化学
这个杰出的世纪看着炼金术异想天开的试验发展成化学。长久以来,经由熔铁、鞣皮、调和染料、酿造啤酒等活动,工业界早已储积了许多化学知识,可是研究物质组织、结构和变化的工作,却大部分留给炼金术士去寻找;药物学家调和丹药,和从德谟克里特到笛卡儿的哲学家,去苦思物体的构造去了。有些到化学的通路,利边菲乌斯(Andreas Libavius)在1597年,海耳蒙特(Jan Van Helmont)在1640年已经开辟出来,不过这两个人都仍然抱着炼金术士的希望——把“基本”的金属变成黄金。玻意耳本人也以此为目标做过试验。1689年,他设法废止一条反对“增加金银”的英国旧法令,又在他死的时候(1691年),留给他助手一大堆红土,指令他们要试着把它变成黄金。既然改变金属已是现代化学的老生常谈,那我们在非难和隐瞒对黄金的渴望时,就也该为炼金术里的科学喝彩。
对炼金术最重的打击,是玻意耳发表他的《怀疑化学》(Sceptical Chymist,1661年)——化学史上最重要的古典作品。他在此致歉,为的是使他的论文流通,而痛苦地损毁了它,使它不够完整。他“看到晚近以来从前轻视化学的学者,开始耕耘这块园地”因而感到欣慰,“它的确值得如此”。他称他的化学是怀疑论的,因为他要拒绝一切神秘的说法和超自然的性质,而认为它们是“无知的庇护所”,又决定靠“实验,而不是三段论法”来解决问题。他放弃传统把物质分为空气、火、水和土四种元素的说法,他说这些东西是混合物,不是元素,真正的元素更恰当地说,是“某些原始、简单,或完全未经混掺的物体,而不是由两种或两种以上的其他物质所组成”,它们是一切混合物的成分,所有的混合物都可以分解成它们。可是他不认为元素是物质的根本要素;他主张这些“最小的自然物”是微小的粒子,肉眼看不见,形状和大小各不相同,正像Leucippus(译按:约公元前450年的希腊哲学家)所说的原子一样。由于这些粒子种类繁多,时而运动,时而结合成“原子”,所以一切物体和它们的性质,像颜色、磁性、热与火,都只受单纯的机械原理支配。
在从前,火对科学家的魅惑,正像对壁炉边的梦想者一样。究竟是什么使一个东西烧起来?如何解释这些美丽、傲慢、恐怖而又随时改变的火舌?1669年,一个日耳曼化学家比彻(Johann Joachim Becher)把所有的元素归纳成两个——水和土。后者的某一种形式他称为“油状土”,他相信它存在于一切可燃的物体里面,这就是燃烧的原因。跟着这个错误的指导,18世纪时斯塔尔(Geory Stahl)用他那熟悉的“燃素说”使化学界误入歧途数十年。玻意耳找到另一条线索:各种不同的可燃物里,没有一样会在真空里燃烧,他认为:“空气里有一种微小而重要的第五原质(译按:quintessence,希腊毕达哥拉斯学派以为除气、火、水、土外的另一元素)……它和我们生命的元气之更新与恢复有关。”和他同时代,而比他年轻的梅奥(John Mayow),也是皇家学会的成员,假定空气的成分里有一种物质,当金属被煅烧(氧化)时,就和金属结合,以此向今天我们有关火的理论开始迈进(1647年)。他又相信一种熟悉的物质会进入我们的身体,把静脉血变成动脉血。在谢勒(Scheele)和约瑟夫·普里斯特利(Joseph Priestley)肯定氧的存在之前,还有100年的岁月要过去。
1670年左右,一个日耳曼炼金术士布兰德(Hennig Brand)发现,他可以从人尿里得到一种化学物质,不必预先曝光就能在黑暗中发亮。德累斯顿地方的一个化学家克拉夫特(Kraft),于1677年在伦敦查理二世的面前展出这种新成品。玻意耳只在故弄玄虚的克拉夫特嘴里挖出来这么一点:他承认,这种发光的物质“是多少有点属于人体的”。这暗示已经够了:玻意耳很快地自己制出了磷,又经过一系列的试验,他建立了一切迄今所知有关这种物质发光的知识。不管它的原料有多丰富,新成品每英两要使买家破费6先令(315美元?)。