Robert Boyle Kimdir?

Tanım

Robert Boyle, kimyayı sağlam bir bilimsel temele oturtarak, onu simya ve mistisizmle boğuşan bir alan olmaktan kurtarıp ölçüme dayalı bir alana dönüştürdü. Element, bileşik, karışım gibi kavramları tanımladı ve içeriğini güçlü katkılarla besleyerek “kimyasal analiz” adını verdiği bir alan oluşturdu.

Gaz kanunlarının ilki olan Boyle Kanunu’nu keşfetti. Gaz basıncını gazın hacmiyle ilişkilendirdi, elektriksel kuvvetlerin bir vakum yardımıyla iletilebildiğini ancak ses iletilmediğini tespit etti ve partiküllerin hareketinden ısının da sorumlu olduğunu ekledi. Boyle, diğer bilim insanlarına bu denli önemli, güvenilir ve ayrıca tekrarlanabilir deney sonuçlarını yazılı olarak aktarabilen ilk bilim insanıydı.

Hayat Başlangıçları

Robert Boyle, 25 Ocak 1627’de İrlanda’nın Lismore Castle adındaki küçük bir kasabasında aristokrat bir ailenin çocuğu olarak dünyaya geldi.

Babası Richard Boyle 1588 yılında İngiltere’den mütevazı bir miktar parayla İrlanda’ya gelmişti. İyi giden bir evlilik ve ileri bir iş zekasıyla kısa sürede varlıklı, büyük bir arazi sahibi haline geldi. Hatırı sayılır arazi sahibi olması, ona aristokratik bir soyluluk unvanı olan “Cork Kontu”nu beraberinde getirdi. Satın aldığı araziler, ayrıca İrlanda’nın da kraliçesi olan I. İngiltere Kraliçesi Elizabeth tarafından İrlandalı asiler ve asillerden alıkonulan arazilerdi.

Annesi Catherine Fenton, İrlanda’da yaşayan varlıklı bir İngiliz ailenin kızı olarak dünyaya gelmişti. Babası İrlanda Dışişleri Bakanı idi.

Robert ebeveynlerinin 14. çocuğuydu. Bebekliğinde fakir bir İrlandalı aile ile yaşamaya gönderildi. Babası oğlunun ilk yıllarını bu şekilde yaşamasının onu güçlendireceğine inanıyordu. Robert bu süreçte kekemelik geliştirdi.

Robert’ın annesi, Robert henüz iki yaşındayken hayatını kaybetti ve Robert onu hiç tanımadı. Annesinin ölümünün ardından Fransızca ve Latince dersleri aldığı aile evine döndü. Özellikle Fransızca öğrenmek oldukça hoşuna gidiyordu.

Eton, Büyük Tur, Galileo ve İlham

Robert 8 yaşında İngiltere’nin en prestijli özel okulu olan Eton Koleji’ne gönderildi ve burada üç yıl geçirdi.

12 yaşındayken abisi Francis ve bir öğretmeni ile uzun bir Avrupa turuna çıktı. Bu büyük tur, pek çok zengin insanın eğitiminin parçasıydı ve bu tura İtalya ile Yunanistan’ın büyük klasik mekanlarına ziyaretler de dahildi. Buna karşın Robert zamanın çoğunu İsviçre’nin Cenevre kentinde geçirmişti.

14 yaşında İtalya ziyareti sırasında Galileo Galilei’nin hareketi açıklamak için matemetiği kullandığını öğrendi. Bu durum Robert’ı oldukça heyecanlandırmıştı ve Galileo’nun muhtemelen İsviçre’den kaçırılan çalışmaları üstünde çalışmaya başladı-çünkü İtalya’da yasaklanmıştı.

Robert, Galileo’nun ev hapsinde yaşadığı İtalya’nın Floransa şehrine geldiğinde Galileo hayatının son yılını yaşıyordu. Bu büyük adam, Robert kendisiyle aynı şehirdeyken öldü.

