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第6章 诺贝尔化学奖(1)

普瑞格

著名的化学家弗里茨·普瑞格是奥地利人,1869年出生于南斯拉夫的拉巴克。他在前人的基础上发明了对有机化合化物进行微量分析的方法,大大促进了有机化学的发展,因而在科学界享有很高的声誉。然而,他的科学生涯并不是一帆风顺的。

普瑞格在上小学期间,学习成绩是极其平常的。他惟一的爱好就是体育运动,特别是球类运动。他当时的最大理想是当一名体育家。平时他学习不积极,即使临近期末或升级考试时,同学们都在教室里加紧温习功课,他却仍在操场上玩球,不到汗流浃背,是决不肯罢休的。因此,每次考试的成绩很不好。

随着年龄的增长,普瑞格对体育运动的迷恋就更加不能遏止了。15岁的时候,他考入了体育学校专攻体育。三年后就毕业了。如果当一名体育教员,他还可以凑合,但他一心想当一名创造纪录的运动员。于是,他接连两次参加了奥地利的全国运动会,其结果非常令人失望,不仅没有创什么纪录,连最后一个名次也没有轮上。当时人们都认为他是一个没有前途的运动员,他自己也开始彷徨了。怎么办呢?是继续在体育界混下去,还是另谋他业?但他毕竟有着运动员的顽强意志,所以很快做出了果断的决定:从头学起,另走一条新路。

1887年,普瑞格回到了祖国奥地利,寄居在外祖母家。带着老眼光来看他的人们,说他是一个“无聊的大孩子”,即便是至亲好友,也对他改行想搞化学抱怀疑的态度,有的甚至用难听的语言挖苦他。年轻好胜的普瑞格哪能受得了这种奚落,他没有消沉,而是默默地刻苦学习。经过一年的发愤苦读,他终于被格拉茨大学录取为医科试读生。

好心的人们都对普瑞格进入医科学习而高兴,但也为他捏一把汗,担心他基础太差读不下去。他自己也深深了解这一点。基础差,他就扎扎实实一步一个脚印地学;别人用半天可以消化的东西,他用一天乃至两天的时间来钻研。经过一段时间的努力,他的各科赶上来了,成绩都不错。但为了把基础打牢,他还是坚持比别的同学多学习了一年。在这一年中,他把主要精力用于研究病理学上,终于写出了以探索胆酸(一种类固醇)为课题的毕业论文,这博得了学校老师们的赞许,还引起了化学界的重视。因此,他从医学院一毕业,就被母校聘请为病理研究院的教师。

学无止境。1904年已经是副教授的普瑞格又前往德国留学。为了进一步打好科研的基础,他首先到莱比锡跟随威廉·奥斯特瓦尔德教授进修物理化学。随后便被瑞士的著名化学家五亚德赫丹教授请去协助研究蛋白的制造和分解。在亚伯德赫丹教授的实验室里,他担负分析人体尿液里所含蛋白质成分的任务。当时,这在化学上一直被认为是最难的渗透分析,可是普瑞格不畏困难,他运用最精细的方法,反复进行测试。为了尽快创造出成果,他常常通宵达旦地呆在实验室里,两只眼睛始终不离试管,经过三个月的战斗,他出色地完成了对人的尿液里含有蛋白成分的分析任务。

已经成名的普瑞格没有忘记自己的祖国,为了把自己的聪明才智献给祖国,他不久便从德国返回奥地利,仍在母校的医药化学研究院担任病理化学教授。1913年他继霍夫曼担任了该院的院长,他全力以赴地进行胆酸的研究工作。

正当研究深入进行时,第一次世界大战的乌云在欧洲上空弥漫。当时,由于战争,物资极端缺乏,供给研究院进行研究的药品和材料更是寥寥无几。

在这样的情况下,普瑞格要用极少量的物质,来做出最正确的实验,就必须发明一种新的分析方法。

有机化合物中各种元素的常量分析法,到了19世纪末,基本上已经齐全。但是随着有机化学的发展,人们迫切需要一种微量分析法,能对少量的天然有机物质进行研究。1912年,在战云笼罩的情况下,他硬是凭着自己的钻劲和韧劲,发明了有机化合物的微量定量分析方法,为化学分析法填补了一项空白。

我们知道,一般元素分析法,每次需要的样品约在0.15克左右,但有些有机化合物非常难得,特别是近化研究的天然有机物质含量更是少得可怜。如果运用常量分析法,许多研究无法进行下去。为了解决这一问题,普瑞格首先设计了微量分析天平,其准确度可以达到误差仅0.001毫克。然后他又精制了各种试剂,制造了各种小型仪器,使得实验取样缩小到一至三毫克之间。这是一项非常重要的突破。如果认为这仅仅是取样多少的问题,那就大错而特错了。

微量分析的全部操作条件,都要经过精密的设计和仔细的考虑。举一个例子说,用普通的橡胶管通入气流时,就会带入少量的有机物质,使实验的结果不准。因此,橡胶管必须经过特殊的处理后才能使用。在20世纪30年代,曾轰动一时的雄性激素的分离及结构测定,就足以说明微量分析法的重要性。从1500升尿中取得15毫克的激素,如果运用微量分析法,不仅可以对它进行分析,还可以阐明它的结构。

