米 學(xué) 理(1794?1863)
同晶定律的發(fā)現(xiàn)者 艾哈德?米學(xué)理,德國(guó)十九世紀(jì)上半期的著名化學(xué)家,他因發(fā)現(xiàn)了同晶定律而躋身于當(dāng)時(shí)最著名的科學(xué)家行列之中。 想當(dāng)一名旅行家 艾哈德的父親是一位學(xué)識(shí)淵博的牧師,他給予了艾哈德良好的影響。艾哈德經(jīng)常聽(tīng)父親講述那些遙遠(yuǎn)國(guó)家的故事,講述各個(gè)民族的奇異風(fēng)俗和信仰。這使他從小就渴望能做一次不 平凡的旅行。
他感到特別神秘的是波斯。他常常在想象中描繪那些建筑宏偉的宮廷,歷史老師講述的古老故事吸引著他。
“孩子,古代典籍里有著更令人驚奇的故事呢!”老師告訴他,“不過(guò),要想了解它們,就得先掌握記載這些故事的文字才行!
艾哈德下決心學(xué)會(huì)波斯文,他的叔叔是一位語(yǔ)言學(xué)家,在艾哈德的肯求下,叔叔給他介紹了一位波斯文大師。
在這位大師的教導(dǎo)下,艾哈德只用兩年時(shí)間就掌握了波斯文,F(xiàn)在,他可以實(shí)現(xiàn)宿愿了?墒,要到波斯去,必須得有錢(qián)才行。他的父親是個(gè)窮牧師,根本無(wú)法給他籌借款子。
艾哈德決心到巴黎去闖闖,他幻想著法國(guó)政府能派他做駐波斯大使館的翻譯。 1813年,他來(lái)到了巴黎。但是事實(shí)和他的幻想有天壤之別,他四處碰壁,不得不重返德國(guó)。
1814年夏天,艾哈德到葛廷根他的叔叔家尋求幫助。
“我們的旅行家到底還是回來(lái)了!碑(dāng)教授的叔叔略帶諷刺地說(shuō),“講講吧,艾哈德,法國(guó)有什么新鮮玩藝?”
艾哈德低頭不吭氣。過(guò)了一會(huì)兒才說(shuō):“叔叔,你知道,我為什么去巴黎嗎?”
“知道,完全是孩子氣的胡思亂想。這也難怪,年輕人嘛,還不滿(mǎn)腦子幻想?常言道,浪費(fèi)青春嘛!”
叔叔不能理解他,艾哈德感到很難過(guò)。
“務(wù)實(shí)點(diǎn)吧,艾哈德。我校圖書(shū)館有一批波斯文典籍,寫(xiě)的是占里迪和契丹人的歷史。你去研究它們吧。希望你能從中找到供給你寫(xiě)出第一篇學(xué)術(shù)論文的充分材料!
“謝謝您,叔叔,我一定不會(huì)讓您失望!
