誉满巴黎

    1818年,雅科布·贝采里乌斯去法国作休养旅游。

    在巴黎,他受到了当时法国化学界一号权威贝托雷的隆重欢迎,接待他的礼仪不亚于款待一国的王公。

    贝托雷并非等闲之辈,他曾是已故的拉瓦锡的密友,而且还是拿破仑的知己,是一位深受尊敬的老科学家。然而,他在学术观点上曾有过重大的失误。由于他坚决地反对普罗斯特的组成定律,致使两位同时代的法国化学家展开了旷日持久的争论。

    普罗斯特认为,当一种物质同其他任何物质发生反应时,彼此的重量比总保持一定,从而反应所生成的物质组成也总保持一定。而贝托雷认为,未必如此,物质并无一定的组成,而且因其制造方法的不同而发生种种变化,普罗斯特定律只是在特殊的情况下才适用的。

    这场引起了学术界极大关注的论战,从1801年开始,一直持续了8年之久。在此期间,无论是批评还是反驳,都是与人为善,和风细雨,即旗帜鲜明地维护真理,又不失学者的风度。这同哲学界的那种雄狮般搏斗式的争辩,只及一点不顾其余的无情批判以及激烈斗争式的人身攻击,恰成鲜明的对比。这场光明正大的君子之战,被后人传为佳话。

    最后,由于贝托雷的立论是建立在错误分析结果的基础上,以致在判别化合物和混合物时出现了重大的失误,混淆了两者的界线;而普罗斯特终于获得了8年论战的最后胜利。值得赞许的是,贝托雷虽然在这场世人普遍关注的辩论中败北,他并没失去勇于服从真理的君子风度,在普罗斯特身陷困境时他鼎力相助,进一步表现出他高尚的人格和坦荡的胸怀。

    普罗斯特虽然是法国的化学家,但曾经被西班牙国王招聘为萨拉蒙卡和马德里大学的教授,并主办过矿物研究所等,受到了西班牙国王的热心支持。但是,由于法国和西班牙发生了战争,普罗斯特的实验室被法占领军所破坏。在战后,拿破仑皇帝听从了贝托雷的劝告,对他的损失进行了赔偿。从这件事可以看得出贝托雷人格的高尚。

    英国著名化学家戴维访问法国时曾会见过贝托雷,他给戴维的印象是:“贝托雷确是一个给人以好感的人。他虽然受到了拿破仑的信任,但是并没有一点架子,亲切、有礼、喜欢听取别人的意见……”

    正是这位德高望重的法国化学界的老前辈贝托雷,在他庄园里以王公的礼仪接待了雅科布·贝采里乌斯。那天,在庄园洁净肃穆的大厅里,聚集着法国最优秀的科学家们。其中有:多米尼克·弗朗索瓦·让·阿拉果、让·巴蒂斯特·比奥、皮埃尔·路易·杜隆、米歇尔·欧仁·舍夫勒尔、乔治·居维叶、皮埃尔·西蒙·拉普拉斯、路易·雅克、泰纳、约瑟夫·路易·盖吕萨克、路易·尼古拉·沃克兰、安德烈·马里·安培以及德国自然科学家亚历山大·洪堡德。

    雅科布·贝采里乌斯为法国科学家们作了电化学理论方面的报告,引起了听众们的极大兴趣。他发现,法国的听众们对他的电化学理论几乎一无所知,因此,他的报告尽量作得翔实、透彻,并不厌其烦地回答听众们感兴趣的问题,还专门写了一篇法文稿件,向法国学术界介绍他的电化学理论。

    在巴黎,贝采里乌斯在一片友好的气氛中,与法国同行进行了广泛的学术交流。他参观晶体理论专家阿玉伊的实验室和矿物收藏室。那里珍藏着自然界最瑰丽的矿物结晶和最珍稀的天然宝石。好客的法国人阿玉伊竟把几块稀有的晶簇赠给北方来的贵宾。

