Σύνοψη

Ο Joseph Black (16 Απριλίου 1728 - 6 Δεκεμβρίου 1799) ήταν Σκωτσέζος φυσικός και χημικός, γνωστός για τις ανακαλύψεις του για το μαγνήσιο, τη λανθάνουσα θερμότητα, την ειδική θερμότητα και το διοξείδιο του άνθρακα. Διετέλεσε καθηγητής Ανατομίας και Χημείας στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης για 10 χρόνια από το 1756 και στη συνέχεια καθηγητής Ιατρικής και Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου από το 1766, όπου δίδαξε και έδωσε διαλέξεις για περισσότερα από 30 χρόνια.

Τα κτίρια χημείας τόσο στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου όσο και στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης φέρουν το όνομα του Black.

Ο Black γεννήθηκε "στις όχθες του ποταμού Garonne" στο Μπορντό της Γαλλίας, το έκτο από τα 12 παιδιά της Margaret Gordon (πεθ. 1747) και του John Black. Η μητέρα του προερχόταν από οικογένεια του Aberdeenshire που είχε διασυνδέσεις με τις επιχειρήσεις κρασιού και ο πατέρας του ήταν από το Μπέλφαστ της Ιρλανδίας και εργαζόταν ως παράγοντας στο εμπόριο κρασιού. Εκπαιδεύτηκε στο σπίτι μέχρι την ηλικία των 12 ετών και στη συνέχεια φοίτησε σε γυμνάσιο στο Μπέλφαστ. Το 1746, σε ηλικία 18 ετών, εισήχθη στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, όπου σπούδασε για τέσσερα χρόνια, προτού περάσει άλλα τέσσερα στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου, συνεχίζοντας τις ιατρικές του σπουδές. Κατά τη διάρκεια των σπουδών του έγραψε διδακτορική διατριβή σχετικά με τη θεραπεία των λίθων στα νεφρά με το ανθρακικό άλας μαγνήσιο.

Χημικές αρχές

Όπως οι περισσότεροι πειραματιστές του 18ου αιώνα, η αντίληψη του Black για τη χημεία βασίστηκε σε πέντε αρχές της ύλης: Το νερό, το αλάτι, η γη, η φωτιά και το μέταλλο. Πρόσθεσε την αρχή του Αέρα όταν τα πειράματά του έδειξαν την παρουσία διοξειδίου του άνθρακα, το οποίο ονόμασε σταθερό αέρα, συμβάλλοντας έτσι στην πνευματική χημεία.

Η έρευνα του Black καθοδηγήθηκε από ερωτήματα σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο οι αρχές συνδυάζονται μεταξύ τους σε διάφορες διαφορετικές μορφές και μείγματα. Χρησιμοποίησε τον όρο συγγένεια για να περιγράψει τη δύναμη που συγκρατούσε αυτούς τους συνδυασμούς μαζί. Καθ' όλη τη διάρκεια της καριέρας του χρησιμοποιούσε διάφορα διαγράμματα και τύπους για να διδάξει στους φοιτητές του στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου πώς να χειρίζονται τη συγγένεια μέσω διαφόρων ειδών πειραμάτων.

Αναλυτική ζυγαριά

Περίπου το 1750, ενώ ήταν ακόμη φοιτητής, ο Black ανέπτυξε την αναλυτική ζυγαριά που βασιζόταν σε μια ελαφριά δοκό που ισορροπούσε πάνω σε ένα σφηνοειδές στήριγμα. Κάθε βραχίονας έφερε ένα ταψί στο οποίο τοποθετούνταν το δείγμα ή τα πρότυπα βάρη. Ξεπέρασε κατά πολύ την ακρίβεια οποιουδήποτε άλλου ζυγού της εποχής και έγινε σημαντικό επιστημονικό όργανο στα περισσότερα εργαστήρια χημείας.

Λανθάνουσα θερμότητα

Το 1757, ο Black διορίστηκε Regius Professor of the Practice of Medicine στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης.

Το 1761, συμπέρανε ότι η εφαρμογή θερμότητας στον πάγο στο σημείο τήξης του δεν προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας του πάγου

Η θεωρία της λανθάνουσας θερμότητας σηματοδοτεί την αρχή της θερμοδυναμικής. Η θεωρία της λανθάνουσας θερμότητας του Black ήταν μια από τις σημαντικότερες επιστημονικές συνεισφορές του και μια από αυτές στις οποίες στηρίζεται κυρίως η επιστημονική του φήμη. Έδειξε επίσης ότι οι διάφορες ουσίες έχουν διαφορετικές ειδικές θερμότητες.

Η θεωρία αυτή αποδείχθηκε τελικά σημαντική όχι μόνο για την ανάπτυξη της αφηρημένης επιστήμης αλλά και για την ανάπτυξη της ατμομηχανής. Ο Μπλακ και ο Τζέιμς Βατ έγιναν φίλοι μετά τη συνάντησή τους γύρω στο 1757, όταν και οι δύο φοιτούσαν στη Γλασκώβη. Ο Μπλακ παρείχε σημαντική χρηματοδότηση και άλλη υποστήριξη στην πρώιμη έρευνα του Βατ στον τομέα της ατμοκίνησης. Η ανακάλυψη από τον Black της λανθάνουσας θερμότητας του νερού θα ήταν ενδιαφέρουσα για τον Watt, ενημερώνοντας τις προσπάθειές του να βελτιώσει την απόδοση της ατμομηχανής που είχε εφεύρει ο Thomas Newcomen και να αναπτύξει την επιστήμη της θερμοδυναμικής.

