罗伯特·波义尔（Robert Boyle，1627—1691）被尊称为“化学之父”或“近代化学奠基人”，其贡献深刻重塑了化学作为独立科学的发展路径。以下从核心成就、历史背景及影响三方面解析这一称号的由来：

一、确立化学为独立科学：理论奠基

1. 批判传统元素说，提出科学元素定义

在1661年出版的《怀疑派化学家》中，波义尔系统驳斥了统治千年的亚里士多德“四元素说”（土、水、气、火）和帕拉塞尔苏斯“三要素说”（汞、硫、盐）。他通过实验证明：黄金无法分解为这些“元素”，而所谓“元素”本身可被分解（如盐）。由此提出：元素是“无法用化学方法再分解的简单物质”——这一定义首次将化学研究对象聚焦于物质本质，为现代单质概念奠定基础。

2. 明确化学的研究目的与方法

波义尔强调化学应脱离炼金术（追求金属转化）和医药学（配制药物）的附庸地位，成为“探索自然界本质”的独立科学。他主张以实验为核心，通过观察和定量分析揭示规律，推动化学从经验技艺转向理论科学。恩格斯评价：“波义尔把化学确立为科学”，1661年因此被公认为近代化学元年。

二、实验创新与方法论革命

1. 定量分析与气体定律

波义尔定律（1662年）：通过空气泵实验发现恒温下气体体积与压强成反比（𝑉∝1/𝑃V∝1/P），成为首个描述气体行为的数学公式，为物理化学和热力学奠基。

定量分析实践：在“硝石复原”等实验中引入精确测量，验证质量守恒思想，强调数据对理论的支持作用。

2. 发明酸碱指示剂与检验方法

意外发现紫罗兰遇酸变红，进而系统测试植物汁液，最终从石蕊地衣中提取出遇酸变红、遇碱变蓝的染料，制成石蕊试纸——至今仍是基础化学检测工具。

创立多种定性分析法，如用铜盐变蓝检验铜、硝酸银沉淀检验氯离子等，奠定分析化学框架。

3. 真空实验与燃烧研究

借助助手罗伯特·胡克改进抽气机，发现真空环境中硫磺无法燃烧，首次揭示空气对燃烧的必要性，为后续氧化学说埋下伏笔。

三、生平与科学背景

贵族出身与学术启蒙：1627年生于爱尔兰贵族家庭，青年游学欧洲时受伽利略著作启发，确立实验科学信仰。

医学转向化学：因幼年误诊经历自学医学，进而沉迷药物配制实验，受比利时化学家海尔蒙特“火术哲学家”精神感召，建立私人实验室。

皇家学会核心角色：参与创立英国皇家学会，推动“无形学院”制度化，其牛津实验室成为早期科学共同体枢纽。

四、科学遗产与争议

微粒说的深化：继承古希腊原子论，提出物质由“基本微粒”按不同排列构成，解释化学性质多样性（如盐溶于水但不溶于油），影响牛顿的粒子引力理论。

局限性：未完全摆脱时代局限，仍将水、火等视为元素，也未明确列出真正元素清单。

历史衔接：其元素定义和实验方法直接启发了拉瓦锡——后者提出氧化学说并完善元素体系，故波义尔被称为“先驱”，拉瓦锡则称“近代化学之父”。

结语：永恒的科学火炬

波义尔以怀疑精神撕开炼金迷雾，以实验利剑劈出化学通途。他定义元素、量化反应、创制工具，将化学锚定于自然哲学之海，其石蕊试纸与气体定律至今闪烁于每间实验室。正如他箴言：“人之所以能效力于世界，莫过于勤在实验上下功夫。”这不仅是化学的起点，更是科学精神的永恒火种。 

附：波义尔小传

罗伯特·波义尔（1627年1月25日出生于爱尔兰沃特福德郡的利斯莫尔城堡，1691年12月31日死于英国伦敦），他是盎格鲁-爱尔兰自然哲学家和神学作家，是17世纪知识文化的杰出人物。他最著名的身份是自然哲学家，特别是在化学领域，但他的科学工作涵盖了许多领域，包括水静力学、物理学、医学、地球科学、自然史和炼金术。他多产的作品还包括基督教的虔诚和伦理散文，以及关于圣经语言的神学小册子，理性的限制，以及自然哲学家作为一个基督徒的作用。他赞助了许多宗教宣教活动，并将圣经翻译成几种语言。1660年，他帮助建立了伦敦皇家学会。

