马塞兰·贝特罗（化学家）

生平简介

法国化学家贝特罗，1827年10月25日生于巴黎的一个医生家庭。1848年入大学攻读医学，但对各门学科都感兴趣，得过物理硕士学位，后来专攻化学。1854年因合成脂肪获博士学位，1861年任法兰西学院教授。1873年为法国科学院会员，1900年为院士。1886年被子任命为法国国民教育和艺术部部长，1895年聘任外交部长。1907年3月18日逝世。 贝特罗不相信生命力论，成功地合成了一系列有机物，如脂肪、醇类、甲烷、乙烯、乙炔，并从乙炔制得苯、甲苯、萘及其他芳香族化合物，由乙炔和氮制得氢氰酸等等。在物理化学方面，他研究过反应速度，1881年发明了弹式量热计，测定了一系列化合物的燃烧热、中和热、溶解热、异构化热等；提出“放热和吸热”反应的概念；研究过爆炸波，高温下气体的比热，无声放电下的合成等等。外，他还研究过农业化学，并首次把亚里山大里亚时期最早的化学家著作编成大体完整的评注本，还写过一些化学史著作。他一生共有著作2773篇，其中大部分是化学著作。当几乎所有的化学家都接受了原子分子论后，贝特罗仍固执地拒绝接受，直到他50岁时，才决心放弃自己陈旧的观点。后来他说：“科学家的主要优点不在于试图证明自己意见的绝对正确，而在于敢放弃没有得到证实的任何观点、任何错误的经验。”他还说：“我要永远竭力把自己的力量和知识贡献给祖国，我永远忠于真理。这就是我一生的惟一目的。”中学时代的贝特罗，初露天资，写得一些很好的哲学论文，有一篇文章曾获得了一等奖。这个少年中学生熟练地掌握了好几种外语：说得一口流利的英语、德语，对拉丁语和希腊语运用自如。他笃信科学，反对迷信，是个无神论者。他认为上帝是人们臆造出来的，坚信“真理存在于科学之中”。1848年秋天，贝特罗考进了大学。开始时，他遵从父母的意愿去学医。然而，强烈的求知欲促使他对各门学科都很感兴趣。慢慢地他在学医之外，挤出时间去广泛地旁听历史、文学、考古学等许多课程，也研究语言学，尤其喜欢物理学，研究领域较宽。白天他长时间地呆在图书馆里，博览群书：晚上在实验室里常常工作到深夜。由于他勤奋刻苦，学习成绩优异，只用了一年时间，就成了一名物理硕士。因此，贝特罗在学习物理的同时，也开始学习和研究化学。为了得到进行化学实验的条件，他曾经每月交100法朗，在一间私人的化学实验室里，开展自己的研究工作。在那里，他很快就掌握了多种实验技术。最初，他研究一些带有物理性质的化学问题。例如，他对与气体液化有关的现象很感兴趣，曾研究过二氧化碳、氨以及其它气体液化的条件，并且写成论文于1850年发表了他的研究成果。在贝特罗60年的科学生涯中，他共写成2773篇（部）科学论文及著作，其内容之广，几乎涉及了人类所有的各个知识领域，而其中最多的要算是化学方面的。此外，还有生物学、农业化学、历史学、考古学、语言学、哲学以及教育学等方面。他的第一部化学著作是研究有机物合成的。这是他从事多年有机合成研究的结晶。