Διοξείδιο του άνθρακα

Ο Black διερεύνησε επίσης τις ιδιότητες ενός αερίου που παράγεται σε διάφορες αντιδράσεις. Διαπίστωσε ότι ο ασβεστόλιθος (ανθρακικό ασβέστιο) μπορούσε να θερμανθεί ή να υποστεί επεξεργασία με οξέα για να δώσει ένα αέριο που ονόμασε "σταθερό αέρα". Παρατήρησε ότι ο σταθερός αέρας ήταν πυκνότερος από τον αέρα και δεν υποστήριζε ούτε φλόγα ούτε ζωική ζωή. Ο Black διαπίστωσε επίσης ότι, όταν φυσαλίδα μέσα σε υδατικό διάλυμα ασβέστη (υδροξείδιο του ασβεστίου), θα καθιζάνει ανθρακικό ασβέστιο. Χρησιμοποίησε αυτό το φαινόμενο για να καταδείξει ότι το διοξείδιο του άνθρακα παράγεται από την αναπνοή των ζώων και τη μικροβιακή ζύμωση.

Το 1766, βαδίζοντας στα χνάρια του φίλου του και πρώην καθηγητή του στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης, ο Black διαδέχθηκε τον William Cullen στη θέση του καθηγητή Ιατρικής και Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου (ο Cullen είχε μετακομίσει στο Εδιμβούργο το 1755). Τη θέση του στο Πανεπιστήμιο της Γλασκώβης κατέλαβε ο Αλεξάντερ Στίβενσον.

Στο σημείο αυτό εγκατέλειψε την έρευνα και αφιερώθηκε αποκλειστικά στη διδασκαλία. Σε αυτό ήταν επιτυχής με την προσέλευση του κοινού στις διαλέξεις του να αυξάνεται από χρόνο σε χρόνο για περισσότερα από τριάντα χρόνια. Οι διαλέξεις του είχαν ισχυρή επίδραση στην εκλαΐκευση της χημείας και η παρακολούθησή τους κατέληξε να γίνει ακόμη και μια μοντέρνα διασκέδαση.

Ο Black ήταν ευρέως αναγνωρισμένος ως ένας από τους πιο δημοφιλείς καθηγητές του Πανεπιστημίου. Το μάθημά του στη χημεία προσέλκυε τακτικά εξαιρετικά μεγάλο αριθμό φοιτητών, με πολλούς να το παρακολουθούν δύο ή τρεις φορές. Εκτός από την τακτική εισαγωγή θεμάτων αιχμής και την προσεκτική επιλογή οπτικά εντυπωσιακών πειραμάτων, ο Black χρησιμοποιούσε ένα ευρύ φάσμα επιτυχημένων διδακτικών εργαλείων που έκαναν τη χημεία προσιτή στους φοιτητές του (πολλοί από τους οποίους ήταν μόλις 14 ετών). Οι φοιτητές του προέρχονταν από όλο το Ηνωμένο Βασίλειο, τις αποικίες του και την Ευρώπη, και εκατοντάδες από αυτούς διατήρησαν τις διαλέξεις του στα τετράδιά τους και διέδωσαν τις ιδέες του αφού εγκατέλειψαν το πανεπιστήμιο.

Έγινε ένα από τα κύρια στολίδια του Πανεπιστημίου και τις διαλέξεις του παρακολουθούσε ένα ακροατήριο που συνέχισε να αυξάνεται από χρόνο σε χρόνο για περισσότερα από τριάντα χρόνια. Δεν θα μπορούσε να γίνει διαφορετικά. Η προσωπική του εμφάνιση και οι τρόποι του ήταν αυτοί ενός τζέντλεμαν και ιδιαίτερα ευχάριστοι. Η φωνή του στις διαλέξεις ήταν χαμηλή, αλλά ωραία, και η άρθρωσή του τόσο ευδιάκριτη, ώστε τον άκουγε απόλυτα καλά ένα ακροατήριο που αποτελούνταν από πολλές εκατοντάδες άτομα. Η ομιλία του ήταν τόσο απλή και διαυγής, η απεικόνισή του με πειράματα τόσο εύστοχη, ώστε τα αισθήματά του για οποιοδήποτε θέμα δεν μπορούσαν ποτέ να παρεξηγηθούν ακόμη και από τον πιο αγράμματο- και οι οδηγίες του ήταν τόσο σαφείς από κάθε υπόθεση ή εικασία, ώστε ο ακροατής στηριζόταν στα συμπεράσματά του με μια εμπιστοσύνη που δύσκολα ξεπερνούσε σε θέματα της δικής του εμπειρίας.

