中外科学家发明家丛书:波施 _2-第2节

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汉茨，什么公式也不用，可是他什么样的齿轮都能做出来，而且他制的齿轮　

能经得住任意的负荷，毫无问题。”　

　　　　　　“单凭实践这一方面，终究是不会有什么结果的。”　

　　　　　　“这个我不懂，爸爸，不过目前我也没有什么可说的。然而您可知道，　

无机化学就完全是另一码事。柳道夫教授在课堂上所讲的内容，都可以在实　

验室里进行验证，用实验去证明他讲授的理论。而光谱分析，则是我从伏格　

尔教授的讲课中学到的一种方法，那才真是一个既准确又别致的方法呢！”　

　　　　　他们两人都沉默下来，谁也不再说话。可是每个人都各有心思。爸爸不　

能理解儿子的心情，而儿子的脑子思考的却是遥远的未来。　

　　　　　　“暑假我还要回到冶金工厂去，想具体深入地了解一下高炉的工作情　

况。”　

　　　　　　“我试着帮你联系一下克鲁普的冶金厂，因为他离科隆不远。”　

　　　　　在克鲁普工厂实地了解了几个礼拜之后，再次说明，在学校的课堂上和　

实验室里所讲授的内容，与各种宏大的工业设备之间实际上存在着很大的差　

别。譬如，拿炼铁来说吧，在学校的实验室里，那是非常简单的实验。可是，　

到了工厂，情况就大不相同：这里是成百上千吨的矿石、整车厢整车厢的焦　

炭，堆积如山的沙子和石灰石、巨大的高炉。　

　　　　　工业，这并不意味着把科学技术成果在实际中简单地再现。工业是一个　

最复杂的机构，它需要技术精湛的专家，需要天生就有创造性智慧的人们参　

加进来。说不定，有朝一日他自己也会成长为这样一位专家。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　三、落户巴登公司　



　　　　　卡尔回到萨尔廷堡之后加倍努力学习。随着他对于冶金学和金属学中各　

种问题的研究日益深入，他也就越加感到失望。理论和实际简直相差十万八　

千里！　

　　　　　　“学习冶金学没什么好处，还不如攻读一下化学更好些。”　

　　　　　在工业专科学校里，化学专业的教学力量一般是比较薄弱的，只有在大　


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学里，才能受到正规的良好的培养。1896年秋天，卡尔转到莱比锡一所大学　

