Robert Boyle’un Bilime ve Kimyaya Katkıları Nelerdir?

1654 ya da 1655 te, 27-28 yaşlarındayken, Boyle İngiltere’deki üniversite şehri Oxford’a taşındı.

Orada, bilimsel olarak üretken bir ortam bulmayı umdu. Odalar kiralayıp bir laboratuvar kurdu. Üniversiteye resmen hiç katılmadı; O kadar zengindi ki deneysel çalışması için ne maaş ne de yatırıma ihtiyacı vardı. 1655’te genç bir üniversite öğrencisi olan Robert Hooke ile tanışma fırsatı buldu. Hooke’un mekanik ekipmanlarla olan olağanüstü yeteneklerinden dolayı Boyle, onu laboratuar asistanı olarak çalıştırmaya başlamıştı.

Otto von Guericke 1654’te vakum pompasını icat etmişti. Boyle bunu 1657’de öğrenmiş ve ilgisini çekmişti. Von Guericke’nin tasarımını geliştiren Hooke ile vakum pompası kavramını tartıştı. Boyle ve Hooke, Hooke’un pompasımı kullanarak havanın ve vakumun özelliklerini araştıran deneyler gerçekleştirdi. Boyle ve Hooke havayla deneyler yaparken Boyle Yasası olarak bilinen ilk keşiflerini yaptılar. Tüpün içinde, sabit bir hava ağırlığı üzerindeki basıncı değiştirmek için cıva kullandılar. Boyle, hacim ile çarpılan basıncın sabit olduğunu keşfetti. Başka bir deyişle, bir gaz üzerindeki basıncı artırdığınızda, gaz hacmi tahmin edilebilir bir şekilde küçülür.

Bu, keşfedilen ilk gaz yasasıydı. Bir sonraki gaz kanunu olan Charles Yasası, yüz yıldan daha fazla süre sonra, 1787’de keşfedildi. Boyle bu sonucu 1662’de yayınladı. Bu yayınıyla kahramanı olan Galileo‘yu ilk kez taklit etti. Galileo, dünyanın matematikle açıklanabileceğine sıkıca inandı – aslında Pisagor‘un daha erken çağlarda yaptığı gibi. Boyle şimdi deneysel olarak havanın matematik yasalarını izlediğini göstermişti.

Boyle, sesin bir vakumdan geçemediğini keşfetti. Bunu, 28 litrelik bir cam kavanozun içine yerleştirilmiş bir çan çalarak yaptı. Çan kavanozun dışındaki bir mıknatıs yardımı ile çalındı. Havayı kavanozdan dışarı pompaladıkça, çanın sesi gitgide daha da zayıflıyordu. Açıkçası, bu deneyi gerçekleştirirken, Boyle ayrıca manyetik kuvvetlerin bir vakumdan geçebileceğini de göstermiş oldu – yoksa çan çalmazdı. O dönemde tam olarak takdir edilmemesine rağmen, bu aslında bilimde son derece önemli bir an idi. Boyle, fiziksel kuvvetlerin vakumdan geçebileceğini göstermişti. Dahası, ışığın vakumdan geçebileceğini gösterdi, çünkü hava kavanozdan dışarı pompalandığında, kavanozdaki her şey mükemmel bir şekilde görünür kaldı. Boyle, mum kullanarak vakumun yanmayı desteklemediğini gösterdi. Ayrıca, havanın yalnızca bir bölümünün yanmayı desteklediğini keşfetti – çok küçük bir parça düşündü. (Bu aşamada, havayı oluşturan unsurların hiçbiri keşfedilmedi. Oksijenin keşfi gelecek yüz yılda yatıyor.)

Boyle ayrıca daha önce 1644 yılında Evangelista Torricelli tarafından gösterilmesine rağmen havanın ağırlığının olduğunu da gösterdi ve Empedokles tarafından 2.100 yıl önce Eski Yunan’da biliniyormuş gibi görünüyor.

Boyle’ın 1661 yılında yayımlanan “The Sceptical Chemist” (Kuşkucu Kimyager) kitabı ile kimya alanına büyük katkılar sağlamıştır. Boyle simyanın içinde barındırdığı sırlardan kimya bilimini oluşturmaya başlamıştır ve simya ile uğraşanların birçoğunun olayların temel sebebini araştırmakla ilgilenmediklerini ileri sürmüştür. Boyle’ın hırsının temelinde Galileo’nun fikirlerini yeniden kimya kurallarına uygulamak vardı. Bu sayede dünyanın matematik ile anlaşılabileceğini düşünüyordu. Boyle kimyayı hesaplamalı bir bilime dönüştürmeyi istiyordu.

Galileo Aristoteles‘in teorisini reddettiği gibi Boyle de Aristoteles’in elementlerini reddediyordu. Aristoteles’in elementleri; toprak, su, hava ve ateştir. Boyle aynı zamanda Paracelsus‘un tuz, sülfür ve cıvanın prensiplerini de reddetmiştir. Boyle elementleri doğada yok olamayan basit maddeler olarak tanımlamıştır. Bileşikler elementlerin yeni maddelerle eşleşmesiyle üretilmiş olduğunu, karışımların ise bunun aksine yeni maddelerden oluşmadığını ifade etmiştir.

Galileo ve Rene Descartes tüm maddelerin atomlardan oluştuğuna inanmışlardır fakat Descartes bunun geçersiz olabileceğini düşünüyordu. Boyle, kendi deneylerinden oluşturduğu fikirlere göre atomlar boşluğa (vakum) sahip olabileceğini öngördü. Bu sayede Demokritos ile bu fikri geliştirmişlerdir. Boyle kimyada maddenin davranışlarının Galileo’nun matematiksel denklemlerini kullanarak atomların durumlarını açıklamakla mümkün olabileceğini ifade etmiştir. Boyle’nin çalışmalarının doğru olduğu ispatlanmıştır çünkü bugün biz kimyayı kuantum mekaniği ile matematiksel olarak anlayabiliyoruz. Boyle bir Simyacı gibi düşünerek bir elementin diğerine dönüşeceğini öngörmüştür. Ve Boyle elementleri oluşturan temel parçacıkların düzenlenmesi sayesinde bu fikrin başarılı olabileceğini düşünmüştür. Bu düşünce ilk kez Ernest Rutherford tarafından 1919 yılında azotu oksijene çevrilerek başarılı olmuştrur. Thomas Tomson’ın da söylediği gibi; Boyle den önceki kimyaya bakarsak, Boyle kimyayı yeniden inşa etmiştir.

Isı 1800 yıllarından önce yeterince anlaşılmamıştır. 1700 lerde caloric diye adlandırılan var olmayan bir maddenin davranışıyla ilişkilendirilmiştir. Boyle Galileo ve Descartes’in çalışmalarını takip ederek ısının parçacıkların hareketi ile ilişkili olduğuna inanmıştır. 1675 yılında Boyle parçacıkların hareketi ve sıcaklık arasındaki ilişkinin tanımını oldukça iyi bir şekilde yapmıştır.

Hazırlayan: Sosyolog Ömer YILDIRIM
Kaynak: Ömer YILDIRIM’ın Kişisel Ders Notları. Atatürk Üniversitesi Sosyoloji Bölümü 1. Sınıf “Felsefeye Giriş” ve 2., 3., 4. Sınıf “Felsefe Tarihi” Dersleri Ders Notları (Ömer YILDIRIM); Açık Öğretim Felsefe Ders Kitabı