【化学家的故事(诺贝尔奖获奖者的100个精彩故事)】
共产主义者化学家肖莱马当卡尔·肖莱马还健在时,伟大的革命导师恩格斯这样称赞他：“这位朋友既是一位优秀的共产主义者,又是一位优秀的化学家.”在肖莱马逝世后,恩格斯特意为他写了一篇传记性的悼文,对他的一生作出了全面的评价.为什么肖莱马能获得恩格斯的这么高的评价呢?
从学徒工到化学家
卡尔·肖莱马于1834年9月30日诞生于德国黑森林州达姆斯塔德城的一个手工业工人家庭.父亲约翰是个穷木匠,母亲罗特是个纯朴的家庭妇女,他们一共有9个孩子,卡尔是最大的孩子.1850年卡尔争取到本城一所职业学校受教育,可是到1853年就回家境困难而辍学.
他非常喜欢化学,因此他来到一家药房当学徒.由于他勤奋好学,很快成为药剂师的得力助手.1856年他来到海德堡一家药店当配药助手,在海德堡大学,著名的化学家本生正 在主讲化学,肖莱马想方设法去旁听本生的演讲.本生的精湛实验演示和生动的报告使肖莱马更向往化学,这时候他暗下决心.一定要作一名化学家.
1859年,他仅靠自己谋生所积蓄的钱,投考著名化学家李比希主持的吉森大学化学系.这是当时全世界青年化学家所向往的圣地.又因学费不足,肖莱马只读了一个学期便离开了学校.好在这一学期里,由于他的发奋努力,学完了作为实验基础的分析化学课,通过学习和训练,他基本上掌握了化学实验的技巧.
同时在这学期内,他还听了著名化学史家柯普的化学史课程,初步培养了他对科学史的爱好.离校和失业并没有影响肖莱马对化学科学的追求.此时恰逢英国曼彻斯特的欧文斯学院化学教授罗斯科招聘一名私人的实验助手,肖莱马闻讯立即赶赴英国,只身远离祖国,来到英国这一工业城市,经过努力终于成为罗斯科的实验助手.
在这里他很满意,一是可以继续学习化学的有关课程,二是可以更多地、又是独立地进行化学实验.从这时起,肖莱马总算实现了他的宿愿,步入了化学研究的大门.他一面自学,一面研究,很快取得到了许多成果,
1871年被破格选为英国皇家学会会员,1874年成为欧文斯学院的第一个有机化学教授.他在英国定居了30多年,一直到1892年逝世.
有机化学的奠基人
肖莱马对有机化学发展最主要的贡献是对脂肪烃的系统研究.从1862年起,他从煤焦油和石油中先分离出戊烷、己烷、庚烷和辛烷,仔细地测定了这些脂肪烷烃的沸点等物理常数,分析了它们的元素组成,并通过测定其蒸汽密度求出了其分子量.
随后他继续对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷直到辛烷都作了深入研究,又通过卤化、水解、氧化、酯化等反应制备并考察了这些烷烃的衍生物,如卤化物、饱和一元醇、脂肪酸、醛、酮及酯等,实现了一系列有机合成.这种系统的基础的研究,极大地丰富了人们对脂肪烃的认识.
在他以前,化学家只对个别的、最低的几种烷烃进行过研究,人们对脂肪烃的认识是零散和无规律的.正是肖莱马开创了脂肪烃、包括高级烃在内的系统研究,可以说今天我们对脂肪烃的有关知识,最初就是由肖莱马提供的.为了了解和掌握脂肪烃的系统知识,肖莱马不仅付出了辛勤的劳动,而且还是冒着很大的风险的.
由于各种脂肪烃的知识还是空白,实验研究中发生爆炸事故是难以避免的.对此,恩格斯描绘肖莱马时说：“那时候,他常常脸上带着血斑和伤痕来看我.跟脂肪烃打交道可不是闹着玩的；这些大部分还没有被认识的物质,总是在他手上爆炸,这样他就得到了不少光荣的伤痕.只是因为戴着眼镜,他才没有为此而丧失视力.”
1357年,德国化学家凯库勒提出了碳原子是四价和碳原子间可以相互连成键状的学说.这学说是有机化学的基本理论,也是有机化学发展的关键点.然而这学说的基本观点和思想并没有立即为广大化学家所接受,特别对于碳原子的四价是否等同,碳原子间又是如何相连.
认识很不统一.最伤脑筋的是如何运用这一学说来解释有机化学中大量存在的异构现象.在当时有人就认为碳的四价是相异的,并以此来解释同分异构现象.有人认为乙烷存在CH3一CH3（甲基）和CH3一H（氢化乙基）两种异构物,并由此推广认为CnH2n+2烷烃也应有类似的两个系列的异构物.
