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百年前的诺贝尔化学奖 颁给了一个德国犹太战犯

http://dailynews.sina.com   2018年10月02日 22:54   北京新浪网

  1918年的诺贝尔奖属于两个人——物理奖颁给马克斯·普朗克,化学奖颁给弗里茨·哈伯。

哈伯的诺贝尔奖证书哈伯的诺贝尔奖证书

  那一年,生理和医学奖、文学奖、和平奖均空缺。诺奖从1901发到1913年从未空缺;但第一次世界大战期间暂停颁奖,之后补发奖项就有很多空白。比如和平奖只在1917年颁给了国际红十字会。

  瑞典人授诺奖给弗里茨·哈伯,引发了英法等国抗议。因为哈伯是战争罪犯。他亲手发动的毒气战杀死了上千名士兵。

  但哈伯无疑属于诺贝尔遗嘱要奖励的“为人类带来最大利益的人”。颁奖理由是哈伯发明了由氮气合成氨的方法,使人类摆脱了对天然氮肥的依赖。

弗里茨·哈伯弗里茨·哈伯

  合成氨发明前,世界上有17亿人口,今天已有73亿。没有哈伯的发明,就养活不了这么多人。根据全球农业历史学家瓦克拉夫·斯米尔的说法,合成氨维系着今天一半人口的食物基础。

  空气面包

  哈伯出生于普鲁士的布雷斯劳(今属波兰)。他的父亲齐格弗里德·哈伯是成功的犹太商人,经营染料、颜料,涂料和药品。母亲在弗里茨·哈伯出生三周后去世。

  哈伯年轻时,欧洲的化工业突飞猛进。他小时候就对化学感兴趣,23岁成为化学博士。哈伯在纸厂、化工盐厂和蒸馏厂实习过。但在自家公司跟父亲难以相处,于是进入学界搞研究。

  哈伯在多领域做出贡献。他解释了纺织品印花工艺的机理;解释了电化学的氧化,区分了干氧化和湿氧化;他证实了法拉第定律适用于结晶盐的电解,为玻璃电极和电解电位的测量奠定基础;他研究了不可逆和可逆的电化学还原;研究了电流对金属腐蚀的影响……

年轻的哈伯年轻的哈伯

  哈伯30岁出版《工业电化学的理论基础》,37岁出版《工业气体反应热力学》,均为经典。

  “人工固氮” 从1860年开始就是化工界的圣杯。氮是不爱交际的元素,只有一些蓝藻和细菌能将它固化,之后整合成蛋白质,氮气是蛋白质的唯一来源。

  植物只能吸收化合后的氮气。人们早就意识到,没有氮肥就无法增产。为了氮肥,农民殚精竭虑。人和牲畜的粪尿一点也不能浪费;太平洋沿岸的鸟屎被发掘殆尽;南美的硝基盐矿比今天的油田还值钱(硝也是制造炸药的必备)。

  自然界只有闪电能大规模固氮。美国科学家曾经探索人造闪电固氮。哈伯也实验过,但失败了。

  合成氨也是氮固定的一条路径。为此,氨气当时已从废气变成了宝贝。哈伯1904年就试图合成氨。但难在:温度低时,氮气和氢气合成氨的速度太慢,温度高了氨又会分解成氮和氢。哈伯做了大量实验,推翻了一些合成氨的假说。

  1908年,哈伯依靠助手罗塞格尔制造的钢制反应器,用高温高压顺利生产出足够的氨,一小时有80毫升液氨汩汩流出。

  一开始,哈伯的成就并未被重视,直到BASF公司的工程师卡尔·博世(Bosch)来实验室参观,回去马上复制。

卡尔·博世卡尔·博世

  哈伯建议用锇和铀做催化剂,但博世等人实验了2500个配方,改用掺杂的铁做催化剂。另外,高压容器内衬熟铁,避免氢带走钢里的碳造成软化。最终,在600摄氏度、200个大气压下,氨大规模地合成。1912年,第一个合成氨工厂建成。

