名师高徒

    19世纪上半叶,是伟大的化学家贝采里乌斯的创造性学术活动的鼎盛时期,也是他声誉最高、对欧洲青年学者影响力和吸引力最大的时期。许多年轻的研究人员都渴望到贝采里乌斯门下求教或在他的实验室工作,所以,一时间,到这位学者家求师讨教的青年趋之若鹜。而贝采里乌斯也真不负众望,以他广博的知识和深邃的洞察力,把许多年轻人引上了科学大道,有几位名垂化学史册的著名化学家,其学术生涯就是从贝采里乌斯的实验室起步的。在他为数众多的得意高足中,其佼佼者当数米学里和维勒。

    艾哈德·米学里1794年出生于德国奥登堡耶维尔村的一个贫寒的牧师家庭。他做牧师的父亲,在哲学、语言学和历史学方面的渊博知识,对小艾哈德产生了深刻的影响。每当他父亲讲述那些遥远东方国家的古老故事,讲述异域的生活习俗和宗教信仰,他悠然神往,从小就渴望着能做一次异域旅行,尤其向往那神奇的波斯。

    有时他展开幻想的翅膀,在天真的、大胆的想象中,详尽地描绘着巴比伦、伊斯法罕的迷宫般的街景和波斯波利斯的庙宇般的宫廷。这些神奇的幻想,激起了他学习历史和波斯语的欲望。

    米学里的叔叔,凭他作为大语言学家的眼力,发现侄儿具有学习语言的天分,便把他在海德堡大学的同事、一位波斯语大师介绍给他。由于这位大师教学有方,艾哈德仅用了两年时间就掌握了波斯语。这离实现他到东方旅行的愿望,只差旅费了。

    可是,钱是个大问题,父亲无法为他筹措这笔经费,他得靠自己来解决。为此,他到法国去碰运气,想在法国驻波斯使馆谋个翻译的职务,结果扑了个空又返回德国。后来,他想到学医好找工作,做一名随船的医生,可以达到免费旅行的目的。

    于是,米学里开始学医了。学医就必须接触化学,一经与化学接触,他就被这门神奇的学科给迷住了。他特别感兴趣的是结晶过程。他发现,每种物质的结晶都是独具特色的,但是,同一物质的晶体却是完全一样的。这里所包含的奥秘,使米学里着迷的程度不亚于当初学波斯文。

    从此,他醉心于结晶学课题,渐渐地把到东方旅行的愿望给淡化了,与此同时,他完全放弃了医学课程。因为他对医生的职业本无多大兴趣,当初学医只不过是为实现去东方旅行愿望的一种手段而已,如今已打消了旅行的念头,自然也就没有必要学习那些兴趣并不大的课程了。

    现在米学里像从前学波斯语那样,孜孜不倦地学起化学来了。他仅用两年时间,就掌握了化学基础知识,能够独立进行研究。1818年,他来到柏林大学化学实验室,同另一位年轻化学家亨利·罗兹一起从事实验研究工作。

    一天,米学里在阅览室里发现了贝采里乌斯有关磷酸、亚磷酸、砷酸和亚砷酸组成的论文,从此他便开始做验证这篇论文的结论的实验。他的实验结果证实了贝采里乌斯的结论,实验过程把他本人训练成技艺娴熟的实验大师了。

    米学里在实验过程中发现一个使他惊喜的现象:组成相似的晶体具有相同的晶形。

    “我可能要发现一个新的定律!”米学里想到这儿,又激动又紧张。

    他整天在实验室里专心致志地研究晶体,对盐类晶体的结晶数据反复地进行测量,结果发现,砷酸钠晶体和磷酸钠晶体的晶形不仅相似,而且相同。为了确证自己真的发现一条新定律,他按捺住不平静的心绪,来研究天然晶体的晶形。

    米学里很快就查明,碳酸盐矿——方解石(冰洲石或碳酸钙)、白云石(碳酸镁——碳酸钙)和菱镁矿(碳酸镁)的晶形相同,这些矿物的化学组成也很近似。此外,一些组成相似的硫酸盐,比如,重晶石矿(硫酸钡矿)、天青石矿(硫酸锶矿)和铅矾矿(硫酸铅矿)均具有相同的晶形。

