工業革命—前傳：05.化學不是煉金術

前傳：05.化學不是煉金術 來自科學史評話 00:00 26:24

胡克在牛津結識了很多人，其中一個人對他很重要，此人就是當時著名的化學家波義耳。胡克一開始就在波義耳手下當助手。

這個波義耳可不是一般人，他出生的前一年，培根剛剛去世。那個時代是個巨人輩出的時代，而且往往出現交接班的情況。一位剛去世，馬上就替補上一位。他從小就在歐洲大陸遊曆，而且超級愛看書。即便是在馬背上，也是手不釋卷。他看到一本書，不但科學原理上解釋的絲絲入扣，而且文采飛揚，不但是科學經典，也是意大利文學名著。年輕的波義耳看得入了迷，這本書寫的太有意思了。

伽利略的《對話》

這是一本什麼書呢？這本書的名字很長，叫做《關于托勒密和哥白尼兩大世界體系的對話》。有人嫌長，簡稱《兩大世界體系的對話》，還是太長了，最後簡稱《對話》。這也太簡單了，不會混淆嗎？不會的，這本書名氣太大了。因為作者就是大名鼎鼎的伽利略。他巧妙的安排了三個人的對話，一方堅持托勒密的地心說，另外一邊堅持日心說。看上去不偏不倚，教皇怎麼看着怎麼覺得伽利略在挖苦自己。所以不但科學性極強，文學水平也很高。難怪波義耳看得入迷。

波義耳的父親說保皇派，那年頭，保皇派和革命派正在死磕，波義耳的父親在戰場上戰死了。于是他的家境就一落千丈。波義耳也就沒錢在歐洲大陸繼續遊曆了，不得已，跟着姐姐回倫敦住。在倫敦他認識了了科學教育家哈特·利泊，哈特·利泊鼓勵他學習醫學和農業。

說起來醫學，波義耳深有感觸，他小時候大夫開錯了藥，他差點兒把命搭上。從此看見醫生就吓得不行。怕醫生甚于怕疾病。甯可生病也不找醫生看，那總不能自己熬着吧。他就找各種醫學書來看。自己給自己治病。各種方子拿過來嘗試。稀奇古怪的偏方他也不放過。要知道，那年頭的醫療水平真是隻能安慰不能治愈。波義耳是沒辦法。

他因為研究醫學，經常要和藥物打交道。慢慢的就對化學産生興趣了。那個時代，各種學問分的不是太清楚。好多模糊地帶。化學就是一個非常模糊的東西。波義耳自己建立實驗室，自己在家做實驗，經常是黑着臉就從屋子裡爬出來了。天知道他又把啥東西給燒了。

後來，一幫子愛好科學的人士組成了一個小團體，叫做“無形學院”。經常一起讨論各種科學問題。所謂無形學院，我理解就是“沒有圍牆的大學”。大略就是這個意思。就他們一小撮人，走到哪兒，學校就在哪兒。這就是皇家學會的前身。上文書我們講到過皇家學會。波義耳很早就參加了無形學院的活動。開始無形學院經常在倫敦出沒，後來一幫人轉戰到了牛津。波義耳仔家裡潛心讀書，日子過的到也安逸。但是他心裡癢心癢啊，見不到好基友，沒人跟他聊科學，他憋不住了。最後，波義耳1654年去了牛津，在通訊不發達的年代。地理位置對朋友圈的影響非常明顯。

牛津

波義耳在牛津建立實驗室，自己一個人忙不過來，必須找幫手。于是他就找了幾個年輕人來幫他，其中就有這位胡克先生。胡克那年頭才剛出道，毛還嫩呢。波義耳1627年出生，惠更斯1629年，胡克1635年。

馬德保半球文物

在波義耳手下，胡克成長非常快。波義耳發現胡克這個小夥子動手能力極強，最擅長制作實驗儀器。正巧馬德堡市市長奧托·馮·格裡克做了一個物理學教科書上的經典實驗。叫做馬德堡半球實驗。兩個半球合攏在一起一起，中間抽成真空，兩邊用了16匹馬才把半球拉開。馬德堡半球實驗推翻了亞裡士多德“自然界讨厭真空”的理論。證明大氣是有壓力的。這個實驗因為規模大，參觀人數多。因此具有轟動效應。很快就傳遍歐洲。

波義耳正好也在研究氣體。那時候還處于自然哲學階段，哲學與科學還沒徹底分家。那年頭按照化學理論，氣體是基本元素。所以化學家研究氣體的性質，那是再自然不過的事兒了。所以他聽說馬德堡半球實驗以後，心裡癢癢，就想自己也試試。但是一個老大難問題是，他沒有真空泵。真空泵是人家格裡克的獨門絕技。最後，他把這個難題抛給了胡克。