他開(kāi)始埋頭鉆研波斯文典籍,但仍然向往著旅行。 迷上化學(xué) 米學(xué)理用了一年時(shí)間,寫(xiě)出了一篇論述古里迪(阿富汗王朝)和契丹人歷史的論文。但是,這第一個(gè)成就并沒(méi)有使他得到多大的安慰。
“無(wú)論如何我也要達(dá)到目的!彼几吨,“我沒(méi)有錢(qián),但我年輕,應(yīng)該去掙錢(qián)!泵讓W(xué)理選擇了當(dāng)醫(yī)生的道路。他開(kāi)始學(xué)醫(yī),以他特有的頑強(qiáng)精神實(shí)現(xiàn)他的新計(jì)劃。學(xué)醫(yī)必須學(xué)化學(xué)和其它課程。這些課程使他產(chǎn)生了濃厚的興趣。
使他感到特別奇妙的是結(jié)晶過(guò)程。他在做無(wú)機(jī)化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí),常常制取溶液。過(guò)了一段時(shí)間,這些溶液就出現(xiàn)結(jié)晶:杯底產(chǎn)生異常美麗的晶體,和自然生成的完全一樣。每種物質(zhì)的結(jié)晶都是獨(dú)具特色的,但是,同一物質(zhì)的晶體卻像兩滴水似的一模一樣。
這里面也包藏著奧秘!米學(xué)理被這些現(xiàn)象迷住了,幾乎把原來(lái)打算的波斯之行丟在腦后了。他完全放棄了醫(yī)學(xué)課,因?yàn)樗緛?lái)就對(duì)當(dāng)醫(yī)生愛(ài)好不大,他想當(dāng)醫(yī)生只不過(guò)是為了旅行賺錢(qián)。而現(xiàn)在,化學(xué)對(duì)于米學(xué)理更加重要。
米學(xué)理像從前學(xué)習(xí)波斯文那樣,孜孜不倦地學(xué)起化學(xué)來(lái)了。兩年時(shí)間,他就掌握了化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí),能夠獨(dú)立進(jìn)行研究了。
最初,他做的是十分簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn),因?yàn)椋?dāng)時(shí)葛廷根大學(xué)沒(méi)有高水平的化學(xué)家能勝任指導(dǎo)他的工作。當(dāng)時(shí),德國(guó)化學(xué)家中的佼佼者,是柏林大學(xué)教授馬丁?克拉普羅特。米學(xué)理決定到柏林去,投在他的門(mén)下。
但是不巧,1817年克拉普羅特去世了。沒(méi)有別的辦法,米學(xué)理只好繼續(xù)自學(xué)。 到柏林去 米學(xué)理閱讀了大量書(shū)籍,已經(jīng)具備了豐富的化學(xué)知識(shí)。于是,他想到柏林大學(xué)去,看能不能謀求到授課的職位。
實(shí)驗(yàn)室主任林克接待了他。
“我能期望得到機(jī)會(huì)來(lái)授課嗎?”米學(xué)理問(wèn)他。
“期望是可以的!绷挚舜鸬,“不過(guò),現(xiàn)在我無(wú)法具體答復(fù)您,因?yàn)槲覍?duì)您根本不了解!
一陣難堪的沉默。米學(xué)理暗怪自己不該魯莽從事,事先應(yīng)該和叔叔商量一下。
“我說(shuō),米學(xué)理先生,”林克打破沉默,“您可以留在這里,在大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里工作。不久前我們這兒來(lái)了一位叫亨利?羅茲的青年化學(xué)家。希望你們倆一起工作,彼此都能有所收獲!
米學(xué)理答應(yīng)了,在大學(xué)實(shí)驗(yàn)室里,他可以從事研究。
他和羅茲成了很好的朋友,他們互相探討共同研究。
大學(xué)的圖書(shū)館藏書(shū)豐富,米學(xué)理每天都盡情地瀏覽閱讀著,了解到法國(guó)的蓋?呂薩克,英國(guó)的戴維和法拉第,瑞典的貝采利烏斯當(dāng)時(shí)研究的主要課題;瘜W(xué)界有多少新的發(fā)現(xiàn)啊!然而也還有多少空白啊!
米學(xué)理發(fā)現(xiàn)貝采利烏斯的一篇論文中有關(guān)磷酸、亞磷酸、砷酸和亞砷酸組成的資料不太可信!盀槭裁床话堰@些資料檢驗(yàn)一下呢?”米學(xué)理默想著,“驗(yàn)證一下這位大科學(xué)家得出的結(jié)果,一方面可消除我心中的懷疑,一方面也可以學(xué)習(xí)掌握實(shí)驗(yàn)技術(shù)!
米學(xué)理著手研究磷酸、砷酸、磷和砷的氧化物,實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明貝采利烏斯的理論是正確的,但他也從中發(fā)現(xiàn)了一種新方法:在磷化合物中毒時(shí)測(cè)定磷元素。 “發(fā)了瘋了” 隨著時(shí)間的推移,米學(xué)理成為一位實(shí)驗(yàn)大師了,即使最復(fù)雜的分析測(cè)定,他做起來(lái)也輕而易舉。
他著手研究了鹽的結(jié)晶問(wèn)題,結(jié)果使他拿不定主意。于是,他和羅茲探討起來(lái)。
“你看看這些晶體,”米學(xué)理拿著兩個(gè)小瓶,里面盛著無(wú)色晶體,“你認(rèn)為它們一樣嗎?”
