《米学理－同晶定律的发现者.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《米学理－同晶定律的发现者.doc（11页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、米学理同晶定律的发现者米 学 理(17941863)同晶定律的发现者 艾哈德米学理，德国十九世纪上半期的著名化学家，他因发现了同晶定律而跻身于当时最著名的科学家行列之中。 想当一名旅行家 艾哈德的父亲是一位学识渊博的牧师，他给予了艾哈德良好的影响。艾哈德经常听父亲讲述那些遥远国家的故事，讲述各个民族的奇异风俗和信仰。这使他从小就渴望能做一次不 平凡的旅行。他感到特别神秘的是波斯。他常常在想象中描绘那些建筑宏伟的宫廷，历史老师讲述的古老故事吸引着他。“孩子，古代典籍里有着更令人惊奇的故事呢!”老师告诉他，“不过，要想了解它们，就得先掌握记载这些故事的文字才行。”艾哈德下决心学会波斯文，他的叔叔是
2、一位语言学家，在艾哈德的肯求下，叔叔给他介绍了一位波斯文大师。在这位大师的教导下，艾哈德只用两年时间就掌握了波斯文。现在，他可以实现宿愿了。可是，要到波斯去，必须得有钱才行。他的父亲是个穷牧师，根本无法给他筹借款子。艾哈德决心到巴黎去闯闯，他幻想着法国政府能派他做驻波斯大使馆的翻译。 1813年，他来到了巴黎。但是事实和他的幻想有天壤之别，他四处碰壁，不得不重返德国。1814年夏天，艾哈德到葛廷根他的叔叔家寻求帮助。“我们的旅行家到底还是回来了。”当教授的叔叔略带讽刺地说，“讲讲吧，艾哈德，法国有什么新鲜玩艺?”艾哈德低头不吭气。过了一会儿才说：“叔叔，你知道，我为什么去巴黎吗?”“知道，完全
3、是孩子气的胡思乱想。这也难怪，年轻人嘛，还不满脑子幻想?常言道，浪费青春嘛!”叔叔不能理解他，艾哈德感到很难过。“务实点吧，艾哈德。我校图书馆有一批波斯文典籍，写的是占里迪和契丹人的历史。你去研究它们吧。希望你能从中找到供给你写出第一篇学术论文的充分材料。”“谢谢您，叔叔，我一定不会让您失望。”他开始埋头钻研波斯文典籍，但仍然向往着旅行。 迷上化学 米学理用了一年时间，写出了一篇论述古里迪(阿富汗王朝)和契丹人历史的论文。但是，这第一个成就并没有使他得到多大的安慰。“无论如何我也要达到目的。”他思付着，“我没有钱，但我年轻，应该去挣钱。”米学理选择了当医生的道路。他开始学医，以他特有的顽强精神
4、实现他的新计划。学医必须学化学和其它课程。这些课程使他产生了浓厚的兴趣。使他感到特别奇妙的是结晶过程。他在做无机化学实验时，常常制取溶液。过了一段时间，这些溶液就出现结晶：杯底产生异常美丽的晶体，和自然生成的完全一样。每种物质的结晶都是独具特色的，但是，同一物质的晶体却像两滴水似的一模一样。这里面也包藏着奥秘!米学理被这些现象迷住了，几乎把原来打算的波斯之行丢在脑后了。他完全放弃了医学课，因为他本来就对当医生爱好不大，他想当医生只不过是为了旅行赚钱。而现在，化学对于米学理更加重要。米学理像从前学习波斯文那样，孜孜不倦地学起化学来了。两年时间，他就掌握了化学基础知识，能够独立进行研究了。最初，他
5、做的是十分简单的实验，因为，当时葛廷根大学没有高水平的化学家能胜任指导他的工作。当时，德国化学家中的佼佼者，是柏林大学教授马丁克拉普罗特。米学理决定到柏林去，投在他的门下。但是不巧，1817年克拉普罗特去世了。没有别的办法，米学理只好继续自学。 到柏林去 米学理阅读了大量书籍，已经具备了丰富的化学知识。于是，他想到柏林大学去，看能不能谋求到授课的职位。实验室主任林克接待了他。“我能期望得到机会来授课吗?”米学理问他。“期望是可以的。”林克答道，“不过，现在我无法具体答复您，因为我对您根本不了解。”一阵难堪的沉默。米学理暗怪自己不该鲁莽从事，事先应该和叔叔商量一下。“我说，米学理先生，”林克打破
