ชีวประวัตินักวิทยาศาสตร์

ลำดับตอนที่ #2 : โรเบิร์ต บอยล์ [ผู้ค้นพบว่าอากาศมีแรงดัน]

ประวัติ
โรเบิร์ต บอยล์ : Robert Boyle

  
               เกิด        วันที่ 26 มกราคม ค.ศ. 1627 ที่เมืองมันสเตอร์ (Munster) ประเทศไอร์แลนด์ (Ireland)

เสียชีวิต วันที่ 30 ธันวาคม ค.ศ. 1691 กรุงลอนดอน (London) ประเทศอังกฤษ (England)

ผลงาน   - ตั้งกฎของบอยล์ (Boyle's Law) ว่าด้วยเรื่องความดันอากาศ

          บอยล์เป็นนักเคมีคนสำคัญที่สุดคนหนึ่งของโลก ด้วยนักวิทยาศาสตร์ผู้นี้เป็นผู้บุกเบิกงานด้านเคมีอย่างจริงจัง ผลงานของเขามีประโยชน์มากต่อวงการวิทยาศาสตร์ เป็นต้นว่า กรค้นพบธาตุ การเผาไหม้ของโลหะ อีกทั้งเขาเป็นผู้ปรับปรุงเทอร์มอมิเตอร์ให้มี ประสิทธิภาพมากยิ่งขึ้น และประดิษฐ์หลอดแก้วสุญญากาศ ไม่เฉพาะงานด้านเคมีเท่านั้นที่สร้างชื่อเสียงให้กับบอยล์ งานด้านฟิสิกส์เขาก็มีชื่อเสียงเป็นที่รู้จักกันอย่างแพร่หลายเช่นเดียวกัน โดยเฉพาะเรื่องกฎของบอยล์ เป็นทฤษฎีที่สร้างคุณประโยชน์มากมาย และเป็นรากฐานของการประดิษฐ์เครื่องยนต์ชนิดต่าง ๆ หลายชนิดเช่น เครื่องจักรไอน้ำ เครื่องพ่นลม เครื่องยนต์ที่ใช้แรงกดดันของก๊าซและเครื่องยนต์แบบจุดระเบิดภายใน

          บอยล์เกิดเมื่อวันที่ 26 มกราคม   ค.ศ. 1627     ที่เมืองมันสเตอร์      ประเทศไอร์แลนด์ บอยล์เป็นบุตรชายคนสุดท้ายของท่านเอิร์ลแห่งคอร์ด    (Earl of Cord)    ซึ่งเป็นขุนนางผู้มั่งคั่ง     ทำให้บอยล์มีโอกาสได้รับการศึกษาที่ดี     และมีโอกาสได้ศึกษาค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ได้อย่างเต็มที่    เนื่องจากบิดาของเขาก็ชื่นชอบเรื่องวิทยาศาสตร์เช่นกัน    บอยล์ได้รับการศึกษาขั้นต้นที่วิทยาลัยอีตัน    (Eton College)   ซึ่งเป็นโรงเรียนประจำที่มีชื่อเสียงที่สุดในประเทศอังกฤษ      ที่โรงเรียนนี้เขาได้ศึกษาภาษาอังกฤษ      ละติน     และฝรั่งเศส นอกจากนี้เขาได้เรียนภาษากรีก     และฮิบรูด้วย     เมื่อบอยล์อายุได้    14     ปี     บิดาของเขาได้ส่งเขาไปเรียนภาษาอิตาลี    ที่ประเทศอิตาลี      ระหว่างที่บอยล์ได้เรียนที่ประเทศอิตาลี      เขามีโอกาสได้อ่านหนังสือวิทยาศาสตร์เล่มหนึ่งชื่อว่า เรื่อง  "ประหลาดของนักดาราศาสตร์ผู้ยิ่งใหญ่"   ที่เขียนโดยกาลิเลโอ     กาลิเลอี    (Galileo Galilei)   นักดาราศาสตร์ชาวอิตาลี      ทำให้เขามีความสนใจในเรื่องวิทยาศาสตร์     และตั้งใจว่าจะต้องเรียนต่อในวิชาวิทยาศาสตร์ต่อไป        บอยล์เดินทางกลับประเทศไอร์แลนด์ในปี ค.ศ. 1644     ปรากฏว่าบิดาของเขาเสียชีวิตพร้อมกับทิ้งมรดกเป็นที่ดิน     และปราสาทในสตอลบริดจ์เซทไซร์      (Stallbridge Doe Setshire)  ไว้ให้เขา    บอยล์ได้เดินทางกลับไปที่ประเทศอังกฤษอีกครั้งหนึ่ง    เพื่อศึกษาต่อในวิชาวิทยาศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยอ็อกซฟอร์ด (Oxfoerd University)

