Home arrow บทความวิทยาศาสตร์ arrow Robert Boyle ผู้พบกฎการเปลี่ยนแปลงของอากาศ
  
เมนูอื่นๆ
Home บทความวิทยาศาสตร์ เซ็นสมุดเยี่ยม
Robert Boyle ผู้พบกฎการเปลี่ยนแปลงของอากาศ PDF พิมพ์

สุทัศน์ ยกส้าน

Robert Boyle 

 คลิกครับ
 บรรยายความคิดเห็นผ่านทาง Facebook

Robert Boyle เป็นชาวไอริช เกิดเมื่อปี 1627 (ตรงกับรัชสมัยพระเจ้าทรงธรรม) ที่เมือง Waterford ในไอร์แลนด์ และเป็นลูกคนที่ 14 ของท่าน Earl of Cork ซึ่งมีฐานะร่ำรวยที่สุดในอังกฤษ เพราะมีความสามารถสูงทางธุรกิจ แต่บิดาไม่ต้องการให้ลูกชายเป็นคนเหยียบขี้ไก่ไม่ฝ่อ จึงจัดส่ง Boyle ไปอาศัยอยู่กับครอบครัวชาวนาตั้งแต่ยังแบเบาะ Boyle มิได้พบหน้าค่าตามารดามาก เพราะแม่บังเกิดเกล้าได้เสียชีวิตไปตั้งแต่ Boyle มีอายุสามขวบ จากนั้นอีกหนึ่งปีบิดาก็ได้รับตัว Boyle กลับไปอยู่ที่ปราสาท Lismore ซึ่งได้ซื้อจาก Sir Walter Raleigh ผู้เป็นนักเดินเรือชาวอังกฤษที่เดินทางรอบโลกเป็นคนที่สอง

Boyle ได้พำนักอยู่กับบิดาจนกระทั่งอายุ 8 ขวบ จึงถูกส่งตัวไปเรียนหนังสือที่ Eton ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำสำหรับเด็กผู้ชายล้วน และเรียนได้ดี เพราะมีพรสวรรค์ด้านภาษาทั้งกรีกและละติน แม้บรรดาครูที่ Eton จะให้ความรู้มากและแน่น แต่ Boyle ก็ไม่มีความสุข เพราะโรงเรียนมีกฎระเบียบที่เข้มงวด และการลงโทษที่สาหัสรุนแรง เช่น ถ้าเด็กคนใดทำผิดหรือประพฤติตนไม่เหมาะสมจะถูกโบย กฎเกณฑ์เช่นนี้ทำให้ Boyle รู้สึกกลัวจนลนลานทำให้เวลาพูดมีอาการติดอ่าง

เมื่ออายุ 15 ปี บิดาได้จัดให้ลูกชายเดินทางไปทัวร์ยุโรปตามประเพณีนิยมในสมัยนั้น เพื่อเปิดหูเปิดตาและเพิ่มประสบการณ์ชีวิต Boyle ได้เดินทางไปกับพี่ชายถึงเมือง Florence ซึ่งเป็นเวลาเดียวกับที่ Galileo เสียชีวิต ครั้นเมื่อ Boyle ได้อ่านประวัติกับผลงานของ Galileo เขารู้สึกประทับใจมาก และมีความรู้สึกเสมือนว่า Galileo มีความประสงค์จะให้ Boyle เป็นนักวิทยาศาสตร์ ซึ่ง Boyle ก็ต้องการเช่นนั้น จึงตั้งใจจะทำงานวิทยาศาสตร์เมื่อโตขึ้น

ณ เวลานั้นลูกศิษย์ของ Galileo ที่ชื่อ Evangelista Torricelli และ Vincenzo Viviani ได้พบว่าอากาศมีความดัน แต่ไม่รู้เลยว่า ในความเป็นจริง อากาศประกอบด้วย แก๊สหลายชนิด เช่น ออกซิเจน และไนโตรเจน ฯลฯ Boyle เองก็สนใจเรื่องอากาศ ดังนั้นเมื่อเดินทางกลับถึงอังกฤษเขาจึงได้ทดลองจนพบว่า ในอากาศมีอะไรบางอย่างที่ช่วยในการลุกไหม้ และสิ่งนั้นช่วยให้สัตว์สามารถดำรงชีวิตอยู่ได้ด้วย