6、沉默，“您可以留在这里，在大学实验室里工作。不久前我们这儿来了一位叫亨利罗兹的青年化学家。希望你们俩一起工作，彼此都能有所收获。”米学理答应了，在大学实验室里，他可以从事研究。他和罗兹成了很好的朋友，他们互相探讨共同研究。大学的图书馆藏书丰富，米学理每天都尽情地浏览阅读着，了解到法国的盖吕萨克，英国的戴维和法拉第，瑞典的贝采利乌斯当时研究的主要课题。化学界有多少新的发现啊!然而也还有多少空白啊!米学理发现贝采利乌斯的一篇论文中有关磷酸、亚磷酸、砷酸和亚砷酸组成的资料不太可信。“为什么不把这些资料检验一下呢?”米学理默想着，“验证一下这位大科学家得出的结果，一方面可消除我心中的怀疑，一方面也可以
7、学习掌握实验技术。”米学理着手研究磷酸、砷酸、磷和砷的氧化物，实验结果证明贝采利乌斯的理论是正确的，但他也从中发现了一种新方法：在磷化合物中毒时测定磷元素。 “发了疯了” 随着时间的推移，米学理成为一位实验大师了，即使最复杂的分析测定，他做起来也轻而易举。他着手研究了盐的结晶问题，结果使他拿不定主意。于是，他和罗兹探讨起来。“你看看这些晶体，”米学理拿着两个小瓶，里面盛着无色晶体，“你认为它们一样吗?”“完全一样。这是什么物质的结晶?”“这不是一种物质的结晶。”“什么?”罗兹感到很奇怪。“问题就在这里，这个瓶里是磷酸钠，那个瓶里是砷酸钠，你能看得出差别吗?”“奇怪!”罗兹叫起来了，“我看不出它
8、们有什么不同。”米学理又拿出两个小瓶：“你瞧，这儿是酸式亚砷酸钠和酸式亚磷酸钠的结晶，它们彼此也一样，我认为，我就要取得一项新发现：组成相似的晶体具有相同的晶形。”“这么说，也许你已经搞出一个定律来了。”“谈这个还为时过早。我仅仅是对晶体的规则形状感到惊奇，要证明砷酸钠结晶与磷酸钠结晶在形状上相同，必须测出它们的晶系，并算出它们的结晶常数。”“这我可帮不了你。”米学理开始钻研结晶学，晶体对称规律、晶角恒定律、一些复杂的晶体这一切都使他特别着迷。米学理整天在实验室里专心致志地工作。有时，他急于求成，巴不得快些把定律找出来。可是，科学来不得半点急躁，于是，米学理又对结晶盐的结晶数据反复进行测量。在
9、实验过程中，米学理确信，砷酸钠结晶和磷酸钠结晶不仅相似，而且相同。这一发现使米学理的心情久久不能平静。只要证明其它物质，尤其是天然晶体也具有这种性质，一条新定律就会诞生。一天晚上，米学理久久不能入睡，他穿上衣服，去找罗兹。敲门声惊醒了罗兹的母亲，她睡眼惺松地开了门：“是您呀，米学理先生。”“我找亨利谈谈话。”米学理向她道歉后快步走向罗兹的房间。“这些做学问的人，连好好的安生觉都不会睡。”罗兹的母亲嘟囔了一句。“学校收集的矿物标本里，有很多具有相似组成的矿石。”罗兹向他的朋友说道。“你认为怎么样，我可以利用这些标本吗?我想测量一下它们的结晶学数据。”“我看可以，明天咱们跟教授谈谈。”“我可等不到
10、明天，咱们现在就到实验室去。”“现在?艾哈德，你疯了吗?现在是深更半夜!”他们最终还是“发了疯”的去了实验室。米学理在很短的时间内就查明，天然晶体也具有相同的性质。 克拉普罗特的接班人 米学理继续进行研究，以便取得更充足的实际材料。时值盛夏，八月的太阳炎热灼人，连学校厚厚的墙壁也挡不住酷热，米学理不顾这些，坚持在实验室里埋头苦干，连林克进来都没有发现。“这是实验室，请教授参观。”林克的说话声惊动了米学理，他抬起头来，看见林克陪着一位衣冠楚楚的中年男子，林克也发现了米学理。“原来您在这里呀，我来介绍一下，这位是贝采利乌斯教授。”原来这男子就是瑞典最负盛名的化学家贝采利乌斯。他们很快就无拘无束地交