          หลังจากจบการศึกษา บอยล์ได้กลับบ้านและทำการทดลองค้นคว้าอย่างจริงจัง    งานชิ้นแรกที่บอยล์ให้ความสนใจคือ    ผลึก     เพราะบอยล์ต้องการหาส่วนประกอบของธาตุต่าง ๆ    จากการศึกษาบอยล์พบว่า ผลึกบางชนิดเกิดจากส่วนผสมและสารประกอบทางเคมีบางชนิด   ต่อมาเขาเริ่มศึกษาเกี่ยวกับเครื่องวัดความกดอากาศ    จากผลงานของนักวิทยาศาสตร์ที่มีชื่อเสียงหลายท่าน   โดยเริ่มต้น  จากเทอร์มอมิเตอร์ของกาลิเลโอ    แต่เทอร์มอมิเตอร์ชนิดนี้ใช้น้ำในการวัดซึ่งยังวัดอุณหภูมิได้ไม่ถูกต้องแม่นยำนัก บอยล์ได้นำเทอร์มอมิเตอร์ของกาลิเลโอมาปรับปรุงให้มีประสิทธิภาพมากขึ้นโดยใช้ปรอทแทนน้ำ

          ต่อมาบอยล์ได้ทำการค้นคว้าเกี่ยวกับความกดอากาศ    ซึ่งเป็นเรื่องที่กำลังถกเถียงกันอยู่ในเวลานั้นว่า    อากาศมีน้ำหนักหรือไม่และสภาพไร้อากาศหรือสุญญากาศเป็นไปได้หรือไม่      ในปี ค.ศ. 1657    บอยล์ได้อ่านหนังสือของนักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมันท่านหนึ่ง    ชื่อว่าออตโต ฟอน     เกริเก     (Otto von Guericke)    เกี่ยวกับเครื่องสูบอากาศที่เขาประดิษฐ์ขึ้น   บอยล์ได้นำเครื่องสูบอากาศของเกริเกมาใช้ในการทดลองเกี่ยวกับความดันอากาศ โดยร่วมมือกับโ    รเบิร์ต ฮุค      (Robert Hooke)    และในปี ค.ศ. 1659     เขาก็สามารถปรับปรุงเครื่องสูบอากาศของเกริเกให้มีประสิทธิภาพมากขึ้น     และได้นำเครื่องสูบอากาศนี้มาใช้ในการทดลองเกี่ยวกับความสัมพันธ์ ระหว่างก๊าซกับความดัน    นอกจากนี้เขาได้สร้างห้องทดลองสุญญากาศขึ้นด้วย