ในขณะที่ Boyle กำลังทดลองและค้นคว้าวิจัยวิทยาศาสตร์นั้น อังกฤษทั้งประเทศกำลังปั่นป่วน เพราะผู้คนมีการต่อสู้ ฆ่าและห้ำหั่นกันทางการเมือง ระหว่างกลุ่มสมาชิกสภาผู้แทนราษฎรที่ต้องการกำจัดระบบกษัตริย์กับบรรดาขุนนางที่จงรักภักดีต่อสถาบันกษัตริย์ ความแตกแยกได้บังเกิดทั่วประเทศ ครอบครัวของ Boyle เอง ก็มีสมาชิกส่วนใหญ่ที่สนับสนุนกษัตริย์ แต่พี่สาวของ Boyle กลับมีความเห็นตรงกันข้าม ตัว Boyle เองไม่ต้องการฝักใฝ่กับฝ่ายหนึ่งฝ่ายใด

แต่ในไอร์แลนด์มีคนรักชาติกลุ่มหนึ่งที่ได้ประกาศตัวเป็นกบฏอย่างโจ่งแจ้ง รัฐบาลอังกฤษจึงส่งกองทัพไปปราบปราม การต่อสู้ที่รุนแรงได้ทำให้พี่ชายของ Boyle สองคนเสียชีวิต และสงครามกลางเมืองได้ทำให้ฐานะทางการเงินของครอบครัวมีปัญหา Boyle จึงต้องใช้ชีวิตอยู่ที่ Oxford อย่างยากลำบาก จนกระทั่งสงครามยุติ และบิดาเสียชีวิต Boyle จึงได้รับมรดกเป็นเงินมหาศาลจน ทำให้เป็นชายหนุ่มที่ร่ำรวย ที่สามารถอยู่เฉยๆ ได้โดยไม่ต้องประกอบอาชีพอะไร หรือขวนขวายหาเงินเพิ่มเติม และ Boyle ได้ตัดสินใจเป็นนักวิทยาศาสตร์

งานวิทยาศาสตร์ชิ้นแรกๆ ที่ Boyle ทำ คือการเล่นแร่แปรธาตุ โดยพยายามค้นหาศิลาของนักปรัชญา (Philosopher’s stone) ที่สามารถแปรธาตุที่มีค่าน้อยให้เป็นทองคำได้ การค้นพบที่สำคัญคือ Boyle พบวิธีวิเคราะห์โลหะโดยการเผาไฟ เพราะ Boyle ได้พบว่า โลหะแต่ละชนิดเมื่อถูกเผาจะให้เปลวไฟที่มีสีไม่เหมือนกัน เช่น ตะกั่วจะให้เปลวไฟสีน้ำเงิน โซเดียมให้แสงสีเหลืองแสด ทองแดงให้แสงสีเขียว และแคลเซียมให้แสงสีแดงส้ม เป็นต้น Boyle จึงคิดใช้ข้อมูลเหล่านี้ในการวิเคราะห์สิ่งที่ปนกันอยู่ในของผสม นี่เป็นการบุกเบิกวิชาเคมีวิเคราะห์ ซึ่งมีประโยชน์มาก เพราะชาวยุโรปในสมัยนั้นกำลังคลั่งทองคำ ดังนั้น วิธีทดสอบแบบง่ายๆ ของ Boyle จะทำให้ทุกคนรู้ว่าอะไรคือทองคำบริสุทธิ์ และอะไรคือทองปลอม (pyrite)

การทดลองลักษณะนี้ทำให้ Boyle พบสารประกอบใหม่ๆ เช่น potassium nitrate (saltpeter), potassium aluminum sulfate (alum) และ ferrous sulfate (vitriol) แต่ Boyle ไม่รู้ว่าสารที่ได้นั้นมีอะไรเป็นองค์ประกอบบ้าง