Robert, Galileo ve Copernicus’un öne sürdüğü dünyanın ve diğer gezegenlerin güneş etrafında döndüğü fikrine hak verdiğine karar verdi.

Robert turda iken, babası Richard hayatını kaybetti ve ona bir İngiliz kasabası olan Stalbridge ve İrlanda’daki büyük mülklerin yakınında oldukça büyük bir kır evi bıraktı.

Robert, 1644’te 17 yaşındayken İngiltere’ye döndü ve ablası Katherine ile beraber birkaç aylığına Londra’da yaşadı. Daha sonra Stalbridge kır evine taşındı. Bu sırada İngiltere, Parlamento ile kral arasındaki iktidar mücadelesinin neden olduğu bir iç savaşın ortasındaydı.

Batıl İnançlı Bir Simyacı

Robert Boyle’un savaşa katılmak gibi bir niyeti yoktu. Konuya ihtiyatlı bir yaklaşım sergiledi ve böylece savaşan tarafların hiçbiri ona düşman kesilmedi. Askerlerin davranışlarını onaylamıyordu, son derece dindar bir genç olarak askeri faaliyetlerin parçası olmanın onu yozlaştırmasından endişe duyuyordu.

İngiltere’de savaş şiddetini günden güne artırırken, Boyle, ilk kitabını yazmaya odaklanmıştı.

Bilimsel deneyler yapmak ve bilimsel literatürü okumakla gittikçe daha fazla ilgilenmeye başladı. 1646-1647 yıllarında bir laboratuvar oluşturdu ve ayrıca deneysel bilim, bilimsel fikir alışverişi gibi konulara adanmış bir grup olan “Philosphical College” ile toplantılar yapmak için Londra’ya seyahat etmeye başladı.

Zamanının yeni yetişen pek çok bilim insanı gibi, Robert Boyle da simya deneylerini denemek istedi. Asla şaşırtıcı olmayan bir biçimde, Felsefe Taşı’nı keşfetme girişimleri başarısız oldu: bu girişimleri ise “kimya” olarak nitelendirdi.

“Felsefe Taşı’nı bulmak için yaratılmadığımı anlıyorum. Kimyadaki ilk deney girişimlerimde oldukça şanssızdım…” Robert Boyle, 6 Mart 1647.

Boyle, batıl inançların olağanüstü düzeyde olduğu bir çağda yaşadı. Aydınlanma–aklın batıl inançlara karşı zaferi- 1700’lerde Avrupa’nın çoğunu dönüştüren oluşum, hala çok uzaktaydı.

Boyle’un yaşadığı dönemde insanlar, var olmayan cadıların ve her biri gerçek olan cadı bulucuların dehşeti içinde yaşadılar. 1644 ve 1647 yılları arasında İngiltere’nin doğusunda 300’den fazla kadın, kötü şöhretli, kendi kendini tayin eden Cadı Bulucu General Matthew Hopkins tarafından keşiflerinin ardından sözde cadı oldukları için öldürüldü.

1652’de, 25 yaşındayken, İrlanda’da bulunan mülkiyetine geri döndü. Orada iki yıl kadar yaşadı ancak bir bilim insanı olarak gelişmesini olumsuz yönde etkilediğini düşündüğü bir ortamda yaşamak onu günden güne daha mutsuz kıldı. Ayrıca görme yeteneğini kalıcı olarak etkileyen ciddi bir hastalık geçirdi. Ömrünün geri kalanı boyunca oldukça yavaş okuyabildi ve onun için yazı yazmaları amacıyla insanları işe almak durumunda kaldı.

Robert Boyle’un Bilime Katkıları

1654-1655 yıllarında 27-28 yaşlarındayken Boyle, İngiltere’nin Oxford kentine taşındı. Burada bilimsel olarak verimli ortam bulabileceğine inanıyordu, bu nedenle kendisine odalar kiraladı ve bir laboratuvar kurdu. Resmi olarak üniversiteye hiç girmedi, ancak o kadar zengindi ki deneysel çalışmaları için ne maaşa ne de paraya ihtiyacı vardı.

