เคมี

Robert Boyle : บิดาของวิชาเคมีRobert Boyle ถือกำเนิดเมื่อวันที่ ๒๕ มกราคม พ.ศ. ๒๑๗๐ (ในสมัยพระอินทราชา) ที่ปราสาท Lismore แคว้น Waterford ประเทศไอร์แลนด์ ในครอบครัวที่นับถือคริสต์ศาสนานิกายโปรแตสแตนต์ โดย Boyle เป็นบุตรคนที่ ๗ ของบิดาผู้เป็น Earl of Cork และมีพี่น้องร่วมท้องเดียวกันถึง ๑๕ คนบิดาของ Boyle เชื่อว่า วิธีเลี้ยงลูกที่ดี ก็คือการให้การศึกษาที่ดีที่สุด การมีฐานะร่ำรวย และฐานันดรศักดิ์สูงช่วยให้ Boyle ได้เข้าศึกษาต่อที่วิทยาลัย Eton เมื่อมีอายุได้ ๘ ปี โดยได้เรียนภาษาฝรั่งเศส เต้นรำ และดนตรี ถึงแม้ Boyle จะเป็นเด็กเรียนที่มีเพื่อนมาก และเพื่อนทุกคนชื่นชม แต่เมื่อเรียนที่ Eton ได้ ๓ ปี บิดาไม่พอใจอาจารย์ใหญ่ของโรงเรียน จึงให้ลูกของตนลาออกแล้วจัดหาครูมาสอนให้ที่บ้านแทนเมื่อ Boyle อายุ ๑๒ ขวบ บิดาได้ให้บุตรชายเดินทางไปเรียนศิลปวิทยาต่าง ๆ และท่องเที่ยวยุโรป และเมื่อเดินทางถึง Geneva เด็กชาย Boyle ก็ได้มีโอกาสเรียนคณิตศาสตร์ วรรณคดี เกษตรศาสตร์ และแพทยศาสตร์ รวมทั้งเรียนภาษาอิตาเลียนด้วย และขณะพำนักอยู่ที่เมือง Florence นี้เอง เขาได้อ่านหนังสือชื่อ Dialogue Concerning the Two Chief World Systems ของ Galileo ผู้กำลังใช้เวลาช่วงสุดท้ายของชีวิตที่เมือง Ascetri ซึ่งอยู่ใกล้ Florence การศึกษางานของ Galileo, Francis Bacon และ Descartes ได้ทำให้วิถีชีวิตของ Boyle เปลี่ยนจากเด็กที่สนใจภาษามาสนใจวิทยาศาสตร์แทน เพราะเขารู้สึกสงสาร และเห็นใจ Galileo มากที่ถูกตุลาการศาสนาสมัยนั้นกักขัง และ Boyle คิดว่าคำสอนของ Galileo ถูกต้องทุกประการเมื่อสำเร็จการศึกษาในยุโรป Boyle เดินทางกลับอังกฤษ และได้ไปทำงานที่มหาวิทยาลัย Oxford ขณะอยู่ที่นั่น เขาได้พบนักวิทยาศาสตร์คนสำคัญ ๆ มากมาย เช่น Christopher Wren สถาปนิกผู้มีชื่อเสียง และ John Wallis นักคณิตศาสตร์ผู้โด่งดัง แต่เหนือสิ่งอื่นใด Boyle ได้พบกฎสำคัญกฎหนึ่งของวิชาฟิสิกส์และเคมี ที่โลกทุกวันนี้รู้จักในนามว่า กฎของ Boyle (แต่กฎนี้นักวิชาการในยุโรปหลายคนที่เรียกกฎของ Mariotle) โดยในปี พ.ศ. ๒๒๐๕ (รัชสมัยพระนารายณ์มหาราช) Boyle ได้ตีพิมพ์ผลงานชื่อ New Experimento Physico-Mechanicall Touching the Spring of the Air and its Effects ในการทดลองนี้ Boyle ได้นำหลอดแก้วรูปตัว J ที่มีปลายข้างหนึ่งปิด ส่วนอีกปลายข้างหนึ่งเปิดมาบรรจุด้วยปรอท และ Boyle ได้พบว่า ปลายสั้นของหลอดรูปตัว J มีอากาศอยู่ภายใน และเมื่อระดับปรอทในแขนทั้งสองของหลอดเท่ากัน นั่นแสดงว่า ความดันอากาศภายนอกเท่ากับความดันอากาศที่อยู่ในหลอดปลายปิด แต่เมื่อเขาเอาปรอทเติมทางแขนข้างขวาของหลอด