现代科技

不断拓宽的化学领域

勇闯有机化学领域


　　18 世纪的资产阶级革命，几乎席卷了整个欧洲，一些国家纷纷推翻了封 建专制政权，建立了资产阶级统治的新秩序。
　　大工业的发展，使钢铁、冶金、纺织等工业得到了迅速扩大。一些化学 材料和制品供不应求，近代有机化学就是在这种社会需要的推动下产生和逐 步发展起来的。
　　有机化学的设立是以有机化合物的提纯、有机分析和有机合成；特别是 有机合成为主要标志。
　　有机化学的早期研究，只是从动植物有机体中提取和分离有机化合物， 如蔗糖、樟脑、麦芽糖等。直到 18 世纪后半期，这种对有机化合物的分离和 提纯工作才得到较快发展。
　　有机化学之所以能产生和发展，这是和德国化学家维勒的工作分不开 的。
　　维勒是瑞典化学大师贝采利乌斯的得意门生之一。他早年在德国求学， 获博士学位之后，去瑞典留学，跟着这位化学大师继续深造。
1825 年回到德国，一方面从事教学工作，一方面继续进行化学研究。1827
年，他从自己制得的纯净的三氯化铝，又还原出金属铝，这一研究成果，使 他在化学界名声大振。
1828 年，他在进行氰化物与铵盐溶液相互作用的试验中，意外地发现了
一种白色沉淀物，按照他的推测，这种沉淀物有可能是氯化氰酸铵。物镁。 后经过反复研究，才否定了自己的判断，认为这种白色沉淀物不是氰酸
铰的白色结晶体。
那么，这种沉淀物究竟是什么呢？ 维勒穷追不舍，继续研究。维勒通过一系列的实验，证明这种白色沉淀
物就是尿素。
　　维勒从无机物人工合成有机物的这一意外发现，具有历史意义，它不啻 一枚炸弹，引起了整个化学界的轰动。
在 19 世纪以前，化学界流行一种“生命力”的说法。
　　生命力论者认为：动植物有机体具有一种生命力，依靠这种生命力，才 能制造有机物质。因此，有机物质只能在动植物有机体内产生：在生产和实 验室里，人们只能合成无机物质，不能合成有机物质，特别是不能从无机物 质合成有机物质。
　　这种把有机物质神秘化的“生命力”论，人为地在有机化合物和无机化 合物之间造成了一条不可逾越的鸿沟，严重地阻碍了有机化学的发展。
　　维勒从无机原料合成了有机尿素，在无机物和有机物之间架设了桥梁， 使生命力论受到了致命的打击。
　　有机化学至此开始宣布了正式产生，并逐步得到了迅速发展，或为一门 独立学科。
有机化学的兴起，人们希望用无机物来制造各种有机物。 但是，有机化学遵循什么规律呢？
1835 年，维勒在给他的老师信中写道：“有机化学当前足以使人发狂。

