生平
Born | March 15, 1821 Po?erny (Putschirn, now part of Karlovy Vary, Czech Republic) |
Died | July 8, 1895 (aged 74) Vienna, Austria |
Nationality | Austrian |
Fields | chemistry, physics |
Doctoral advisor | Joseph Stefan |
Known for | Loschmidt constant Loschmidt’s paradox |
u200b
蘇 敏
19世紀(jì)中期,最使化學(xué)家困惑的問(wèn)題之一便是苯及其衍生物的結(jié)構(gòu),F(xiàn)在你若隨便問(wèn)哪一個(gè)化學(xué)家:是誰(shuí)第一個(gè)提出苯的正確結(jié)構(gòu)?得到的回答幾乎是一個(gè):奧古斯特·凱庫(kù)勒;蛟S還會(huì)接著告訴你他那個(gè)關(guān)于蛇咬住尾的夢(mèng)的故事。對(duì)此人們毫不懷疑,廣為 傳知。
然而,令我們吃驚的是,有證據(jù)表明,凱庫(kù)勒根本不是第一個(gè)描述苯的結(jié)構(gòu)的人。事實(shí)上 首先正確他說(shuō)明苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)的是約翰·約瑟夫·洛希米特(Johann Jasef Loschmidt 182l~1895),他在1861年第一個(gè)發(fā)表了苯的正確結(jié)構(gòu),這要比凱庫(kù)勒早四年!
這的確是個(gè)歷史的誤會(huì)。誰(shuí)都無(wú)法否認(rèn)洛希米特是個(gè)天才,并且是走在時(shí)代前面的科學(xué)家。但是,他天性害羞,而且又從不愛(ài)拋頭露面,以致于他那些對(duì)于分子結(jié)構(gòu)闡述的里程碑式的研究成果至今被人忽視。但我們不能繼續(xù)如此,如果我們今天仍對(duì)他那些偉大的“成果”不加理 會(huì),那實(shí)在是對(duì)一個(gè)天才的不敬。讓我們回過(guò)頭 來(lái)看看這些“第一”吧:
1.第一個(gè)關(guān)于苯及其它芳香化合物的正確結(jié)構(gòu),總共121個(gè);
2.第一個(gè)烯丙基(allyl)的表示;
3.第一個(gè)丙烯(vinyl)和其它化合物的表示;
4.第一個(gè)描述環(huán)丙烷,比弗洛德(Freund)早21年;
5.第一本用原子,而不是用鍵線表示分子圖像的著作;
6.第一個(gè)采用雙鍵和叁鍵符號(hào)(含重疊);
7.第一個(gè)真實(shí)展現(xiàn)原子大小和鍵距(對(duì)叁鍵重疊最大);
8.第一批用C= 12,N= 14,0=16表示的正確的分子式;
9.第一本來(lái)用原子團(tuán)符號(hào)的教科書;
10.第一個(gè)在原子符號(hào)上使用價(jià)的符號(hào)。而“價(jià)(Valenz)”這一概念七年后(1868年)才由維切毫斯(Wichelhaus)提出;
ll.第一個(gè)線型- 分子式標(biāo)志(LINE FOR MULA NOTATIoNS)(“合理的分子式”);
12.第一個(gè)發(fā)現(xiàn)六價(jià)和四價(jià)硫。
這些卓越的成就被忽視了近半個(gè)世紀(jì)。首先認(rèn)識(shí)到洛希米特的重要性的不是別人,正是凱庫(kù)勒的學(xué)生—理查德·昂舒茲(Richard An schutr)。他在19l3年將洛希米特的成果整理后重新發(fā)表,在書中專門介紹了洛希米特的簡(jiǎn)歷,并作了許多評(píng)述。