    这时,米学里完全确信,他的确发现了一条自然规律。只要把它确切地表述出来,就会对化学发展产生巨大的影响,但是,他不急于把这一发现发表出去,因为他对已取得的结果并不感到满足。

    他继续进行实验,进行新的探索,进行新的验证。于是,一系列新的研究开始了。他的实验台摆满了五颜六色盐类晶体的药瓶子:蓝色的硫酸铜、绿色的硫酸镍、浅绿色的硫酸亚铁、红色的硫酸钴、粉红色的硫酸锰以及无色的硫酸锌和硫酸镁等。

    米学里经过研究发现,硫酸铜和硫酸锰、硫酸亚铁和硫酸钴、硫酸锌和硫酸镍,具有相同的晶形。他对晶体分析进一步确定,所有晶体的晶形都与一定数量的结晶关,同一晶形的盐结合相同的结晶体,而不同晶形的盐所含结晶的数量也不同。

    米学里的这项研究工作持续了一年多时间,他取得了翔实的实验数据后,正要埋头写论文的时候,一位意想不到的贵宾造访了。

    那是一个烈日炎炎的盛夏,米学里正在实验室里整理实验数据。实验室主任林克先生带着满脸激动而兴奋的神色走了进来,他身后是一位衣冠楚楚40岁左右微胖的绅士。

    “教授先生,我们的实验室很简陋,请随便参观。”

    “啊,谢谢,很高兴能参观这个设备完善的实验室!”

    米学里闻听抬起头来,笑容可掬地向客人点点头。

    “米学里先生,您在这儿,太巧啦!”实验室主任惊喜地喊道:“我来给您介绍一下,这位就是贝采里乌斯先生。”

    “啊,贝采里乌斯教授!久仰,久仰。”米学里慌忙站起身来,紧紧地握住客人的手。

    贝采里乌斯俯下身来,看桌子上的数据和图表。

    “这是混合晶体的分析资料,”米学里向客人解释道。“如果把各种形式相同晶形的物质的溶液加以混合,这种溶液便析出混合晶体。它们同纯物质的晶体的晶形相同,并含有等量的结晶水……”

    “那么,混合晶体的成分呢?”客人很感兴趣地问。

    “混合晶体的成分是不固定的,如果把硫酸铜和硫酸锰溶液混合,所得到的混合晶体的晶形与纯硫酸铜和纯硫酸锰的晶体绝对相同。如果把硫酸锰溶液量增加,那么它在混合晶体中的含量也随增大,或者说,这两种物质之间的比例不定。”

    “唔,”贝采里乌斯略显惊讶地说:“这是违反定比定律的呀!”

    “这倒也是,不过……”米学里很客气地说,“您再看看这些数据。”

    贝采里乌斯把数据仔细核对一遍,果然没发现任何差错。于是,以赞叹的口吻说:

    “米学里先生,这么说,您发现了一个非常重要的定律,这很了不起,您准备如何给它命名呢?”

    米学里耸耸肩,说他还没考虑这一点。

    “这可不行啊,米学里先生,您应该给这种新现象起一个恰当的名称。晶体的晶形同……”贝采里乌斯思索着:“这‘相同’嘛……”

    “那么,就叫‘同晶现象’怎么样?”米学里以试探口吻说。

    “啊,好!”贝采里乌斯赞同道:“同晶现象!”

    第二天,贝采里乌斯拜会德国阿登施坦部长时,热诚地推荐他新发现的化学界新秀,建议上米学里填补因克拉普罗特教授逝世而造成的柏林大学化学教席的空缺,同时,还建议把他送到斯德哥尔摩,在他的实验室进修一年。

    1820年春天,米学里和亨利一起来到斯德哥尔摩,几个月后,古斯塔夫也来了。

    紧张的工作开始了。古斯塔夫钻研矿物学,亨利研究化学,米学里兼攻矿物学与化学,他同时还在贝采里乌斯实验室继续研究同晶现象。经过大量研究已证实:在任何情况下,组成相似的盐类均同晶。贝采里乌斯对米学里的研究工作十分满意,并把他的文章推荐给《瑞典科学院学报》发表。