家庭背景

罗伯特·波义尔（Robert Boyle，1627—1691）在1627年1月25日生于爱尔兰的利斯莫尔一个贵族家庭，家境优裕为他的学习和日后的科学研究提供了较好的物质条件。波义耳在家里是14个兄弟姐妹中最小的一个：在他三岁时，母亲不幸去世。也许是缺乏母亲照料的缘故，他从小体弱多病。有一次患病时，由于医生开错了药而差点丧生，幸亏他的胃不吸收将药吐了出来，才未致命。经过这次遭遇，他怕医生甚于怕病，有了病也不愿找医生。并且开始自修医学，到处寻找药方、偏方为自己治病。

童年时，他并不显得特别聪明，他很安静，说话还有点口吃。没有哪样游戏能使他入迷，但是比起他的兄长们，他却是最好学的，酷爱读书，常常书不离手。8岁时，父亲将他送到伦敦郊区的伊顿公学，在这所专为贵族子弟办的寄宿学校里，他学习了3年。随后他和哥哥法兰克一起在家庭教师陪同下来到当时欧洲的教育中心之一的瑞士日内瓦度过了2年。在这里他学习了法语、实用数学和艺术等课程，更重要的是，瑞士是宗教改革运动中出现的新教的根据地，反映资产阶级思想的新教教义熏陶了他。此后波义尔在实际行动中虽然未参与任何一派，但是他在思想上一直是倾向于革命的。

波义尔生活在英国资产阶级革命时期，也是近代科学开始出现的时代，这是一个巨人辈出的时代。就在他诞生的前一年，提出“知识就是力量”著名论断的近代科学思想家弗朗西斯·培根刚去世。伟大的物理学家牛顿比波义尔小16岁。近代科学伟人、意大利的伽利略、德国的开普勒、法国的笛卡尔都生活在这一时期。

波义尔出生在黑水河岸边的利斯莫尔城堡

求学经历

1641年，波义尔兄弟又在家庭教师陪同下，游历欧洲，年底到达意大利。旅途中即使骑在马背上，波义尔仍然是手不释卷。就在意大利，他阅读了伽利略的名著《关于两大世界体系的对话》。这本书给他留下了深刻的印象，他对伽利略本人更是推崇备至。20年后他的名著《怀疑派化学家》（The Sceptical Chemist）就是模仿这本书的格式写的。波义耳的哥哥们和他们的父亲一样，在英国的资产阶级革命中都是保皇派。1642年，由于爱尔兰叛乱，弗朗西各回到家乡，罗伯特在日内瓦和他的导师一起继续深造。

1644年，他父亲在一次战役中死去。家庭情况的突变，经济来源的中断，使波义尔回到战乱的英国。回国后他随着同情革命的姐姐莱涅拉夫人一起迁居到伦敦。住在他在多塞特的斯托布里奇。在那里，他开始了文学生涯，撰写道德和虔诚的小册子，其中一些采用了来自法国流行文学，尤其是浪漫主义作品的风格和修辞模式。

同年，一批对科学感兴趣的人，其中包括教授、医生、神学家等，定期地在某一处聚会，讨论一些自然科学问题。他们自称它为“无形学院”。1646年，波义尔在伦敦参加了无形学院的活动。在研究医学的过程中，他翻阅了医药化学家的许多著作，他很崇拜比他大50岁的比利时医药化学家海尔蒙特。海尔蒙特不论白天黑夜，完全投入化学实验，自称为“火术的哲学家”。这就成为波义尔学习的榜样。从1647年到1650年代中期，波义尔与无形的知识分子塞缪尔·哈特利布周围的一群自然哲学家和社会改革家保持着密切的联系。哈特·利泊鼓励他学习医学和农业。当时的医生都是自己配制药物，所以研究医学也必须研制药物和做实验，这就使波义尔对化学实验发生了浓厚的兴趣。

1648年因为伦敦战局不稳，更因为资产阶级革命派的军队攻占了牛津，革命派首领克伦威尔任命无形学院的成员维尔金斯担任牛津大学瓦当学院的院长，无形学院的部分成员也纷纷迁往牛津，活动的中心从伦敦转移到牛津。