ผลงานเหล่านี้ทำให้ Boyle พยายามเข้าใจความหมายและความแตกต่างระหว่างธาตุกับสารประกอบ จึงได้ให้คำจำกัดความของธาตุว่าเป็นสิ่งที่ไม่สามารถแยกเป็นอะไรอื่นใดได้อีก แต่สามารถรวมกันเป็นสารประกอบได้ ในทำนองตรงกันข้าม สารประกอบจะสามารถแยกเป็นธาตุได้

ในปี 1657 Boyle วัย 30 ปี ซึ่งกำลังพำนักอยู่ที่ Oxford ได้ขอให้ Robert Hooke (ศัตรูคนสำคัญของ Isaac Newton) มาช่วยสร้างปั้มสูบ-อัดอากาศ งานประดิษฐ์ของ Hooke ได้ทำให้ Boyle พบว่า เมื่อมีการสูบอากาศออกจากขวด จนกระทั่งภายในขวดเป็นสุญญากาศ ถ้ามีการปล่อยขนนก และเหรียญให้ตกในขวด วัสดุทั้งสองอย่างจะตกถึงก้นขวดพร้อมกัน

การทดลองของ Boyle และ Hooke ยังแสดงให้เห็นอีกว่า อากาศเป็นสารที่สามารถบีบอัดได้
 

เครื่องปั๊มอากาศของ Boyle
ถึงปี 1662 Boyle ได้ทดลองพบว่า เวลาอากาศถูกอัด ปริมาตรของอากาศจะลด แม้มวลของอากาศจะเท่าเดิม แต่ความดันของอากาศจะเพิ่ม ถ้าอุณหภูมิของอากาศในขณะนั้นไม่เปลี่ยนแปลง Boyle จึงแถลงเป็นกฎว่า ถ้าอุณหภูมิของอากาศคงตัว ปริมาตรของอากาศจะแปรผกผันกับความดันที่กระทำต่ออากาศนั้น

แต่กฎนี้ไม่ได้รับความสนใจจากนักวิทยาศาสตร์ ดังที่ Samuel Peppys ซึ่งเป็นนักประวัติศาสตร์คนสำคัญของอังกฤษได้บันทึกว่า เมื่อสมเด็จพระเจ้า Charles ที่ 2 ทรงทราบว่า บรรดานักวิทยาศาสตร์แห่งสมาคม Royal Society ในพระองค์เวลาเข้าประชุมสำนัก ไม่ทำอะไรนอกจากเล่นกับอากาศ โดยการอัดอากาศไป-มา พระองค์จึงทรงพระสรวล อันที่จริง กฎของ Boyle มีความสำคัญยิ่งกว่านั้นคือได้แสดงให้ทุกคนเห็นว่า การเปลี่ยนแปลงทุกอย่างในธรรมชาติมีกฎเกณฑ์

มีครั้งหนึ่งที่ Boyle ไปฟังคำบรรยายของ Francis Bacon เขาสามารถจับประเด็นได้ว่า Bacon เห็นความสำคัญของการทดลองวิทยาศาสตร์ จึงเน้นให้นักทดลองทุกคนบันทึกข้อมูลทุกรายการอย่างรอบคอบในทุกขั้นตอน ประสบการณ์เหล่านี้ทำให้ Boyle เรียบเรียงแนวคิดทั้งหลายของเขาลงในหนังสือชื่อ The Sceptical Chymist ในปี 1661 ซึ่งชื่อของหนังสือนี้มีความหมายว่า Boyle กำลังสงสัยความมีเหตุผลของวิทยาการเล่นแร่แปรธาตุ ซึ่งมีแต่เรื่องลึกลับ ปาฏิหาริย์ และมหัศจรรย์ ในหนังสือเล่มนี้ Boyle ยังชี้ให้เห็นความแตกต่างระหว่างวิชาเคมีกับวิชาแพทยศาสตร์ โดยใช้ตัวละคร 3 คน (ตามสไตล์ของ Galileo) มาถกเถียงเชิงวิชาการกัน แต่ความแตกต่างระหว่าง Boyle กับ Galileo อยู่ที่ Galileo ได้เขียนให้ Simplicio ซึ่งสนับสนุน Aristotle เป็นไอ้โง่ ส่วน Boyle เรียก Simplicio ในหนังสือของตนอย่างรุนแรงว่า ควาย

