電離學(xué)說的創(chuàng)立者阿累尼烏斯
阿累尼烏斯從小聰明出眾，3歲的時(shí)候就能認(rèn)字。哥哥約翰寫作業(yè)時(shí)，他經(jīng)常在旁邊仔細(xì)地看著。他憑著個(gè)人特有的天賦，從算術(shù)書上看懂了一些簡(jiǎn)單的算法。6歲那年他竟然能夠坐在父親的身邊，協(xié)助父親算起帳來。小學(xué)里的課程，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了他的求知欲望，他要求父親早日把他送進(jìn)中學(xué)。在烏普薩拉城一所教會(huì)辦的中學(xué)里，阿累尼烏斯對(duì)數(shù)學(xué)、物理、生物和化學(xué)產(chǎn)生了特殊的興趣，成績(jī)優(yōu)異。 1876年， 17歲的阿累尼烏斯中學(xué)畢業(yè)，考取了烏普薩拉大學(xué)。他最喜歡選讀數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等理科課程，只用兩年他就通過了學(xué)士學(xué)位的考試。1878年開始專門攻讀物理學(xué)的博士學(xué)位。他的導(dǎo)師塔倫教授（T.R.Thalen）是一位光譜分析專家。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，阿累尼烏斯學(xué)習(xí)了光譜分析。但他認(rèn)為，作為一個(gè)物理學(xué)家還應(yīng)該掌握與物理有關(guān)的其它各科知識(shí)。因此，他常常去聽一些教授們講授的數(shù)學(xué)與化學(xué)課程。漸漸地，他對(duì)電學(xué)產(chǎn)生的濃厚興趣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了對(duì)光譜分析的研究，他確信“電的能量是無窮無盡的”，他熱衷于研究電流現(xiàn)象和導(dǎo)電性。這引起了導(dǎo)師塔倫教授的不滿，他要求阿累尼烏斯要?jiǎng)?wù)正業(yè)，多研究一些與光譜分析有關(guān)的課題。俗話說，“人各有志，不可強(qiáng)留”。目標(biāo)不同，使阿累尼烏斯只好告別這位導(dǎo)師�！ �1881年，他來到了首都斯德哥爾摩以求深造。在瑞典科學(xué)院物理學(xué)家埃德倫德（E.Edlund）教授的指導(dǎo)下，進(jìn)行電學(xué)方面的研究。不久，阿累尼烏斯就成了埃德倫德教授的得力助手。每當(dāng)教授講課時(shí)，他就協(xié)助導(dǎo)師進(jìn)行復(fù)雜的實(shí)驗(yàn)，在從事科學(xué)研究時(shí)，他就配合教授進(jìn)行某些測(cè)量工作。因此，他的才干很得教授的賞識(shí)。幾乎所有的空閑時(shí)間，他部在埋頭從事自己的獨(dú)立研究，在電學(xué)領(lǐng)域中，他對(duì)把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵睾苡醒芯颗d趣。 年輕的阿累尼烏斯刻昔鉆研，具有很強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰ΓL(zhǎng)期的實(shí)驗(yàn)室工作，養(yǎng)成了他對(duì)任何問題都一絲不茍、追根究底的鉆研習(xí)慣。因而他對(duì)所研究的課題，往往都能提出一些具有重大意義的假說，創(chuàng)立新穎獨(dú)特的理論。他發(fā)現(xiàn)在電池中，除了由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能外，還存在一些引起電極極化的因素，而這會(huì)降低電流回路的電壓。于是，他著手研究能夠減少甚至防止發(fā)生極化作用的添加物。他堅(jiān)持反復(fù)實(shí)驗(yàn)，終于明白極化效應(yīng)取決于添加物——去極劑的數(shù)量。電離理論的創(chuàng)建，是阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域最重要的貢獻(xiàn)�！ ≡�19世紀(jì)上半葉，已經(jīng)有人提出了電解質(zhì)在溶液中產(chǎn)生離子的觀點(diǎn)，但在校長(zhǎng)時(shí)期內(nèi)，科學(xué)界普遍贊同法拉第的觀點(diǎn)，認(rèn)為溶液中“離于是在電流的作用下產(chǎn)生的”。阿累尼烏斯在研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性時(shí)發(fā)現(xiàn)，濃度影響著許多稀溶液的導(dǎo)電性。