波义耳定律是气体的作用逆反律。
伽利略具有非凡的洞察力，他能透过事物的表象看到藏在表象背后的真实关系、真实性质。例如，从古代起人们就相信空气具有“轻”的属性，即倾向上升；水和土具有“重”的属性，倾向下降。人们从看到的表象认定这就是事物的属性。而伽利略则认为这没有道理，空气也应该具有重量。但是仅靠洞察力是说服不了别人的，伽利略还有高超的制作和实验技能，为了证明他的“空气具有重量”这个猜测，他取一个玻璃泡，用注射器注入空气，然后仔细称量这个充满压缩空气的玻璃泡。当秤精确平衡时，他打开玻璃泡让空气逸出一些，于是观察到这个玻璃泡的重量明显减轻。这证明了空气具有“重”的性质，也就是具有重量。伽利略还测出了空气的比重大约是水的比重的分之一。现在我们知道二者的比值是。虽然误差很大，但在当时那种条件下足以评个“国家自然科学奖一等奖”之类的了。
英国科学家波义耳对伽利略推崇备至，他仔细研究了伽利略所做的工作，用抽气机做了许多实验。17世纪中期，波义耳观察到，在用抽气机把空气抽空的容器中，一束羽毛像石头一样向下自由坠落。
罗伯特·波义耳年，罗伯特·波义耳出生在爱尔兰的一个贵族家庭，父亲是爱尔兰富翁柯克伯爵，那时整个爱尔兰都在英国国王的治下。波义耳是家里14个兄弟姐妹中最小的一个。在他3岁的时候，母亲不幸去世；他17岁那年，父亲在战役中牺牲，之后他随姐姐迁居伦敦。波义耳从小体弱多病。有一次患病时，医生开错了药，幸亏他的胃不吸收将药吐了出来，才免于一死。经过这次遭遇，他怕医生超过怕疾病，于是开始自修医学为自己治病。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，这就使波义耳对化学实验发生了浓厚的兴趣。
波义耳年轻时曾游历欧洲。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》。这本书给波义耳留下了深刻的印象，20年后他的名著《怀疑派化学家》就是模仿这本书的格式写的。
波义耳的成就中最为后人所熟悉的就是发现了在定量定温下，理想气体的体积与气体的压强成反比，即波义耳定律，它的表达式是P=C/V，式中P为压强，C为常数，V为体积。就是说，气体被压得越严重，它的反抗力，也就是它对挤压的反抗作用就越大。所以，波义耳定律中蕴涵着两体作用逆反律。在波义耳定律中，气体压强的大小与气体体积的变化量（V0-V）成正相关的关系，不是正比关系。
阿基米德浮力定律和波义耳定律都适用于气体，并且都属于作用逆反律。那么作为作用逆反律，这两个定律有什么不同？二者的区别是显而易见的：在浮力定律中，外力对流体施加作用后，发生变化的是流体的形状，流体的总体积不发生变化，只考虑被排开的那一部分体积的大小；在波义耳定律中，发生变化的是气体的总体积，不考虑形状的变化，只考虑总体积的变化。另外，在浮力定律中外力跟形变量成正比，在波义耳定律中外力跟体积变化量不成正比。
波义耳的抽气机波义耳对空气压力的研究始于德国科学家、马德堡市的市长格里克（Guericke）在年发明的抽气机（也叫空气泵）。波义耳在了解到这一发明之后，他和助手胡克也制造了一台抽气机，此后几年波义耳用它做了大量实验，证实了托里拆利和帕斯卡的大气压力理论。波义耳在年出版的《关于空气弹性及其效果的物理力学新实验》中描述了这些实验，在这里也讨论了当时常讲的空气弹性问题。不过这本著作里并没有谈及对空气弹性的定量处理，因为这时波义耳还没有想到空气的体积与压力是否存在某种关系。波义耳的助手理查德汤利（RichardTownley）在看过波义耳的《物理力学新实验》后提出了这个问题，并猜测空气的体积与压力可能成反比。于是波义耳就着手用U形管中的空气来做这个实验。波义耳根据汤利的猜测，首先针对各种情况计算了U形管实验中的水银面高度差以及气压计的读数必须是多少，然后再把这些值跟实验值进行比较，发现汤利的猜测是正确的。波义耳把这些实验写到了《对空气弹性和重量学说的辩护》这部著作中。在其中一个实验中，波义耳提到在加热时密闭空气的压力会增加，但是他没有对这种现象做进一步的研究，当然更谈不上定量处理，于是这个问题就给了一百多年后的法国人查理一次青史留名的机会。
波义耳定律是从实验中总结出来的经验规律，它是对气体弹性的一个比较精确的描述。波义耳不满足于对现象的描述，他试图对现象给予解释。波义耳曾经提出过两种微粒模型。第一种模型是每个气体粒子都像羊毛团一样具有弹性，它们相互靠在一起，粒子的体积随着挤压力变化而变化。第二种模型是，气体的粒子并不改变自己的大小，也不紧挨着，而是都处于剧烈的运动之中。牛顿曾比较倾向于第一种模型。
年，瑞士数学物理学家丹尼尔·伯努利给予上述第二种模型一个更为精确的说明。他设想气体的微粒极其微小，数量特别庞大，它们以极高的速度相互冲撞，做完全弹性碰撞，容器壁所受到的压力是大量气体微粒冲撞的结果。伯努利提出了更为精确的体积与压强的关系式，在这个关系式中，如果把分子的体积忽略不计，就得出波义耳定律。伯努利第一次提出了气体压强的碰撞理论，但是，他的这一工作被忽视了一百多年。主要原因是，热的唯动说在当时没有市场。到了19世纪，热力学得到了很大的发展，热的唯动说受到了人们的重视，伯努利的理论才被再一次提出。
从第二种模型来看，气体对外部作用力的反抗是来自分子运动的冲撞，而不是像第一种模型那样来自持续的弹性力，所以气体与外部作用不构成标准的两体作用系统，气体体积的变化量与外部压力只是正相关，而不是正比例。
雅克·查理年，法国科学家雅克·查理（JacquesCharles）发现了气体的体积随着气体温度升高而膨胀的定律，后人称之为查理定律。波义耳曾与这个定律擦肩而过，可是查理发现了之后却没有发表，当然也未引起人们的注意。年，法国化学家和物理家盖-吕萨克在实验中又发现了这个气体膨胀定律，即压强不变时，一定质量气体的体积跟热力学温度成正比。即V1/T1=V2/T2=……=C（恒量）。他还测得气体的膨胀系数为/(现公认为1/.15)。这个定律也被称为“查理-盖-吕萨克定律”。
盖-吕萨克年，英国的威廉·亨利（WilliamHenry）发现了溶解度与气压关系的气体定律──亨利定律：在一定温度的密封容器内，气体在稀溶液中的溶解度与气压成正比。
上面这两条定律都属于两体作用逆反律。在查理定律中，温度是外部（加热）作用的体现，体积的变化体现的是状态的变化量，两者成正比例关系。在亨利定律中，气压是外部（压力）作用的体现，溶解度是不同物质混合状态的混合程度变化量，外部作用量与状态变化量成正比例关系。
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