波義耳和胡克的真空泵

要說胡克真不含糊，一沒圖紙，二沒資料。他愣是憑着自己的心靈手巧，做出來一個非常棒的氣泵。波義耳當然就樂開了花。果然，此後不久，波義耳就拿出了一系列關于氣體的成果。比如說燃燒必須依賴空氣，沒空氣燒不起來。聲音也是在空氣裡傳播的，沒了空氣就玩不轉了。後來還提出了波義耳定律，描述了氣體壓強與氣體體積的反比關系。這個定律很重要啊，這是人類曆史上第一個被發現的“定律”。

先介紹個小知識，定律和定理有啥不一樣呢？先推薦一個口訣：“定理可以證證明，定律可以推翻”。反過來也對，“定理不可推翻，定律不可證明”。層層推倒出來的叫做“定理”。觀察總結出來的規律，那麼就叫做定律。一個來自笛卡爾的演繹法，一個來自培根的歸納法。路數是不一樣的。

波義耳定律是他自己做實驗總結出來的。不是用數學慢慢推算出來的，所以算定律。做實驗的時候胡克一直在旁邊幫忙。大約就是在這幾年裡邊，波義耳根據他自己的思想和研究成果，開始寫一本書，叫做《懷疑派化學家》。一開始波義耳是匿名出版的，别人都不知道這本書是誰寫的，後來才發現原來是波義耳寫的。

這本書也是描寫幾個人的對話。在一個炎熱的夏天，四個哲學家在一棵大樹下争論起來, 其中一個代表懷疑派化學家，擺明了就是波義耳本人嘛，另一個代表消遙派哲學家，第三個代表醫藥化學家，最後一個哲學家保持中立。經過一番激烈的辯論，懷疑派化學家就把消遙派哲學家和醫藥化學家的種種謬論駁得體無完膚了。

很明顯，波義耳是伽利略的大粉絲啊。連對話這種寫作方式，他都照方抓藥。這招好使啊，生動活潑，而且能把問題講透。在古代，沒有什麼化學。中世紀有一波人是财迷，他們想的是煉金子。你看阿凡提裡邊，巴依老爺就是吃的這個虧啊。還在那兒念咒呢，“金字一屋子，沙子一袋子”。到後來啥都沒剩下。化學就是煉金術。另外一波人顯然不同意這種說法。他們不為錢财，那是身外之物，他們為樂長生不老。所以在他們看來，化學就是煉丹術，爐運陰陽火，功兼内外丹。吃了以後是可以化去俗骨，得道成仙的嘛。到後來，大家發現，無論煉丹術還是煉金術，都是不靠譜兒的。化學可以用來制藥嘛，可以用來治病救人，這要實際的多。化學家就是藥劑師。

但是波義耳卻站在了不一樣的立場上，波義耳認為化學歸根結底，就是化學，它就是它自己。化學不是依附于其他學科的東西，化學是一門獨立的學問。這本書是近代化學史上的一座裡程碑。波義耳江湖地位由此奠定。後世有人尊稱他為近代化學之父。不過這個名分究竟給誰，大家也在撕扯中。有說拉瓦錫的，也有說應該給道爾頓。反正我覺得，波義耳比較早，而且夠資格。

後來皇家學會成立了，波義耳在牛津，不在倫敦。所以他沒能成為第一批會員。不過大家公認他是波義耳應該是皇家學會的元老之一。到了1680年，大家選波義耳當皇家學會會長，他因為體弱多病，而且讨厭宣誓儀式而拒絕就任。據說還有宗教方面的顧慮，反正他沒當。他就是這個脾氣。不過胡克在皇家學會從一開始一直幹到最後去世。

胡克一開始掌管着皇家學會的的實驗工作。無奈沒經費沒錢。胡克不得不到唱詩班去混一份工資。長期當志願者着也不是個事兒。後來，胡克弄了不少的實驗給國王演示，其實就是拉錢嘛。解決了經費問題，他才能成為專職的科學家嘛。後來他當上了幾何學教授，經濟問題算是解決了。

現代人畫的胡克的畫像

在皇家學會的實驗主任職位上，胡克幹的非常出色。他知識面寬廣，啥都能來兩下，擅長機械設計，胡克輪式氣壓儀及實用的測速儀都是他鼓搗出來的。他首先對彈簧性質進行研究，提出了力學領域最基本的胡克定律。那時候，沒有啥著作權一說。一個點子，自己不能完全确認，但是又怕别人搶先，洩露出去，萬一被别人剽竊呢？所以，他們都是把自己的研究成果加密，寫成密碼，交給可靠的證人。某年某月胡克交給某證人一個字條，上面寫了一句話，完全加密别人看不懂。假如有把握了，或者别人有了類似的結論。那麼，胡克就可以告訴那個證人如何解密，假如解開了一看，果然是胡克領先了。這就可以證明胡克比較厲害。1676年，胡克通知證人解開密碼，解開了一看，就是一句話：“力如伸長（那樣變化）”。說得直白一點兒，就是應力與伸長量成正比。這就是胡克定律。