    贝采里乌斯还旁听了盖·吕萨克的课,使他受益匪浅。这位法国化学家讲起课来口若悬河,具有惊人的魅力,他把复杂的问题讲得那么通俗易懂,那么生动有趣,听他的课不仅是知识的获取,而且也是艺术的享受和哲学的启迪。

    盖·吕萨克也是贝采里乌斯心仪已久,尊崇备至的有声望的法国化学家之一。他与英国著名化学家戴维同龄,比贝采里乌斯长一岁。也许是同时代又同行的缘故吧,他们一见面就产生相识恨晚的兄弟情谊。

    盖·吕萨克于1778年12月6日出生在法国维埃纳省的圣利奥纳家,1797年进入巴黎工业大学学习。1800年毕业后做著名化学家贝托雷的助手。1805—1806年,他随德国著名自然科学家洪堡德访问了欧洲许多国家。回国后被聘为巴黎工业学校教授。1808—1832年任索帮内大学物理学教授。从1832年开始,他担任植物园的化学教授,直到1850年5月9日逝世。

    盖·吕萨克一生对科学做出很大的贡献。其中,最引人注目的是发现了使他名扬后世的盖·吕萨克定律。这个定律使气体的体积与温度的关系定量化:即一定质量的气体,其体积与绝对温度成正比。

    1808年,盖·吕萨克又发现了气体反应体积简比定律。这个定律指出,在恒温恒压下,气体互相间以简单体积比进行反应,并且生成的任何气体均与反应气体的体积成简单整数比。这就是盖·吕萨克的第一定律。这一定律的发现,为分子学说的产生奠定基础。

    盖·吕萨克为科学事业勇于献身的精神,在学术界素有很好的口碑。1804年,盖·吕萨克曾进行了两次高空科学探险。第一次是在8月下旬,他和物理学家比奥同乘热气球上升到4000米的高空;第二次是在9月下旬,他独自一人上升到7000米的高空。这是当时热气球探险所达到的最高纪录。这次探险的结果表明,上升越高,气压和温度就越低。他还证实,在所达到的高度上,地球的磁力仍在起作用。此外,还收集了高空的空气,经分析表明,其组成与地面上的空气组成并无二致。由于两次高空探险的勇敢行为,使他博得了“科学界勇士”的美誉。

    盖·吕萨克一生涉足的研究领域很多,在各个领域里都留下了杰出的研究成果。在元素无机化学方面,1808年发现了元素硼,1813年与英国化学家戴维同时发现元素碘,1808年最早用化学方法大量制取碱金属钾和钠;在无机物制备及其性质研究方面,1808年制出了氧化钠、过氧化钾并研究了磷酸和铁氧化合物,1810年制出了过氧化钡,1813年制得了氢碘酸、碘酸,1814年制得了氯酸,1816年他区别了两种氮的氧化物,1819年研究了硫代硫酸、连二硫酸、三氯化磷;在有机化学方面,1815年他发现了氰,1829年首次实现了淀粉向糖的转化;在分析化学方面,1809年研究了硫化物测定法,1810年采用氧化铜法分析有机物,1832年首创定法,1835年最早使用氧化还原定法;在化学工业方面,1827年他设计出吸硝塔(被后人称为盖·吕萨克塔),1821年他发现经硼砂处理后的木材的不可燃性,1829年他确立了用碱从锯末中提取草酸的工业流程;在化学研究新方向探索方面,1814、1832年他对同分异构现象进行了开创性的论述,1814年他最早地观察了钾明矾在氨明矾溶液中生长的同晶现象,他对糖中氢、氧的比例进行测定,从而开辟了研究碳水化合物的新方向。

    盖·吕萨克不仅是科研领域的一位业绩卓著的化学大师,同时也是以自己的学识积极地为民众造福的社会活动家。他既是一个勇于开创、锐意革新的探索者,同时又是一位稳健而踏实的实践家。

