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| 中外科学家发明家丛书：奥斯特瓦尔德 （三） | 发布于:2014/01/30 | |
| 二、崭露头角 在取得学位考试的同时要求提交一篇使原先的研究成果具体化的短论 文。奥斯特瓦尔德的研究工作在施密特教授的指导下进行着。施密特是德国 化学奠基人和振兴化学工业巨擘李比希的学生，早期因生理化学方面的工作 遐迩闻名。当奥斯特瓦尔德来到多帕特时，施密特就天然水中矿物成分的课 题已研究多年，他的助手约翰·伦伯格正从事岩石和矿物成份的研究。伦伯 格促使奥斯特瓦尔德注意化学平衡、质量作用和反应速度等问题，并使他认 识到自然界不存在绝对不溶解的物质。在伦伯格的建议和启示下，奥斯特瓦 尔德看到认真对待化学过程中的质量作用的重要性，他恰当地选择了自己的 课题，并以此写出广论文——《关于水的化学质量作用》。这篇论文摘要发 表在1875年的《实用化学杂志》第120卷上，它是奥斯特瓦尔德众多论著中 的头一篇。这篇处女作预示着，这位20岁出头的青年人正在步入科学殿堂。 奥斯特瓦尔德在取得学位证书后，他作了物理学教授奥丁根的助手，一 边从事化学实验研究，一边准备他的硕士论文。他帮助奥丁根建立实验设备， 任务并不是很繁重，有不少空余时间。奥丁根劝告他，要利用自由时间独立 进行研究：“在您的一生中，永远也不会再有现在这样安静的，不受干扰的 工作时间了。” 奥斯特瓦尔德以极大的热情开始研究自己的问题，以化学亲和力的测量 和比较问题开始了他的科学生涯。奥斯特瓦尔德看到，研究均匀溶液中的化 学平衡的最好方式，从而比较亲和力的最好方式是利用物理性质或物理效 应。通过测量热的放出、丹麦化学家汤姆森在他的《热化学探讨》一文中成 功地比较了酸在水溶中对适量的碱的亲和力。当奥斯特瓦尔德读了汤姆森的 论文后，突然像闪电一样，一种思想浮现在他的脑际：任何其他性质也能够 同样完善地指示物质在水溶液中的状态。在他的实验操作方法中，最方便的 是测量体积（或密度）的变化。他十分相信他的方法的普遍意义，以致他创 造了“体积化学”这个新名词，它标示着与热化学具有同等重要性的研究领 域，热化学和体积化学都是进行化学亲和力研究的有效方法。 1876年底，奥斯特瓦尔德提交了硕士论文《关于亲和力的体积化学研 究》，这篇论文于同年发表在《波根多夫年鉴》上，取得硕士学位后，就可 以在大学作无公薪讲师了，这也是通向博士学位的必由之路。他开设了物理 化学课，每周两小时，他同时为自己准备撰写的教科书收集资料。但是，更 多的时间则用于体积化学和光化学的研究，这是他拟议中的博士论文内容。 通过大量的、反复的实验，他编写出了12种酸的亲和力表。 1878年底，即在被授予硕士学位后仅仅一年，奥斯特瓦尔德又获得了博 士学位，时年25岁。在题为《体积化学和光化学研究》的博士论文中，他扩 大了以往的研究范围，确定了大量的酸碱反应和其他复分解反应的折射系 数。这时，奥斯特瓦尔德在物理化学中的重要地位已经得到公认。 剑桥大学的米尔在1879年的《哲学杂志》上发表了一篇关于化学亲和力 的评论文章，其中这样写道：“近年来，对最终解决化学亲和力问题所作出 的最重要的贡献，包含在古德贝格与瓦格的两篇论文和威廉·奥斯特瓦尔德 的三篇论文中。”米尔在十分详细地介绍了这些论文的概要后得出结论：“他 们所得到的结果对每一个化学家来说必然是显而易见的……奥斯特瓦尔德给 化学提供了解决某些最困难的问题的新方法，而古德贝格和瓦格在把数学推理用于化学科学的事实中带了路。”这表明，年轻的奥斯特瓦尔德已经跻身 于第一流科学家的行列。 在获得上述引人注目的研究成果的过程中，奥斯特瓦尔德充分显示出他 也是一位技艺超群，操作娴熟的卓越实验家：他会吹玻璃，会木工和金工技 术，尤其是善于为预定的目标设计和制造仪器设备，并灵活地装配和使用它 们达到所需要的实验结果。他的学生和同事无不佩服他的高超的实验技巧和 透彻的理论分析能力。 奥斯特瓦尔德在多帕特的10年间，除了在工作上取得的成绩外，还有件 事值得一提，那就是他找到了爱妻海莲内·冯·赖黑尔。 在多帕特的整个时期，他一直在弦乐四重奏乐团中拉中提琴，经常出入 大学讲师古斯塔夫·赖黑尔家。赖黑尔也对音乐十分感兴趣，家里成了一群 音乐爱好者的俱乐部。奥斯特瓦尔德有时也改写肖邦的小夜曲，用钢琴伴奏， 或练习用巴松管伴奏。在这里，他遇见了聪慧、漂亮的海莲内·冯·赖黑尔。 她是古斯塔夫·赖黑尔的侄女，里加一位外科医生的女儿，也是一个音乐爱 好者。尽管奥斯特瓦尔德在此之前曾信誓旦旦地保证他一辈子不结婚，但两 位知音还是一见钟情、堕入爱河。 1879年4月底他们订婚了。奥斯特瓦尔德在大学的薪俸以及他的第二职 业的收入，使他有可能建立一个家庭。