正如我们看到的那样，在帕拉塞尔苏斯去世后的一个半世纪里，像开普勒、伽利略以及牛顿这样的先驱，在前人工作的基础上，创造了研究天文学和物理学的新方法。随着时间的推移，由形而上学原理控制的定性的宇宙理论让位于遵循固定定律的可量化和可测量的宇宙概念。依靠权威学者和形而上学的辩论来获取知识的途径被通过观察和实验来了解自然定律，并通过数学语言来清晰地表达这些定律的概念所取代。
和物理学一样，新一代的化学家所要面对的学术挑战不仅仅是发明出严谨的思考方法和实验方法，还要摆脱过去的哲学和观点的束缚。为了变成一门成熟的科学，化学这个新领域不得不在学习帕拉塞尔苏斯的课程的同时还要废黜已经走进死胡同的亚里士多德理论——并非他关于运动的理论，废黜其运动理论的事牛顿和其他物理学家以及数学家已经在做了，而是他关于物质的理论。
在解决一道难题之前，你必须要辨认出它的各个部分，而在物质的性质这道谜题中，这些部分就是化学元素。只要人们还相信所有的物质都是由土、气、火和水构成的——或者一些类似的分类体系——他们对于物质主体的理解就是建立在谎言之上的，他们创造新的、有用的化学物质的能力只是在试验和试错而已，根本不会有形成真正理解的可能。
一切都是从17世纪新的学术氛围中开始的，当伽利略和牛顿最终将亚里士多德驱逐出物理学领域，并用基于观测和实验的理论取代了他的观点时，有一个人站了出来——他在光学领域的工作曾启发过牛顿——将亚里士多德从化学领域中赶了出去。我说的这个人就是罗伯特·玻意耳，第一任科克伯爵之子。 要想把自己的一生奉献给科学，一条路是获得大学任命，而另一条就是你得富得流油。和开创物理学的大学教授不同，许多早期化学的拥护者都是有个人收入的人，在实验室还很稀缺的时代，他们就有足够的财力去建造自己的实验室。罗伯特·玻意耳的父亲不仅只是有钱，他或许是大英帝国最有钱的人。
人们对于玻意耳的母亲知之甚少，只知道她在17岁结婚并在随后的23年里陆续生育了15名子女，最后因肺痨猝死，这在当时一定是一种解脱吧。罗伯特是她的第14个孩子，也是第7个儿子。这位伯爵似乎喜欢生小孩胜过养小孩，因为孩子在出生后不久就被送去让乳母照料，接着去上寄宿学校和大学，或者去国外接受私人教师的教育。
玻意耳在日内瓦度过的时光对他影响至深。在14岁那年，他在某天晚上被剧烈的雷暴惊醒，他发誓说如果他能活下来，他将把自己献给上帝。如果每个人都能遵守甚至依然还记得他们在迫不得已的情况下所发的誓言，这个世界将会变得更好，但当玻意耳发出誓言后，那个誓言一直伴随着他。无论雷暴是否是真正的起因，玻意耳对于宗教变得非常虔诚，尽管他拥有巨大的财富，他却过着苦行僧般的生活。
在那场改变生命的暴风雨之后的一年，当玻意耳正在佛罗伦萨进行访问时，流放中的伽利略在附近某个地方去世。不知怎么的玻意耳就得到了一本伽利略关于哥白尼学说的书，他的《关于两大世界体系的对话》。这在人类思想史上是一个偶然但却不可忽视的事件，因为在读过这本书后，当时只有15岁的玻意耳爱上了科学。 没有任何历史记录可以清楚地显示玻意耳为何会选择化学，但自他皈依上帝之后，他一直都在寻找一种可以侍奉上帝的恰当方式，于是他决定就是它了。和牛顿以及帕拉塞尔苏斯一样，他也是独身主义者，他对自己的工作非常痴迷，他和牛顿一样相信理解自然之道的努力是一条通往上帝之道的途径。但和作为物理学家的牛顿不同的是，作为化学家的玻意耳还认为科学之所以重要，是因为它可以被用来缓解痛苦并改善人们的生活。
从某种意义上说，玻意耳能成为科学家是因为他是一个慈善家。在1656年，29岁的他搬到了牛津居住，尽管牛津大学当时并没有开设正式的化学课程，他却自费建造了一个实验室并全身心地投入到研究中——大部分是化学，但也不全是。