1655’te genç bir üniversite öğrencisi olan Robert Hooke ile tanıştı. Hooke’un mekanik ekipmanlar ile ilgili olağanüstü yetenekleri, ona laboratuvar asistanı olarak çalışması için para vermeye başlayan Boyle’u oldukça etkiledi.

Boyle Kanunları

1654’te Otto Van Guericke, vakum pompasını icat etti. Boyle ise bunu 1657’de öğrendi ve vakum, oldukça ilgisini çekti. Von Guericke’in tasarımını geliştiren Hooke ile vakum pompası konseptini tartıştı.

Boyle ve Hooke, Hooke’un pompasını kullanarak havanın ve vakumun özelliklerini araştırmak için deneyler yaptılar. Kısa süre içinde ilk keşiflerini gerçekleştirmişlerdi bile: Boyle Yasası.

Keşiflerini metnin başındaki resimde (Görsel 1) olduğu gibi bir cam tüp kulanarak gerçekleştirdiler. Tüpün içinde, sabit bir hava ağırlığı üzerindeki basıncı değiştirmek için farklı hacimlerde cıva sıcısı kullandılar. Boyle, hacimle çarpıplan basıncın daima sabit olduğunu keşfetti. Bir diğer deyişle, bir gaz üzerindeki basıncı artırdığınızda, gazın hacmi basıncın aksine küçülür. Bu keşfedilen ilk gaz yasasıydı. Bir sonraki gaz yasası olan Charles Yasası’ın 1787’de keşfedilmesi için ise yüz yılı aşkın süreye ihtiyaç vardı.

Boyle bu sonucu ilk olarak 1662’de yayınladı ve böylece ilk kez Galileo’nun izinden gittiği bir çalışmasını yayınlamış oldu. Galileo dünya ve gezegenlerin matematikle açıklanabileceğine inanıyordu- aslında Pisagor’un çok daha erken çağda yaptığı gibi. Boyle, şimdiye kadar deneylerle havanın matematiksel yasaları takip ettiğini göstermişti.

Hava ve Vakumun Özellikleri

Boyle, sesin boşluktan geçemeyeceğini keşfetti. Bunu 28 litrelik bir cam kavanozun içine yerleştirilmiş bir zili çalarak yaptı. Zil, kavanozun dışındaki bir mıknatıs yardımıyla çalındı. Kavanozdan hava dışarıya pompaladıkça zil sesi gitgide azaldı.

Vakum pompası aşağıda gösterilmektedir. Boyle veya Hooke alttaki tutacağı çevirerek üstteki cam kavanozdan hava pompalayabilir.

Aslında Boyle, bu deneyi gerçekleştirirken manyetik kuvvetlerin boşlukta hareket edebileceğini de gösterdi. O zamanlar tam olarak takdir edilmese de, bu durum aslında bilim için oldukça önemli bir andı. Böyle, fiziksel kuvvetlerin bir boşlukta aktarılabileceğini göstermişti. Dahası, ışığın bir vakumdan geçebileceğini gösterdi, çünkü kavanozdan hava pompalandığında kavanozdaki her şey oldukça iyi biçimde görünür durumda kaldı.

Boyle, bir mumu kullanarak vakumun yanmayı desteklemeyeceğini gösterdi. Ayrıca havanın sadece bir kısmının yanmayı desteklediğini de keşfetti -çok küçük bir kısım olduğunu düşündü, ki bu aşamada, havayı oluşturan elementlerin hiçbiri keşfedilmemişti. Oksijenin keşfine 100 yıldan fazla süre vardı.

Bunun dışında Boyle, daha önce 1644’te Evangelisa Toricelli tarafından ortaya konulmuş olmasına rağmen havanın ağırlığı olduğunu da gösterdi ve Empedokles tarafından 2.100 yıl önce Antik Yunanistan’da biliniyordu.

“Ses, havanın dalga hareketinden meydana gelir.” Robert Boyle, 6 Mart 1662.