“完全一樣。這是什么物質(zhì)的結(jié)晶?”
“這不是一種物質(zhì)的結(jié)晶!
“什么?”羅茲感到很奇怪。
“問(wèn)題就在這里,這個(gè)瓶里是磷酸鈉,那個(gè)瓶里是砷酸鈉,你能看得出差別嗎?”
“奇怪!”羅茲叫起來(lái)了,“我看不出它們有什么不同!
米學(xué)理又拿出兩個(gè)小瓶:“你瞧,這兒是酸式亞砷酸鈉和酸式亞磷酸鈉的結(jié)晶,它們彼此也一樣,我認(rèn)為,我就要取得一項(xiàng)新發(fā)現(xiàn):組成相似的晶體具有相同的晶形!
“這么說(shuō),也許你已經(jīng)搞出一個(gè)定律來(lái)了!
“談這個(gè)還為時(shí)過(guò)早。我僅僅是對(duì)晶體的規(guī)則形狀感到驚奇,要證明砷酸鈉結(jié)晶與磷酸鈉結(jié)晶在形狀上相同,必須測(cè)出它們的晶系,并算出它們的結(jié)晶常數(shù)!
“這我可幫不了你!
米學(xué)理開(kāi)始鉆研結(jié)晶學(xué),晶體對(duì)稱(chēng)規(guī)律、晶角恒定律、一些復(fù)雜的晶體??這一切都使他特別著迷。
米學(xué)理整天在實(shí)驗(yàn)室里專(zhuān)心致志地工作。有時(shí),他急于求成,巴不得快些把定律找出來(lái)?墒,科學(xué)來(lái)不得半點(diǎn)急躁,于是,米學(xué)理又對(duì)結(jié)晶鹽的結(jié)晶數(shù)據(jù)反復(fù)進(jìn)行測(cè)量。在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,米學(xué)理確信,砷酸鈉結(jié)晶和磷酸鈉結(jié)晶不僅相似,而且相同。
這一發(fā)現(xiàn)使米學(xué)理的心情久久不能平靜。只要證明其它物質(zhì),尤其是天然晶體也具有這種性質(zhì),一條新定律就會(huì)誕生。
一天晚上,米學(xué)理久久不能入睡,他穿上衣服,去找羅茲。
敲門(mén)聲驚醒了羅茲的母親,她睡眼惺松地開(kāi)了門(mén):“是您呀,米學(xué)理先生!
“我找亨利談?wù)勗?huà)!泵讓W(xué)理向她道歉后快步走向羅茲的房間。
“這些做學(xué)問(wèn)的人,連好好的安生覺(jué)都不會(huì)睡。”羅茲的母親嘟囔了一句。
“學(xué)校收集的礦物標(biāo)本里,有很多具有相似組成的礦石!绷_茲向他的朋友說(shuō)道。
“你認(rèn)為怎么樣,我可以利用這些標(biāo)本嗎?我想測(cè)量一下它們的結(jié)晶學(xué)數(shù)據(jù)!
“我看可以,明天咱們跟教授談?wù)!?br>“我可等不到明天,咱們現(xiàn)在就到實(shí)驗(yàn)室去!
“現(xiàn)在?艾哈德,你瘋了嗎?現(xiàn)在是深更半夜!”