为此肖莱马选择了这一课题作为自己的攻关对象.1862-1864年3年里,他做了大量的相关实验,最后以雄辩的事实证明碳原子的四价的同一性,推翻了上述关于烷烃存在两个结构系列的假定,清楚地阐明正因为碳原子以其等同的四价与其它碳原子作不同的排列,才呈现出不同的结构而产生异构现象.
肖莱马的这一工作对于化学结构理论的推广发展起了积极作用,同时也表明肖莱马在科学研究中是勇敢的和有革新精神的.肖莱马在弄清了异构现象后,转向了对同系物现象的研究.经过扎实、细致的实验研究,他发现了一条定律,恩格斯把它称为“CnH2n+2系列碳氢化合物的沸点定律”
该定律指出烷烃分子随着碳原子的增加,沸点逐步升高,直链烷烃与具有同样碳原子数的支链烷烃相比,具有更高的沸点.这一定律清楚他说明有机物性质与其结构之间存在内在的联系,即有机物的性质受其化学结构所制约.
此外肖莱马在脂肪醇方面的研究也取得很大的成绩.他发现了将仲醇转变成伯醇的普遍反应,有人称这反应为肖莱马反应.这个反应后来在有机合成中得到广泛的应用.1872年,为了便于教学,他亲自编写了一本具有独创性的《碳化合物的化学教程》.
这本书是完全按着有机化学结构理论而写成的优秀教利书,在欧洲很受欢迎.1877年,肖莱马和罗斯科合作编写了《化学教程大全》.这是一部百科全书式的化学教本,全书共9卷,到肖莱马去世后才出齐,至本世纪20年代先后发行了5版.
恩格斯在谈到这本书时指出：“他的巨著化学教程,虽然是他和罗斯科合著的,但几乎完全是他一个人写的（这是所有的化学家知道的）,此书被认为是英国和德国目前最好的一部著作.”
“快乐的农夫”
1859年秋,到英国后不久,经人介绍肖莱马认识了革命导师马克思、恩格斯.频频的来往使他们很快成为亲密的朋友.肖菜马为人诚挚而谦逊,幽默而乐观,马克思、恩格斯非常喜欢他,给他取了“快乐的农夫”的浑号.在马克思、恩格斯的直接影响下,肖莱马开始研究科学的社会主义,学习马克思的经济学说和历史理论,政治觉悟提高很快,不久就成为德国工人阶级的政党——社会民主党的早期党员和共产国际的成员,积极参加国际工人运动.
他多次充当马克思、恩格斯的联络员来往于欧洲各国,因此欧洲各社会主义政党的领导人都知道肖莱马.在马克思、恩格斯与各种机会主义流派的斗争中,肖莱马始终坚定地站在马,恩一边.肖荣马生前未曾结婚,他把全部精力都扑在事业上,同时他还把他的大部分收入捐献给党和生活有困难的同志,在党内赢得很高的威信.
恩格斯高度地赞扬了肖莱马的高尚品质,说：“这真是我长期以来认识的最好的人中的一位.”作为化学家,肖莱马有与众不同之处,这就是他在研究化学时,能自觉地应用唯物辩证观点来观察和思考.他用量变到质变的规律去解释烷烃中的同系物现象.
他从有机合成的成就和发展趋势预见了人工合成蛋白质的未来远景.特别是他运用了唯物史观认真地研究了化学史,他在1879年用英文发表的著作《有机化学的产‘生和发展》就是他的一次尝试和一项重要成果.该书1885年被译成法文, 1889年作者又出版了此书的德文版.
此书的英文增订版是作者逝世后的1894年出版的,由此可见该书深受欢迎.本来肖莱马还要撰写一部化学通史,可是直到他逝世,他只完成了六七百页的手稿.困为工作太忙以及他的早逝,这部有许多新观点的作品未能面世,实在可惜.
通过化学史的研究,肖莱马明确地指出：“化学的发展是按辩证法规律进行的.”他还用了化学史上的具体事例来说明利学的发展对生产实践的依赖性和促进作用及科学理论与实践的相互作用.当深受化学传统中的经验论影响的德国化学家柯尔贝反对荷兰化学家范霍夫提出的立体化学学说时,肖莱马立即表明自己支持立体化学学说的立场,
明确指出：为发展自然科学,就需要有新的假说：要建立新的假说,就需要理论思维.假说有的可能是错的,有的经受了实践的检验就能成为科学的理论.化学家离开了理论思维,单靠实验是不能成为好的化学家的.在强调理论思维的重要性时,肖莱马又指出,不要把现有的理论当作教条,因为它也要按辩证法规律不断发展.