的化学实验室里从事研究工作。他的导师是约翰内斯·维斯利岑努斯教授。　

这位新来的大学生很快就引起了教授的重视，因为他热爱劳动，具有较丰富　

的知识和一双特别灵巧的手。教授表示愿意给卡尔拟定一篇博士论文的题　

目。　

　　　　　波施先开始研究的一种物质是：丙酮二羧酸二乙酯与溴代苯乙酮缩合的　

产物。维斯利岑努斯推测这个化合物的分子是个7元环的结构。通过研究，　

卡尔确定这个缩合产物的分子是个带侧链的6元环。青年研究家的这项发现　

不仅表明他具有进行复杂实验的本领，而且不受先入为主的种种说法的影　

响，具有完全独立地解决问题的能力。　

　　　　　博士生的毕业考试刚一结束，维斯利岑努斯就推荐卡尔·波施留校，做　

他手下的一名助教。科学研究工作——这是每个青年研究工作者的梦想。　

　　　　　但是，富于热情和激昂性格的卡尔并不喜欢大学实验室里那种安谧、宁　

静的气氛。他喜欢实践活动——工业生产。因为工业生产同样需要创造性人　

材。　

　　　　　维斯利岑努斯建议波施到巴登苯胺纯碱公司去工作。这是德国一家历史　

悠久的化工企业，同时也是全德国规模最大的。这家公司之所以享有特殊的　

声誉，主要是因为它把阿道夫·拜耳提出的人工合成靛蓝的方法实现了工业　

化生产。像巴登公司这种大型企业任何时候都需要专家来厂工作，所以，卡　

尔·波施就被工厂录用了。1899年秋天，他开始在巴登苯胺纯碱公司设在路　

易港的厂部中心化学实验室里搞研究工作。　

　　　　　公司交给他第一项研究任务是提供一种合成染料的重要中间体，结果他　

出色地完成了任务。因此，靛蓝合成车间的主任鲁道夫·克尼契博士便把他　

调到自己的身边——邻苯二甲酸酐生产车间。　

　　　　　波施在这里首次接触到了工业化学。　

　　　　　人工合成靛蓝需要的全部原料都是在工厂里生产出来的。合成邻苯二甲　

酸酐所需要的硫酸在这里是利用克尼契博士发明的新方法，即接触法生产　

的。在接触室里，二氧化硫在铂催化剂的作用下，被氧化成硫酸酐。萘氧化　

成邻苯二甲酸酐的过程也是利用金属汞作催化剂才得以实现的。这种氧化方　

法是由奥汉查培尔博士提出的。　

　　　　　克尼契博士——这位在公司里被大家称为“红似火的首脑”的人确是一　

位名副其实的化工天才。他毕业于萨尔廷堡工学院，对金属工艺学和化学的　

钻研尤为深透。因此，他能够创造出规模如此庞大的接触设备和热交换装置，　

为工业提供了又一种新颖方法，这也绝非偶然的。　

　　　　　在较短的时间里，波施对工艺过程的各个细微奥妙之处都进行了学习、　

探讨。同时他还了解了作为难题的“症结”所在，并且进一步认真地思考克　

服这些难关的种种办法。他的一项内容重要、言之成理的建议立刻改变了他　

在公司中的地位。　

　　　　　事情的发生完全出乎人们的意料之外。有一天波施接到通知，叫他到克　

尼契博士的办公室里去一下。看样子克尼契正因为某件事显得情绪特别激　

动。他稍稍点了一下头，就径直地转入正题。　

　　　　　　“我刚从经理处来，波施博士。经理那儿来了一位威廉·奥斯特瓦尔德　

教授。您不是在莱比锡上过学吗，您认识他吧？”　

　　　　　　“我多少知道一点。我当时在第一化学实验室工作，而奥斯特瓦尔德教　


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授领导的是第二化学实验室。他主要从事催化方面的研究。”　

　　　　　　“我正是为此才请您来的，奥斯特瓦尔德教授研究出一种用氮和氢经催　

化作用直接合成氨的方法。”在研究催化过程方面，奥斯特瓦尔德的确取得　

了更大成就。他与部里的人交谈时偶尔得知，硝石问题是德国的一个重大问　

题。智利硝石价格昂贵，供应缺乏保证，而且硝石又是战略原料，是制造炸　

药的必需品，因此必须开办工厂，在国内生产硝石。　

　　　　　用空气制取氮的设想早已变成现实，可是怎样用游离氮来制取硝石呢？　

这就要求首先研究出一种能使氮、氢化合的催化方法。　

　　　　　全面的研究开始了。一方面，要掌握合适的条件和催化剂，通过最简便　

的、最经济的氮氢合成法来制取氨。另一方面，还要研究有无可能把氨氧化　

成一氧化氮。有了一氧化氮，制取硝酸和硝石就好办多了。因此，任务集中　

在两个主要问题上，一是制氨，二是制硝酸。　

　　　　　合成氨的研究工作进行得相当缓慢，而把氨氧化成硝酸的问题却解决得　

非常成功。主要实验都是哈里，也就是埃贝哈德·鲍尔博士负责进行的。他　

后来成了奥斯特瓦尔德的女婿。鲍尔博士在短时期内顺利完成了使氨发生氧　

化的研究工作。在进行最初几次实验时，就发现可用铂铱合金作为催化剂。　

后来在“法本工业康采恩”的协助下，把氨氧化成一氧化氮的接触法开始用　

于工业生产。　

　　　　　克尼契讲到这儿，稍停顿了一下，接着说：“为出售这项方法的转让权，　

他要公司付给他100万马克。这可是一笔高得出奇的巨款，不过经理处倒是　

准备买下来，如果这个方法是可靠的话。化合态的氮对于我们来说，就如同　

空气一样地必需。为此，我们德国每年不得不进口几十万吨的智利硝石。如　

果我们把合成氨搞成功了。那么，我们不仅能够满足我国农业所需要的硝石，　

而且还可以把自己的硝石外运出口。波施博士，这可是几百万，甚至几千万　

马克的收入啊！”　

　　　　　卡尔·波施彬彬有理地听完克尼契的谈话，但是他弄不清克尼契安排这　

次谈话的目的何在。　

　　　　　　“经理处委托我验证一下奥斯特瓦尔德教授的方法，”克尼契接着说，　

　“我现在想把这个任务交给您去完成。您认为什么地方合适，就在什么地方　

干，在实验室或者工厂都行。”　

