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第8章 氮分析法的建立(1)

德国有位李比希,瑞典有位贝采里乌斯。若在法国寻找这样的化学家,首先就要提到杜马的名字。从化学界的功绩、声望和经历上看,杜马和这两个人都非常相似。特别是和李比希,甚至在两三个微妙的遭遇上都是相似的。

杜马(Jean Baptiste AndréDumas)是法国南部卡尔州的阿莱人。他和维杜马勒出生在同年同月,诞生于1800年7月14日。他比维勒晚逝世两年,殁于1884年4月11日。父亲是市镇的一名文书。杜马在受过初等教育之后,曾有志加入海军,但因未获准而未能实现。后来在市镇的药店当学徒。在这里我们看到了同李比希遭遇相似的第一个例子。当然不只是李比希,在药店当学徒出身的著名化学家是有很多的。维勒也是其中的一个。英国的戴维也是如此。据此也可以大致地推断出当时的化学界状况是如何了。因为杜马生来就具有科学的兴趣和才能,对药店的许多工作也都很喜欢。然而,由于他的志向远大,觉得在这里终究难以施展才能。于是在16岁时就独自一人离开故乡,徒步向东北跋涉200英里,奔赴瑞士的日内瓦去投奔熟人,被介绍到一个药品研究所工作。此后,听过物理学界的皮克泰(M.A.Pictet.1752—1825年),植物学界的德·康多尔(A.P.de Candolle,1778—1841年)和化学界的德·拉·里夫(G.de la Rive)等人的讲课。到研究所后杜马的才华立刻显露出锋芒,受到了老师和高年级同学的赏识,给他以特别的指导,从而不断地取得了研究成果。他研究的范围很广泛,涉及到草药、医学、生理学、化学和热学以及其他方面。

他22岁时离开日内瓦去巴黎,一跃而进入科学界的先进行列。论学识,学识渊博;论成果,硕果累累,声誉逐年提高,终于成为法国化学界,甚至欧洲化学界屈指可数的显赫人物之一。

刚到巴黎时,他担任了高等工业学校及其他学校的编外讲师、教授等职务。1832年继盖·吕萨克之后,任巴黎大学的教授,当时只32岁。在这之前,他早已是法国科学院的院士。后来,在1848年的二月革命之后不久,又被选为宪法制定议会的议员,并任教育会议副会长及农商务部长等要职。在拿破仑三世帝国成立时,又被推举为参议院议员、巴黎市议会议员、市议会议长,以及造币局长官等职。这大概是由于当时要治理混乱的社会,需要杜马的学识和才能的缘故。实际上杜马也是完全能够胜任的。在与上层政治无关的领域,如教育制度、劳动问题、贸易问题、土木卫生事业、城市规划和货币制度等各方面,杜马都显示了独特的才能,取得了十分显著的效果。

在以自己的学识和才能来诚心为社会服务方面,杜马也是和李比希很相似的。这样做的结果使他的学术研究生活不幸受到了影响,以至到了晚年时深为感叹。在这一点上两人也是相似的。

李比希是德国最早的化学教育家,同样,杜马则是法国最早的化学教育家。1832年以来,杜马曾为学生自费建设了化学实验所。他为此克服了许多困难。一些知名的化学家,如斯达司和路布兰等就是从这里培养出来的。

在杜马的事迹中,最引人注目的是在有机化学上的成果,其中关于取代学说和类型学说前面已有叙述。这里要补充说的是,有一天夜晚在杜伊勒里王宫举行音乐会的时候,大厅里出现了一种不寻常的臭气,使在场的显贵的先生和女士们感到难以忍受。当时人们断定臭气是来自于那些把全场照耀得明亮辉煌的精制蜡烛。这时恰巧杜马的岳父也在座,就被委托来调查其中的原因。后来这项任务又转托给杜马承担了。杜马断定那种臭味无疑是氯化氢的味道。那么蜡烛燃烧时为什么会产生氯化氢呢?这些蜡烛虽然经过氯的漂白,然而也不会有多少残留的氯,但是在燃烧时却放出了很浓的臭气。他终于查明,氯并不是被吸收,而是取代了蜡烛中的氢,并以化合状态存在于蜡烛之中。像氯这样的电负性的原子,居然能够取代氢这样的电正性的原子,的确是出人意料的。随后杜马就以此为出发点提出了取代理论,进而又引出了类型学说,有力地促进了有机化学的发展。