科学研究

19世纪上半叶，许多化学家都在研究有机化学问题。但他们多限于研究那些天然有机化合物，运用化学手段分离出许多纯净的有机物质，由于生命力论对化学领域的统治，在这些化学家中还没有一个人能够直接从无机物合成存在于有机体内的较复杂的有机化合物。1823年，当德国化学家维勒首次宣布人工合成了尿素以后，尽管不少化学家还不承认被合成的尿素是真正的有机物，可是贝侍罗却相信维勒的成果及其重大意义。他赞同维勒关于在实验室里可以制取有机物的观点。他深信，在一定条件下，在试管中必定可能合成某些有机物。对乙醇和松节油的研究取得成果之后，更增强了他的这一信心。然而这个青年人总是不满足自己已取得的成果。1354年，他研究完甘油之后，又利用乙烯同硫酸的反应合成了乙醇。同年，他还成功地合成了油脂类物质。次年，他又通过一氧化碳与热碱的反应合成了乙酸，1856年，他用二硫化碳蒸气及硫化氢的混和物、通过热铜器皿，制成了甲烷和乙烯。还通过甲烷制得了甲醇后来，他用松节油制取了龙脑及樟脑，进一步由樟脑再制成冰片。到了19世纪60年代，他先后由碳和氧制成乙炔，由乙炔又制成苯，1868年，他通过乙炔和氮制成了氢氰酸。贝特罗在有机合成领域的一系列成就，几乎成了神话。一方面是他的科研成果高产令人惊异；另一方面，他合成出一系列典型的有机物，使得有机化学领域的生命力论彻底破产。贝特罗对合成工作的进一步研究，是试验电在合成反应中的作用。起初，他用电火花作用于反应过程，没有效果，改用电弧后产生了明显效果。他设法在充满氢气的器皿中，安装两个碳电极，通电使两电极间产生电弧，使从器皿中放出的气体中含有乙炔。这项实验的成功，使贝特罗受到极大鼓舞，由此开始了一系列新的合成实验。他由乙炔加氢制成乙烯，乙烯再加氢而得到乙烷。贝特罗在研究有机合成的同时，还着手对合成产物进行分析研究。由于得到的产品往往量很少，这就需要耐心并顽强地坚持反复实验，才能取得足够的分析样品。这些工作又不断地使贝侍罗开拓思路，创造出一个接一个新的合成方法，推动着有机合成化学的迅速发展。贝特罗研究烃、碳水化合物和醇的发酵问题，也获得了许多成果。由于在有机合成方面的卓越成就，贝特罗曾于1860年和1867年，先后两次获得“雅克”奖。在法兰西学院的实验室里，贝特罗为自己的化学研究又提出了新的方向，开始研究热化学问题。他测定了燃烧热、中和热、溶解热以及异构化热等等，他企图从中寻找出规律性的东西。“放热和吸热反应”的概念就是他首先引入科学领域的。他还对爆炸问题进行过认真研究，普法战争爆发后，巴黎不幸被包围，法国政府紧急动员，号召所有科学家都来参加巴黎保卫战。1870年9月底，政府要求贝特罗在最短期间内制造出火药。结果只用了几天时间，他就向当局交出了一份关于火药制备工艺过程的报告。从此他一直关心与爆炸现象有关的各种过程。1881年，他发明了一种弹式量热计，并测定了一系列有机化合物的燃烧热。他首创的那种量热计一直沿用至今。贝特罗还同其他科学家合作，在化学领域的其它方面开展研究，作出了突出的贡献。在1861一1363年间，贝特罗和圣·吉尔研究了醋酸和酒精的酯化反应及其逆向的皂化反应，他们发现这两种反应都不能进行完全，而是最后达到平衡。当达到平衡时，各种物质（醋酸、酒精、水和乙酸乙酯）的比例，无论是皂化还是酯化，都是相同的。他们还发现，在任何一瞬间，酯形成的量与反应物质量之乘积成比例，与反应的溶液体积成反比。精力充沛、能力惊人的贝特罗，除了从事繁忙的科学研究工作外，还是个著名的社会活动家。他作为参议员，要经常参与国务活动。他是最高美术委员会委员、火药及硝石咨询委员会委员。担任过法国科学院秘书长工作。1886年贝特罗开始在政府任公职，他先被任命为国民教育和艺术部部长，1895年又出任外交部部长。国内外许多科学院和研究所都曾选他为名誉成员。到1900年，世界上几乎所有的大学或科学院的名誉成员名单中，无一例外地都有他的名字。贝特罗即使到了暮年，对科学事业的热爱和献身精神仍旺盛不衰。继续渴求创造性的劳动，继续顽强地攀登着科学高峰，撰写大量的文章和专著，直到生命的最后一刻。

埋葬活力论

19世纪上半叶，有许多科学家研究有机化学问题，对天然产物进行研究，分离出许多纯的有机物质，成功地合成了某些简单物质，这鼓励科学家们继续探测有机自然界的内在奥秘。但是，“活力论”的影响还支配着化学家们的头脑，有机物是在有机体内受“活力”影响而形成的信念，还根深蒂固地存在于人们的思想中，就像贝采利乌斯嘲笑维勒时说的那样，谁会相信能在实验室里制造出个孩子来呢?何况就连维勒合成的尿素也只是有机体生理活动所形成的一种分解物，并不含于活的细胞中。但贝特罗却深信有可能在“试管”中合成有机物，而无需活细胞参加。他对此进行了深入的研究。贝特罗选取的实验对象是乙醇和松节油。他在松节油内参入了氧化剂；加热到250℃时，一个可喜的现象出现了：松节油生成了樟脑!这就证明，在松节油和樟脑之间有内在的联系。化学家舍勒曾将脂肪分解，证明脂肪是由高级脂肪酸与甘油组成的。如果把这些物质重新化合，是不是再会生成脂肪呢?贝特罗按照这个想法进行了实验。他把一定量的脂肪和甘油放到厚玻璃管中，不断加热。在高温作用下，脂肪酸和甘油开始相互作用，生成一种新的物质，并放出了水。经验证，这种新物质正是脂肪!并且和天然脂肪没有任何区别。贝特罗把他的研究结果公布于众，立即成了学术界轰动一时的要闻。“在密闭管中合成了脂肪!”“自然界被征服了”，“人能按自己的愿望生产细胞组织！——报纸以类似的题目纷纷报导了这位青年科学家的成就。因为这一成就，贝特罗还被法国政府受予2000法郎的荣誉奖金。