阿累尼烏斯對(duì)這一發(fā)現(xiàn)非常感興趣，特地向?qū)熣?qǐng)教，埃德倫德教授很欣賞他的敏銳的觀察能力，為他指出了進(jìn)一步做好實(shí)驗(yàn)、深入探索是關(guān)鍵所在。阿累尼烏斯在實(shí)驗(yàn)中對(duì)教授設(shè)計(jì)的儀器做了大膽的改進(jìn)，幾個(gè)月的時(shí)間過去了，他得到了一大堆實(shí)驗(yàn)測(cè)量的結(jié)果。處理、計(jì)算這些結(jié)果又用去了好長(zhǎng)時(shí)間。此間他又發(fā)現(xiàn)了一些更有趣的事實(shí)。例如，氣態(tài)的氨是根本不導(dǎo)電的，但氨的水溶液卻能導(dǎo)電，而且溶液越稀導(dǎo)電性越好。大量的實(shí)驗(yàn)事實(shí)表明，氫鹵酸溶液也有類似的情況。多少個(gè)不眠之夜過去了，阿累尼烏斯緊緊地抓住稀溶液的導(dǎo)電問題不放。他的獨(dú)到之處就是，把電導(dǎo)率這一電學(xué)屬性，始終同溶液的化學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來，力圖以化學(xué)觀點(diǎn)來說明溶液的電學(xué)性質(zhì)。1883年5月，他終于形成了電離理論的基本觀點(diǎn)。他認(rèn)為，當(dāng)溶液稀釋時(shí)，由于水的作用，它的導(dǎo)電性增加，為什么呢？他指出：“要解釋電解質(zhì)水溶液在稀釋時(shí)導(dǎo)電性的增強(qiáng)，必須假定電解質(zhì)在洛液中具有兩種不同的形態(tài)，非活性的一分子形態(tài)，活性的——離子形態(tài)。實(shí)際上，稀釋時(shí)電解質(zhì)的部分分子就分解為離于，這是活性的形態(tài)；而另一部分則不變，這是非活性的形態(tài)……”他又說：“當(dāng)溶液稀釋時(shí)，活性形態(tài)的數(shù)量增加，所以溶液導(dǎo)電性增強(qiáng)”。偉大的發(fā)現(xiàn)！阿累尼烏斯的這些想法，終于突破了法拉第的傳統(tǒng)觀念，提出了電解質(zhì)自動(dòng)電離的新觀點(diǎn)。為了從理論上概括和闡明自己的研究成果和新的創(chuàng)見，他寫成了二篇論文。第一篇是敘述和總結(jié)實(shí)驗(yàn)測(cè)量和計(jì)算的結(jié)果。題為“電解質(zhì)的電導(dǎo)率研究”，第二篇是在實(shí)驗(yàn)結(jié)果的基礎(chǔ)上，對(duì)于水溶液中物質(zhì)形態(tài)的理論總結(jié)，題名為：“電解質(zhì)的化學(xué)理論”，專門闡述電離理論的基本思想。阿累尼烏斯把這兩篇論文，送到瑞典科學(xué)院請(qǐng)求專家們審議。1883年6月6日經(jīng)過斯德哥爾摩的瑞典科學(xué)院討論后，被推薦予以發(fā)表，刊登在1884年初出版的《皇家科學(xué)院論著》雜志的第十一期上�！ �1883年底，當(dāng)阿累尼烏斯收到上述雜志關(guān)于這兩篇論文的校樣后，他又產(chǎn)生了一個(gè)想法。他把其中的主要內(nèi)容集中起來，寫成《電解質(zhì)的導(dǎo)電性研究》作為學(xué)位論文送交烏普薩拉大學(xué)。該校學(xué)術(shù)委員會(huì)接受了他的申請(qǐng)，決定在1884年5月進(jìn)行公開的論文答辯。答辯會(huì)爭(zhēng)論得非常激烈。阿累尼烏斯以大量無可辯駁的實(shí)驗(yàn)事實(shí)，說明電解質(zhì)在水中的離解，精辟地闡述了自己的新見解，受到多數(shù)委員和與會(huì)者的贊許。但是，阿累尼烏斯的導(dǎo)師塔倫教授表示，他對(duì)實(shí)驗(yàn)事實(shí)無任何異議，只是對(duì)電解質(zhì)在水溶液中自動(dòng)電離的觀點(diǎn)不能理解。另一位導(dǎo)師克萊夫教授則提出，他對(duì)阿累尼烏斯的實(shí)驗(yàn)事實(shí)持懷疑態(tài)度，認(rèn)為電解質(zhì)在水溶液中自動(dòng)電離的觀點(diǎn)是十分荒唐的。阿累尼烏斯反復(fù)列舉出大量實(shí)驗(yàn)事實(shí)來支持自己的觀點(diǎn)，他引證了早在1857年德國(guó)科學(xué)家魯?shù)婪?middot;克勞晉斯提出的電解質(zhì)在水溶液中不用通過電流就會(huì)產(chǎn)生離子的假設(shè)，也引用了德國(guó)化學(xué)家奧斯特瓦爾德的研究成果來為自己的觀點(diǎn)辯解。