กฎของ Boyle ได้ทำให้เหล่านักคิดทั้งหลายตั้งประเด็นสงสัยต่อไปว่า อากาศประกอบด้วยอะไรบ้าง Boyle เองคิดว่า อากาศประกอบด้วยอนุภาคขนาดเล็กที่ล่องลอยไปมาอยู่ในที่ว่าง ดังนั้นจึงสามารถอัดและขยายได้ นอกจากนี้อากาศก็มีสมบัติยืดหยุ่น แนวคิดนี้จึงเป็นไปตามวิธีคิดของ Democritus ซึ่งเป็นนักปราชญ์กรีกในสมัยโบราณ

ภาพอนุสรณ์ของ Robert Hooke ที่ Royal Academy of Engineering ของ Oxford University แสดงถึงการเป็นผู้วางรากฐานของเทคโนโลยีหลายๆ อย่าง (Rita Greer)

แต่นักวิชาการส่วนใหญ่ไม่สนใจในความคิดนี้ เพราะไม่มีใครเคยเห็นอนุภาคที่ Boyle อ้างถึงเลย แต่ที่สวิตเซอร์แลนด์ มีนักคณิตศาสตร์คนหนึ่งชื่อ Daniel Bernoulli ซึ่งศรัทธาและชอบวิธีคิดของ Boyle จึงได้นำกรอบความคิดนี้ไปสร้างทฤษฎีจลน์ของแก๊สเพื่ออธิบายที่มาของกฎของ Boyle

ตามปกติ Boyle ไม่ชอบเล่นการเมือง และเป็นคนเคร่งศาสนานิกาย Protestant มาก การมีฐานะร่ำรวยทำให้ Boyle สามารถอุทิศเงินเพื่อส่งเสริมศาสนาได้ และได้สนับสนุนให้มีการแปลความหมายเชิงวิทยาศาสตร์ของเรื่องราวต่างๆ ในคัมภีร์ไบเบิลให้คนทั่วไปเข้าใจ

นอกจากนี้ Boyle ยังช่วยออกเงินสนับสนุน Halley ในการตีพิมพ์ตำรา Principia ของ Newton ในปี 1687 ด้วย เพราะตระหนักว่าความรู้วิทยาศาสตร์ของ Newton เป็นสิ่งประเสริฐที่ประชาชนทั่วไปสมควรรู้

แต่การสนับสนุนของ Boyle ในด้านนี้ในบางครั้งก็ได้ทำให้ตนถูกโกง เพราะมีคนเดินทางมาหา Boyle เพื่อขอเงิน เช่น ไปติดต่อกับปราชญ์ตะวันออก เพื่อนำสารละลาย alkahist มาให้ ซึ่งสารละลายนี้สามารถละลายสรรพสิ่งได้ และหลังจากที่ได้เงินไปแล้ว เขาก็หายสาบสูญไป

Boyle เสียชีวิตในปี 1691 สิริอายุ 64 ปี บุคคลสำคัญที่มีชีวิตร่วมรุ่นกับ Boyle ได้แก่ Galilei Galileo ซึ่งเสียชีวิตขณะ Boyle อายุ 15 ปี นักดาราศาสตร์ Jean-Dominique Cassini ผู้พบช่องว่างในวงแหวนรอบดาวเสาร์ มีอายุมากกว่า Boyle 2 ปี Christian Huygens นักฟิสิกส์ผู้พบดวงจันทร์ Titan ของดาวเสาร์ มีอายุน้อยกว่า Boyle 2 ปี Blaise Pascal นักคณิตศาสตร์ผู้พบทฤษฎีความเป็นไปได้ มีอายุมากกว่า Boyle 4 ปี Isaac Newton นักฟิสิกส์ผู้พบแรงโน้มถ่วงอายุน้อยกว่า Boyle 15 ปี Gottfried Leibniz นักคณิตศาสตร์ผู้พบวิชาแคลคูลัส อายุน้อยกว่า Boyle 19 ปี และ Edmond Halley นักดาราศาสตร์ผู้พบดาวหาง Halley อายุน้อยกว่า Boyle 29 ปี

อ่านเพิ่มเติมจาก The Aspiring Adept: Robert Boyle and his Chemical Quest โดย Lawrence Principe จัดพิมพ์โดย Princeton University Press ปี 1998
 


Views: 783

ความคิดเห็นแรก

Only registered users can write comments.
Please login or register.