在英国内战期间，牛津曾是保皇党的一个大本营，也是许多从伦敦逃离的议会党人的栖身之地。玻意耳似乎对任何一方都没有强烈的同情，但他却加入了一个难民团体，他们每周都会见面并探讨他们对于使用新的实验方法来研究科学的共同兴趣。在1662年，查理二世在重新恢复君主政体之后不久给这个团体颁发了一个特许状，它从此成为皇家学会（或者，更准确地说，伦敦皇家自然知识促进学会），这个学会在牛顿的职业生涯中扮演过非常重要的角色。
皇家学会很快就汇集了很多当时伟大的科学家——包括牛顿、胡克，以及哈雷——他们聚在一起研究、辩论和批评彼此的观点，以及支持那些观点并确保它们在世界上有一席之地。学会的会训是 Nullius inverba ，大意是“不要把任何人的话当作真理，但它尤其指的是“别把亚里士多德的话当作真理——因为会员们都明白要想取得进步，超越亚里士多德学派的世界观至关重要。 玻意耳也把怀疑主义当成自己的座右铭，他在1661年发表的《怀疑派化学家》的书名就反映出了这一点，这本书在很大程度上是对亚里士多德的抨击。对于玻意耳来说，他和他的同行们一样都意识到要想用科学的严谨帮助理解他的研究主题，他将不得不抵制大部分过去的观点。
化学或许曾根植于防腐师、玻璃制造商、染料制造商、冶金学家、炼金术士，以及自帕拉塞尔苏斯之后出现的药剂师的实验室中，但在玻意耳的眼中，它是一个值得研究的统一领域，和天文学以及物理学一样都是对自然世界的基本理解，值得使用缜密的思考方法去探索。
在书中，玻意耳提供了一个又一个化学变化的例子来驳斥亚里士多德关于元素的观点。比如，他详尽地论述了木头燃烧产生灰烬的过程。玻意耳观察到，在烧一根圆木时，从木头两端煮出来的水“根本就不是水元素”，冒出的烟也“根本不是气”，相反，这些烟在经过蒸馏后产生的是油脂和盐分。因此，火将圆木转变为基本元素——土、气和水——的说法也就经不起推敲。同时，像金和银这样的其他物质似乎也不可能分解出更简单的成分，因此它们或许应当被认定为元素。
玻意耳的伟大工作以抨击气是一种元素的观点开始。他通过实验来支持他的论点。在这些实验中，他得到了一个脾气暴躁的年轻助理的协助，这个人名叫罗伯特·胡克，是牛津大学的研究生，激进的保皇党人。可怜的胡克后来不但被牛顿看不起，在许多文史资料中，他也没能从他和玻意耳展开的实验中获得多少功劳，尽管很有可能是他制作了所有的实验器材并完成了绝大部分的工作。 在其中一项系列实验中，他们试图通过探索呼吸来理解我们的肺是如何与我们吸进去的空气互相作用的。他们估计一定发生了某种重要的事情。毕竟，如果没有发生某种相互作用，那我们的呼吸要么是浪费了大量的时间，要么就是——对某些人来说——一种让肺忙着抽雪茄的方式。为了调查这种情况，他们在老鼠和鸟类等动物身上展开了呼吸实验。他们观察到在动物被放进一个密封的容器后，它们的呼吸会变得吃力起来，直到最后停止呼吸。
玻意耳的实验展示了什么呢？最明显的教训就是如果你有宠物的话，你不会想让罗伯特·玻意耳帮忙看房子。但实验表明，在动物呼吸时，它们要么是在吸收空气中的某些成分，这种成分如果用光就会导致死亡，要么就是在排出某些气体，这些气体的浓度如果足够高的话，也将是致命的，或者两种情况都有。玻意耳认为是前一种情况，但不管是哪种，他的实验表明空气不是元素，而是由不同成分构成的。
玻意耳也使用胡克近期发明的、有了很大改进的真空泵研究空气在燃烧中起到的作用。他观察到，一旦真空泵把装有燃烧物体的密封容器中的空气全部吸走，火就会熄灭。于是玻意耳推论说在空气中存在某种燃烧和呼吸过程必需的未知物质。
识别元素的研究是玻意耳工作的重心。他清楚亚里士多德和他的追随者是错的，但是，考虑到他所能获得的资源的有限性，在他能用更准确的观点来取代亚里士多德的观点之前他只能取得不完整的进步。尽管如此，能够证明空气是由不同成分构成的气体就足以有效地打击亚里士多德的理论，就跟伽利略观察到月球上有山丘和陨石坑、木星拥有卫星对亚里士多德理论产生的冲击效果一样。通过这样的工作，玻意耳用更谨慎的实验和观察取代了过去的传统智慧，帮助新生的科学从亚里士多德的观点中解放了出来。