胡克在光學儀器的制造上，功力也是非同小可，他制造的第一台複合顯微鏡，放大倍數驚人，而且看得非常清晰。他很喜歡把各種東西放到顯微鏡底下來觀察。有一次他從樹皮切了一片軟木薄片，顯微鏡底下觀察。他觀察到了植物細胞(，這些細胞早就死了)，胡克覺得他們的形狀類似教士們所住的單人房間，所以他使用單人房間的cell這個詞命名植物細胞。是為史上第一次成功觀察細胞。

同年胡克出版了《顯微術》這本書，這本書其實是一本手冊，包括了一些如何使用使用顯微鏡或望遠鏡進行的觀察的要領，包括前邊講過的軟木切片。 胡克用過的顯微鏡至今仍然保存在華盛頓國家健康與醫學博物館裡，那是非常珍貴的文物了。這本書上有大量的插圖，胡克的童子功顯示出來了，插圖畫得真不錯。

列文虎克

荷蘭有個市政廳看門人名叫列文虎克，他看到《顯微術》這本書，大受啟發，他把所有的業餘時間全部用來磨鏡片，反正閑着也是閑着。他對胡克的鏡片進行了改進，性能提高了不少。而且他對微生物進行了細緻的觀察。他猛然發現，原來在顯微鏡頭下的微小世界裡，居然有那麼多微生物。他與英國皇家學會斷斷續續的寫了好多信。皇家學會讓胡克鑒定一下這些成果，胡克一看寫的真不錯，尤其是他磨鏡片的手藝太棒了，那就發表吧。這些信件發表在了《皇家學會哲學學報》上。從此一個看大門的保安名留青史了。他被稱為微生物學之父。

胡克真正根牛頓結下梁子，還是因為望遠鏡的事兒。1663年，格裡高利設計了一種用反射鏡片的望遠鏡，但是格裡高利手藝不行，能設計但是造不出來。結果年輕的牛頓在1668年，端出了一個漂亮的反射式望遠鏡，現在很多天文商店都有這個望遠鏡的複制品賣。設計原理和格裡高利不一樣。這種望遠鏡被稱為牛頓式反射望遠鏡。簡稱叫“牛反”。胡克看了以後很不爽啊，要知道光學和儀器設計，那是他家的地盤兒，怎麼這個牛頓也來插一杠子。被窩裡伸腳丫子——你算第幾把手？

牛頓的望遠鏡

胡克強調，他先于牛頓七年就做出了一個僅有3厘米的反射望遠鏡，性能比其他的大望遠鏡還強。甚至還有更小型的設計，可以裝在懷表裡。前一陣子鬧黑死病，然後倫敦又着了一場大火，後邊的的重建工作把功夫全耽誤了。要不然早就搞出來了。

牛頓那時候年輕啊，歲數不大，毛還嫩，哪裡敢跟胡克叫闆呢。胡克的脾氣和牛頓不一樣。他比較好炫耀，很多東西還沒搞完善，他就已經到處在講。一方面喜歡出風頭，一方面又怕别人剽竊自己的東西。好多東西不拿給别人看，别人叫他拿出來瞧瞧，他不肯。給人的印象并不好，很多人心裡不爽。牛頓心裡也不爽。

萊布尼茨

胡克吵架的本事也很大，跟好多人結過梁子。萊布尼茨到訪英國，拿出一個手搖計算機。人家的設計比皇家學會要好。胡克這個皇家學會實驗主任基本上就相當于造辦處。萊布尼茨拿出東西來得瑟，等于是直接怼了胡克。胡克跳出來尖酸刻薄地嘲笑了萊布尼茨一頓。人家大老遠來的是聽你挖苦的嗎？當然兩邊結下梁子。後來這個胡克還跟荷蘭的惠更斯鬧知識産權糾紛，遊絲彈簧到底是誰發明的，雙方吵得一塌糊塗。胡克那張嘴快趕上祥林嫂了。最後大家受不了了，皇家學會立規矩，開會禁止談遊絲彈簧知識産權問題……

這些矛盾都不是一天之内産生的，是長期積累的結果。胡克與牛頓更大的梁子還在後頭呢，兩個人最後鬧的幾乎水火不容，這又是怎麼回事兒呢？

下回再說