    盖·吕萨克的成功与他谦虚好学、同科学界进行广泛交流有密切相关。学术交流活动,使他视野开阔,信息灵通,能把握科学发展的最新动向,能站在科学发展的最前沿,进行高效率的探索性研究。

    恰恰在这一点,他与雅科布·贝采里乌斯不谋而合,也是这两位化学家能够坦诚地进行学术交流的一个重要原因。

    雅科布·贝采里乌斯除了以他的电化学理论在法国学术界产生了轰动效应外,法国人还对他测定元素原子量工作抱有极大兴趣。其中,有两位科学家的研究工作与贝采里乌斯的原子量测定工作十分接近。他们就是皮埃尔·路易·杜隆和阿列克西斯·德莱斯·柏蒂。

    杜隆最初以行医为业,后来这位富有同情心的医生,由于屡屡免收贫困者的医药费,致使营业亏损,不得不停业。此后转而研究物理和化学,并担任托雷的助手。曾在一次研制三氯化氮的实验中,因发生爆炸受伤致残。但他为了科学事业,完全把个人安危置之度外,伤愈后又继续投身于实验中。

    柏蒂是法国物理学家,他同杜隆一起测定各种固体元素特别是金属元素的比热,结果发现了一条重要定律,即“固体元素的比热和该元素的原子量的乘积是一个常数,此常数称为原子热容。”

    贝采里乌斯得知杜隆和柏蒂的研究工作与原子测定密切相关,便主动地拜访了杜隆先生。

    杜隆先生30刚出头,仪表堂堂、温文尔雅,戴一副深黑色的墨镜,行动有些迟缓,不时地用文明棍子点地。

    他在书房里接见了贝采里乌斯。宾主的谈话,是从书房中一本法国科学院的刊物开始的,那里边刊登着杜隆、柏蒂的元素原子热容方面的文章,这引起了客人的极大兴趣。

    “你们的发现非常重要,”贝采里乌斯说,“可以用来测定原子量哇。”

    “那么,用什么方法呢?”

    “在一个化合物中,某个元素的原子数目是无法直接测定的。我们只能利用间接的方法,有时利用纯属主观假设的方式。现在,以你们的发现为基础,我们就有可能更容易,更有把握地确定原子的数目。”

    “这是对的,”杜隆说,“需要用元素的原子量乘元素的比热,其乘积应该接近6。”

    “杜隆先生,我非常希望马上就能进行这样的计算。可是有些元素的比热还不知道哇,这得通过实验来测定。”

    “实验嘛!”杜隆沉默了,好像想起了一件伤心的往事,“贝采里乌斯先生,也许您还不知道,我的一双眼睛完全失明了!”

    “是吗?真对不起,我一点儿也不知道。”贝采里乌斯闻听此言感到又惊异又难过。

    “8年前,在那场实验事故中……”于是杜隆讲述了8年前在研制三氯化氮时发生的可怕的爆炸情景。在那次爆炸中,他右手的两个手指被炸掉了,一双眼睛也失明了。从此,要想做实验,就一刻也离不开助手了。

    “啊,是这样!”贝采里乌斯满怀同情地自言自语。忽然一个想法涌上心头,说道:“杜隆先生,让我暂时做你的助手怎么样?”

    “我,一个化学界的无名小辈,让一个我一向景仰的驰名欧洲的著名化学家,给我当助手?贝采里乌斯先生,这我怎么敢当呢?”

    “助手一词不要也罢,我同您合作总算可以了吧?”贝采里乌斯说,“不过,测比热实验我没搞过,还得在您指导下进行实验工作。”

    两位化学家就这样商定了共同合作项目:由贝采里乌斯做测定元素比热的实验,然后和杜隆一起讨论实验结果。经过一段密切合作,两位研究家修正了氢、氮、氧的原子量,使之更臻于准确,并测定了氧气和二氧化碳的密度。

    在访问法国期间,贝采里乌斯到处受到隆重欢迎,开展了学术交流与合作,也结交了不少学术界的朋友。