ปริมาตรของอากาศจะลดทันที และเขาก็ได้พบว่า เมื่อความดันอากาศเพิ่มขึ้น ๒ เท่า ปริมาตรแก๊สจะลดลงครึ่งหนึ่ง และเมื่อความดันเพิ่มขึ้นสามเท่า ปริมาตรแก๊สในหลอดจะลดลงเหลือหนึ่งในสามของปริมาตรเดิมเช่นนี้เรื่อยไป Boyle จึงกล่าวสรุปเป็นกฎว่า ถ้าอุณหภูมิของแก๊สคงที่คือไม่เปลี่ยนแปลง ความดันของแก๊สจะแปรผกผันกับปริมาตรของมันการทดลองนี้มี Robert Hooke เป็นนักทดลองผู้ช่วยสร้างปั๊มสูบอากาศเข้าออก เพื่อให้ความดันของแก๊สเปลี่ยนแปลงความยิ่งใหญ่ของการทดลองนี้คือ Boyle ได้สร้างสิ่งที่ธรรมชาติไม่ทำ และไม่มีขึ้นในห้องทดลองเป็นครั้งแรกนอกจากนี้ Boyle ก็ยังพบอีกว่า ในการจุดเทียนไข เปลวไฟต้องการอากาศในการลุกไหม้เช่นเดียวกับ กบ นก และแมวที่ต้องการอากาศในการดำรงชีวิต ส่วนเสียงนั้นไม่สามารถเดินทางผ่านสุญญากาศได้ ดังนั้น ถ้าให้กระดิ่งสั่นในขวดแล้ว และสูบอากาศออกทีละน้อย ๆ เสียงนาฬิกาที่ได้ยินจะแผ่วลง ๆ จนไม่ได้ยินในที่สุดเมื่ออายุได้ ๒๖ ปี Boyle ได้จัดให้นักวิทยาศาสตร์ นักคณิตศาสตร์ แพทย์ และวิศวกรมาพบปะกันทุกสัปดาห์ เพื่อเล่าและอภิปรายความรู้ต่าง ๆ ที่กำลังเกิดขึ้นในสมัยนั้น เช่น ได้จัดให้มีการบรรยายเรื่องการหมุนเวียนของเลือดในคน ทฤษฎีจักรวาลของ Copernicus ดาวหาง ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี ธรรมชาติของอากาศ การเพิ่มประสิทธิภาพของกล้องโทรทรรศน์ และการสร้างสุญญากาศ เป็นต้น และเมื่อถึงวันที่ ๒๘ พฤศจิกายน พ.ศ. ๒๒๐๓ เหล่าสมาชิก ๑๒ คน ก็ได้ประกาศจัดตั้งวิทยาลัย Physico-Mathematicall Experimental Learning ซึ่งสถาบันนี้ได้กลายเป็นสมาคมวิชาการ Royal Society ในเวลาต่อมา ดังนั้น Boyle จึงได้ชื่อว่าเป็นบิดาคนหนึ่งที่ให้กำเนิดสมาคมที่ทรงเกียรตินี้เมื่อ Boyle อายุได้ ๓๔ ปี เขาต่อต้านคำสอนของ Aristotle ที่ว่าสสารประกอบด้วย ดิน น้ำ ลม ไฟ โดยได้แถลงว่า สสารประกอบด้วยอนุภาคชนิดต่าง ๆ หลายชนิดที่ถูกนำมาประกอบกัน และในกรณีของเหลวอนุภาคจะเคลื่อนที่ค่อนข้างอิสระ แต่เวลาอยู่ในของแข็ง อนุภาคแทบไม่เคลื่อนที่เลยBoyle มีผลงานลงพิมพ์ในวารสารของ Royal Society หลายเรื่องและเป็นนักเคมีคนแรกที่พยายามทำเคมีให้เป็นวิชาที่เน้นปริมาณ เพราะเขาเชื่อว่า เคมีจะพัฒนาได้ต้องอาศัยคณิตศาสตร์เป็นหลัก เขาสร้างวิธีทดสอบสภาพความเป็นกรด-ด่างของสารละลาย และหาองค์ประกอบของสสารโดยวิธีเผา เขาตอกย้ำเสมอว่า นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้การทดลองความแม่นยำและการสังเกตที่รอบคอบ วิทยาศาสตร์จึงจะมีคำตอบและค่าสำหรับเหตุการณ์ทุกเรื่องเมื่ออายุได้ ๕๓ ปี Boyle ได้ปฏิเสธการดำรงตำแหน่งเป็นนายกของ Royal Society โดยอ้างเหตุผลว่า การสาบานตนเข้ารับตำแหน่งขัดกับศาสนาที่เขานับถือBoyle เสียชีวิตเมื่อวันที่ ๓๐ ธันวาคม พ.