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第18章 1918年度 弗里茨·哈伯

因实现有价值的合成氨法而荣获1918年诺贝尔化学奖

弗里茨·哈伯(德国,1868~1934年),1868年12月9日生于德国布雷斯劳的犹太家庭。哈伯的父亲是德国当时最大的天然靛蓝染料进口商,家境富裕。哈伯先后求学于卡尔鲁厄工业大学、柏林大学和海登堡大学,1890年获博士学位后赴瑞士苏黎世大学深造。此后,哈伯曾在耶纳尔大学、卡尔鲁厄工业大学任教,1911~1933年任柏林大学教授兼柏林威廉大帝物理化学及电化学研究所所长、普鲁士科学院院士等职。1933年,哈伯因不满纳粹排犹政策而辞职赴剑桥讲学,后旅居瑞士。1934年1月29日,哈伯因心脏病死于瑞士巴塞尔,时年66岁。

哈伯一生致力于化学平衡及气体反应等方面的研究,其中最为杰出的成就是实现有价值的合成氨法(又称哈伯法),他也因此荣获1918年诺贝尔化学奖。1918年,他提出借助热化学循环求出了晶体点阵能的方法,这一发现后被称为“哈伯循环”。他最大的科学贡献是氨的合成,在合成氨时,他以过渡金属锇为催化剂,用未反应的气体原料循环利用。这一成果为农业氮肥的需求提供了来源,解决了现代社会粮食紧张问题。反过来,合成氨生产工艺的实践又推动了科学理论的发展,合成氨法后经卡尔·波斯(1894~1940年,1931年诺贝尔化学奖获得者)发展而实现工业化,世称“哈伯-波斯法”,它奠定了现代氮肥工业的基础。主要著作有《工业气体反应热力学》等。

哈伯是一位很有争议的化学家。就他的发明本身而言,哈伯是当之无愧的一流化学家,但是,哈伯把他的聪明才智用到侵略战争的军事用途上。一方面,他的研究成果为工农业,尤其是现代农业提供了前所未有的技术支持,哈伯的这项科学发现曾创造了挽救千百万饥饿生灵的方法。1914年第一次世界大战爆发,哈伯受民族沙文主义影响,被卷入战争漩涡。在卡尔鲁厄工业大学期间,他所领导的实验室成为战争所需材料的供应机构,他本人主持了炸药和毒气的生产,并将其首次应用于战场,从而拉开了人类战争使用毒气的序幕。

第一次世界大战之初,协约国封锁了德军制造炸药所必需的氨的运输线,哈伯成功地将周产量提高到1000吨的惊人进度,这在当时难以想象,从而使德国度过了无限期的封锁。

但是,有强烈野心的哈伯认为,仅仅帮助德国生存下来还不够,他希望确保德国获胜,他热切地把“哈伯计划”献给德军最高指挥部。他制造了一种可怕的化学武器(氯气Cl2,有毒物质),这也是人类战争首次使用的化学武器。但是除了可尔布雷希特公爵(他的部队在争夺比利时伊普尔城战斗中被围困)外,其他指挥官都拒绝实施这项计划。1915年4月22日下午5时,德军在5分钟之内将180吨氯气沿6000米宽的前沿阵地倾向守军,成千上万的人四处逃窜,伊普尔城的正面出现了4英里的无人防守缺口。由于德军指挥失误,有史以来首次化学武器进攻遭到失败,但是它造成5000多人死亡,10000多人重伤。

他对战争的失败垂头丧气,他的妻子克拉拉(一位化工博士)恳求哈伯放弃这种罪恶的工作。哈伯拒绝了,甚至认为是她散布流言蜚语才造成了伊普尔战役的失败,当晚克拉拉开枪自杀以示清白。继氯气之后,碳酰氯(COCl2,俗称光气,较氯气毒性更强)、臭名昭著的芥子气(它能渗进皮革和橡胶中,伤害人的眼睛和皮肤。由于芥子气极臭,哈伯用甲苄基溴掩盖芥子气的臭味,敌军除了闻到盛开的紫丁香的味道,什么也察觉不到)相继投入使用。虽然哈伯对合成氨研究做出了巨大贡献而荣获1918年诺贝尔化学奖,但科学界对此大为不满,公开对此进行谴责,认为他是极不人道的科学家。

德国战败后,哈伯被列为战犯。由于害怕被人认出,他留着胡子逃到了瑞士。对他的指控取消后,他又回到了德国并立即重新从事化学武器的研制工作。他还着手进行一项把德国从最新的威胁(由协约国要求德国支付惩罚性战争赔款而引发的经济崩溃)中挽救出来的秘密工作:哈伯认为他可以从海水中提炼黄金,但是这一次,即便他的聪明才智也没能解决这道难题。深深陷于失望中的哈伯重新开始进行基础研究(包括对农药的研究),他成为德国控制害虫方面的权威,并创建了农药公司。

哈伯逐渐对第一次世界大战的行为进行了深刻的反省,逐渐认识到自己的严重错误,决定将全部的精力投入到科研工作中,并致力于加强各国科研机构的友好往来。在他的领导下,威廉大帝化学研究所成为世界化学研究中心,哈伯的威望也日益提高,并最终得到了科学界的谅解。

1933年,希特勒篡夺德国政权建立了法西斯统治后,下令解雇在科学和教育部门工作的一切犹太人,并加以迫害。哈伯公开反对纳粹政策并帮助犹太同事逃离德国,自己远赴剑桥讲学,后去瑞士巴塞尔。不久,哈伯就因心脏病发作于1934年1月去世,但是他的悲剧并没有到此结束。1942年,纳粹制订了“最终解决”政策:计划灭绝所有的犹太人。他们选择的杀人方式是装满了化学制剂的巨型毒气室,所用的化学制剂正是哈伯公司发明的农药。在随后的几年里,纳粹用这种化学制剂毒死了哈伯的亲人。这就是才华横溢的科学家相当具有讽刺意义的结局,他原本可以成为最伟大的科学巨匠之一,但是他却在黑暗的权力中心失去了自己的灵魂,虽然后来他有所醒悟,但不能完全洗刷他的过错。所以,哈伯在这一点上并没有真正成为世界一流的化学家。

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