当新的实验事实与现有理论发生矛盾时,首先应尊重事实,提出新的假说,本应墨守旧的理论框框.
肖莱马在他一生的最后20年内,特别注意用马克思主义哲学观点来考察自然科学的理论问题.他在欧文斯学院还专门开设了化学史和化学哲学两门课,这两门新课深受学生们的欢迎,因为从中他们得到的不仅是知识,而是智慧和思想的启示.从恩格斯1873年5月30日致马克思的信中,可以知道肖莱马参与讨论了恩格斯的《自然辩证法》的写作计划.
肖莱马在信纸边上写上了注语,表示他完全同意恩格斯提出的自然科学的对象是运动着的物体,物体和运动是不可分割的,自然科学只有通过物体的联系及其运动来考察,才能认识物体的辩证关系.由此可见肖莱马和马克思、恩格斯的亲密关系,实际上肖莱马是马克思、恩格斯研究科学问题的一个顾问.
正当革命和科学事业都需要肖莱马作出更多贡献的时候,无情的肺癌夺去了他的生命.1892年6月27日肖莱马与世长辞,终年58岁.恩格斯专程前来参加葬礼,并代表党的执委会在墓前献上花圈.参加葬礼的还有欧文斯学院的全体教师和他的许多学生.后来为了纪念他,欧文斯学院创建“卡尔·肖莱马化学实验室”以示永久纪念.
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《化学家的故事(诺贝尔奖获奖者的100个精彩故事)》目录
"一化学史上的三剑客一个百思不得其解的困难喜欢幻想的阿列纽斯
只有离子才参加化学反应
勉强获得博士学位
到国外寻求帮助
终于遇到了知音
留学国外
荷兰的范特霍夫
创办杂志,主动出击
回到瑞典后的风波
大获全胜
胜利后的荣誉
二“鳄鱼”卢瑟福
艰苦而欢乐的农村生活
汤姆逊的得意门生
到加拿大去当教授
回到英国
大宇宙和小宇宙
当代炼金术
感人的师生之谊
关心中国留学生
三一个研究电灯泡的人
――朗谬尔
从苏格兰来到美国的移民
留在通用电气公司
首战告捷
原子理论中的难题
再显神通
科学研究无止境
四错中错的喜剧
――尤里发现氘
人穷志不穷
一个十分诱人的谜
实验室墙上的图表
终于找到了氘
权威反对
错中有错
吾将上下而求索
五物理化学中的莫扎特
――李远哲
勤奋的大学生活
办伙食的故事
台湾清华大学的研究生
留学美国
马亨教授
攀登高峰
喜讯传来时
获诺贝尔奖以后
情系中国六大自然的儿子
――福井谦一
在大自然怀抱中的童年
怎么选择了化学事业
一位奇怪的化学系学生
真是命里注定
火灾后的灵感
学者的苦恼
差一点失去了堀江小姐
美满的婚姻
日本童谣《红蜻蜓》
七为自己的发现而后悔
――哈恩的故事
喜欢惊险小说和游记
年轻有为
在卢瑟福身边工作
不友好的柏林化学家
恺撒.
威廉研究所
第一次世界大战和毒气
与伊伦娜发生争论
大吃一惊
原子真的分裂了
当了一年俘虏
八独臂化学大师
――萨姆纳
不幸的枪声
感动了教授
处女地上勤耕耘
青山遮不住我先讲几个关于诺贝尔奖有趣的故事。2004年金秋10月,在瑞典首都斯德哥尔摩市的年度诺贝尔奖新闻发布会上,正要宣布2004年物理学诺贝尔奖获得者的名单时,***台上出现了人们没有料到的一幕。
一对俊男美女上台,他们手上拿着一条丝带,每人各执丝带的一端。开始他们两人比较靠近,所以丝带在中间自由垂落着;接着他们像马戏团的演员一样,面带笑容地向观众行了一个屈膝礼,然后两人离开向后退去,当丝带绷直两人不能再后退时,他们向后仰直身体,还把向着观众一面的手向后伸直。
做完这段小品似的表演后,俊男美女下台。接着***宣布,2004年物理学奖因为发现“强相互作用渐进自由的性质”,由三位物理学家获得。我看了觉得很有意思:严肃认真的颁奖新闻发布会,居然来了这么有趣的插曲,实在经典!