11、谈起来。米学理同他谈起了自己的发现。贝采利乌斯把实验数据仔细审视了一遍，激动地说：“米学理先生，您发现了一个迄今为止人们尚不知道的现象，这个规律非常重要。您准备如何给它命名呢?”“我还未考虑这一点”米学理说。“您该给这种现象找个合适的名称。”贝采利乌斯思索着。”晶体的晶形相同相同这个词通常用词冠同(iso)来表示”“同晶现象(isomorphism)行吗?”米学理踌躇地说道。“好极了!同晶现象。”第二天，德国文化部部长阿登施坦因会见贝采利乌斯时，向他提出，自从克拉普罗特教授去世后，柏林大学化学教研室的领导职位一空直缺着，问贝采利乌斯先生能不能推荐一个接替者。“部长先生，贵国已有这样的人才了。”
12、“哦?”阿登施坦因感到莫名其妙。贝采利乌斯接着说“艾哈德米学理先生是一位才气横溢的青年化学家。他发现了一条非常重要的定律同晶定律，把他送到斯德哥尔摩去吧。在我那儿进修一年， 他就可以继任克拉普罗特的空缺了。”由于贝采利乌斯的建议，1820年春天，米学理同亨利罗兹一起来到斯德哥尔摩进修。 再接再励 1821年11月，米学理回到柏林，担任了大学实验室的职务，成为兼任教授，同时，还当选为柏林科学院院士。米学理一边授课，一边继续研究晶体。他对测量晶体数据的测角计不满意，因为误差太大。他亲自设计了一个新的测角计。 1823年夏天制成，米学理立即着手实验。但测量结果是大失所望的。早晨测量的结果同午后测量的
13、相差很大。测角计的灵敏度是够高的了。不应该造成这样的误差。米学理苦苦思索着。“明天再做一次测量。”第二天的测量结果和头一天完全相同。“真令人费解。”米学理收拾起写满数字的纸页，仔细审视着，奇怪呀，昨天早晨和今天早晨的数字一模一样。昨天午后和今天午后的数字一模一样。这是什么原因呢?米学理明白了：“温度!是温度的关系!午后温度升高，所以晶体膨胀。可是，角度为什么变了呢?如果膨胀是对称的。角度理应不变才是啊。”为了解释在温度作用下晶面之间角度发生变化的原因，必须对晶体的热膨胀进行认真的研究，当时，研究物体热膨胀方面首屈一指的专家是法国的皮埃尔路易杜隆。1823年冬，米学理到了巴黎。按照杜隆提供的方法
14、测量。他得出一个新的发现：方解石晶体具有一种奇特的性质，加热时它顺着结晶轴膨胀，但在与结晶轴垂直的方向上反而缩小了。就像一块软糖，拽长以后它就变瘦了一样。“这不可能。”杜隆听了他的说法后断然否定。“一切物体遇热膨胀。”“方解石也是膨胀的”米学理答道，“100时其体积膨胀000196l，不过，它并不是均匀地向各方面膨胀罢了。”“其它矿物您测量过没有”?“白云石和菱镁矿也是一样。”晶体这一现象被称为各向异性现象。米学理用了一年多的时间来研究这一现象，他又另外作出了新发现：物质具有双晶现象，即一种物质可以形成两种或两种以上的不同形状的晶体。米学理研究出导致这种现象的原因是温度。这种现象现在人们叫做同
15、质多晶现象。 离不开实验室 米学理在生命的后半期，主要研究了火山的性质和有关火山的各种自然过程。在假期里他常常到火山爆发地去进行考察。根据考察结果，米学理阐述了火山起源、爆发以及矿源形成的完整理论。1861年夏天，他做了最后一次考察，9月回到柏林。他患了重病，不得不暂时停止实验和讲课。“米学理教授，您必须充分静养”，医生劝他道，“到离柏林远一点地方去吧。离学校近，您就总想到实验室去。”米学理听从了医生的劝告，到了女儿家。女儿家在波恩郊区。由于女儿的殷勤服侍，加上空气新鲜，环境安静。这位科学家很快便恢复了精神。“我要回柏林去。”有一天，米学理对女儿说道，“快到10月了，学生们等着我去上课呢?”“父亲，不行啊!您的病刚好，我看您别工作了，就在这儿安心静养吧。”“安心静养!这会把我毁了的。离开学校和实验室，我是活不下去的。”1862年秋天，米学理又开始上课，但到12月中旬，由于心脏承受不住过重的负担，他就卧床不起了。1863年夏天，这位化学家逝世了。