人抢先，泄露出去，万一被别人剽窃呢？所以，他们都是把自己的研究成果加密，写成密码，交给可靠的证人。某年某月胡克交给某证人一个字条，上面写了一句话，完全加密别人看不懂。假如有把握了，或者别人有了类似的结论。那么，胡克就可以告诉那个证人如何解密，假如解开了一看，果然是胡克领先了。这就可以证明胡克比较厉害。1676年，胡克通知证人解开密码，解开了一看，就是一句话：“力如伸长（那样变化）”。说得直白一点儿，就是应力与伸长量成正比。这就是胡克定律。

胡克在光学仪器的制造上，功力也是非同小可，他制造的第一台复合显微镜，放大倍数惊人，而且看得非常清晰。他很喜欢把各种东西放到显微镜底下来观察。有一次他从树皮切了一片软木薄片，显微镜底下观察。他观察到了植物细胞(，这些细胞早就死了)，胡克觉得他们的形状类似教士们所住的单人房间，所以他使用单人房间的cell这个词命名植物细胞。是为史上第一次成功观察细胞。

同年胡克出版了《显微术》这本书，这本书其实是一本手册，包括了一些如何使用使用显微镜或望远镜进行的观察的要领，包括前边讲过的软木切片。 胡克用过的显微镜至今仍然保存在华盛顿国家健康与医学博物馆里，那是非常珍贵的文物了。这本书上有大量的插图，胡克的童子功显示出来了，插图画得真不错。

列文虎克

荷兰有个市政厅看门人名叫列文虎克，他看到《显微术》这本书，大受启发，他把所有的业余时间全部用来磨镜片，反正闲着也是闲着。他对胡克的镜片进行了改进，性能提高了不少。而且他对微生物进行了细致的观察。他猛然发现，原来在显微镜头下的微小世界里，居然有那么多微生物。他与英国皇家学会断断续续的写了好多信。皇家学会让胡克鉴定一下这些成果，胡克一看写的真不错，尤其是他磨镜片的手艺太棒了，那就发表吧。这些信件发表在了《皇家学会哲学学报》上。从此一个看大门的保安名留青史了。他被称为微生物学之父。

胡克真正根牛顿结下梁子，还是因为望远镜的事儿。1663年，格里高利设计了一种用反射镜片的望远镜，但是格里高利手艺不行，能设计但是造不出来。结果年轻的牛顿在1668年，端出了一个漂亮的反射式望远镜，现在很多天文商店都有这个望远镜的复制品卖。设计原理和格里高利不一样。这种望远镜被称为牛顿式反射望远镜。简称叫“牛反”。胡克看了以后很不爽啊，要知道光学和仪器设计，那是他家的地盘儿，怎么这个牛顿也来插一杠子。被窝里伸脚丫子——你算第几把手？

牛顿的望远镜

胡克强调，他先于牛顿七年就做出了一个仅有3厘米的反射望远镜，性能比其他的大望远镜还强。甚至还有更小型的设计，可以装在怀表里。前一阵子闹黑死病，然后伦敦又着了一场大火，后边的的重建工作把功夫全耽误了。要不然早就搞出来了。

牛顿那时候年轻啊，岁数不大，毛还嫩，哪里敢跟胡克叫板呢。胡克的脾气和牛顿不一样。他比较好炫耀，很多东西还没搞完善，他就已经到处在讲。一方面喜欢出风头，一方面又怕别人剽窃自己的东西。好多东西不拿给别人看，别人叫他拿出来瞧瞧，他不肯。给人的印象并不好，很多人心里不爽。牛顿心里也不爽。

莱布尼茨

胡克吵架的本事也很大，跟好多人结过梁子。莱布尼茨到访英国，拿出一个手摇计算机。人家的设计比皇家学会要好。胡克这个皇家学会实验主任基本上就相当于造办处。莱布尼茨拿出东西来得瑟，等于是直接怼了胡克。胡克跳出来尖酸刻薄地嘲笑了莱布尼茨一顿。人家大老远来的是听你挖苦的吗？当然两边结下梁子。后来这个胡克还跟荷兰的惠更斯闹知识产权纠纷，游丝弹簧到底是谁发明的，双方吵得一塌糊涂。胡克那张嘴快赶上祥林嫂了。最后大家受不了了，皇家学会立规矩，开会禁止谈游丝弹簧知识产权问题……

这些矛盾都不是一天之内产生的，是长期积累的结果。胡克与牛顿更大的梁子还在后头呢，两个人最后闹的几乎水火不容，这又是怎么回事儿呢？

下回再说