Powered by AkoComment Tweaked Special Edition v.1.4.6
AkoComment © Copyright 2004 by Arthur Konze - www.mamboportal.com
All right reserved

< ก่อนหน้า   ถัดไป >
ขณะนี้มี 28 บุคคลทั่วไป ออนไลน์
สถิติผู้เยี่ยมชม
ผู้เยี่ยมชม: 10370663  คน
หนังสืออิเล็กทรอนิกส์
ฟิสิกส์ 1 (ภาคกลศาสตร์)
ฟิสิกส์ 1 (ความร้อน)
ฟิสิกส์ 2
กลศาสตร์เวกเตอร์
โลหะวิทยาฟิสิกส์
เอกสารคำสอนฟิสิกส์ 1
ฟิสิกส์ 2 (บรรยาย)
ฟิสิกส์พิศวง
สอนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
ทดสอบออนไลน์
วีดีโอการเรียนการสอน
แผ่นใสการเรียนการสอน
เอกสารการสอน PDF
หน้าแรกในอดีต

ทั่วไป
การทดลองเสมือน
บทความพิเศษ
ตารางธาตุ(ไทย1)
พจนานุกรมฟิสิกส์
ลับสมองกับปัญหาฟิสิกส์
ธรรมชาติมหัศจรรย์
สูตรพื้นฐานฟิสิกส์
การทดลองมหัศจรรย์
กิจกรรมการทดลองทางวิทยาศาสตร์

บททดสอบ
แบบฝึกหัดกลาง
แบบฝึกหัดโลหะวิทยา
แบบทดสอบ
ความรู้รอบตัวทั่วไป
อะไรเอ่ย ?
ทดสอบ(เกมเศรษฐี)
คดีปริศนา
ข้อสอบเอนทรานซ์
เฉลยกลศาสตร์เวกเตอร์
แบบฝึกหัดออนไลน์

สรรหามาฝาก
คำศัพท์ประจำสัปดาห์
ความรู้รอบตัว
การประดิษฐ์แของโลก
ผู้ได้รับโนเบลสาขาฟิสิกส์
นักวิทยาศาสตร์เทศ
นักวิทยาศาสตร์ไทย
ดาราศาสตร์พิศวง
สุดยอดสิ่งประดิษฐ์
การทำงานของอุปกรณ์ทางฟิสิกส์
การทำงานของอุปกรณ์ต่างๆ

การเรียนฟิสิกส์ผ่านทางอินเตอร์เน็ต
การวัด
เวกเตอร์
การเคลื่อนที่แบบหนึ่งมิติ
การเคลื่อนที่บนระนาบ
กฎการเคลื่อนที่ของนิวตัน
การประยุกต์กฎของนิวตัน
งานและพลังงาน
การดลและโมเมนตัม
การหมุน
สมดุลของวัตถุแข็งเกร็ง
การเคลื่อนที่แบบคาบ
ความยืดหยุ่น
กลศาสตร์ของไหล
กลไกการถ่ายโอนความร้อน
เทอร์โมไดนามิก
คุณสมบัติเชิงโมเลกุลของสสาร
คลื่น
การสั่น และคลื่นเสียง
ไฟฟ้าสถิต
สนามไฟฟ้า
ความกว้างของสายฟ้า
ตัวเก็บประจุ
ศักย์ไฟฟ้า
กระแสไฟฟ้า
สนามแม่เหล็ก
การเหนี่ยวนำ
ไฟฟ้ากระแสสลับ
ทรานซิสเตอร์
สนามแม่เหล็กไฟฟ้า
แสงและการมองเห็น
ทฤษฎีสัมพัทธภาพ
กลศาสตร์ควอนตัม
โครงสร้างของอะตอม
นิวเคลียร์

สมัครสมาชิก
เพื่อรับเอกสารเพิ่ม!