它给人的印象就好像是一片充满了最神奇事物的原始热带森林；它是一片狰 狞的、无边无际的、使人没法逃得出来的丛莽，也使人非常害怕走进去。” 维勒终于在“原始森林”面前退缩了，他放弃了有机化学的研究。
　　维勒把有机化学描绘得如此富有魁力而又充满了恐怖，确实道出了有机 化学刚从其他学说分离出时的复杂与艰难。
　　但这并没有使所有的人望而却步，德国化学家李比希和他的学生就勇敢 地闯进这片“原始森林”，为有机化学的发展，开辟了一条崭新的道路。
　　1803 年 5 月 12 日李比希出生在德国一个经营化学品和颜料的商人家 庭。
　　他的父亲是一家药房主人，经常为配制某种特别复杂的、医疗用的浸膏， 或蒸馏某种液体，调制各种药品做一些化学、试验。
　　李比希在药房长大，父亲那种勤于动手，认真研究和探索的精神，给了 李比希很大的影响。而对药物的调制和试验，使李比希从少年时代就开始对 神秘的化学现象产生了浓厚的兴趣。
　　李比希家里的人口较多，父亲惨淡经营，也仅够维持一家人日常生活的 开支，日子过得非常拮据。
　　李比希上小学时，听说集市上有个卖灵丹妙药的“化学家”，会做炸药。 这时，他灵机一动，就跑去向那位“化学家”请教，不仅学会制作炸药，还 学会了制造雷管，甚至还依法设计制造了一种压雷管用的专门仪器。
街道上的孩子们知道后，非常新奇，纷纷跑来观看。李比希就把自己制
作的炸药，做成一个个小炸弹，卖给孩子们，用这笔买卖的收人，来帮助父 亲养家糊口。
后来，李比希又背着老师，将土炸药带入教室，下课时，就和几个同学
在院内设置几个靶场，进行演习试验。 一次上课时，老师正专心地推算一条定则，忽然，教室里发生了可怕的
爆炸，硝烟顿时弥漫了整个教室，课堂秩序大乱，尖叫声，哭喊声响成一片。
老师又惊又气，像一头被激怒的公牛般地冲进了校长办公室。 李比希被校长赶出了小学校门。 失学后李比希并没因此停止他对化学的研究和试验。回家后，他成了父
亲的得力助手，甚至有时能够替代父亲做一些比较复杂的试验，调制一些成
分复杂的药物。
到他 15 岁进药房工作时，他就选定以化学研究为自己的终身事业。 他所工作的这家药房叫葛平海姆药房。由于他勤奋能干，药房主人非常
赏识他，常常允许他独立地干一些活计。 李比希总是以最快的速度完成自己的工作，然后就利用空闲时间开始钻
研化学。 有一次，李比希对某种化学药品进行不同方式组配时，得到一种物质，
它具有酸的种种特点，李比希感到异常兴奋。 几天后，他又制出了更多的这种新物质，并把它贮存在空炮弹壳里。 正忙于实验的李比希，还不知道危险就在眼前。 事实上，他制出的这种新物质，含有可爆炸性质的银盐和汞盐，特别是
在干燥状态下，即使轻微一碰也会发生猛烈爆炸。 不幸的事终于发生了。一天晚上，他在研磨物料时，研、滚落下来，正
撞在空弹壳上，一声巨响，石破天惊??