洛希米特1821年出生在波西米亞的靠近卡爾什巴(Carlsbad)的一個(gè)貧窮的農(nóng)民家里。在1895年洛希米特的訃告中,他的好友路德維!げ柶澛↙udwig Boltzmann)曾這樣說(shuō),洛希米特極其厭惡農(nóng)民生活,而他父母認(rèn)為他除了研究學(xué)習(xí)之外毫無(wú)用處。在村里牧師和老師的支持和鼓勵(lì)下,他進(jìn)了高中,最后進(jìn)入布拉格大學(xué)。21歲時(shí)他到了這所大學(xué)以及技術(shù)學(xué)院(現(xiàn)稱技術(shù)大學(xué)),開始學(xué)習(xí)哲學(xué)和數(shù)學(xué),后來(lái)又學(xué)了自然科學(xué)、物理和化學(xué)。
離開大學(xué)后,洛希米特先后進(jìn)入東奧地利、斯泰尼亞(Styria)、波西米亞和摩拉維亞(Moravia)的幾個(gè)工業(yè)部門。生產(chǎn)硝酸鉀、草酸及其它產(chǎn)品。這些探索雖然在技術(shù)上是成功的,卻沒(méi)給他帶來(lái)經(jīng)濟(jì)上的好處。在18世紀(jì)50年
代初,他身無(wú)分文地回到維也納,找到一個(gè)當(dāng)門房的工作,隨后在一所中學(xué)當(dāng)教師。
自然科學(xué)的理論難題一直深深吸引著洛希米特。今天人們對(duì)他記憶憂新的僅是“洛希米特常數(shù)(Loschmidt Number)”,這是他1865年計(jì)算出的每微升理想氣體的分子數(shù)。(這個(gè)常數(shù)現(xiàn)常稱作“阿佛加德羅常數(shù)(AvOgadro Number)”,或洛希米特/阿佛加德羅常數(shù))
但事實(shí)上,早在1861年他就私下出版了可以稱作“世紀(jì)經(jīng)典”的專著。這是一本裝幀精美的八開本共47頁(yè)的手冊(cè)。書名為《地理描述中的有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)公式》(Constitutions—Formeln der organischen Chemie in Geographischer Darstellung)。
在這本書中洛希米特提出了苯的環(huán)狀結(jié)構(gòu)(I),在書中編號(hào)為185.凱庫(kù)勒1865年認(rèn)為苯為環(huán)狀六邊形結(jié)構(gòu)(II)。而且洛希米特在書中將苯酞表示成(186),茵香醚(即苯甲醚)表示成(187),甲苯表示為(188),總共121種芳香族化合物的結(jié)構(gòu),其中絕大多數(shù)都是正確的。比較一下現(xiàn)在經(jīng)常采用的結(jié)構(gòu)(III),可以看出這與洛希米特的表示是何等的相似!
但沒(méi)有人意識(shí)到洛希米特的偉大。直到后來(lái),昂舒茲在凱庫(kù)勒那篇1865年在巴黎發(fā)表的著名論文中發(fā)現(xiàn)凱庫(kù)勒曾參考了拉齊彌德的研究結(jié)果,這引起了昂舒茲的興趣。為此他繼續(xù)追蹤,試圖發(fā)現(xiàn)更多的東西。最初他所能找到的是凱庫(kù)勒的老師和朋友、德國(guó)結(jié)晶學(xué)家赫爾曼·科普(Hermann Kopp)在一篇參考文獻(xiàn)中的簡(jiǎn)短描述。最后,他終于從維也納的一個(gè)舊書古董商那里得到了洛希米特那本小冊(cè)子的復(fù)制本。在1913年所寫的評(píng)述中,昂舒茲描述了他讀到這本小書時(shí)的驚奇心情。他立即懷疑凱庫(kù)勒是否讀過(guò)這本書;蛟S凱庫(kù)勒的確沒(méi)有讀過(guò),但他一定從赫爾曼·科普為李比希年度報(bào)告(Liebigs Jahresbericht,1861,1,335)的參考文章中看過(guò)。不幸的是,科普不熟悉有機(jī)化學(xué),他根本沒(méi)有意識(shí)到他為之寫評(píng)論的著作具有何等重要的意義.