  氮气和氢气容易制成:水蒸气吹过焦炭,就能生成氢气;水蒸气和空气混合后吹过焦炭,氮气就可以分离。因此用空气、煤和水就能变出氨,低廉至极。

  哈伯在获奖致辞中说:“实用用途不是我研究的主要目的。我的研究室工作不过是提供了基本规则的科学证明和实验器材规范。谈到氨的工业化经济生产时一定得强调这点。”但没有哈伯,博世也不可能发明合成氨的工业设备。博世1931年为此拿了诺奖。(另外,2007年的化学诺奖给了德国的格哈德·埃特尔,他搞清楚了哈伯-博世工艺中氢原子、氮原子是怎么在金属表面反应的。)

  哈伯-博世工艺是化工业最重要的成就,被誉为“从空气中制造面包”。农民可以不再依赖动物的排泄物。全世界如今每年生产一亿吨氮肥。 

  发动毒战

  煤炭丰富的德国,是氨合成的最大受益者。有了哈伯-博世工艺,即使战时被海上封锁,德国仍可制造足够多的炸药。

  哈伯数次被威廉二世召见,1911年被委任领导“威廉物理化学和电化学研究所”这一新机构。他从卡尔斯鲁厄搬家到柏林,为国效力,成了帝国科学圈的核心人物。一战开始后,德皇授予他上尉军衔,他担任德国毒气战的科学负责人。

1916年身着军服的哈伯1916年身着军服的哈伯

  很难说哈伯是毒气战的始作俑者。1899年海牙公约禁止发射窒息性和有毒气体的炮弹,但1914年8月和10月,法军和德军分别发射催泪瓦斯和氯丙酮的毒气弹,虽然没效果。1915年初,德国人再次使用催泪瓦斯弹,仍未奏效。

  氯气登场改变了一切。氯气本是化学公司制造染料的副产品,很便宜。哈伯1915年亲临前线,研究如何用氯气杀人。

  哈伯不是被迫配合,而是鼓励军方使用毒气。德军将领们本来对此不感冒,有人说使用毒气“不够骑士风度”,有人说“像毒死耗子一样让人反感”。哈伯则说:“如果你想赢得战争,请坚定地进行化学战。”

  首次成功的毒气攻击,发生在1915年4月22日。这次袭击是德国著名化学家能斯特提议的,他当时是一名志愿者和司机,他建议德军指挥官用催泪瓦斯来打破僵局。

哈伯在前线(左二)哈伯在前线(左二)

  哈伯来到前线,做了调研,提议用比空气重的氯气来进攻。哈伯本来想用光气,但光气存量不足,最终还是选用氯气。

  哈伯团队在比利时伊普尔的战线上,部署了5730个气瓶,共168 吨氯。(在布置气瓶的一次意外破损中,3名德军死亡,50多人受伤。)

  4月22日下午5点,一阵炮袭后,德军开启虹吸设备,瓶里的液氯抽了出来。(不能直接打开阀门,否则氯蒸发会冻住阀门。)

  轻微的东风吹动,一片灰绿色的云飘向法军。沉重的氯气贴近地面,飘入战壕。十分钟不到,数千名士兵中毒。

德军一次毒气攻击后的英军战壕德军一次毒气攻击后的英军战壕

  一名英军目击者说:“发生了可怕的事情。怎么了?军官和参谋们站在那里注视着,目瞪口呆。北风中有刺鼻的气味,让喉咙发痒,让眼睛流泪。马匹和男人们涌到了路上。两、三个人骑一匹马。田野上跑着步兵团,那是法国的非洲军团; 他们丢了枪、装备、甚至军服,好跑得更快。一个人磕磕绊绊走过我们眼前。一名军官用左轮手枪逼停了他:“怎么了,你这个胆小鬼?”士兵嘴里嘟囔着,满是泡沫,眼睛似乎要从眼窝里掉下来,他倒在军官脚下抽搐。”