李比希还没明白怎么回事，老板就把他解雇了。 父亲看他如此痴迷化学研究，就把他送人波恩大学，专门学习化学，后
来，又随该校的化学教授迁到埃尔兰根。 当时，德国的大学对化学很不重视，师资力量非常薄弱，教学设施也十
分简陋，甚至连化学试验室也没有。 李比希回忆这一段学习生活时说：讲课富有华丽词汇，缺少实际知识和
真正的研究。 这浪费了李比希两年宝贵的时光。
　　1822 年，他来到了法国的多科工艺学院，就学于法国著名化学家盖吕萨 克。
　　在这里，他才感到自己接触到了真正的化学。他完全被迷住了。他把以 前自己发现的那种差点使他丧命的新物质—雷酸作为自己的重点研究对象， 开始踏入化学前沿。
　　李比希研究了雷酸的化学式，使他对这种新物质有了全面的认识和了 解。在巴黎的学习，也使他获得了丰富的经验和化学知识。
　　在朋友的建议下，学有所成的李比希决心当一名化学教师，立志从根本 上改变德国化学落后的状况。
1824 年，李比希回到德国，经当时著名的科学大师亚历山大·冯·洪堡
和盖吕萨克的推荐，李比希被破格任命为吉森大学的化学教授。 李比希到该校所办的第一件事，就是说服当地政府和学校，办一个化学
实验室，用以教学和研究。
　　在教学中.李比希亲自教学生做实验来掌握化学知识。经过李比希的不懈 努力，吉森大学成为欧洲乃至世界闻名的化学研究中心。
李比希广泛宣传化学教育的重要性，在他和学生们的努力下，德国各大
学也纷纷效仿，建起了化学试验室，加强化学教育和科学研究工作。这为德 国在 19 世纪化学工业称雄世界奠定了基础。
李比希在世界上最早建立了大学化学实验室教育体制，培养了一大批超
一流水平的化学家。 这些化学家又带起一批化学家，形成了化学界享有盛名的“吉森学派”。
它不仅左右了 19 世纪的化学研究，而且强烈地影响了 20 世纪的化学发展方
向。
　　有人作过统计，在 20 世纪获诺贝尔化学奖的伟大科学家中，有 1/3，与 吉森学派有学术渊源关系。
　　贝采利乌斯之所以能享有化学大师之称，是因为他把无机化合物的分析 达到了完善的程度。
　　然而，有机化合物的分析，即使对于那些拥有先进实验条件且富有经验 的化学家来说，也还是一个最困难的领域。
李比希解决了这一问题。 他在进行这项试验时，发明一种新型实验仪器——燃烧仪。然后采用拉
瓦锡、盖吕萨克、贝采利乌斯普遍使用的燃烧法，用计算二氧化碳的含量来 测定有机物的碳量，用计算水的重量求氢和氧的量，进而确定碳、氢、氧的 含量和比例。
　　这种方法在当时轰动一时。因为化学大师贝采利乌斯若要得出某个物质 的可靠的分析数据，得要两个半月时间，而李比希只需一天。
　　
　　李比希对有机化合物的分析，不仅速度快，而且也把有机分析提高到精 确定量阶段。这种改进，使科学家掌握了打开通向有机化学广阔领域的大门 的钥匙。
这是一项重大的成就！
　　1828 年 12 月的一天晚上，李比希与德国著名化学家维勒相识。共同的 爱好和兴趣，使他们成为真正的好朋友和同事。在有机化学领域中，他们确 立了“同分异构现象”。
　　李比希在吉森实验室里，研究了和人类密切相关的脂肪类、脂肪酸类、 醇类等有机物。1832 年，他发表了关于苦杏仁油的论文。
　　在这篇论文中，他指出苯基是从苦杏仁油中制造出来的一系列有机物中 一个不变的组成部分，还提出了分子结构概念。
这给有机化学发展指明了方向。 后来，他又继续对乙醚、乙醇和它们的衍生物进行深人研究。指出在这
些物质中存在共同的乙基，进一步阐明了分子结构对化学性质的影响。 李比希提出的有机化合物是由“基”（分子结构）组成的观点，拉开了
有机化学理论发展的序幕，为后来建立的有机化学的基因理论，提供了依据。 李比希对化学这一领域的贡献是多方面的。
1831 年，李比希筹备编辑了《化学年鉴》，意在扩大化学影响并为人们
提供发表化学研究成果的阵地。 很快，《化学年鉴》走向世界，成为国际性的著名化学刊物，至今，还
具有相当高的权威性。
　　为了使化学走出实验室，增强化学的应用性。1840 年，李比希撰写出版 了《有机化学在农业及生理学中的运用》，开拓了施用化学肥料增强土壤肥 力的新途径。
不仅如此，他还精心配制农用化肥，并购买了一大块不毛之地，亲自动
手栽培植物，来观察土壤肥力的改变情况。 李比希的化学成就举世闻名，而他的热情好辩也同样闻名于世。 只要是李比希认为不正确的观点，他就毫无顾忌地加以评论，主动发起
辩论的攻势，直至取得胜利；如果是自己观点的错误，他就襟怀坦白地予以
承认，毫无保留地支持对方的观点。 李比希和维勒的友谊就是从辩论开始的。 李比希与贝采利乌斯关系的破裂也是源于辩论。
李比希和法国著名化学家杜马，同出师门，但他俩的关系若即若离，时
好时坏，究其原因，也是因为辩论?? 李比希一生中先后同十几位著名的科学家论战过，内容涉及 19 世纪中叶
化学实践的各个方面，在客观上，扩大了化学的影响，使人们明辨了是非， 对化学理论的完善和发展起到了一定的积极作用。
　　1873 年 4 月，这位在有机化学原始森林中漫游的勇敢者在慕尼黑与世长 辞。
　　然而，李比希的逝世并没有使有机化学的研究陷于一片沉寂，他的学生 凯库勒从他的手中接过大旗，像一匹狂劲的黑骏马，沿着他的足迹，再次闯 进有机化学这片原始的森林。
　　
偶然事件改变一生