这使人们回忆起1808年发生的一段往事。在秋末的一天傍晚,巴黎的年轻物理学家马留斯(E.L.Malus,1775—1812年)正靠在实验室的窗前,眺望着卢森堡宫殿窗户所闪耀的红彤彤的夕阳光辉。这时,他手里正拿着一块方解石的晶体,无意中想用这个晶体来观看一下玻璃上太阳的影像。他立即惊叫了起来。原来他看到了两个太阳的影像。而当晶体改变某种位置时,双像之一就消失了。他发现的这个奇异现象就是反射光的偏振现象。从卢森堡宫殿的闪耀着夕阳光辉的窗户上所发现的这一重要光学事实,同在从杜伊勒里宫晚会上蜡烛燃烧放出的刺激气体中所暗示的重要有机化学事实联系起来,恰好成为自然科学史上的一对相互映照的佳话。

杜马对有机化学的贡献不单是提出了取代理论,而且还主张用以太林基(C2H4)的存在来支持基团理论;他还研究了木精的组成,并把它命名为甲醇;发现了醇类及脂肪酸类的同系列;还提出了测定有机化合物中含氮量的“杜马定氮法”等等,这些都是学习有机化学的学生所知道的。

除有机化学之外,在生理化学方面,还有关于脂肪形成的研究和发酵的研究。在其他方面有杜马的蒸气密度测定法、碳原子量的测定、空气的组成和氧及氮的密度的测定。对于许多元素的原子量间的关系也做过一些重要而有趣的考察。

此外,他还从事编辑《化学和物理学》杂志长达44年之久。他在创建法国学术奖励协会等工作方面的功绩也是不能忘却的。

在对杜马传略的叙述即将结束的时候,这里想再介绍一个决定了他一生方向、值得纪念的小故事。

这是杜马在日内瓦度过愉快、安静的学习生活中所发生的事,时年22岁。杜马说:“有一天,我正在书房描绘显微镜中的图像,这时似乎听到有人走上楼来,并在门前站住,轻轻地敲着门。我一边画着,一边说:‘请进!’我回头一看,不禁令人一惊。进来的是位很奇怪的先生。蓝上衣镶着金扣子,白背心,棉布短裤和长筒靴,全都是不合乎时代的装束。本来从相貌上看是位中老年人,然而目光却炯炯有神,像年轻人一样热情洋溢。他满面笑容地走上前说:‘您是杜马先生吗?’我说:‘是!我这个样子请您原谅。为了工作方便而穿了件很随便的衣服。’他有礼貌地说:‘不,请不要客气!我是洪堡。这次来日内瓦,如果见不到您,会是很遗憾的。’我听后很吃惊,急忙更换上衣,重新表示了歉意。室内只有一把椅子,我敬劝客人就座。我坐到了窗台上。洪堡男爵是最近读了我和朋友一起发表的关于血液的论文后,特意来看标本的。”

“‘我是去参加佛罗那的会议,途中路过日内瓦,打算稍做逗留,看望一些老朋友,结识一些新朋友,特别希望结识那些想要做些研究工作的青年……怎么样?您做我的秘书可以吗?每天可得从早到晚在外面跑。’我欣然接受了这个任务。一种意料之外的无限喜悦像潮水一样涌上心头。从那以后,我每天除了外出访问的时间,几乎终日跟随在洪堡男爵身边。他非常健谈,话题从这飞到那。而我总是沉默不语,洗耳恭听,感到深受教益。当然,就我来说,当听到盖·吕萨克、阿拉格、泰纳尔、居维叶和巴黎的其他著名科学家的名字时,敬佩之情油然而生,甚为感动。这是先生在周游世界之后所忆起的种种往事。从旅游到登山,当然还有关于科学的讨论。一谈到科学,先生就滔滔不绝地谈到天文、物理、化学、博物学等等——不是会话,而是独言自语。但是由于声音较低,并缺乏抑扬顿挫而未能留下深刻印象。只是有时无意识地说些笑话,即使是声音不太吸引人,但若注意观察他的神态,也可以从他的眼睛里完全了解到他内心的愉快活动。”

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