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| 中外科学家发明家丛书：奥斯特瓦尔德 （四） | 发布于:2014/01/31 | |
| 三、学术研究的黄金时代 1887年9月，奥斯特瓦尔德携家离开里加，前往莱比锡大学就任。在这 里，他还被推选为德国物理化学学会的主席。在莱比锡的18年，奥斯特瓦尔 德进行了一系列的研究、组织、写作和编辑工作，成功地建立了莱比锡物理 化学学派，使莱比锡成为世界物理化学的研究中心。 新的教授职位并非是安乐窝。他面临着三个问题：其一是他的实验室名 叫第二化学实验室，而不是物理化学实验室；其二是该实验室位于农学院， 原来是专门为农业化学而设置的，在各方面都不适于进行物理化学前沿的精 密实验；其三是实验室任务繁重，除在这里要组织物理化学的教学和研究外， 还要为化学初学者和药剂师提供实习训练的场所。第一个问题倒没有什么了 不起，因为奥斯特瓦尔德没有什么虚荣心，他与第一化学实验室主任维斯利 塞努斯相处十分融洽。关于第二个问题，他深知要建造新实验室有困难，便 在原有的基础上加以改造，自制和购置了一批新的实验仪器和设备。针对第 三个问题，他果断地任命了三位助手：能斯特负责物理化学；瓦格内尔负责 训练初学者；贝克曼负责训练药剂师。他们在奥斯特瓦尔德的指导下，工作 干得相当漂亮。贝克曼和瓦格内尔对于成长的实验室来说，是难得的人才。 年轻的物理学家能斯特是阿伦尼乌斯在格拉茨遇见的，他极力把他推荐给奥 斯特瓦尔德。能斯特既具有丰富知识，又具有杰出的实验方法和技巧。他后 来成为继“三巨头”或“三执政”之后最著名的物理化学家，在电化学、溶 液理论、低温物理、光化学领域都作出了杰出贡献，尤其是以发现热力学第 三定律而闻名。 奥斯特瓦尔德在里加积累起来的丰富经验，使他很快就组织起物理化学 实验课。位于莱比锡兄弟街34号的老实验室在短短几年内就成为物理化学领 域的学术中心，成为各国有进取心的研究生的麦加。来自美英等国的求学青 年蜂拥而至，以致实验室的助手们在还没有学会英语的情况下竟忘记讲德 语。这位名气很大的教授没有贪婪和嫉妒之心，他鼓励和支持自己的助手和 学生以他们的名字发表论著，尽管他给了他们新颖的思想和持续的帮助。他 的心扉始终是敞开的。奥斯特瓦尔德的学生和助手对他十分信任和尊重，他 们在1903年为他举行了获得博士学位25周年纪念会，并把集体签名的已出 版的46卷《物理化学杂志》奉献给他。 在学术研究的黄金时代里，奥斯特瓦尔德不仅显示了强有力的组织才 能，而且也发挥了他的研究才智。他在莱比锡迅速建立起来的著名学派，主 要以阿伦尼乌斯的电离理论、范霍夫的溶液渗透理论以及热力学对溶液和化 学平衡的应用为基础。但是，对于这一化学分支的直接进展和普遍承认而言， 奥斯特瓦尔德1888年发现的稀释律也起了十分重要的作用。 1891年，奥斯特瓦尔德立足于离子平衡原理，提出了酸碱指示剂理论， 它现在还为一般分析化学教科书采用。接着，他在自己的《分析化学的科学 基础》中，详细论述了以电离为基础的完整的化学反应理论，包含了该课题 的最新科学观点。这是一部使分析化学发生革命性变革的著作，分析化学不 久便用物理化学的术语来讲授。他所勾勒的普遍观点，在他逝世多年后还是 定量分析的教师所采用的观点。 奥斯特瓦尔德关于建造新实验室的计划在1894年被批准了，新建的大楼 在1897年底峻工。落成典礼在1898年1月举行，挂上了莱比锡大学物理化学研究所的牌子。奥斯特瓦尔德在莱比锡科学工作和科学影响的第二个时期 开始了，他决定集中精力对催化作用进行系统的定量研究。 在催化研究中，奥斯特瓦尔德先和博登斯坦，接着和恩斯特、布劳埃尔 （后来成为他的女婿）提出了氮气和氢气在高温高压下合成氨的流程，这是 用加热的铁丝束作催化剂的。在经过一系列的尝试之后，又提出把氨催化氧 化为硝酸的流程，该流程1906年开始在工业中使用。到1917年，用这种流 程生产的硝酸已达2.6万吨，它使德国人在第一次世界大战中不再担心通往 天然硝石资源国智利的航道被切断。