　　凯库勒 1829 年出生于德国的达姆斯塔德市，中学时，就 懂四门外语，从 小热爱建筑，立志长大后要当一名优秀的建筑大师。
18 岁，他以优异的成绩考人了吉森大学。 这是德国当时最为著名的一所大学，校园美丽、学风淳朴，更为值得骄
傲的是，这所大学还拥有一批知名度极高的教授，而且，允许学生可以不受 专业的限制，选择他们喜爱的教授。
　　凯库勒在上大学前，就为达姆斯塔德设计了三所房子。初露锋芒的他深 信自己有建筑的天赋。
　　因此，进人吉森大学，他毫不犹豫地选择建筑专业，并以惊人的速度很 快修完了几何学、数学、制图和绘画等十几门专业必修课。
　　在他正准备扬起自己的理想风帆时，一个偶然的事件，却改变了他的人 生道路。
这就是赫尔利茨伯爵夫人的案件。 此案开庭审理时，凯库勒参加了旁听。在黑森法庭，他见到了本案的真
正的判决者——大名鼎鼎的李比希教授。 教授手里拿着一枚戒指。这是一枚价值连城的宝石戒指，上面镶着两条
缠在一起的金属蛇，一条是赤金的，一条是白金的，看上去精美绝伦。
　　李比希教授测定了金属的成分，然后缓缓地站起身来面对着台下急不可 耐的听众，用一种平和而又坚定的语气说道：
“白蛇是金属铂，即所谓‘白金’制成的。现在伯爵夫人侍仆的罪行是
明显的，因为白金从 1819 年起，才用于首饰业中，而他却硬说这个戒指从
1805 年就到了他手中。” 清晰的逻辑分析，确凿的实验结论，使罪犯终于供认了盗窃戒指的事实。 这个案件的审理，使凯库勒对这位知名教授产生了一种由衷的敬佩之
情。
　　其实，凯库勒在吉森大学早就听说了李比希教授的大名，同学们也多次 劝说他听听这位教授的化学课，但他对化学毫无兴趣，不愿意将时间花费在 自己不愿做的事情上，因此，对这位教授的了解也仅限于道听途说。
这次偶然的接触，使凯库勒一改初衷，决定去听听李比希教授的化学课。
　　课堂上，李比希教授那轻松的神态、幽默的语言、广博的知识把凯库勒 带人了一个全新的世界，这个世界像梦一般的美，强烈地吸引着凯库勒，使 他产生了极大的兴趣。
自此，凯库勒就常去听李比希的化学课，渐渐地他对化学研究着了魔。 不久，凯库勒放弃了建筑学。
　　1849 年秋天，这是一个充满着诱惑的秋天，是一个洋溢着丰收喜悦的秋 天！凯库勒经过艰辛的努力，以优异的成绩，跨进了李比希的化学实验室。
　　
环状碳链理论