ศ. ๒๒๓๔ ที่กรุงลอนดอน ขณะมีอายุได้ ๖๔ ปี โดยในพิธีศพ Christian Huygens, Robert Hooke และ Gottfried Leibnitz ผู้มีชื่อเสียงได้กล่าวว่า Boyle เสียเวลาค่อนชีวิตเพื่อพิสูจน์สิ่งที่ใคร ๆ ก็รู้อยู่ในใจว่าจริงและความจริงก็มีว่า ในสมัยของ Boyle นั้น นักวิทยาศาสตร์ทำงานโดยวิธีนั่งเทียน ดังนั้น จึงไม่มีใครนำการทดลองมาพิสูจน์ และตัดสินความจริง Boyle จึงเป็นบุคคลแรก ๆ ที่ชี้นำให้สังคมวิชาการตระหนักในความสำคัญของการตรวจสอบความรู้ โดยเน้นการทดลองที่มีรายงาน กระบวนการทำงานรายละเอียดของเครื่องมือเครื่องใช้ที่ใช้ในการทดสอบ วิธีการทดลอง ข้อผิดพลาด ข้อควรระมัดระวัง ความยากลำบากในการทดลอง ฯลฯและนี่ก็คือรายงานวิทยาศาสตร์ฉบับแรกที่โลกรู้จัก ซึ่งมีความน่าสนใจและน่าอ่านมาก นอกจากจะมีผลงานด้านแก๊สแล้ว Boyle ยังได้ศึกษาการทำงานของปั๊ม กาลักน้ำ การสะท้อน และการดูดกลืนแสง เขาได้จัดระบบของสสารในเชิงเคมีออกเป็น ๓ ประเภท คือ กรด ด่าง และเป็นกลาง โดยได้ใช้เกณฑ์ง่าย ๆ ว่า ถ้ากรดทำให้สารทดสอบสีน้ำเงินเปลี่ยนเป็นสีแดง ดังนั้น สารอะไรที่ทำเช่นนี้ไม่ได้สารนั้นก็ไม่ใช่กรด และความสนใจในวิชาเคมีนี่เองที่ทำให้ Boyle พบวิธีทดสอบ potassium carbonate กับ ammonia ในเวลาต่อมา ดังนั้นเราจึงอาจกล่าวได้ว่า Boyle เป็นบิดาของวิชาเคมีวิเคราะห์ (analytical chemistry) ตัวจริงตามปกติ Boyle เป็นสุภาพบุรุษที่ไม่ชอบการเผชิญหน้า เพราะเขาไม่ชอบการทะเลาะวิวาท และเป็นคนเคร่งศาสนา ผลงานเขียนของ Boyle ซึ่งมีประมาณ ๒๐,๐๐๐ หน้า และขณะนี้อยู่ในความดูแลของ Royal Society แสดงให้เห็นความสามารถทางวิชาการของ Boyle และความตั้งใจของ Boyle ที่ใช้ฐานะทางสังคมของตนในการทำให้สังคมยอมรับวิทยาศาสตร์ และผลงานทั้งหมดของ Boyle นี้ ได้ปรากฏในรูปของชุดหนังสือ The Works of Robert Boyle จำนวน ๑๔ เล่ม ที่มี Michael Hunter เป็นบรรณาธิการและจัดพิมพ์โดย Pickering และ Chatto ราคา $๑,๙๕๐ ซึ่งได้กล่าวถึงความคิดเห็นของ Boyle ที่มีต่อวิทยาศาสตร์ว่ามีขอบเขต เพราะบางความรู้วิทยาศาสตร์จะไม่สามารถล่วงรู้ได้หนังสือชุดนี้ยังได้กล่าวถึงการทดลองเคมีความไม่น่าจะเป็นไปได้ของอะตอมในมุมมองของ Democritus อีกทั้งยังได้แสดงผลงานของ Boyle ด้านความดันอุทกศาสตร์ ทัศนศาสตร์ สรีรวิทยา และแพทยศาสตร์ด้วยผู้เขียน : ศ. ดร.สุทัศน์ ยกส้าน ภาคีสมาชิก ประเภทวิทยาศาสตร์กายภาพ สาขาวิชาฟิสิกส์ สำนักวิทยาศาสตร์
ที่มา:
http://www.royin.go.th/th/knowledge/detail.php?Search=1&ID=449