普瑞格曾在柏林和维也纳,两次公开表演过这种微量分析的化学实验。

当时,许多知名的化学家纷纷赶来参观。他的《微量分析论》写成之后,最初本是油印赠给科学界的好友们参考的,可是不到半年时间,就成了化学界的经典著作了,足见这一方法是何等的重要。

普瑞格的微量分析法,无论在当时还是现在都有着重大的意义。他创造这一方法时,正是第一次世界大战前后。当时,欧洲各国的人力、财力、物力都十分缺乏,若不运用微量分析法,许多处于动乱中的研究工作将无法进行下去。就是在今天,微量分析法对现代的科学事业也有着深远的影响,比如现代对原子量的若干精确研究,就离不开这种方法。

正是由于普瑞格的这一杰出贡献,他荣获了1923年度的诺贝尔化学奖金。

普瑞格在医药化学上,还有着很多其他的发明。其中尤以肾脏病特效药最为著名,直到现在还被医生们延用着。由于所发明的药物药性温和,疗效显著,所以维也纳国家学院颁发给他莱班金奖,这是该学院的最高荣誉。

后来,哥丁根大学又颁发给他最高名誉博士学位证书。这个学位在40年中只给过两个人,普瑞格就是其中之一。

普瑞格于1930年去世,享年61岁。按理专门学过体育、身体健康的普瑞格是应当多活几年的,但是由于他后来夜以继日地辛勤工作,体质逐渐下降而过早地离开了人间。

席格蒙迪

1865年4月1日,理查德·席格蒙迪出生于奥地利维也纳。欧美国家把4月1日称为愚人节。席格蒙迪的母亲常在亲友面前夸耀说:“我在愚人节生的这个孩于,有一对非常敏锐的浅蓝色眼睛。说给你们听,恐怕也不会相信。席格蒙迪看什么都非常真切。一般人在强烈的阳光下,才能看见空气里有悬浮尘埃,可他不在阳光下,也能看得十分清楚。”

他们家是一个爱好音乐的家庭。父母当然期望自己的孩子都能成为音乐家,可席格蒙迪的弟兄们虽然个个有着超乎常人的视觉,听觉却完全不行。

这一点使做父母的很失望。

席格蒙迪过了16岁之后,听力显得更差了。如果人们说话的声音不够高,他就可能完全听不见。这是他生理上的一大缺陷,但这种缺陷对他却有着莫大的益处。每当他用功沉思时,尽管人们在他的旁边高声说笑,他也会置若罔闻,一点也不受影响。

席格蒙迪从小就养成了良好的习惯,干什么事都很认真,从不马虎了事,衣服上哪怕有一点污渍,他也不会放过,非脱下来洗掉不可。至于学习,那就更加刻苦认真了。他把看书学习看得比吃饭睡觉还重要。16岁时他就进入大学学习,他是维也纳大学当时最年轻的学生,在学校他对化学分析有着浓厚的兴趣,而且还特别善于观察,有时他的实验结果,比教授们做得还要准确。

1889年他还只有24岁时,就在慕尼黑大学获得科学博士学位。母校维也纳大学曾邀请他去担任化学教授,但他为了进一步深造,谢绝了这一美差。

他先在柏林化学研究院当助理研究员,这时几乎把全部精力都用在胶体化学的分析上。后来他又回奥地利格拉茨化学研究所做了几年研究工作。然而这里的设备对他的研究课题毫无帮助。

1898年鉴于格拉茨化学研究所设备不完善,他又远赴德国东部的耶拿城,屈就丘德·吉诺森玻璃厂的化验员工作,因为这家玻璃厂的化验设备跟他的研究有着密切的联系。正是在这里,他发现了黄金以极细的颗粒分散在水中所形成的所谓“胶状金”,能够制造光泽像红宝石一样的玻璃。这一秘密就是由金属弄成很细的溶胶状态的缘故。溶胶就是一种分散体系。其实在自然界中及工业生产中,常常遇到一种或几种物质分散在另一种物质中的分散体系。譬如不同矿物分散在岩石中生成各种矿石,空气分散在泥土中使土壤松软;又如水滴分散在空气中形成云雾,开采出来的石油常常含有成细滴状态分散的水,颜料分散在油中成油漆或油墨等都是分散体系。而固体以极微细的颗粒(大小约在几百万分之一米)分散在液体中的分散体系,就称为溶胶。席格蒙迪深入地研究了这些溶胶的性质,他还发现,可以用电解的方法来分散或提取这些金属的细微碎粒。

席格蒙迪所进行得如此精密的实验,引起了一些专家的注意。首先对这一研究感兴趣的是耶拿城蔡斯工厂的化学家H·西登托夫。当时蔡斯是全球闻名的德国工业机构,有世界第一流的化验室设备。由于西登托夫的保荐,蔡斯当局不惜拨出一笔庞大的专款供他使用。