　　人们在慨叹建筑业失去一位优秀的设计家之余，却惊喜地发现在有机化 学这片原始森林中矗立起一座精美的大厦！
　　凯库勒投身化学的时期，正是有机化学成为化学主流的时期。有机化学 以前所未有的速度向前发展：
　　化学家们发现了有机化合物大量存在的事实，并人工合成了许多罕见的 有机化合物；维勒和李比希基因理论的提出；法国化学家日拉尔“类型论” 的建立等等。
　　这无疑大大丰富了有机化学知识，但此时的有机化学无论如何也不能和 无机化学相比，因为无机化学的研究有道尔顿原子论的理论为指导，而有机 化学没有。
没有理论指导的实践，必然是盲目的，混乱的： 为了描述醋酸的结构，人们使用了 19 种表达方式，谁是谁非？化学家们
各持己见，互不相让，有机化学界一片混乱。
　　1895 年，已颇有建树的化学家凯库勒担任了根特大学的化学教师。他在 根特大学的化学实验室里集中研究了有机化合物的主干——碳链问题。
大家知道，自然界中的碳原子，不像其他无机元素那样单个地组成物质
分子，而是在碳原子之间形成手拉手似的碳链。短的链有几个碳原子，长的 链有成百上千个碳原子。
凯库勒通过对醋酸的氯化研究，认识到碳链在化学反应中是不变的，牢
固稳定的。 紧接着，他又用琥珀酸、富马酸及顺丁烯二酸等有机化合物，进行了一
系列的实验研究，来加以印证。
　　不久，凯库勒表述了他对碳链的见解，还提出了有机化合物的结构理论。 他以碳四价为核心，建立起碳链结构理论。
凯库勒的理论，后来经过俄国著名化学家布列特列夫的发展和完善，成
为经典性的有机化合物的结构理论。 日新月异的有机化学，使在根特大学从事系统化学教授的凯库勒感到传
统的教材已经过时，应该重新编写一本有机化学的新教科书以适应新的课题
的需要。 但是，凯库勒在收集资料过程中，深深地感到化学界的混乱。为了提高
化学家的理论统一性，他于 1859 年秋来到了卡尔斯鲁厄。
　　凯库勒此行的目的，是要和化学教授卡尔·魏尔青商讨关于召开世界化 学家会议的问题。会议的主要内容，是解决化学家们在化学价、元素符号、 原子和分子概念等方面的不同意见。
凯库勒的这种想法立即得到世界化学界的响应。
　　1860 年 9 月 3 日，第一届世界化学家大会在德国卡尔斯鲁厄城召开，来 自十几个国家的 150 位化学家出席了这次大会。
　　这次会议解决了所有无机化学存在的混乱问题，可以说达到了预期目 的。
　　但是作为会议发起人的凯库勒却很不满意。因为在这次会议上占主导地 位的是无机化学，他的有机化学结构问题却被大多数人淡忘了。
也许是有机化学真像维勒所说的那样是一片狰狞的、可怕的原始森林，

大多数化学家不敢问津。也许是凯库勒的科学探索已经超越了这个时代，而 使同时代的人无法理解？总之，凯库勒的问题未能引起人们的兴趣。
　　卡尔斯鲁厄会议没有解决凯库勒的有机化学结构问题，原因何在？凯库 勒无暇顾及，因为不久后苯的结构问题使他大伤脑筋，弄得他疲惫不堪。
　　苯是一种重要的有机化合物，自从法拉第从煤焦油中分离出来以后，一 直没有人对它进行深人研究。后来，化学家们研究了苯的化学性质，又使有 机化学结构理论处在风雨飘摇之中。
因为碳在苯中的结构呈环状而并非链状！ 难道有机化学的结构理论真的错了吗？ 凯库勒精心研究了苯，但是化学家实验的结果却勿庸置疑，多次实验，
无一例外。 有的化学家面对“铁的事实”，放弃了碳链学说。但凯库勒坚信碳链理
论的正确，因为它是建立在以往多次实验的基础上的。对苯的化学性质研究 不能被其表面所迷惑，而要在深层次上去认识它。凯库勒以此作为自己研究 苯的出发点。
凯库勒把自己关在实验室中，艰难地进行探索。 就在凯库勒的研究进行到最困难的时候，他的爱妻死于难产。事业的坎
坷，家庭的不幸，使凯库勒差点绝望。但很快他就从痛苦中站立起来，重新
走进实验室，他要从微观世界中找到他人生的支撑点。
　　1865 年圣诞节后的一天，凯库勒因研究苯分子结构已疲惫不堪。于是他 搁下一叠厚厚的手稿，把安乐椅移近温暖的壁炉。
火光像春天的暖流一样抚慰着凯库勒的整个身心，他感到无比的惬意和
舒适。
　　他仿佛又回到无忧无虑的童年，躺在春光明媚的草地上，尽情欣赏那些 结构风格迥异的建筑物。
他睡着了??
　　突然，他看到了 6 个碳原子连成了一条链子，变成一条怪蛇，在白光中 弯弯曲曲地游动，忽而又跳起了奇形怪状的蛇舞。舞着，猛然蛇头一抬，跃 人李比希教授的掌中，变成了赫尔利茨伯爵夫人的蛇形宝石戒指??
凯库勒猛然一惊，睁开眼来，梦中的情景依然历历在目：碳原子——链
子——蛇——戒指，凯库勒顿悟。 碳链理论根本没有错！苯不过是一个首尾相接的环形链子。苯的分子是
个环状的碳链构成的分子，仍然是链状的！
凯库勒从此把研究重心转向环状碳链的角度上来。
　　1865 年 1 月，凯库勒发表了《论芳香族化合物——苯的结构》论文，一 个崭新的有机化合物结构理论——环状碳链理论诞生了！
　　苯分子结构发现之后，对有机结构理论的研究就发展更快了。人们在它 的启发下，又进一步提出了平面网状、立体网状等多种有机物质的结构理论。 分子结构的概念是有机化学中最重要的、最基本的概念。分子结构式在 有机化合物的组成、结构和性质之间建立了关系。从此有机化学沿着先测定
分子结构然后再用人工方法制取的方向迅猛向前发展。 从凯库勒之后，有机化学结构理论成为化学研究的主导方向。 如果凯库勒能有机会再参加世界化学家会议的话，等待他的绝对不是人
们的冷淡和健忘。