  还有人回忆说:“黄昏就要来临时,德国战壕上升起一片奇怪的绿色死亡之云。轻微的东北风向法军飘去,一会儿死亡扼住了他们的咽喉。不能责怪士兵溃散逃跑。在那个可怕的黑暗之夜,他们与恐怖战斗,在毒气云中盲目奔跑,他们倒下,胸脯痛苦喘息,令人窒息的毒药覆盖了他们发暗的面孔。数百人摔倒、死掉。其他人无助地躺着,嘴上流着痛苦的泡沫,他们感到恶心,并频繁经历撕裂人的呕吐。他们会死去,无法形容地痛苦、缓慢地死。空气完全被氯气的酸味污染,那滋味抓紧了喉咙,填满了嘴。”

  恶魔出世

  伊普尔战役中,数千名法军不顾德军炮火,逃出了战壕,战线破出一个纵深7公里的大口。德军跟随绿色的云前进,但没预料到敌方阵地如此空荡,他们疑心有陷阱,因而不敢大步前进。

  死于这次毒气袭击的人数不明。英法联军声称5000人死亡;但有研究认为这是英法为谴责德国的夸大宣传,大概1000人左右死于四月伊普尔的几次氯气袭击。

  氯气与粘膜反应生成酸,刺激眼睛和呼吸道。氯气中毒的人,肺部像刀扎一样痛,大量积液,犹如溺水者。中毒者皮肤变成绿色或褐色。眼睛失明,呈玻璃样。伊普尔战役期间,一位加拿大医官识别了氯气,建议士兵在布上撒尿,再堵在口鼻上——氯气容易与水与尿反应。防毒面具很快下发基层,抵消了氯气的威力。

  但糟糕的毒气战还在后面。英国在9月释放氯气报复。法国化学家维克多·格里格纳德(1912年的诺奖得主)则为法军贡献了光气的生产法,1915年投用。光气中毒者面色苍白,干呕,像溺水一样从肺里排出几升黄色液体。一战所有化武死亡者中,85%死于光气。

  更加残酷的芥子气1917年引入战场。皮肤沾到芥子气会出水疱,接下来是二次感染和死亡。呼吸道被破坏的人,几周内呼吸道逐渐粘合在一起,病号痛苦地死去。一位护士说:“伤处无法包扎或触碰,有些士兵受最严重的伤也一声不吭,但毒气伤害超出了忍耐限度,让他们嚎叫不止。”

1918年4月10日遭毒气袭击后的英军1918年4月10日遭毒气袭击后的英军

  1917年和1918年,协约国使用的毒气量超过了德国。美国参战后建立了毒气研究中心,大规模制造光气和芥子气(毒气厂战后改成了化肥和杀虫剂厂)。

  最有名的毒气受害者可能是阿道夫·希特勒。他在一次英国的芥子气袭击后暂时失明,幸亏战友施以援手,才摸回了后方。

  一战期间,毒气共杀死了9万人,致伤120万人,占总伤亡人数的4.6%。

  面对毒气战“不人道”的指责,哈伯曾辩解说:死就是死,不论什么方式。他还说,毒气能够缩短战争,因而是人道的。

  实际上毒气只给双方带来无谓的痛苦,并未缩短战争。因此1925年的《日内瓦协定》重申禁止化学战,之后欧洲不再有大规模的毒气战。

  毒气并非最致命的武器,在伊普尔战役中它仅造成一小部分伤亡。但戏剧化的场面透露出战争的残酷。“绿气”成了德国疯狂的象征。

  英国士兵诗人威尔弗莱德·欧文,写了一首有名的《为国捐躯的甜美荣光》:

  毒气!毒气!快,伙计们!—— 兴奋地乱摸一阵,

  及时戴上笨拙的头盔;