          ในการทดลองครั้งแรกบอยล์ได้นำบารอมิเตอร์ใส่ลงไปในห้องทดลองสุญญากาศ     จากนั้นเขาจึงใช้เครื่องสูบอากาศสูบอากาศในห้องทดลองออกทีละน้อย ๆ     ปรากฏว่าปรอทในบารอมิเตอร์สูงขึ้นเรื่อย ๆ    ยิ่งสูบอากาศออกไปมากเท่าไรปรอทก็ยิ่งสูงขึ้น     นอกจากนี้บอยล์ยังได้แขวนนาฬิกาไว้ในห้องนั้น    เมื่อนาฬิกามีเสียงดังขึ้นเพียงครั้งเดียวก็หายไป แสดงให้เห็นว่าเมื่อไม่มีอากาศเสียงก็ไม่สามารถดังได้     จากการทดลองครั้งนี้บอยล์สรุปว่าอากาศมีแรงดัน    และเสียงไม่สามารถเดินทางได้ในที่ที่ไม่มีอากาศ      ผลจากการทดลองครั้งนี้บอยล์ได้นำมาตั้งเป็นกฎชื่อว่า        กฎของบอยล์    (Boyle's Law)     กฎนี้กล่าวว่า    ถ้าปริมาตรของก๊าซคงที่ อุณหภูมิของก๊าซจะเปลี่ยนแปลงไปเป็นปฏิภาคกลับกันกับความดัน      หรือถ้าปริมาตรของก๊าซคงที่    ความดันคงที่   อุณหภูมิก็จะคงที่    สามารถสรุปกฎข้อนี้ได้ว่าปริมาตรของก๊าซจะเพิ่ม - ลด   ในอัตราส่วนที่เท่ากันเสมอ   เช่น  ถ้าเพิ่มความกดดันขึ้นเป็น 1   เท่า   ปริมาตรของอากาศจะลดลง 1 เท่า    แต่ถ้าเพิ่มความกดดันเป็น 2   เท่า   ปริมาตรของอากาศจะลดลงเป็น 2 เท่า ซึ่งกฎของบอยล์เป็นกฎที่ได้รับการยกย่องกันมากในวงการฟิสิกส์       บอยล์ได้ตีพิมพ์ผลงานชิ้นนี้ในปี ค.ศ. 1660 โดยใช้ชื่อหนังสือว่า     New Experiment     Physic    Mechanical,   Touching the spring of the Air, and its Effects     เมื่อหนังสือเผยแพร่ออกไปกลับได้การ ตอบรับที่ไม่ดีนัก คนส่วนใหญ่มักเห็นว่ากฎของบอยล์เป็นเรื่องที่เป็นไปไม่ได้

           ดังนั้นเขาจึงทำแสดงการทดลองครั้งใหญ่เพื่อแสดงให้คนได้เห็นความจริงข้อนี้ โดยการสร้างหลอดแก้วรูปตัวเจที่มีขนาดความสูงถึง 12    ฟุต    ส่วนปลายที่งอขึ้นมีความสูง   5   ฟุต    ปิดทางส่วนปลายไว้ แล้วนำไปติดตั้งไว้บริเวณบันไดบ้านของเขา จากนั้นจึงเริ่มทำการทดลองโดยการเทปรอทใส่ลงในหลอดแก้ว    ในขั้นต้นปริมาณปรอทอยู่ในระดับที่เท่ากันทั้ง 2 ข้าง จากนั้นจึงเทปรอทเข้าไปในส่วนบนแล้วรีบผิดฝา และทำซ้ำเหมือนเช่นนั้นอีกหลายครั้งจนเห็นได้ชัดเจนว่าปรอทในข้างที่งอขึ้นมีระดับของปรอท สูงกว่าอีกด้านหนึ่ง    ผลการทดลองครั้งนี้ทำให้ผู้ที่มาเฝ้าดูการทดลองครั้งนี้เห็นและเข้าใจในกฎของบอยล์