    1821年11月,米学里回到柏林,担任柏林大学的兼任教授,同时,还当选为柏林科学院院士。

    米学里一生科学成果很丰硕,除了发现同晶现象外,在有机化学领域还有很高的造诣,他发现了苯,并制得了六氯化苯和二苯甲酮等一系列苯的重要衍生物。他著述了《化学教科书》(两卷)和一本普鲁士药典。

    米学里是一位把毕生精力献给科学和教育事业的杰出化学家。1894年,为了纪念他100周年诞辰,人们在柏林大学附近建造一座带有米学里雕像的纪念碑。这也是他在化学领域树立的一块永恒的丰碑。

    弗里德里希·维勒1800年出生于德国梅因河畔附近的艾夏亥姆一个医生家庭里,从小就热爱大自然,喜欢音乐、绘画和采集矿石。

    维勒来到父亲的好友布赫大夫家,在那里发现了能满足他的爱好和兴趣的最理想天地,布赫大夫家一所藏书丰富的图书馆和一间私人化学实验室。

    从此以后,维勒经常去拜访布赫家。他们渐渐地成为忘年的朋友。在布赫的引导下,维勒对化学发生了浓厚的兴趣。

    维勒读了拉瓦锡、克拉普罗特、贝托雷等人写的化学教科书,又读了柏林、伦敦、斯德哥尔摩等地科学院出版的许多杂志,就这样一年年地不知疲倦地读下去,逐渐地积累了丰富的化学知识。戴维的关于发现两种新金属钾和钠的文章给他留下了深刻的印象,他竟然和妹妹动手制取钾来,先是自制电解池用电解法制,后来又用盖·吕萨克发明的化学法制,终于把金属钾制出来了。在当时的实验条件下,就是对于有经验的化学家来说,也算得上是个高难度的实验了。

    时光荏苒,转眼间维勒中学毕业了,他已不再是长着一双招风耳朵的又瘦又高的男孩了,而是一个身材修长的、风度翩翩的青年。

    20岁生日那天,亲友们在花园的大橡树下摆了一桌酒席,一家人围坐在桌子旁,热烈地议论着维勒的前途问题。两个月后,他遵从父亲的意愿,进马尔堡大学学医。

    他在这所大学里,一面认真地学好医学课程,一面又刻苦地钻研化学。放学后,一回到寓所,就埋并没有于实验。这位大学生把他租用的简陋房间,布置成一个地道的实验室,有时他坐在烧瓶、烧杯和试管架旁边,通宵达旦地做实验。

    由于维勒对化学的兴趣与日俱增,1822年秋,他毅然转到海德堡大学,一面在著名生理学家蒂德曼教授指导下学医,一面在著名化学家格头麦林的指导下研究化学。

    在这里他得到一个得天独厚的研究条件,他获准进入的格麦林设备完善的实验室。他开始研究氰酸和氰酸盐的性质。从1822年到1823年他发现了两篇研究论文。

    不久,蒂德曼推荐他研究有机体尿液中的成分问题,维勒很快就从尿液中提取出无色晶体——尿素,并对它的成分进行了全面地分析。

    1823年,维勒顺利地通过了大学毕业考试,获得了外科医学博士学位,但是医学博士的头衔并没使他感到高兴,因为从此他不得不回法兰克福和父亲一起行医,而这并不是他平生最愿意从事的职业。他一想到离开格麦林教授4人及他的实验室,一想到脱离开他所倾心的化学研究事业,他的心就隐隐作痛。

    他的化学导师格麦林教授深知他的苦恼,劝他放弃医生职业,专心搞化学研究,并致函给贝采里乌斯,介绍维勒到他的实验室去深造。

    正当维勒在人生道路上犹豫不决的时候,一封来自斯德哥尔摩的信,决定了他的命运,贝采里乌斯欢迎他去自己的实验工作。1823年冬,维勒便成为他的第四名来自德国的学生,三年前米学里和罗兹两兄弟曾在他的实验室进修过。

    这时的贝采里乌斯正年富力强,不断地做出新的发现。他那渊博的学识和精湛的实验技术,自然使维勒受益匪浅。一年的学习时间很快地度过了,1824年9月,他告别了贝采里乌斯,回到法兰克福。

    于是,维勒的房间又成了实验室,他继续研究氰酸及其盐类,他想弄清氰酸的性质并制得它的铵盐。

    他把氨水和氰酸混合在一起,经过缓慢地蒸发,制得了无色透明的晶体。按理说,这种晶体应该是“氰酸铵”,但它并不具有一般铵盐的性质。经过进一步分析确证,这种晶体不是“氰酸铵”,而是一种特殊的物质——尿素。

    维勒上大学时曾在蒂德曼教授指导下研究过尿素,不过那时研究的尿素是人和动物在生命活动过程中产生的,当时流行一种理论,认为像尿素等有机物,只有在生命活动过程中才能产生出来,而今天他竟在实验室里用纯属于化学反应的方法制取出来了。这意味着什么呢?这不是对“生命力论”的重大挑战吗?这不是宣布“生命力论”的破产吗?