但最后，由于委員會(huì)支持教授們的意見，阿累尼烏斯的答辯成績(jī)只得了3分�！ ∫粓�(chǎng)激烈的辯論過去了，阿累尼烏斯并未因成績(jī)不佳而灰心。相反，他堅(jiān)信自己的觀點(diǎn)是正確的。為了尋求更加廣泛而公正的評(píng)價(jià)，答辯后第二夭，他就把自己的論文分別寄給了歐洲的一些著名科學(xué)家。不久，他收到了來自波恩的克勞晉斯的復(fù)信。住在杜賓根的L.邁爾，長(zhǎng)居俄國(guó)里加的W.奧斯特瓦爾德，以及荷蘭的青年化學(xué)家范霍夫也都先后給他寫來了評(píng)價(jià)很高的支持信件。其中，奧斯特瓦爾德對(duì)阿累尼烏斯的工作表現(xiàn)出特殊的興趣。他不僅充分肯定了這位青年人的實(shí)驗(yàn)成果，而且信中還提出了許多有關(guān)研究酸的催化作用的問題，建議同他一起研討共同感興趣的課題。這封信成了他們后來長(zhǎng)期合作的開端。1884年8月、奧斯特瓦爾德專程來到鳥普薩拉會(huì)見這位青年學(xué)者。共同的志趣，相同的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，使他們結(jié)下了深厚的友誼。奧斯特瓦爾德肯定阿累尼烏斯的電離學(xué)說新觀點(diǎn)，從理論上說明了酸起催化作用的根本原因。一位歐洲著名學(xué)者的來訪，轟動(dòng)了暑假中寧靜的烏普薩拉大學(xué)的校園�？巳R夫等么些教授，對(duì)阿累尼烏斯受到如此特別器重，都感到十分驚奇。在國(guó)內(nèi)，斯德哥爾摩的埃德倫德教授、彼得松教授等少數(shù)知名科學(xué)家也表示支持阿累尼烏斯的新見解。大學(xué)當(dāng)局決定，再次為阿累尼烏斯舉行論文答辯：當(dāng)年冬天的這次答辯進(jìn)行得異常順利，論文被通過。不久，阿累尼烏斯被任命為物理化學(xué)副教授。只有固執(zhí)的克萊夫教授及其支持者們，仍然拼命地反對(duì)新生的電離理論。因此，阿累尼烏斯只好離開烏普薩拉城，重新回到斯德哥爾摩在埃德倫德教授的領(lǐng)導(dǎo)下工作。在那里，他繼續(xù)深入研究電解質(zhì)的導(dǎo)電性�！ “５聜惖路浅Ｆ髦匕⒗勰釣跛沟闹R(shí)和敏銳的觀察能力，特別贊賞他那敢于沖破傳統(tǒng)觀念、追求真理的精神，對(duì)他的工作予以全面支持和熱心指導(dǎo)。在教授的幫助下，他的科學(xué)成果受到了普遍重視。1885年底，阿累尼烏斯獲得瑞典科學(xué)院的一筆獎(jiǎng)金，從而使他有了出國(guó)深造的條件�！ �1886年，他首先來到俄國(guó)，在里加工學(xué)院奧斯特瓦爾德的實(shí)驗(yàn)室里，完成了他們?cè)缫汛_定的合作計(jì)劃。接著他去武爾茨堡，在電學(xué)家科爾勞什教授的實(shí)驗(yàn)室里，研究氣體的導(dǎo)電性，還研究了作為溶劑的水，在電離過程中所起的作用。隨著研究工作的進(jìn)展，阿累尼烏斯的學(xué)術(shù)水平提高很快。但他同時(shí)越發(fā)感到自己的知識(shí)不足，他需要學(xué)習(xí)更多、更廣泛的知識(shí)。為了不斷擴(kuò)大自己的知識(shí)面，他必須向更多的具有不同學(xué)術(shù)風(fēng)格和特長(zhǎng)的專家去求教。于是，在18871年他又去了格拉茨，在玻爾茲曼的實(shí)驗(yàn)室里工作。1888年初，他到了荷蘭的阿姆斯特丹。他同范霍夫合作，進(jìn)行了一系列與電解質(zhì)洛液冰點(diǎn)降低有關(guān)的測(cè)定。他們根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算了范霍夫關(guān)于稀溶液滲透壓公式中的等滲系數(shù)之值以及電離度等數(shù)據(jù)，并以電離理論加以解釋。這種合作使雙方都得到 啟迪，感到收益巨大。此后，阿累尼烏斯趕到萊比錫，在奧斯特瓦爾德領(lǐng)導(dǎo)的物理化學(xué)研究所從事新的實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)一步豐富與完善了電離理論�！ �1888年夏天，阿累尼烏斯結(jié)束了對(duì)歐洲各國(guó)的周游，興沖沖地返口自己的祖國(guó)。他熱愛瑞典，渴望長(zhǎng)期工作在家鄉(xiāng)的土地上。然而現(xiàn)實(shí)又令他失望，在國(guó)內(nèi)，他的科學(xué)成就仍然得不到科學(xué)界的普遍承認(rèn)。就連一貫支持他的埃德倫德老教授，不久也與世長(zhǎng)辭。