Modern Kimyanın Kurucuları

Sayılarla Kimya

Boyle’un 1661’de yayınlanan The Skeptical Chymist’i kimyada bir dönüm noktasıydı. Boyle, kimyayı simyanın mistisizliğinden ayırmaya başladı. Simya savunucularının çoğunun fenomenin temel nedenleriyle ilgilenmediğini ve bunun yerine şunlara baktığını açıkladı:

“… cehalet, gizli niteliklerin kutsal alanıdır.” Robert Boyle, The Skeptical Chymist, 1661.

Boyle’un kimya tutkusunun merkezinde bir kez daha Galileo’nun dünyanın matematik yolu ile anlaşılabileceği fikri yatıyordu. Boyle, kimyayı nicel bir bilime dönüştürmek istedi.

Elementler, Bileşikler ve Karışımlar

Galileo’nun Aristoteles’in hareket teorisini reddetmesi gibi, Boyle şimdi de Aristotelesçi unsurları reddetti: toprak, su, hava ve ateş. Ayrıca, Paracelsus’un tuz, kükürt ve cıva ilkelerini de reddetti.

Boyle, elementleri doğru biçimde diğer maddelere ayrıştırılamayan basit maddeler olarak tanımladı. Yeni ve farklı maddelerin oluşmadığı karışımların aksine, elementler yeni maddeler oluşturmak için birleştirildiğinde bileşikler oluşturuldu.

Bir elementin mükemmel bir tanımına ulaşan Boyle, henüz gerçek unsurların keşfedilmediğine inanmadığını söyledi. Ne yazık ki, bir maddenin element olup olmadığını kanıtlayacak deneysel bir yöntem bulamadı ve altın, gümüş, kükürt gibi maddelerin aslında bileşik olduğunu düşündü.

Antoine Lavoisier’in bu deneysel engeli aşması ve kimyasal elementlerin ilk listesini oluşturması için bir asırdan fazla zaman geçti.

Atomlar-Maddenin Temeli

Antik Yunanistan’da Demokritus şunları söyledi:

“Renk olduğunu düşünüyoruz, tatlı olduğunu düşünüyoruz, acı olduğunu dahi düşünüyoruz ama aslında atomlar ve boşluk var.” Democritus, MÖ 460-MS 370.

Boyle buna hak verdi. Galileo ve Rene Descartes ayıca tüm maddelerin atomlardan oluştuğuna inanıyordu, ancak Descartes boşluk olamayacağını düşünüyordu. Ancak Boyle, kendi deneyleri aracılığıyla, atomda boşluk bulunabileceğini kanıtlamıştı. Bu nedenle Boyle, Democritus ile tam bir fikir birliği içindeydi.

Boyle, kimyanın –maddelerin davranışı- atomların hareketiyle açıklanabileceğine ve bunun da Galileo’nun hareket matematiği olan mekanikle anlaşılabileceğine inanıyordu. Boyle nihayetinde haklı çıktı, çünkü bugün kimyayı matematiksel olarak kuantum mekaniği yoluyla anlayabiliyoruz.

Mistisizmi kınamasına rağmen Boyle, bir elementin diğerine dönüştürülebileceğine inanan bir simyacı olarak kaldı. Elementi oluşturan temel parçacıkların yeniden düzenlenmesiyle bunun başarılabileceğine inandığı doğruydu. Bu, ilk olarak 1919’da azotu oksijene dönüştürdüğü zaman Ernest Rutherford tarafından başarıldı.

Boyle yeniden inşasına başlamadan önce kimyaya dönüp baktığında Thomas Thomson şunları söyledi:

“Kimya, diğer bilimlerin aksine, orijinal olarak kuruntulardan ve batıl inançlardan doğmuştur. Ayrıca tam olarak sihir ve astrolojiyle aynı seviyedeydi.” Thomas Thomson, 1773-1852.