他們最終還是“發(fā)了瘋”的去了實(shí)驗(yàn)室。
米學(xué)理在很短的時(shí)間內(nèi)就查明,天然晶體也具有相同的性質(zhì)。 克拉普羅特的接班人 米學(xué)理繼續(xù)進(jìn)行研究,以便取得更充足的實(shí)際材料。
時(shí)值盛夏,八月的太陽(yáng)炎熱灼人,連學(xué)校厚厚的墻壁也擋不住酷熱,米學(xué)理不顧這些,堅(jiān)持在實(shí)驗(yàn)室里埋頭苦干,連林克進(jìn)來(lái)都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)。
“這是實(shí)驗(yàn)室,請(qǐng)教授參觀(guān)!
林克的說(shuō)話(huà)聲驚動(dòng)了米學(xué)理,他抬起頭來(lái),看見(jiàn)林克陪著一位衣冠楚楚的中年男子,林克也發(fā)現(xiàn)了米學(xué)理。
“原來(lái)您在這里呀,我來(lái)介紹一下,這位是貝采利烏斯教授!
原來(lái)這男子就是瑞典最負(fù)盛名的化學(xué)家貝采利烏斯。
他們很快就無(wú)拘無(wú)束地交談起來(lái)。米學(xué)理同他談起了自己的發(fā)現(xiàn)。
貝采利烏斯把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)仔細(xì)審視了一遍,激動(dòng)地說(shuō):“米學(xué)理先生,您發(fā)現(xiàn)了一個(gè)迄今為止人們尚不知道的現(xiàn)象,這個(gè)規(guī)律非常重要。您準(zhǔn)備如何給它命名呢?”
“我還未考慮這一點(diǎn)”米學(xué)理說(shuō)。
“您該給這種現(xiàn)象找個(gè)合適的名稱(chēng)!必惒衫麨跛顾妓髦!本w的晶形相同……‘相同’這個(gè)詞通常用詞冠‘同’(iso)來(lái)表示……”
“同晶現(xiàn)象(isomorphism)行嗎?”米學(xué)理躊躇地說(shuō)道。
“好極了!同晶現(xiàn)象!
第二天,德國(guó)文化部部長(zhǎng)阿登施坦因會(huì)見(jiàn)貝采利烏斯時(shí),向他提出,自從克拉普羅特教授去世后,柏林大學(xué)化學(xué)教研室的領(lǐng)導(dǎo)職位一空直缺著,問(wèn)貝采利烏斯先生能不能推薦一個(gè)接替者。
“部長(zhǎng)先生,貴國(guó)已有這樣的人才了!
“哦?”阿登施坦因感到莫名其妙。
貝采利烏斯接著說(shuō)“艾哈德?米學(xué)理先生是一位才氣橫溢的青年化學(xué)家。他發(fā)現(xiàn)了一條非常重要的定律??同晶定律,把他送到斯德哥爾摩去吧。在我那兒進(jìn)修一年, 他就可以繼任克拉普羅特的空缺了!
由于貝采利烏斯的建議,1820年春天,米學(xué)理同亨利?羅茲一起來(lái)到斯德哥爾摩進(jìn)修。 再接再勵(lì) 1821年11月,米學(xué)理回到柏林,擔(dān)任了大學(xué)實(shí)驗(yàn)室的職務(wù),成為兼任教授,同時(shí),還當(dāng)選為柏林科學(xué)院院士。
米學(xué)理一邊授課,一邊繼續(xù)研究晶體。
他對(duì)測(cè)量晶體數(shù)據(jù)的測(cè)角計(jì)不滿(mǎn)意,因?yàn)檎`差太大。他親自設(shè)計(jì)了一個(gè)新的測(cè)角計(jì)。 1823年夏天制成,米學(xué)理立即著手實(shí)驗(yàn)。
但測(cè)量結(jié)果是大失所望的。早晨測(cè)量的結(jié)果同午后測(cè)量的相差很大。
測(cè)角計(jì)的靈敏度是夠高的了。不應(yīng)該造成這樣的誤差。米學(xué)理苦苦思索著!懊魈煸僮鲆淮螠y(cè)量!