奥斯特瓦尔德万万没有想到，他制造硝 酸的工厂会在战争期间被政府接管，他的科学发明会为战争服务。正是鉴于 他在催化作用与化学平衡和化学反应方面的工作，以及由氨制硝酸的办法， 他于1909年荣获了诺贝尔化学奖。 在莱比锡，奥斯特瓦尔德还要从事大量的写作、编辑和学术组织工作。 他像一个写字台一样，生产出了大量的智力产品。这其中有《物理化学测量 详解手册》、《无机化学大纲》、《化学学校》、《科学的发展》、《奥斯 特瓦尔德精密科学的经典作家》等，对科学史研究具有不可估量的意义。 奥斯特瓦尔德于1894年在学术组织方面又迈出了重要的一步，他和维尔 克共同着手创立电化学学会。 在1890年前后，奥斯特瓦尔德致力于发展他的能量学，并稳步地围绕能 量重组他的思想和著作。在他看来，能量是唯一真实存在的，物质不是能量 的负荷者，恰恰相反，它是能量的表现形式。他坚持认为，能量学原理与分 子运动论相比，能为化学和科学提供一个更为坚实、更为明确的基础，原子 和分子只不过是一种方便的假设和智力技巧。他进而宣称，物质概念是多余 的，现象能够用能量及其转化来满意地加以解释。物质只不过是在同一地点 同时找到的能量的复合，实物之间的差别归结为它们的比能量含量的差别， 他由能量学出发而达到普遍的自然哲学，即科学哲学或“科学的科学”。因 此，人们在哲学上往往把他的推广了的能量学称为“唯能论”。奥斯特瓦尔 德进而把他的能量学观念提高到世界观的高度，力图把自然科学、社会科学 和人文科学囊括在能量一元论的世界观内。 由于长期的实验室工作，奥斯特瓦尔德既不锻炼，也不娱乐，日益顽强 地工作，他认为休息就是从一种紧张的脑力劳动转换到另一种紧张的脑力劳 动，所以他经常借绘画来作为他暂时的休息。到了1893年时，他有些精力不 支了。 奥斯特瓦尔德听从了医生的劝告，通过绘画和素描从大自然获得乐趣， 休养生息。不论他走到哪里，他都把画箱带到哪里。他请了几个月假，不仅 去了奥地利、瑞士、意大利、甚至遥远的怀特岛也都留下了他的足迹。可当 他重返大学时，他却遇到了“厌倦化学”的苦恼。使他感到欣慰的是，他在 其他各种兴趣上都有坚实的基础。这样反而使他急躁的心情平静下来。 进入20世纪，奥斯特瓦尔德的兴趣公开转向哲学和其他更大范围内的问 题。1900年，他开始向400人讲哲学，这使许多哲学教授们感到难堪。1901 年，他创办了《自然哲学年鉴》，亲自作编辑工作，继续全方位发展他的能 量一元论观点。1902年，他又出版了《自然哲学演讲录》。 所有这些偏离物理化学教授职位的行为，分散了他的时间和精力，引起 学校当局的不满。校方似乎让他作出最后决断：他的主要兴趣是化学还是哲 学。奥斯特瓦尔德虽然具有艺术家的素质，但是实在缺乏处理人际关系的艺术。在1904—1905年冬天，他请求校方免去他冬季学期的讲课任务，校方否 决了他的申请。为了自由地从事他感兴趣的工作，奥斯特瓦尔德毅然提交了 辞职书。其实，奥斯特瓦尔德的这一举动也并非一时心血来潮，而是由来已 久的。早在1894年，他就希望摆脱教学工作，不愿担任院长和系主任这一类 行政职务，只想一心一意从事研究和写作。 奥斯特瓦尔德的朋友劝他重新考虑他的决定，萨克森教育部也要求他推 迟辞职。他提出，这要把减免授课任务和不干涉他的自由研究作为先诀条件。 恰在这时，他收到了赴美讲学的邀请，他答应从教授职位退休前再完成1906 年夏季学期的教学任务。他这次赴美是作为德、美两国教授交换计划进行的， 这是德国皇帝十分感兴趣的一项新计划。第一个选择落在奥斯特瓦尔德身 上，这是他受到国家赞许和尊敬的最高标志。 1905年10月6日，奥斯特瓦尔德携带妻子和两个女儿来到麻省坎布里 奇的哈佛大学。据不完全统计，到次年2月2日返回，他在哈佛大学、麻省 理工学院、哥伦比亚大学以及其他科学与哲学组织至少发表了22次演说。在 美期间，他还受到西奥多·罗斯福总统的接见。 |
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