1896 年 6 月 13 日，凯库勒逝世于柏林，终年 67 岁。

有机化学结构学说奠基人


　　凯库勒碳原子四价学说和苯分子结构的发现，使混乱的有机化学研究有 了一个统一的方向，而奠定有机化学结构学说基础的则是俄国化学家布特列 洛夫。
　　1861 年，也就是凯库勒环状碳链理论提出的同一年，布特列洛夫在德国 “自然科学家和医生代表大会”上作了题为《论物质化学结构》的报告。
　　在这篇报告中，布特列洛夫系统地提出了有机化学的结构理论，基本上 确立了近代有机结构理论。只可惜他晚年离开了自然唯物主义而陷人神学的 泥潭。
　　在有机化学理论发展的漫长过程中，值得一提的还有德国的被人们称为 无产阶级的化学家的卡尔·肖莱马。
　　1834 年 9 月 30 日，卡尔·肖莱马出生在德国西南部达姆斯塔德城的一 个手工业工人家庭。全家 11 口人都靠着他父亲的木匠手艺来生活，因此家庭 非常贫困。
1853 年，没有念完中学的肖莱马就不得不辍学，到外乡去独立谋生。 肖莱马在中学时代就对化学充满着浓厚的兴趣。他在海德堡一家药房当
配药助手时，尽管事情很繁杂，他仍然尽量挤出一点时间到海德堡大学去旁
听著名化学家本生的化学课。 随着他对化学认识的加深，一种强烈的化学研究欲望，促使他放弃一切
来学习化学。
　　1895 年肖莱马进人吉森大学化学系。虽然只学习了一个学期，但他却充 分地利用这短短的一段时间，不仅学习分析化学实验课程，还选修了化学史， 这为他后来从事化学研究，打下了初步的基础。
1859 年秋，肖菜马来到了英国，在曼彻斯特欧文斯学院当化学教授罗斯
科的“私人助手”，两年后，成为该校化学实验的正式助手。从此他开始独 立进行科学研究工作。
年轻的肖莱马首先将眼光投向一直吵闹的沸沸扬扬的有
机化学研究。 虽然此时有机化学界因为凯库勒碳原子四价的提出和环状碳链理论的建
立而平静了许多，但还是存在着一些问题，如：
　　碳原子的四个价是否统一？一些特殊的烷烃是否有两个并行的异构系 列？
当时的人们作如是说：碳原子的四个价是不同的；烷烃有两个异构系列。 但是地位低下的肖莱马却对这些权威人士的结论持怀疑态度。几年的研
究经验给了他一种直觉——这些结论不太可靠！ 为了证明这种直觉的正确性，他一头扎进了实验室。 从事这项实验就得与脂肪烃打交道，而这种化合物是异常危险的，它具
有很强的“腐蚀性”。为了便于直接地观察和研究，肖莱马与别人不同，他 采用纯样品进行试验，因此他的脸上常带伤痕。
　　1864 年，肖莱马发表了题为《论〔二〕甲基与氢化乙基的同一性》的科 学论文。用实验上的强有力论据证明，乙烷、丙烷都没有异构现象，只是从 丁烷起产生异构物，并证实碳原子四个化合价的同一性。
这样，肖莱马就彻底推翻了关于两种烷烃异构系列的碳价相异的全部现