第二天的測(cè)量結(jié)果和頭一天完全相同。
“真令人費(fèi)解!泵讓W(xué)理收拾起寫(xiě)滿(mǎn)數(shù)字的紙頁(yè),仔細(xì)審視著,奇怪呀,昨天早晨和今天早晨的數(shù)字一模一樣。昨天午后和今天午后的數(shù)字一模一樣。這是什么原因呢?
米學(xué)理明白了:“溫度!是溫度的關(guān)系!午后溫度升高,所以晶體膨脹?墒,角度為什么變了呢?如果膨脹是對(duì)稱(chēng)的。角度理應(yīng)不變才是啊!
為了解釋在溫度作用下晶面之間角度發(fā)生變化的原因,必須對(duì)晶體的熱膨脹進(jìn)行認(rèn)真的研究,當(dāng)時(shí),研究物體熱膨脹方面首屈一指的專(zhuān)家是法國(guó)的皮埃爾?路易?杜隆。
1823年冬,米學(xué)理到了巴黎。按照杜隆提供的方法測(cè)量。他得出一個(gè)新的發(fā)現(xiàn):方解石晶體具有一種奇特的性質(zhì),加熱時(shí)它順著結(jié)晶軸膨脹,但在與結(jié)晶軸垂直的方向上反而縮小了。就像一塊軟糖,拽長(zhǎng)以后它就變瘦了一樣。
“這不可能。”杜隆聽(tīng)了他的說(shuō)法后斷然否定!耙磺形矬w遇熱膨脹!
“方解石也是膨脹的”米學(xué)理答道,“100℃時(shí)其體積膨脹0.00196l,不過(guò),它并不是均勻地向各方面膨脹罷了!
“其它礦物您測(cè)量過(guò)沒(méi)有”?
“白云石和菱鎂礦也是一樣!
晶體這一現(xiàn)象被稱(chēng)為各向異性現(xiàn)象。米學(xué)理用了一年多的時(shí)間來(lái)研究這一現(xiàn)象,他又另外作出了新發(fā)現(xiàn):物質(zhì)具有雙晶現(xiàn)象,即一種物質(zhì)可以形成兩種或兩種以上的不同形狀的晶體。米學(xué)理研究出導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是溫度。這種現(xiàn)象現(xiàn)在人們叫做同質(zhì)多晶現(xiàn)象。 離不開(kāi)實(shí)驗(yàn)室 米學(xué)理在生命的后半期,主要研究了火山的性質(zhì)和有關(guān)火山的各種自然過(guò)程。在假期里他常常到火山爆發(fā)地去進(jìn)行考察。
根據(jù)考察結(jié)果,米學(xué)理闡述了火山起源、爆發(fā)以及礦源形成的完整理論。
1861年夏天,他做了最后一次考察,9月回到柏林。他患了重病,不得不暫時(shí)停止實(shí)驗(yàn)和講課。
“米學(xué)理教授,您必須充分靜養(yǎng)”,醫(yī)生勸他道,“到離柏林遠(yuǎn)一點(diǎn)地方去吧。離學(xué)校近,您就總想到實(shí)驗(yàn)室去!
米學(xué)理聽(tīng)從了醫(yī)生的勸告,到了女兒家。女兒家在波恩郊區(qū)。
由于女兒的殷勤服侍,加上空氣新鮮,環(huán)境安靜。這位科學(xué)家很快便恢復(fù)了精神。
“我要回柏林去!庇幸惶,米學(xué)理對(duì)女兒說(shuō)道,“快到10月了,學(xué)生們等著我去上課呢?”
“父親,不行啊!您的病剛好,我看您別工作了,就在這兒安心靜養(yǎng)吧!
“安心靜養(yǎng)!這會(huì)把我毀了的。離開(kāi)學(xué)校和實(shí)驗(yàn)室,我是活不下去的!
1862年秋天,米學(xué)理又開(kāi)始上課,但到12月中旬,由于心臟承受不住過(guò)重的負(fù)擔(dān),他就臥床不起了。
1863年夏天,這位化學(xué)家逝世了。
本文來(lái)自:逍遙右腦記憶 http://www.yy-art.cn/chuzhong/725931.html
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