Στις 17 Νοεμβρίου 1783 έγινε ένας από τους ιδρυτές της Βασιλικής Εταιρείας του Εδιμβούργου. Από το 1788 έως το 1790 ήταν πρόεδρος του Βασιλικού Κολλεγίου Ιατρών του Εδιμβούργου. Ήταν μέλος της επιτροπής αναθεώρησης των εκδόσεων της Φαρμακοποιίας Edinburgensis του κολεγίου του 1774, 1783 και 1794. Ο Black διορίστηκε κύριος γιατρός του βασιλιά Γεωργίου Γ΄ στη Σκωτία.

Η έρευνα και η διδασκαλία του Black μειώθηκαν λόγω της κακής υγείας του. Από το 1793 η υγεία του επιδεινώθηκε περαιτέρω και σταδιακά αποσύρθηκε από τα διδακτικά του καθήκοντα. Το 1795, ο Charles Hope διορίστηκε βοηθός του στην καθηγητική του θέση και το 1797 έδωσε για τελευταία φορά διαλέξεις.

Ο Black ήταν μέλος του The Poker Club. Ήταν 1ος εξάδελφος, μεγάλος φίλος και συνάδελφος του Adam Ferguson FRSE, ο οποίος παντρεύτηκε την ανιψιά του Katherine Burnett το 1767, και συνδέθηκε με τον David Hume, τον Adam Smith και τους λογοτέχνες του σκωτσέζικου διαφωτισμού. Ήταν επίσης κοντά στον πρωτοπόρο γεωλόγο James Hutton.

Το 1773 αναφέρεται ότι ζούσε στο College Wynd στη νότια πλευρά της Παλιάς Πόλης. Στη δεκαετία του 1790, χρησιμοποίησε το Sylvan House στο Sciennes ως θερινό καταφύγιο. Μια πλάκα, που αποκαλύφθηκε το 1991, θυμίζει την κατοχή του σπιτιού.

Ο Black δεν παντρεύτηκε ποτέ. Πέθανε ειρηνικά στο σπίτι του στην οδό Nicolson Street 12 στο νότιο Εδιμβούργο το 1799 σε ηλικία 71 ετών και είναι θαμμένος στο Greyfriars Kirkyard. Το μεγάλο μνημείο βρίσκεται στο σφραγισμένο τμήμα στα νοτιοδυτικά που είναι γνωστό ως Covenanter's Prison.

Το 2011, κατά τη διάρκεια μιας αρχαιολογικής ανασκαφής στο Πανεπιστήμιο του Εδιμβούργου ανακαλύφθηκε επιστημονικός εξοπλισμός που πιστεύεται ότι ανήκε στον Black.

Το σπίτι του, ένα διαμέρισμα στην οδό Nicolson 12, πολύ κοντά στο Old College, υπάρχει ακόμη, αλλά δεν έχει καμία πλάκα που να υποδηλώνει την παρουσία του.

Πηγές

1. Τζόζεφ Μπλακ
2. Joseph Black
3. ^ Guerlac, Henry (1970–1980). "Black, Joseph". Dictionary of Scientific Biography. Vol. 2. New York: Charles Scribner's Sons. pp. 173–183. ISBN 978-0-684-10114-9.
4. ^ Lenard, Philipp (1950). Great Men of Science. London: G. Bell and Sons. p. 129. ISBN 0-8369-1614-X. (Translated from the second German edition.)
5. ^ Antonis Modinos (15 October 2013). From Aristotle to Schrödinger: The Curiosity of Physics. Springer International Publishing. p. 134. ISBN 978-3-319-00749-6.
6. ^ Eddy, Matthew Daniel (2008). John Walker, Chemistry and the Edinburgh Medical School, 1750-1800. London: Routledge.
7. ^ Eddy, Matthew Daniel (2014). "How to See a Diagram: A Visual Anthropology of Chemical Affinity". Osiris. 29: 178–196. doi:10.1086/678093. PMID 26103754. S2CID 20432223.
8. 1,0 1,1 Φιόντορ Πετρούσοφσκι: «Блэк, Иосиф» (Ρωσικά)
9. «Encyclopædia Britannica» (Αγγλικά) biography/Joseph-Black. Ανακτήθηκε στις 9  Οκτωβρίου 2017.
10. Mary Weeks: Discovery of the elements. 1956, S. 523.
11. M. P. Crosland: The use of diagrams as chemical 'equations' in the lectures of William Cullen and Joseph Black. In: Annals of Science, Band 15, 1959, S. 75–90.
12. Ausländische Mitglieder der Russischen Akademie der Wissenschaften seit 1724. Joseph Black. Russische Akademie der Wissenschaften, abgerufen am 2. August 2015 (englisch).
13. Biographical Index: Former RSE Fellows 1783–2002. Royal Society of Edinburgh, archiviert vom Original am 25. Oktober 2017; abgerufen am 9. Oktober 2019.
14. (en) Henry Guerlac, Dictionary of Scientific Biography, vol. 2, « Black, Joseph », p. 173–183.
15. Son père était originaire de Belfast, et sa mère était issue d'une famille de vignerons de l’Aberdeenshire, en Écosse.