    想到这儿,维勒立即写科学论文,以自己合成尿素为例说明,只要具备必要的条件,有机物就能在实验室里合成出来。这就等于宣判“生命力论”的死刑。

    维勒的论文发表后,遭到“生命力论”维护者们的猛烈地抨击。不过,正像一切科学革新家一样,他赢得了越来越多的拥护者,以至“生命力论”终于彻底被推翻,开创了一个崭新的有机化学的新时代。

    在维勒多年的研究生涯中,在无机化学和有机化学等方面都有很高的建树,因而驰名全欧。因此,几乎每个科学团体、大学或研究院,都赠给他许多荣誉头衔。但他依然像过去一样,平等待人、虚怀若谷。

    在维勒的一生中,一直同两个人保持着最亲密的关系。一个是同辈李比希;另一个是前辈贝采里乌斯。前者与他保持着手足般的朋友之情,后者是父子般的师生之谊。

    维勒虽然与贝采里乌斯接触的时间并不算长,但是,在所有受过贝采里乌斯熏陶和教育的年轻化学家中,他是最受老师的喜欢和信任的学生,而维勒对老师的景仰和崇敬,也是终生不渝的。

    维勒先生老年时曾发表过当年拜访贝采里乌斯的一段回忆录。当年他经过长时间的陆地和海上旅行之后,于1823年10月末,来到了瑞典首都斯德哥尔摩。一天早晨,维勒终于站在先生门前,略微踌躇一下,以颤抖的手指按响了门铃。

    一位衣着整洁、仪表大方的先生,打开了房门,热情地说:

    “欢迎、欢迎,正在等候着您呢!”

    他们寒暄了一阵后,贝采里乌斯便领着维勒去实验室。这样,盼望已久的能够在名师指导下进行研究的理想终于成为现实,这一切就像作梦一样……

    贝采里乌斯的实验室很简陋,维勒在回忆中写道:

    “先生首先借给我专用的白金坩埚、天平和洗瓶等。实验室有两间房子已改为生活用房,十分简单朴素。既没有通风窗,也没有炉子、水道和煤气。在一间房里安装了两个实验台,其中一台是先生用的,另一台让我用。墙上没有试剂橱,另外还有水银槽、玻璃细工用的喷灯和装有水槽的下水道等。水槽是为家人冲洗器具用的。另一间房子里设有天平和仪器柜,而是衣橱和床,隔壁是厨房,这里放有小炉子……”

    维勒对导师实验室设备的简陋感到十分惊讶,难道这就是举世闻名的伟大化学家的实验室吗?这就是他出了那么多卓越科学成果的实验室?

    在贝采里乌斯的指导下,维勒学习了矿物分析法,同时,还继续研究氰酸问题。在实验室工作之余,贝采里乌斯领他到瑞典南方和挪威去旅行;去王宫给王太子讲授化学,让他充当助手……

    总之,维勒在欧洲的第一流化学家门下学习,感到非常愉快,在学术上获益良多,在性格上受到了宝贵熏陶。

    一年后,在一个浓雾弥漫的秋天早晨,他们师生分手了。此后,他们只会晤过三次。不过两人之间每月都有书信往来,从未间断,维勒一直以孩子对待父母的情谊关怀先生。

    若干年后,当维勒病势垂危时,他把一个用纸包着的小盒,交给他的好友柏林大学的霍夫曼手里,说道:“请收入我的纪念品,但在离开这里之前请不要打开……”霍夫曼出门后,坐在马车里打开小盒一看,里边装着一支陈旧的白金匙,外面缠着一张纸条,写着:“贝采里乌斯先生赠,生前最爱的白金匙。”