Hà Nội, Thứ Tư Ngày 25/11/2020

Robert Boyle: Nhà hóa học hiện đại đầu tiên

Mtđt, 09:23 27/06/2020

Tác phẩm bao gồm một số ý tưởng hiện đại về nguyên tử, phân tử và phản ứng hóa học, đánh dấu sự khởi đầu của hóa học hiện đại.

Năm 1661, nhà khoa học Robert Boyle người Ireland xuất bản cuốn sách “The Sceptical Chymist” (Nhà hóa học hoài nghi) nhằm tách biệt giả kim thuật và hóa học. Tác phẩm bao gồm một số ý tưởng hiện đại về nguyên tử, phân tử và phản ứng hóa học, đánh dấu sự khởi đầu của hóa học hiện đại.

Robert Boyle và “bơm chân không” do ông chế tạo. Ảnh: Nature.

Khi đề cập đến những hiệp hội khoa học lâu đời nhất và uy tín nhất trên thế giới, chúng ta không thể không nhắc tới Hiệp hội Hoàng gia London (Anh), tổ chức được thành lập vào năm 1663. Đây là nơi quy tụ nhiều nhóm các nhà triết học tự nhiên và họ thường xuyên gặp gỡ nhau để thảo luận về những vấn đề mới của khoa học. Một trong những thành viên tham gia sáng lập Hiệp hội Hoàng gia London là Robert Boyle, người được giới khoa học mệnh danh là “nhà hóa học hiện đại đầu tiên”. Ông trở nên nổi tiếng khi phát hiện ra định luật về mối quan hệ giữa áp suất tuyệt đối và thể tích của một chất khí.

Boyle sinh ra trong một gia đình có 14 người con ở Ireland vào năm 1627. Cha của ông là Bá tước Cork giàu có. Lúc còn nhỏ, ông được nuôi dưỡng bởi một gia đình ở địa phương cho đến năm 8 tuổi. Ông thông thạo tiếng Ireland cũng như tiếng Latinh, tiếng Hy Lạp và tiếng Pháp. Sau khi mẹ qua đời, ông tới học tập tại trường nội trú Eton College.

Trong một chuyến đi tới Florence (Ý) vào năm 1641, ông có cơ hội gặp gỡ và tiếp xúc với những công trình nghiên cứu của nhà khoa học nổi tiếng Galileo Galilei. Cuộc gặp gỡ này đã góp phần khơi dậy trong ông niềm đam mê nghiên cứu khoa học và toán học.

Nhưng khi trở về quê hương, Boyle lại bắt đầu con đường sự nghiệp với mong muốn trở thành một nhà văn. Ông viết nhiều tác phẩm khác nhau, trong đó có một luận thuyết bàn về đạo đức và đức hạnh của con người. Không lâu sau, ông cho xây dựng một phòng thí nghiệm tại nhà và bắt đầu thực hiện các thí nghiệm hóa học và quan sát bằng kính hiển vi.

Boyle có nguồn lực tài chính dồi dào để theo đuổi con đường nghiên cứu học thuật, một phần là do ông được thừa kế một lượng tài sản lớn ở cả Ireland và Anh sau khi người cha qua đời. Trong thời gian sống ở Ireland, ông gặp nhiều trở ngại khi thiết lập các thí nghiệm hóa học. Do đó, ông dành phần lớn thời gian của mình ở Oxford và London (Anh), nơi ông trở thành thành viên của một nhóm các nhà triết học tự nhiên có cùng chí hướng. Các thành viên tự ví nhóm như một “trường đại học vô hình”. Giá trị cốt lõi của nhóm là quan sát và thử nghiệm nhằm nâng cao kiến thức về khoa học tự nhiên, không chỉ đơn thuần lập luận logic. Đây chính là tiền thân của Hiệp hội Hoàng gia London.

Năm 1650, các nhà khoa học trên khắp châu Âu cảm thấy hào hứng khi nhà khoa học người Đức Otto von Guericke tạo ra chân không nhân tạo đầu tiên trên thế giới. Guericke úp hai bán cầu rỗng ruột làm bằng đồng lại với nhau, sau đó hút hết không khí bên trong. Kết quả là áp suất khí quyển bên ngoài ép chặt các bán cầu vào nhau. Để xem lực ép này mạnh cỡ nào, Guericke cho hai đoàn ngựa kéo hai bán cầu theo hướng ngược nhau [mỗi đoàn 8 con], nhưng cuối cùng không thể tách rời chúng.