波义尔留在伦敦，想集中精力做一些科学实验，于是迁往他父亲一所偏远的庄园，为自己创造了一个实验室，整日浑身沾满了煤灰和烟，完全沉浸于实验之中。庄园的生活虽然安静，但是对于波义尔的科学活动毕竟有很多不便之处，特别是他很想念那些无形学院的朋友们。

科学研究

1652-1654年，波义尔大部分时间都在爱尔兰监督他的世袭土地，他还进行了一些解剖解剖。1654年，他被邀请到牛津大学，寄宿在牛津大学附近一个药剂师家里。从约1656年至1668年，他一直在牛津大学居住。以后他又建立了自己设备齐全的实验室，并为自己聘用了一些助手，有些助手还是些很有才华的学者。例如罗伯特·胡克。这些助手在波义尔领导下进行观察和实验，并帮助波义尔收集整理科学资料和来往信件。这样就在波义尔的周围形成了一个科学实验小组，波义尔的实验室也一度成为无形学院的集会活动场所。在牛津，他接触到了自然哲学的最新发展，并与无形学院的自然哲学家和医生有了联系，包括约翰·威尔金斯、克里斯托弗·雷恩和约翰·洛克。波义尔的一系列科研成果都是在这里取得的，那本划时代的名著《怀疑派化学家》也是在这里完成的。

1. 关于真空的研究

1659年，受盖吕克的影响，他和罗伯特·胡克完成了他们著名的气泵的建造，并使用它来研究气动学。他们关于气压和真空的最终发现出现在波义尔的第一本科学出版物《物理力学新实验》中，关于空气的春天及其影响（1660年）。波义尔和胡克发现了空气的一些物理特征，包括它在燃烧、呼吸和声音传递中的作用。

2. 发起成立英国皇家科学院

据统计，在1660—1666年的6年里，他写了10本书，在《皇家学会学报》上发表了20篇论文。在牛津，波义尔一直是无形学院的核心人物，正式成立一个促进实验科学的学术团体也是波义耳的主张。不过当皇家学会在伦敦成立时，波义耳身在牛津，所以没有成为该学会的第一批正式会员，但是大家都公认波义尔是皇家学会的发起人之一，故而被任命为首属干事之一。

1660年，因政局趋于稳定，无形学院活动中心又转回到伦敦。随着无形学院的队伍扩大，在1660年的一次集会上，宣布正式成立一个促进物理—数学实验知识的学院。不久经国王查理二世批准，这学院变成以促进自然科学知识为宗旨的英国皇家学会。皇家学会根据培根的思想，十分强调科学在工艺和技术上的应用，建立起新的自然哲学，成为著名的学术团体。

3. 怀疑的化学家

波义尔的科学工作的特点是它依赖于实验和观察，而它不愿形成广义的理论。他主张一种“机械哲学”，把宇宙看作是一个巨大的机器或时钟，其中所有的自然现象都纯粹由机械的、时钟的运动来负责。他对化学的贡献是基于一种机械的“宇宙假说”——原子主义，声称所有东西都是由单一宇宙物质的微小（但不是不可分割的）粒子组成的，这些粒子只能通过它们的形状和运动来区分。他最具影响力的著作包括《怀疑论的化学家》（1661），它抨击了当时的亚里士多德，特别是帕拉塞尔苏斯派关于物质组成和化学分析方法的概念，以及形式和品质的起源（1666），它使用化学现象来支持假说。波义尔还一生都在追求炼金术，努力发现将贱金属转化为黄金的秘密，并联系那些被认为拥有炼金术秘密的人。总的来说，波义尔强烈主张将化学原理和方法应用到自然世界和医学研究中，后来他获得了“化学之父”的称号。

1661年，《怀疑的化学家》否定之前的元素论，提出新的微粒论，仿照伽利略《对话》，设定代表不同观点的角色：卡尼德（Carnedes）代表波义尔本人的观点；特米斯图伊斯（Themistuis）代表亚里士多德的观点；费洛普努斯（Phiopnus）代表帕拉塞尔苏斯的观点；艾留特瑞乌斯（Eleutherius）为对话的调停人。