存理论，为原子结合理论的定型化打开了一个突破口。 恩格斯为此给予了高度评价，说他是有机化学的奠基人之一。
1871 年肖莱马当选为英国皇家学会会员。 肖莱马不仅是一位优秀的化学家，还是一位优秀的共产主义者。
　　早在 60 年代初期，他就和恩格斯相识，结下了深厚的革命友谊，又通过 恩格斯与马克思相识并很快成为亲密朋友。
　　肖莱马的家庭出身和社会经历，使他深切感受到阶级压迫的苦难。他一 辈子也忘不了一个德国资本家对他说过的话：“马儿应当乖乖干活，以便吃 到燕麦。”
　　基于对资本主义制度的深刻认识，肖莱马在马克思、恩格斯的帮助和影 响下，很快地成为了一名自觉的共产主义者，并加入了德国工人阶级政党和 共产国际组织。
　　在革命斗争中，他始终坚定地站在马克思、恩格斯一边，受到了马克思、 恩格斯的高度信任，他的住址一度成为马克思、恩格斯的秘密通讯处。
　　在有机化学研究工作中，肖莱马自觉以马克思主义的辩证唯物论为指导 思想，取得了突出成就。不仅如此，他在教学中还增设了“化学哲学”和“化 学史”两门课，向学生宣传马克思主义。
可以说，肖莱马是 19 世纪末唯一在哲学上达到辩证唯物主义水平的先进
学者。
　　正当革命和科学事业都需要肖莱马继续作出贡献时，无情的肺癌夺去了 他的生命。
1892 年 6 月 27 日，肖莱克因医治无效，与世长辞，终年 58 岁。
　　恩格斯怀着沉重的心情参加了肖莱马的葬礼，并特意在德国社会民主党 的中央机关报《前进报》上发表了悼念他的文章。
肖莱马虽然对流行于有机化学界的“类型论”有所突破，但还没有能从
立体的角度考虑问题。
　　1815 年，法国化学家比奥发现，某些天然存在的有机化合物在液态或溶 液的情况下，有旋光性。这一发现成了建立有机立体化学的一大开端。
1874 年 9 月，范霍夫（荷兰化学家）发现了不对称碳原子存在的事实，
范霍夫的这一发现，成功地解释了旋光异构。
　　范霍夫 1852 年出生在荷兰一个著名的医生家庭中，父亲满心希望他长大 后能够继承自己的衣钵，成为一名医学家，但他后来却成为了一名化学家， 师承凯库勒学习化学，后来又到法国武兹实验室学习。
　　在武兹实验室，他发现了甲烷正四面体的空间结构，研究了具有不对称 碳原子化合物的旋光异构。
1874 年，获得博士学位的范霍夫回到了荷兰的鹿特丹。 第二年，范霍夫把他在凯库勒实验室和武兹实验室多方面的研究成果，
写了一篇名为《立体化学》（又译为《空间化学》）的著名论文。 这篇论文，引起化学家们极大的争论。 支持者们说这篇论文是机智而精明的理论，具有划时代的意义。 反对者们则多方进行攻击。一个典型的代表是莱比锡著名化学家柯尔
贝，他说： “范霍夫博士不对精确的化学作认真的研究，而是幻想着乘上希腊神话
的神马，用他的《立体化学》宣布自己达到了科学的顶峰，看到了原子在空