  可有人喊叫,跌撞,

  他踉跄,就像着了火,滚了石灰, 

  昏暗,透过毛玻璃和厚厚的绿光,

  身处绿海之下,我看到他正在淹死

  在我所有的梦里,在我无助的眼前,

  他投向我,呕吐,窒息,淹死。

  家庭破碎

  德国战败前,哈伯的妻子自杀了。克拉拉·伊莫瓦尔是犹太人,哈伯的同乡。在大学学习化学期间认识了哈伯。尽管互有好感,但伊莫瓦尔一开始拒绝了哈伯的追求。

克拉拉·伊莫瓦尔克拉拉·伊莫瓦尔

  1901年,伊莫瓦尔成为第一位德国的化学女博士。不久两人结婚。次年夏天,他们的儿子赫尔曼诞生。克拉拉退居成为丈夫的助理,帮助哈伯写出了1905年首部专著,这本书扉页上写着:“献给我挚爱的妻子克拉拉·哈伯博士。感谢她默默的帮助。”

  但克拉拉与弗里茨·哈伯之间有了裂痕。远离学术的家庭生活让克拉拉抑郁。弗里茨出名后,克拉拉在做演讲时,被听众认为是她的丈夫代写的讲稿,这让她恼怒。

  克拉拉写信给导师说:“一直以来我的态度是:一个人充分利用其能力,并试着活出人类生活的一切体验,人生才值得。正是这种冲动而不是别的,才让我决定在那时结婚。。。。。。我从(婚姻)中获得的这种人生太短了。。。。。。主要原因是弗里茨以压迫性的方式将自己放在我们家庭和婚姻的首位,一个不那么无情实现自我的人就被简单地摧毁了。”

  另外,克拉拉反对战争,她说弗里茨·哈伯的研究“偏离了科学的理想”,是“野蛮的象征,败坏了一个本应带给生活新见解的职业。”她在公开场合催促弗里茨结束化学战实验。

  哈伯则说:“和平时科学家属于全世界,战时科学家属于祖国。”他私下里说妻子的言论是叛国。

  此外,哈伯经常离家旅行,并且同女性调情,疏远了他的妻子。

  毒气战后,哈伯从前线返回,受到众人的欢迎。但5月1日的一次晚宴后,克拉拉和丈夫争吵;夜里在自家花园,克拉拉用丈夫的军用手枪射击了自己的心脏。第二天她死在儿子怀里。

  妻子刚死,哈伯就离开了家,去东部前线布置毒气战,让12岁的儿子独自应付这一悲剧。(1946年,移居美国的儿子赫尔曼也用手枪自杀)

  一个多月后,哈伯写信给朋友说: “我听见这个可怜女 人说过的话。 疲惫的幻觉中, 她的身影从电报堆里升起,我深感痛苦。”

哈伯与第二任妻子和长子哈伯与第二任妻子和长子

  1917年10月,哈伯娶了第二任妻子夏洛特·纳森,两人育有一子一女,十年后离婚。

  哈伯死后,遵照他的遗愿,赫尔曼迁来克拉拉的灵柩与他同葬。

  无果的爱

  普朗克缅怀哈伯时说:“没有人可以怀疑哈伯对国家的忠诚。”

  而爱因斯坦说:“哈伯的一生是一个德国犹太人的悲剧——无果的爱。”

马克斯·普朗克马克斯·普朗克

  德国战败,哈伯被列入900个战争罪犯之一。他脱下自己设计的化武部队制服,蓄起胡子,逃到了瑞士乡下,取得当地的公民权,希望避免审判。

  但协约国很快取消了对他的指控,他就返回了柏林和研究院。

  1920年,瑞典诺奖委员会一次性宣布了1914年-1919年间的诺奖名单。其中有5个德国人。哈伯被授予1918年的化学奖,引起许多协约国科学家的不满。

  在获奖演讲中,哈伯详细回忆了合成氨的来龙去脉,这是一段通俗而详实的科学演讲。但哈伯没有提到他制造炸药的研究,更没提化学战。

  哈伯不是唯一对毒气战负有责任的科学家。在伊普尔,几位朋友和追随者与他共同安装氯气瓶——包括后来的诺贝尔奖得主:詹姆斯·弗兰克、奥托·哈恩和古斯塔夫·赫兹。

  1918年物理诺奖得主,哈伯的好朋友普朗克也曾支持战争。一战开始时,普朗克和群众一样兴奋,他写道:“有很多可怕的事,但也有很多意料之外的伟大和美丽:各党派的联合轻易解决了最困难的国内政治问题,一切善良和高尚都在被歌颂。” 