           ในปี ค.ศ. 1661 บอยล์ได้เขียนหนังสือขึ้นเล่มหนึ่งชื่อว่า    The Sceptical Chemist ซึ่งมีเนื้อหาต่อต้านทฤษฎีของอาริสโตเติลในเรื่องของส่วนประกอบของธาตุต่าง ๆ อาริสโตเติลกล่าวว่าธาตุทั้งหลายในโลกประกอบไปด้วย   ดิน   น้ำ   ลม   และไฟรวมถึงทฤษฎีของพาราเซลลัสที่ว่าธาตุประกอบไปด้วย    ปรอท    กำมะถัน และเกลือ    บอยล์มีความเชื่อว่าธาตุทั้งหลายในโลก ประกอบไปด้วยสารประกอบที่แตกต่างกัน ซึ่งต้องได้รับการทดสอบเสียก่อนจึงจะรู้ได้ว่าธาตุชนิดนั้นประกอบไปด้วยสารชนิดใดบ้าง     ไม่ใช่ตามทฤษฎีของอาริสโตเติลและพาราเซลลัส     หนังสือของบอยล์เล่มนี้ถือว่าประสบความสำเร็จอย่างมาก เนื่องจากผู้คนที่เคยมี ความเชื่อถือในทฤษฎีเก่าของอาริสโตเติล     เมื่อได้อ่านหนังสือของบอยล์แล้วก็มีความคิดที่เปลี่ยนไป     ต่อมานักวิทยาศาสตร์รุ่นหลังได ้

นำวิธีการของบอยล์ไปทดลอง     ก็สามารถค้นพบธาตุใหม่ ๆ    อีกจำนวนกว่า    100   ชนิด

           บอยล์ไม่ได้หยุดยั้งการค้นคว้าของเขาเพียงเท่านี้ เขายังทำการทดลองวิทยาศาสตร์ในแขนงอื่น ๆ อีกหลายสาขา ไม่ว่าจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับไฟฟ้าสถิตและเสียง    ในเรื่องของความเร็วของเสียงตั้งแต่ต้นกำเนิดจนถึงปลายทาง และโครงสร้างของผลึกต่าง ๆ   ส่วนวิชาเคมีบอยล์ก็ยังให้ความสนใจและทำการทดลองค้นคว้าอยู่เสมอ   ซึ่งการทดลองครั้งหนึ่งของบอยล์   เกือบทำให้เขาค้นพบก๊าซออกซิเจน    แต่เขาก็พบว่าสัตว์รวมถึงมนุษย์ด้วยไม่สามารถขาดอากาศได้     เพราะเมื่อใดที่ขาดอากาศก็จะต้องเสียชีวิต   และกำมะถัน   ก็ไม่สามารถลุกไหม้ในสภาพสุญญากาศได้

           ในปี    ค.ศ. 1666    บอยล์ได้ตีพิมพ์หนังสือออกมาเล่มหนึ่งชื่อว่า    Hydrostatics   Paradoxes ซึ่งเป็นเรื่องเกี่ยวกับความถ่วง จำเพาะของวัตถุ   บอยล์ได้ศึกษาเกี่ยวกับอะตอมของสาร   เขาได้สรุปสมบัติอะตอมของสารไว้ว่า อะตอมของสารต่างชนิดกันจะมีการเคลื่อนที่แตกต่างกัน   และได้ตีพิมพ์ผลงานออกมาอีกเล่มหนึ่ง   ชื่อว่า Original  of Forms  Qualities   According to the   Corpuscular Philosophy

           บอยล์เป็นนักวิทยาศาสตร์ที่มีความสามารถในหลายสาขา    ไม่ว่าจะเป็นเคมี   เขาก็ได้รับการยกย่องให้เป็นบิดาแห่งวิชาเคมี    ด้านฟิสิกส์ก็ได้รับการยกย่องมากจากการค้นพบกฎของบอยล์   และการประดิษฐ์เครื่องมือวิทยาศาสตร์อย่างเทอร์มอมิเตอร์ และ บารอมิเตอร์    บอยล์ใช้เวลาส่วนใหญ่อยู่กับการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์   จนกระทั่ง   เขาเสียชีวิตในวันที่    30    ธันวาคม    ค.ศ. 1691     ที่กรุงลอนดอน ประเทศอังกฤษ