凱庫(kù)勒曾參考過(guò)洛希米特的成果,這可從他1865年寫的法語(yǔ)論文中的一句話看出,這文中他提到洛希米特的名字。
1945年,摩里茲·科思(Moritz Kohn)在昂舒茲寫的簡(jiǎn)歷的基礎(chǔ)上寫了一篇關(guān)于洛希米特的文章。并發(fā)表在《化學(xué)教育》(Journal of Chemical
Education)上 。三年后,胡伯特·馬丁(Hubert de Martin)在維也納大學(xué)寫了一篇有關(guān)的學(xué)位論文。
在這篇論文中,他參考了很多原始文件并披露了大量有關(guān)洛希米特的個(gè)人生活細(xì)節(jié),其中許多是昂舒茲沒(méi)有注意到的。洛希米特60歲時(shí)與比他年輕25歲的管家卡洛琳·梅爾(Karoline Mayr)結(jié)婚。他們唯一的兒子約瑟夫·卡爾(Josef karl)10歲時(shí)因患猩紅熱而死于1898年—距他父親之死剛好三年?辶铡ぢ逑C滋匾恢被畹1930年,最后死于癌癥。
德·馬丁博士還在論文的58~64頁(yè)詳細(xì)討論了洛希米特的化學(xué)論文,認(rèn)為這本書之所以默默無(wú)聞,是因?yàn)樗撬较掠⌒械模耶?dāng)時(shí)也沒(méi)有讓真正理解它的化學(xué)家讀到。直到50年后昂舒茲讀到這本書。因此,盡管洛希米特在物理學(xué)界以洛希米特-阿佛加德羅常數(shù)而知名,但在化學(xué)界卻無(wú)人知曉。
為了使更多的人了解洛希米特的工作,Aldrlch公司安排重新印行了昂舒茲1913年的論文,包括他對(duì)洛希米特工作的評(píng)介。因?yàn)槁逑C滋?861年的書不便翻閱且易損壞,昂舒茲也對(duì)洛希米特的分子結(jié)構(gòu)作了一些更正。但為了使嚴(yán)謹(jǐn)?shù)幕瘜W(xué)史學(xué)家便于參考,Aldrich公司同時(shí)刊行了1861年洛希米特的原著。在那本54頁(yè)的書中,前47頁(yè)是368個(gè)化學(xué)結(jié)構(gòu),包括121個(gè)芳香化合物。其余6頁(yè)是關(guān)于物理、氣體動(dòng)力學(xué)這些與化學(xué)結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān)的研究,F(xiàn)在我們要問(wèn):另什么洛希米特沒(méi)有被認(rèn)為是第一個(gè)提出苯及其它化合物正確結(jié)構(gòu)的科學(xué)家?為什么他的天才未被維也納的科學(xué)家所認(rèn)識(shí)?”
答案應(yīng)該在洛希米特的個(gè)性。他是一個(gè)天性羞怯而不拋頭露面的人。他從未走出奧-匈帝國(guó),也從不在重要的化學(xué)雜志上發(fā)表文章,或在重要國(guó)際會(huì)議上講演。他那本小書完全是本杰作,但誰(shuí)又能知道?而凱庫(kù)勒卻是個(gè)世界聞名的教授,杰出的演說(shuō)家和教師,并且還是當(dāng)時(shí)一 本最廣為傳誦的教科書的作者。
1890年,在紀(jì)念“他的”苯環(huán)結(jié)構(gòu)25周年紀(jì)念儀式上,凱庫(kù)勒談到了他那個(gè)夢(mèng)。或許他的確作過(guò)這樣的夢(mèng),但這個(gè)夢(mèng)并非僅僅是一時(shí)靈感所致,而一定是在聽(tīng)說(shuō)了洛希米特著作的基礎(chǔ)上才產(chǎn)生的。
昂舒茲在他的評(píng)述第99頁(yè)這樣評(píng)價(jià)洛希米特:“奧地利物理學(xué)家約瑟夫·洛希米特……本身是個(gè)化學(xué)家。”顯然,昂舒茲認(rèn)為洛希米特首先是一個(gè)物理學(xué)家。洛希米特與約瑟夫·斯蒂芬(Josef Stefan)和路德維!げ柶澛菗从,這一事實(shí)也表明他幾乎從來(lái)就是物理學(xué)家和物理化學(xué)家。
洛希米特的生活經(jīng)歷的確很不尋常。他獨(dú)自一人身無(wú)分文來(lái)到維也納,開始作過(guò)空屋看管人。1866年他成為維也納大學(xué)的一個(gè)編外教師,兩年后升為副教授。1867年,他被選入皇家科學(xué)院,后來(lái)維也納大學(xué)授予他哲學(xué)博士名譽(yù)學(xué)位。第二年他創(chuàng)建“化學(xué)物理學(xué)會(huì)”—一個(gè)由維也納的物理學(xué)家和化學(xué)家組成的學(xué)會(huì)。1875年他當(dāng)選為物理化學(xué)研究院主席。1877年他成為哲學(xué)部主任,1885年入選為該部評(píng)議會(huì)成員。盡管有這些榮譽(yù),直到1895年他去世,他的所有同時(shí)代的科學(xué)家們都沒(méi)有認(rèn)識(shí)到那本1861年的小書實(shí)實(shí)在在是19世紀(jì)有機(jī)化學(xué)劃時(shí)代的杰作。
【注】:此文摘自《化學(xué)教育》1994年第5期上,文未有詳盡的參考文獻(xiàn)—編者注