席格蒙迪所研究的胶体化学,跟我们日常生活有着密切的联系。比如面团、乳汁、油漆、土壤等,都属胶体范围。早在1663年,就有人用氯化亚锡还原金盐溶液,制得了紫色的金溶胶。从19世纪初,人们开始正式研究胶体科学。1809年列伊斯用一支U形管,在管底中央放了一个用粘土做成的团块,盛水后通电,以此来观察粘土的悬浮粒子移动现象。他发现这些粒子总是向阳极移动,阴极臂中的水位呈上升趋势。这个实验表明:粘土和水两相带有相反的电荷。这种现象通常叫做“电泳”。1827年,英国植物学家罗伯特·布朗用显微镜观察水中悬浮的藤黄微粒(一种植物颜料的小颗粒),发现微粒不停顿地在碰撞运动着,后来人们就把胶体微粒所呈现的这种现象称作“布朗运动”。随后不久,英国物理学家丁达尔曾用一束强光通过含有微粒的液体,这液体原来也像普通的溶液一样是清澈的,但当光线射过时,从侧面就可以看到在这液体中呈现出一条清晰的光路,后来人们把这一现象称做“丁达尔效应”,这一效应在溶胶中表现特别显著。但是怎样能够直接观察胶体微粒,长期以来一直是人们感兴趣的课题。经过一段时间的专心研究,席格蒙迪终于研制出一台极精细的超显微镜。利用这台超显微镜,人们可以观察到直径只有一亿分之一米的任何细粒的形状。这种显微镜制造成功后,所有烟雾、泡沫、薄膜、溶胶细粒的情况,人们都可以观察得一清二楚。科学界对此十分重视。贝仑用席格蒙迪所发明的仪器做了如下试验:他把一定大小的藤黄小球悬浮在水中,结果发现由于受到地心引力的作用,形成了沉降平衡,并由此可以求得自然科学中的一个重要常数——阿佛加德罗常数。

后来,席格蒙迪又用实验证明,溶液的色泽和溶液的量有关。接着他又以电解的方法阐明了怎样保护胶体使它稳定,以及怎样破坏胶体,使它凝结沉淀出来。这样一来,他就解决了生物化学、细菌学、土壤物理学上许许多多原来解决不了的难题。这时,他虽然在学术上成功了,可是他两耳的听力更加变坏,而近乎聋了。

席格蒙迪对自己一生的治学之道,有过如下的总结:他认为真正聪明的人,应懂得如何充分运用自己的特长,而竭力避免自己的短处。

43岁之时,即1908年他离开耶拿,前往哥丁根大学担任无机化学教授,在这里执教达20年之久。其间他除了讲学外,就从事科学研究。由于他身体上有着先天的缺陷,好静而不好动,晚年他显得衰老了,视力也差得多了。

1929年他因病去世,终年64岁。

就在他逝世的前四年,因为他毕生在胶体化学研究上有卓越贡献及发明了超显微镜,而荣获了1925年度的诺贝尔化学奖金。

据席格蒙迪的学生们说,在他的谈吐里,从来没有用过“大概”这一类的字眼。他不说模棱两可的话,也从不做似是而非的表示。他认为研究科学应该是就是,非就非。他常告诫后辈:“在科学里没有差不多,我希望你们无论做什么实验,答案至少要求到小数点后面的第三位数。”“不学无术,盲从一生,这比判无期徒刑还要痛苦。因为无期徒刑者,终生囚于狱中,还知道他要死于狱中;而不学无术者,至死还不知其所以然。人和禽兽的不同,在于人有知识和特长,否则活了一辈子也是糊里糊涂。”席格蒙迪关于治学的精辟论述至今仍在鼓舞着人们。

斯维德伯格

瑞典物理化学家西奥多·斯维德伯格,由于发明了超离心机并用于高分散胶体物质的研究,于1926年获得诺贝尔化学奖金。

在斯维德伯格的一生中,令人感兴趣的是,一位曾经被他愤恨过的校长,在临死前却成了他最热爱的人。这看来有点离奇,现在却被人传为美谈了。

1884年盛夏的一天,斯维德伯格出生在斯德哥尔摩附近的一座叫做耶夫勒的美丽港口城市。他的父亲伊莱亚斯·斯维德伯格是这个港口城市造纸厂的经理。他家祖孙几代都在这里开办造纸厂。少年时期的斯维德伯格就在当地的公学里读书。凑巧这所公学的校长是他家的亲戚,跟他父亲很要好,所以这位校长对个家庭的子弟特别关心,管教得很严。斯维德伯格的几个哥哥的学习成绩已经不算好的了,但斯维德伯格的成绩比他们还要差,几乎门门都只勉强及格。校长恨铁不成钢,有一天当着众多同学的面,指着斯维德伯格的父亲开的造纸厂,毫不顾情面地痛斥他说:“瞧着,二十年后这个纸厂就要倒闭在你的手里!”这时,他低垂着头,涨红了脸,心里愤恨极了。第二天,他再也不愿意见这个校长的面,悄悄地转到了斯德哥尔摩去读书了。和斯维德伯格有着亲戚关系的校长为此事感到后悔莫及,他经常注意着有关斯维德伯格的消息。

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