爱情生活

在一次沙龙上，贝特罗结识了一位叫索菲的姑娘。索菲被这位化学家的丰富幻想吸引住了，而贝特罗也发现他喜欢上了这个可爱的女孩子。虽然他旧上衣上磨破的衣缝使他感到羞涩，但一听到索菲的响亮声音，他的困窘和拘谨就消失了，感到非常愉快。贝特罗的朋友们也认为索菲是他合适的伴侣。他们怂恿他，赶快向这个可爱的女孩子求婚，不然就可能被别人捷足先登了。但贝特罗没有听从他们的功告，他能在生活中给她什么呢？他的收入不多，住房也很简陋。而索菲的家很富裕，一定不会赞同她嫁给一个穷小子，尽管这个穷小子是一位相当有名气的年轻化学家。贝特罗已经明确地感觉到这一点了，只要他一开始与索菲交谈，她母亲就立刻设法把她带走，这很明显表明她不赞成女儿的这种交往。贝特罗感到非常苦恼，他能够凭自己的努力战胜自然界，而对传统的世俗成见却无能为力。爱情折磨着年轻科学家，使他睡不着，吃不香，他只好到外边溜达。在一次沿新桥行进时，贝特罗忽然发现了他的意中人健美的身影，风很大，吹着她的衣袂飘了起来。她那顶草绿色的宽边草帽忽然被吹掉了，吹向迎面而来的贝特罗。贝特罗想抓住帽子，却笨手笨脚地抓住了姑娘的手。这一次偶然的相遇，却成全了他们的爱情。贝特罗的朋友们齐心协力地同索菲的母亲作了斗争，最终说服了她。1861年5月，他们举行了婚礼。从此，贝特罗拥有一个美满幸福的家庭。婚后夫妻一直互敬互爱。为了支持他专心致志地从事科学研究，妻子承担起几乎全部家务。他们共有6个子女。他们的长女结婚后有了一个独生子。

保卫巴黎

普法战争爆发后，贝特罗在实验室里的平静工作被迫中断了。由于德国人已逼近巴黎，法国政府号召所有的科学家参加巴黎保卫战。贝特罗把索菲和孩子们送到了乡下，而他自己又回到首都。1870年9月底，政府要求贝特罗在最短时期制定出生产硝石的有效方法，因为被包围的巴黎缺乏火药。贝特罗紧急研究，在几天之后就提交了一份报告。报告提出几种收集草木灰的方法，用来制取生产硝酸钾所需的钾碱。还指出如何从马厩和地窖的墙壁上刮取一层土，如何从倒塌的建筑物中收集灰层和石灰，以及用什么方法从中提取制造硝石所需的盐类。贝特罗在报告的结尾写道：“如果巴黎的全体公民都参加这项工作，那么一个月内就可得到几十万公斤原料。”贝特罗的建议是极其有益的。政府据此成立了一些大队，收集到许多原料，完全满足了在25天内建成的火药工厂的需要，这座工厂每天生产7000公斤的黑火药，用火药制造了新式大炮用的炮弹。但由于政府的腐败，这次战争最终队法国的失败而告终。贝特罗叹息着说：“号召我们拯救祖国已为时过晚了，这就像病人在垂危时找医生一样，只是当法国处于灭亡的边缘时才想到我们。”失望的贝特罗只好回到实验室中，继续作科学研究。贝特罗一生工作勤奋，即使到了暮年，也继续顽强工作着。他有一个幸福的家庭，索菲为他生育了六个子女，他们的长女结婚后有了一个独生子。1907年，这个深受外公外婆宠爱的十九岁外孙在一次车祸中不幸丧生，这一突然事件，使贝特罗夫妇深受打击，索菲从此便一病不起。我死时，丈夫将会怎样呢?”索菲在病床上苦恼地想，“他会经不住我的死亡的。事实正是如此，贝特罗深爱他的妻子，没能经受住这种可怕的打击，妻亡之日也成了他命终之时。贝特罗的死讯传遍了整个法国。法国政府为这位卓越的科学家举行了隆重的葬礼，来向伟大科学家告别的有共和国总统、部长、议员和世界各地的代表以及成千上万的法国人。葬礼是非宗教的，没有神职人员参加，因为这位伟大的科学家是一位无神论者。