Başarılı Deneysel Bilimi Tanımlamak

Francis Bacon’ın, yalnızca deneysel veriler toplandıktan sonra genel sonuçlar çıkarmaya yaptığı vurgudan etkilenen Boyle, laboratuvardaki kişisel deneyimlerinden yararlanarak, deneysel bilimin nasıl yapılması gerektiğini açıkça ortaya koydu ve böylelikle bilimin geleceğine büyük bir katkıda bulundu.

Boyle, simyacıların gizlilik geleneğinden açık biçimde ayrıydı ve çalışmalarının sonuçlarını da bu doğrultuda yayınladı.

Kirli kimyasalların deneylerde hatalara neden olabileceği ve ekipmanın yanlış kullanımının da hatalara neden olabileceğini söyledi.

Farklı bilim insanlarının bir deneyden dürüstçe nasıl farklı sonuçlar alabileceğimi açıkladı, bu amaçla yola çıkıldığında ise deney ve prosedürlerin başkaları tarafından nasıl uygulandığının gösterilmesi için dikkatli biçimde belgelenmesi gerekiyordu.

Deneylerin tekrarlanması yönündeki ihtiyacı vurguluyordu. Bunu yapmak deneysel tekniklerin gelişmesini ve bir deney tekrarlandığında elde edilen farklı sonuçların nedenlerinin araştırılması gerektiğini söyledi. Ayrıca bilim insanlarına bir deney beklendiği şekilde sonuç vermediğinde hayal kırıklığına uğramamaları gerektiğini hatırlattı. Bunu daima, yeni ve daha önce keşfedilmemiş yerleri keşfetmek için rotadan çıkan keşiflere benzetirdi.

“…aradığımız şeyi bulamıyor olsak dahi, kaçırdıklarımız kadar aramaya değer bir şey buluyoruz.” Robert Boyle, Başarısız Deneylerin Yüzdesi, 1661

Sıcaklık Mekanik Bir Harekettir

1800’lü yıllarda sıcaklık kavramı yeterince anlaşılabilmiş bir kavram değildi. Öyle ki, 1700’lü yıllarda kalori olarak adlandırılan var olmayan bir maddenin davranışı ile ilişkili olduğu düşünülüyordu.

Galileo ve Descartes’in fikrilerinden yola çıkan Boyle, ısının parçacıkların hareketi ile ilişkisi olduğuna inanıyordu. 1675 yılında sıcaklık ve parçacıkların hareketi arasındaki ilişkinin oldukça iyi bir tanımını sundu.

“Su tanecikleri sakince hareket ederken onların sıcak olduklarını hissetmeyiz, ancak su gerçekten sıcak hale geldiğinde çok hızlı ve hareketlidir, şiddetlidir. Eğer ısı derecesi suyu kaynatacak kadar yüksekse işte o zaman kaynama, çalkalama hareketiyle daha belirgin hale gelir. Heyecan verici… Havaya gözle görülür biçimde büyük bir hücre deposunu buhar halinde kusmak…” Robert Boyle, Soğuk ve Sıcağın Mekanik Kökeni, 1675

Elektrik Kuvvetleri Vakumda Çalışır

Boyle 1675 yılında elektrik çekiminin boşlukta işlediğini keşfetti.

Bazı Kişisel Detaylar ve Son

1670 yılında Boyle şiddetli bir felç geçirdi.

1680 yılında Kraliyet Topluluğu Başkanı seçildi. Fakat dini inançları nedeniyle başkanlık yemini edemediğinden, mevkiyi reddetti.

31 Aralık 1691’de, kız karrdeşinin ölümünden bir hafta sonra geçirdiği felç nedeniyle hayatını kaybetti. Londra, Westminster’da bir kilise avlusuna gömüldü. Kilise bahçesi 1721’de yeniden yapılandırıldığında ise Boyle’un kalıntıları kayboldu.

Kaynak: https://www.famousscientists.org/robert-boyle/

Görsel Kaynak: https://ungo.com.tr/en/c/science-people/

Editör: İrem Ezgi Ustaoğlu