次年春天，这对恋人幸福地结合了。 由于经济并不宽裕，他们还不得不住在单间的学生宿舍内，但他们却感到十 分惬意。这倒真的应验了古希腊哲人伊壁鸠鲁的名言：“欢乐的贫困是美事”。 与海莲内的相识和结合，是奥斯特瓦尔德一生中的最大幸运。在52年的共同 生活中，她以永恒的爱无微不至地关照他，把家庭照料得井井有条。 青少年时代的奥斯特瓦尔德有三个显著特点，这些特点即使在后来也在 他身上得到了充分的体现，这三个特点是：坚持作连续性的实验；有意识地 打开突然显现的灵感；强烈的写作冲动。这种组合似乎是很奇怪的，持之以 恒与打开灵感，突发的创造与接受他人的工作乍看起来似乎是相互矛盾的。 然而，矛盾与互补和动态平衡密切相关，这一切在奥斯特瓦尔德身上保持了 “必要的张力”。至少对奥斯特瓦尔德来说，这是他许多工作成功的关键之 所在。另一方面，这三个特点有时也发展到倾向于过分迅速的推广和某种程 度的急躁情绪，从而打破了必要的张力平衡。 1881年，里加工学院的化学教授职位空缺，奥斯特瓦尔德接受了院方的 邀请。于是，奥斯特瓦尔德在获得博土学位后仅三年就当上了正教授，时年 28岁。科学殿堂的大门向年轻的教授敞开了。 翌年年初，奥斯特瓦尔德赴里加就任。在这里，他有自己的实验室和学 生，有更广阔、更美好的前程，他也充分地把握住了这一有利的时机，里加 时期（1882——1885年），是他精力充沛、节奏紧张的研究时期。早在1879 年，他就提出像硫化锌和氧化钙这样的化合物被不同的酸溶解的速率可以用 来作为酸的相对亲和力的量度。为了再次寻找测量和比较酸的亲和力性质的 进一步的方法，到里加后，他沿着这一方向开始了题为 《化学动力学研究》 的一系列工作。在这一研究中，他用很简单的方法设计了一种十分有效的恒 温器，这一世界著名的恒温器立即被许多实验室普遍采用。他从各种测量方 法所得的结果的平行性洞察到，大自然肯定在这里隐藏着一个伟大的真理。 在这些研究中，奥斯特瓦尔德也大大发展了接触作用或催化概念。莱比锡时 期他在催化研究中的大丰收，其种子早在里加就播下了。 在里加工学院的日子里，他永远铭记着1884年6月的某一天。这天发生 了三件使他难以忘怀的事：他牙疼得厉害，他的妻子生了一个宝贝女儿；他 读到了名不见经传的瑞典年轻人阿累尼乌斯一年前向瑞典科学院提交的专题 论文《关于电解的伽伐尼电导率的研究》，该论文证明，酸的电导率与它们 的亲和力或强度成正比。这第三件事使他的心情久久难以平静，并使他度过 了许多不眠之夜。 里加实验室没有柯尔劳希那样的测量电导率的仪器设备，奥斯特瓦尔德 和技工花了几天时间制作了一套代用品。他发挥了自己的实验才能，对早先 作为样品的33种有机酸进行了测量，发现用阿累尼乌斯的方法所确定的电离 度正是同一酸的亲和力的量度。在电作用和化学作用之间的量的关系方面， 法拉第迈出了第一步，奥斯特瓦尔德和阿累尼乌斯又迈出了一大步。 奥斯特瓦尔德具有热情奔放和宽宏大度的性格，这使他在同年8月拜访 了比自己小6岁的阿累尼乌斯。这次访问是他们毕生友谊和合作的开端，这 次访问也标志着他与科学界的接触范围更大了。 在里加工学院，奥斯特瓦尔德同时也被证明他是一位受众人喜爱的教育 工作者和卓越的研究者，并在这里开创了两项使他闻名于世的事业：其一是 出版《普通化学教程》，其二是创办《物理化学杂志》。早在1880年，他就 开始撰写《普通化学教程》了。书名中的“普通”一词并不表明该书是普及 读物或浅显之作，而是意味着作者涉及的领域十分广泛。这本书花费了作者 多年的心血，可以毫不夸张地说，它是普通化学和物理化学的奠基性的、集 大成的著作，起到了知识源泉的作用，它鼓舞了几百名年轻人在几年之内聚 集到奥斯特瓦尔德的旗帜之下，使整个物理化学领域的思想和活动发生了巨 大变化。这一惊人成功也是他后来应聘到莱比锡大学作物理化学教授的重要 原因。 《普通化学教程》颇受欢迎，第一版很快就销售一空。这本名著不久便 出版了第二本。这本书的成功促使出版商乐于考虑出版一种有关物理化学的 新杂志。奥斯特瓦尔德也明智地认识到，一种专门杂志对于新学科的进一步 发展是必不可少的。 1886年，奥斯特瓦尔德接受了莱比锡出版商恩格尔曼的提议，在次年开 始出版《物理化学杂志》。不久，这本杂志便成为莱比锡物理化学学派的喉 舌，成为把各国物理化学家联系起来的纽带。在这本杂志中，化学家们大胆 地传播化学及其相关领域的新观念和新发现。 奥斯特瓦尔德的科学生涯又出现了新的转机。1887年，奥斯特瓦尔德接 受了德国著名学府莱比锡大学的聘请，担任该大学的物理化学教授。 奥斯特瓦尔德踌躇满志，信心十足地迎接他的学术生涯的黄金时代。 |
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