Lấy cảm hứng từ thành tựu trên, Boyle chế tạo một “bơm chân không” cùng với Robert Hooke, người sau này trở thành trợ lý của ông. Họ tiến hành nhiều thí nghiệm khác nhau để xác định các tính chất của không khí, đặc biệt là cách thức không khí loãng ảnh hưởng đến sự đốt cháy, hiện tượng từ tính, âm thanh và dụng cụ đo khí áp. Những quan sát này đã trở thành nền tảng cho cuốn sách mà ông xuất bản vào năm 1660 với tựa đề “New Experiments Physico-Mechanicall, Touching the Spring of the Air, and its Effects”.

Mặc dù nhiều người đánh giá cao nội dung của cuốn sách, nhưng nó cũng nhận được ý kiến phản biện của Francis Linus, một linh mục dòng Tên. Năm 1662, Boyle cho tái bản cuốn sách với một số chỉnh sửa nhỏ, trong đó bao gồm phần phụ lục giải quyết các vấn đề Linus đang tranh luận liên quan đến cái mà ngày nay chúng ta gọi là định luật Boyle: thể tích của chất khí biến đổi tỷ lệ nghịch với áp suất của chất khí.

Sau thành công ban đầu này, Boyle tiếp tục tiến hành vô số thí nghiệm hóa học và công bố nhiều kết quả quan trọng cho đến cuối đời. Ông cũng viết một số chuyên luận về y học và tiến hành các nghiên cứu liên quan đến tinh thể, điện, màu sắc, thủy tĩnh học, sự giãn nở của nước đóng băng.

Boyle từng viết ra một “danh sách mơ ước” gồm 24 ý tưởng có thể được xem là kỳ quặc vào thời điểm đó, nhưng ông hy vọng chúng sẽ trở thành hiện thực trong tương lai với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật. Các ý tưởng bao gồm phương pháp kéo dài sự sống, cỗ máy giúp con người bay lên trời [khi đó máy bay chưa ra đời], chế tạo áo giáp cực kỳ nhẹ và cứng, loại thuốc có thể làm biển đổi tâm trí con người, cấy ghép nội tạng…Hầu hết các ý tưởng mà ông đề xuất tính đến nay đã trở thành hiện thực.

Mặc dù có nhiều đóng góp cho sự phát triển của khoa học hiện đại, nhưng Boyle cũng quan tâm đến những điều huyền bí, đặc biệt là giả kim thuật. Năm 1661, Boyle viết tác phẩm “The Sceptical Chymist” (Nhà hóa học hoài nghi), trong đó ông đã tách biệt giả kim thuật và hóa học, mở ra một thời kỳ mới cho hóa học hiện đại. Ông lập luận, vật chất là tổ hợp của rất nhiều “tiểu thể” hay nguyên tử, thay vì bốn yếu tố cơ bản bao gồm không khí, đất, nước và lửa như hiểu biết trước đây. Vào thập niên 1670, lý thuyết về các tiểu thể đã được Isaac Newton áp dụng vào lý thuyết hạt ánh sáng. Trong tác phẩm The Sceptical Chymist, Boyle cũng đề xuất một số ý tưởng sớm nhất về phân tử và phản ứng hóa học. Ông cho rằng, phản ứng hóa học xảy ra khi các tiểu thể chuyển động và va chạm với nhau.

Năm 1669, sức khỏe của Boyle suy giảm nhanh chóng, khiến ông không thể tiếp tục tham gia Hiệp hội Hoàng gia London. Ông hạn chế tiếp khách, trừ trường hợp bạn bè và đồng nghiệp thân thiết. Tuy nhiên, ông vẫn tiếp tục tiến hành các thí nghiệm hóa học trong 20 năm tiếp theo tại nhà cùng với hai chị gái Kinda Jones và Lady Ranelagh.

Họ đều là những người yêu thích khoa học và thường xuyên chỉnh sửa các bản thảo cho nhau. Boyle qua đời sau quãng thời gian ốm liệt giường vào ngày 31 tháng 12 năm 1691, đúng một tuần sau cái chết của chị gái. Ông được chôn cất trong khuôn viên nhà thờ St Martin-in-the-Fields ở London, Anh.

Theo Quốc Lê (Theo APS Physics)

Bạn đang đọc bài viết Robert Boyle: Nhà hóa học hiện đại đầu tiên tại chuyên mục Nghiên cứu – Trao đổi. Thông tin phản ánh, liên hệ đường dây nóng : 0912 345 014 Hoặc email: banbientapmoitruongdothi@gmail.com
Tin cùng chuyên mục Nghiên cứu – Trao đổi