但是,后来我问我认识的许多人,其中包括研究生、大学老师,这段“小品”有什么意义?却几乎没有人能够回答出来。太遗憾了!就好像我们看马季、姜昆有趣的相声却不知道哪儿该笑一样。
而且我还知道,这三位物理学家在作出他们重大的发现后等待了三十多年,才终于获得这份来之不易的诺贝尔奖。还有两个小故事。有一天,被人称为“世界第一物理学夫人”的吴健雄与她的丈夫袁家骝教授在纽约公园散步,有一位记者发现了她,于是上前问她:“请您谈谈获得诺贝尔奖的……”弄得她好不尴尬!
原来,吴健雄对物理学的确有很了不起的贡献,杨振宁和李政道提出“宇称并不一定守恒”的伟大思想时,全世界却几乎没有物理学家相信他们的想法,包括被称为“上帝的良心”的奥地利物理学家泡利和美国最“了不起”的物理学家费曼,都不相信。
怎么办呢?只有用实验来证实。但不幸的是,许多有名气的实验物理学家都不愿意做这个实验。这时李政道想起了“大姐”吴健雄,于是他亲自登门请求她帮忙,做实验证明两个“小弟”的设想。吴健雄答应了。结果不到半年就证实了杨振宁和李政道的伟大设想!
1957年,杨振宁和李政道就因此得到了诺贝尔物理学奖,为中国人争得了巨大的荣光。但是,用实验证实这一伟大设想的“大姐”吴健雄,却因为种种不公平的原因,没有获得她本应该得到的诺贝尔奖。吴健雄心中就真的没有想法了吗?谈到爱因斯坦,没有人不知道他的大名,人人都知道他发现了相对论,相对论中的质能公式E=mc平方,成了后来原子核裂变的依据,并且最终制出了原子弹。
爱因斯坦在2005年被评为20世纪最伟大的科学家、世纪性人物。可是你知道吗,他的伟大的相对论在1905年就提出来了,1909年就被世界上几位最著名的物理学家承认和接受了,但是,他却迟迟到1922年才获得1921年的诺贝尔物理学奖。
这其中有许许多多的故事,读者不想知道吗?还有,中国物理学家王淦昌教授和赵忠尧教授,他们在物理学上的贡献,本可以有资格获得诺页尔奖的,但是由于歧视和别的种种原因,他们没有得到诺贝尔奖。
这其中也有一些十分感人的故事等待读者去了解和品尝。诺贝尔奖获奖者的故事太多太多,无数感人的故事会让我们心潮澎湃,思绪万千。但是,我们大多数青少年读者对于诺贝尔奖只是雾里看花,模模糊糊,看不真切。
所以,我们编写了这一套《诺贝尔奖获奖者的100个精彩故事》,让读者了解我们介绍的一百多位诺贝尔奖获得者的方方面面。除了讲述获奖者的成就、坎坷、奋斗、人品、生活趣事,还讲述了一些大师们与诺贝尔奖擦肩而过,别有一番滋味的故事。
在这套丛书里,读者朋友可以会晤百年来的科学泰斗、文学巨匠、和平天使,你不仅可以从中目睹第一座核反应堆如何建造,爱因斯坦在怎样的恶劣环境中创立了相对论,爱丁顿如何证明“光线可以转弯”……你不仅可以清晰地看到他们披荆斩棘,最终走向华灯璀璨的颁奖殿堂,并且,你还有幸分享他们在做出发明与创造时的喜悦与激动,以及遭受挫折时身临其境般的沮丧与懊恼。
同时,你除了从明白流畅、引人人胜的故事中一览科技尖端的无限风光、文学殿堂的五光十色外,你更可以感受到从呱呱坠地之时与普通人无从区别的这些巨匠们具有怎样的一种创新品质与科学精神。
我们希望读者,尤其是青少年朋友,看了这套丛书,就会知道获得诺贝尔奖虽然不容易,但通往颁奖殿堂的路并非无迹可求,只要从小就有争取获得诺贝尔奖的雄心,把这些泰斗巨匠们的创新品质和科学精神发扬光大,也能做到认准目标,百折不挠,严谨认真,勇于挑战,甘于寂寞,淡泊名利,那么诺贝尔奖评审委员会也许会在某年10月的一天深夜给你家里打电话:“我荣幸地通知您……”亲爱的读者们,我们热切希望在21世纪,有更多的杨振宁(1957年获奖)、李政道(1957年获奖)、丁肇中(1976年获奖)、李远哲(1983年获奖)、朱棣文(1997年获奖)和崔琦(1998年获奖)涌现出来!
杨建邺2006年5月"