1661年出版《怀疑的化学家》

4. 确认化学的研究目的

17世纪以前的化学知识，一部分是炼金术的内容，目的在于变劣金属为黄金或白银；一部分是医药学的内容，目的在于发展医药，治病救人；一部分是化工生产的内容，目的在于增加产品的种类和提高产品的质量。化学研究没有独立性，主要由于没有明确的、正确的研究目的，而是其它部分的附属物。关于研究化学的目的问题，波义尔耳提出了与以前的炼金术家、医药学家和化工生产者有本质不同的见解。他认为研究化学的目的不是醉心于炼金术和医药，而是在于认识物质的本性。为此就需要进行专门的实验，收集所观察到的事实，使化学从炼金术和医药学中解放出来，发展成为一门专为探索自然界本质的科学。

他说：“化学，到目前为止，还是认为只在制造医药和工业品方面具有价值。但是我们所说的化学，绝不是医学或药学的婢女，也不是甘当工艺和冶金的奴仆。化学本身作为自然科学中的一个独立部分，是探索宇宙奥秘的一个方面。化学，必须是为真理而追求真理的化学。”波义尔的自然观促使人们逐渐认识到，化学是具有自然特性的一门需要积极发展的科学。由于研究化学有了明确的研究目的、范畴和方向，使化学研究彻底地从炼金术、医药学、化工生产中解放出来，大大地推动了化学科学的发展。所以恩格斯高度评价说：“波义尔把化学确立为科学。”直到现在，波义尔所确定的化学研究的目的，对化学的研究和发展仍然具有指导意义

5. 关于气体的研究

他们的一项发现发表于1662年，在他的著作《关于空气弹性及其物理力学的新实验》中，他明确地提出：“空气的压强和它的体积成反比”。它是通过测量被不同重量的汞压缩时，恒定量的空气所占的体积来确定的。法国物理学家马略特在此后15年也根据实验独立地提出这一发现。所以后人把关于气体体积随压强而改变的这一规律称作波义尔-马略特定律。

波义耳定律

对于一定量的气体，在恒定的温度下，压力乘以体积是一个常数

此外，波义尔的其他贡献还包括：石蕊试剂、黑色墨水、磷的研究、毛细血管等。

37岁的波义尔（背景是他的气泵）

弗朗索瓦·迪奥达蒂从威廉·费尔索恩的一幅版画中重新雕刻了这幅图像.埃德加·法赫斯·史密斯收藏，基斯拉克特殊收藏中心，稀有书籍和手稿，宾夕法尼亚大学

由罗伯特·波义尔和罗伯特·胡克设计的气泵的雕刻画

伦敦的老年岁月

1668年，波义尔得知他姐夫去世的消息后，决定从牛津迁往伦敦，和他亲爱的姐姐凯瑟琳·琼斯住在一起。到伦敦后，他又在他姐姐家的后院建造了一所实验室，继续进行他的研究工作，几乎每年至少出版一本书。对于社交活动，他看得很淡漠，甚至有点厌恶。但是他却把自己的科学活动与皇家学会密切地联系起来，因而在皇家学会赢得很高的声誉，是科学界公认的领袖。1671年他因劳累而中风，经过很长时间的治疗才痊愈。因此1680年波义尔被选为皇家学会会长时，他因为体弱多病又讨厌宣誓仪式而拒绝就任。

在他的整个成年生活中，波义尔的身体很虚弱，眼睛和手都很虚弱，疾病反复发作，还有一次或多次中风。凯瑟琳去世，他的悲痛进一步加剧了他的病情。他把论文留给了英国皇家学会，并花钱建立了一系列捍卫基督教的讲座。这些讲座，现在被称为波义尔讲座，一直持续到今天。

1669年，磷的发现

神学活动

波义尔是一个虔诚的英国国教教徒，他坚定地拥护他的信仰。他赞助了教育和传教活动，并写了许多神学论文。波义尔年轻时的宗教著作主要是虔诚的，而他老年的作品则集中在更为复杂的理性、自然哲学、以及启示问题上，特别是新兴的新科学与宗教之间的关系。波义尔非常关注人们普遍认为正在兴起的无宗教和无神论看法，他努力展示科学和宗教相互支持的方式。对波义耳来说，把自然作为上帝劳动的产物来研究是一种固有的宗教责任。他认为，这种研究方法可以阐明上帝的无所不在和良善，从而提高科学家对神的理解。1690年，波义尔总结了这些观点，可以被视为波义尔作为基督教科学家典范的自己生活的宣言。

罗伯特·波义尔肖像，FRS，约翰·克斯布姆，1689年，科学历史研究所