　　　　　波施由于心情激动，脸颊泛起了红晕，时机到底等来了！这个建议证明　

领导承认他是有才能的。现在，他应当不惜任何代价地努力完成任务，以便　

不辜负大家对他的期望。　

　　　　　设计实验装置对他来说毫不困难。无论是在车床上或者是在吹玻璃的煤　

气灯上，他都能操作自如。最初的一套装置结构比较简单粗糙，但是各项基　

本条件都符合要求。为了保证气体进入的流速均匀，波施利用自行车的打气　

筒输气。装在玻璃管里面的螺旋铁丝，从外面用若干煤气灯对它加热。这个　

螺旋丝是个极好的催化剂，它可以把氮氨分解成氮和氢，可是如果让氮和氢　

的混合气体从它的上面通过，却得不到氨。不论实验结果是否令人宽慰，反　

正得把结果向经理处汇报。　

　　　　　奥斯特瓦尔德教授在得知波施的实验失败之后，亲自跟他谈话，并就合　

成氨的有关问题做了某些说明和解释，他确有把握地认为，在波施做实验的　

过程中，肯定有什么地方出了差错。　

　　　　　　“波施博士，有一点我请您注意，这个过程可是一个平衡的过程，”奥　


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斯特瓦尔德说道，“往装有催化剂的管子里通进去气体之后，在所得到的气　

体混合物里，氨的含量为6％。”　

　　　　　　“这与通入气体的速度有关系，”波施打断了他的话这样说道，“当气　

体的流速不大时，氨几乎全部分解为氮气和氢气，如果我们在同样的催化剂　

的上面通入氮、氢的混合气体，则不会有氨生成。”　

　　　　　　“您在实验里用的是什么样螺旋丝啊？”　

　　　　　　“就是用铁本身做成的螺旋丝，这正是按您的建议做的，奥斯特瓦尔德　

先生”。　

　　　　　　“可是用我做的螺旋丝，过程却进行得很正常嘛！”奥斯特瓦尔德用一　

种怀疑和不信任的目光瞧着波施。　

　　　　　他紧接着就去找经理去了：　

　　　　　　“贵厂十分轻率地就相信了一个没有什么经验的人所做的实验结果。我　

本想亲自把他的实验全部检查一遍，可惜我又没有时间。您如果认为我的建　

议是不能接受的，我可以放弃我的建议，我再到别处推荐去。不过为了避免　

误解，我准备再把我做的螺旋丝给您寄来，您不妨用我的螺旋丝试试，把实　

验再重复一遍怎么样？”　

　　　　　从莱比锡寄来的螺旋丝收到了。一开始，用它做实验，得到的结果是对　

头的，即正结果，但是经过几次实验之后，它又不起作用了。对经理处来说，　

问题已经解决。但是波施的心情却一直无法平静下来。难道像奥斯特瓦尔德　

这样杰出的科学家也会弄错了吗？是不是因为他们忽略了某个细节，结果导　

致失败呢？　

　　　　　一连好几天，波施坐在图书馆里流连忘返。他细心地查阅一切有关氨的　

分解和铁在氨里、氮里以及其他气体中的性质的书刊和文章。他把查出的大　

量事实做了比较和系统地归纳之后，终于弄清了应当如何正确地解释奥斯特　

瓦尔德的实验结果。卡尔赶紧去找克尼契博士，以便把自己的想法告诉给他。　

　　　　　　“奥斯特瓦尔德先后用的是同一根螺旋丝，”波施说，“他先在它上面　

通过去的是氨，然后通过去的是氮和氢的混合气体。高温下在氮气的介质中　

铁生成了氮化物，后者在受到氮氢混合物中氢气的作用后，便发生分解，于　

是又产生出氨气来。这正是我们多次失败的原因所在呀！”　

　　　　　　“据我所知，铁在氮气介质里加热也能生成氮化物。”克尼契博士说。　

　　　　　　“这正是我的想法的另一个方面，也是我准备跟您交换的一点意见。我　

们能否找到一种条件，使金属粉末变成氮化物，再用氢气处理金属氮化物而　

生成氨。”　

　　　　　　“您完全有条件通过实践去验证您的上述设想，波施博士。经理处给您　

提供完全的行动自由。我们准备把邻苯二甲酸酐车间所属的实验室拨出一个　

归您支配。在那里的地下室内有一个小工厂也可以归您