他想回烏普薩拉，但由于克萊夫教授的反對(duì)，烏普薩拉大學(xué)連一個(gè)化學(xué)助教的職位也不能給他安排，他只好去給生理學(xué)家漢馬爾斯騰教授當(dāng)助手。直到1891年，在奧斯特瓦爾德的推薦下，阿累尼烏斯收到了德國(guó)吉森大學(xué)聘他為物理化學(xué)教授的邀請(qǐng)。這件事引起了國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)他的關(guān)注，人們前來挽留他。出于對(duì)祖國(guó)的熱愛，阿累尼烏斯毅然謝絕了這一聘任，寧愿留在斯德哥爾摩工學(xué)院任物理學(xué)副教授。從此，他在國(guó)內(nèi)的學(xué)術(shù)地位受到了普遍的確認(rèn)，國(guó)際上的威望也越來越高。1895年他成為德國(guó)電化學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)員，次年他出任斯德哥爾摩大學(xué)校長(zhǎng)�！ “⒗勰釣跛乖谖锢砘瘜W(xué)方面造詣很深，他所創(chuàng)立的電離理論留芳于世，直到今天仍常青不衰。他是一位多才多藝的學(xué)者，除了化學(xué)外，在物理學(xué)方面他致力于電學(xué)研究，在天文學(xué)方面，他從事天體物理學(xué)和氣象學(xué)研究。他在1896年發(fā)表了“大氣中的二氧化碳對(duì)地球溫度的影響”的論文，還著有《天體物理學(xué)教科書》在生物學(xué)研究中他寫作出版了《免疫化學(xué)》及《生物化學(xué)中的定量定律》等書。作為物理學(xué)家，他對(duì)祖國(guó)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也做出了重要貢獻(xiàn)。他親自參與了對(duì)國(guó)內(nèi)水利資源和瀑布水能的研究與開發(fā)，使水力發(fā)電網(wǎng)遍布于瑞典。他的智慧和豐碩成果，得到了國(guó)內(nèi)廣泛的認(rèn)可與贊揚(yáng)，就連一貫反對(duì)他的克萊夫教授，自1898年以后也轉(zhuǎn)變成為電離理論的支持者和阿累尼烏斯的擁護(hù)者。那年，在紀(jì)念瑞典著名化學(xué)家貝采里烏斯逝世50周年集會(huì)上，克萊夫教授在其長(zhǎng)篇演說中提到：“貝采里烏斯逝世后，從他手中落下的旗幟，今天又被另一位卓越的科學(xué)家阿累尼烏斯舉起�！彼�提議選舉阿累尼烏斯為瑞典科學(xué)院院士。由于阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域的卓越成就，1903年他榮獲了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)，戌為瑞典第一位獲此科學(xué)大獎(jiǎng)的科學(xué)家。1905年以后，他一直擔(dān)任瑞典諾貝爾研究所所長(zhǎng)，直到生命的最后一刻。他還多次榮獲國(guó)外的其它科學(xué)獎(jiǎng)?wù)潞蜆s譽(yù)稱號(hào)�！ ⊥砟甑陌⒗勰釣跛�，體弱多病，但他仍不肯放下自己的研究。他抱病堅(jiān)持修改完成了《世界起源》一書的第二卷。1927年10月2日，這位68歲的科學(xué)巨匠與世長(zhǎng)辭。阿累尼烏斯科學(xué)的一生，給后人以很大的思想啟迪。首先，在哲學(xué)上他是一位堅(jiān)定的自然科學(xué)唯物主義者。他終生不信宗教，堅(jiān)信科學(xué)。當(dāng)19世紀(jì)的自然科學(xué)家們還在深受形而上學(xué)束縛的時(shí)候，他卻能打破學(xué)科的局限，從物理與化學(xué)的聯(lián)系上去研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，因而能沖潰傳統(tǒng)觀念，獨(dú)創(chuàng)電離學(xué)說。其次，他知識(shí)淵博，對(duì)自然科學(xué)的各個(gè)領(lǐng)域都學(xué)有所長(zhǎng)，早在學(xué)生時(shí)代就已精通英、德、法和瑞典語等四五種語言，這對(duì)他周游各國(guó)，廣泛求師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流起了重大作用。另外，他對(duì)祖國(guó)的熱愛，為報(bào)效祖國(guó)而放棄國(guó)外的榮譽(yù)和優(yōu)越條件，在當(dāng)今仍不失為科學(xué)工作者的楷模。