  战争爆发后,普朗克和哈伯都签署了后来臭名昭著的“九十三人宣言”,这是一份德国著名知识分子反对“污蔑德国”的宣言,在德国年轻人中引起共鸣。(尽管普朗克后来表示不赞同宣言中的部分内容。)一战爆发时,各国知识分子大多积极支持本国参战,哈伯和普朗克并非特例。

  哈伯的另一位挚友,爱因斯坦则署名反对“九十三人宣言”。他反对大战,认为这是欧洲人的精神错乱和自取灭亡。虽然被同胞嫉恨,险遭逮捕,爱因斯坦并未改变立场。

哈伯与爱因斯坦哈伯与爱因斯坦

  二战后尽管科学家还为军事服务,但反战成了主流。如1954拿了诺贝尔化学奖的莱纳斯·鲍林1962年再获诺贝尔和平奖,诺奖委员会表扬他“从1946开始不仅反对反对核武器实验、扩散和使用,还反对一切作为处理国际纠纷手段的战争。”如果晚五十年,诺奖可能不会颁给哈伯这样的人。

  1920年到1933年,哈伯继续领导威廉化学研究所,这里自由宽松,研究对象“从氢原子到跳蚤“,有一批后来拿诺奖的年轻学者。对于哈伯,这是一段愉快的时光。

  哈伯的朋友众多。他平易近人,彬彬有礼,对各种问题都感兴趣。在科学讨论中他总能一语中的。哈伯被大家认为个性极强又容易相处。他对政治、历史、经济、科学和工业都有惊人了解,也擅长行政管理。

  为了德国的战争赔款,哈伯开始研究从海水中提取黄金,最终未能成功。他在1920年代仍参与了德国的秘密化武研究,为了避人耳目,工厂被挪到了苏联和西班牙。

  哈伯团队秘密研究的产品之一是Zyklon B,一种氰化氢毒剂。二战时,德国用它大规模杀害集中营的犹太人。死者包括哈伯家族的几个人。

  哈伯家族的祖上是波兰的犹太羊毛商人。1812年普鲁士颁布法令给予犹太人公民权,哈伯家族得以在商业,政治和法律领域崭露头角。哈珀的父亲属于犹太社区,但不是虔诚的犹太教徒。哈珀则认同自己是德国人而非犹太人。他26岁时就皈依了路德宗。

  哈伯的研究所里大多数人有犹太血统,按照1933年纳粹上台颁布的新法令,他们将被解雇。当时一本德国科学杂志写道:“威廉化学研究院的建立让犹太人涌入了物理学,研究院掌权的是犹太人F·哈伯,一个犹太奸商的侄子。”

  哈伯1933年4月30日发表了一份声明说:“40多年来,我一直以知识和品德为标准去选择我的合作者,而不是考虑他们的国籍和民族,余生要我改变如此完善的方法,我做不到。”

  哈伯辞职并离开德国。普朗克为此去找希特勒,但未能挽回。

  几个月后,哈伯应英国剑桥大学邀请去工作,但同是诺奖获得者的卢瑟福拒绝与他握手。

  后来哈伯又接受了巴勒斯坦的一个职位,准备前往中东。但在半路上他心脏病发作,1934年1月29日死于瑞士巴塞尔。

  (本文部分材料来源于维基百科和《弗里茨·哈伯:化学家,诺奖得主,德国人,犹太人》一书)

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