间如何组成立体结构的，人们要问这神马从哪里来的？这大概是范霍夫从他 工作的兽医学
院借来的。” 这位著名教授的尖刻攻击，不仅没有扼制住立体化学理论的发展，反而
帮助了范霍夫宣传了他的学说，使更多的人了解了立体化学，也使范霍夫“一 朝醒来，名声大噪”。
　　1878 年，范霍夫发表了著名专著《有机化学概念》，这部书是有机化学 奠基性的著作之一。
范霍夫不仅是有机化学的奠基人，还是物理化学的奠基人。 范霍夫在学术上的贡献极多，一生发表有重要学术价值的论文 200 多
篇，出版专著 9 部。
　　1901 年，范霍夫荣获了诺贝尔化学奖，他是历史上获得诺贝尔化学奖的 第一位专家。
至此，有机化学的立体化学理论才基本完成。

诺贝尔


　　有机化学是在资本主义大工业生产中，应社会的需要才产生和逐步发展 起来的。
日益丰富的有机化学知识为合成有机化合物创造了条件。 在人工合成有机化合物中，染料首先异军突起，并迅速走向市场，创造
了极大的社会效益。
　　过去人们使用的染料都是从有机植物中提取的。但在 1856 年英国皇家化 学学院霍夫曼的学生柏琴却在实验中偶然发现，利用无机物也可以人工合成 染料，便改变了这种局面。
　　从此，人们有目的地先分析天然染料的结构，然后用无机物做原料，相 继合成了多种染料。
　　德国是个有机化学研究异常活跃的国家，染料的合成研究以野火燎原之 势在德国迅速发展起来，并很快把入工染料堆人了市场，合成染料给德国的 化学工业增添了异彩。
　　在 1886 年到 1900 年期间，德国 6 家最大的化学公司共取得了 948 项 染料专利，而英国只取得 86 项，德国人几乎垄断了全世界人造染料的生产。
德国人发了大财！
　　人工染料的合成缓解了大工业生产中的纺织业对染料的需要。而且由于 成本低，价格相对便宜，很受欢迎。
可以说，人工合成染料的发现，真正达到了丰富人民生活，造福于人民
的目的。 但是事物的发展往往是出人意料的。“有利必有弊”这是中国的一句古
话。当诺贝尔研制出近代炸药时，他可能没有想到，仅仅在他去世后的半个
世纪，就有数以千万计的人倒在他所研制的炸药的硝烟中??
　　1833 年 10 月 21 日，一个瘦弱的婴儿在瑞典首都斯德哥尔摩诞生，听他 的啼哭，看他的身体，使人难以相信，他就是后来的震撼了整个世界的炸药 大王艾尔福雷德·诺贝尔。
诺贝尔的父亲伊墨纽·诺贝尔，是一个普通的机械师，很早就在工厂做
工，虽然他没有受过高等教育，可是他喜欢化学实验，特别钟爱于制造炸药， 对建筑学也很有见解，是个热心于科学的人。
诺贝尔从小体弱多病，但意志顽强，从不甘心落后，父亲对他非常赏识，
也很关心诺贝尔的兴趣爱好。 一天，年幼的诺贝尔看见他的父亲又在制造炸药，便问道： “爸爸，炸药伤人，是可怕的东西，你为什么要制造它呢？” “因为它还可以用来开矿，筑路，许多地方都需要它呀！”父亲说。 “那我长大了也要做炸药。”诺贝尔似懂非懂地点了点头说。 “我倒希望你成为一名出色的机械师。”父亲抚摸着他的头说。
　　1841 年，诺贝尔 8 岁，进了当地的一所正规小学学习，但他只读了一年 就被迫退学了。
　　1842 年春，他的母亲带着他们兄弟几个离开了家乡来到了圣彼得堡，与 父亲一起生活。
由于此地没有瑞典学校，诺贝尔兄弟只能由家庭教师教授学业。 这时他的父亲因创制了一种水雷，受到了一个俄国将军的重视，后来又

从事机械发明，境遇已经有了很大的改变。 在父亲的鼓励下，年岁稍大的诺贝尔就离开家庭，去各地旅行，访求名
师。18 岁时，他对科学、文学和哲学已经有了一定的修养。 对年轻的诺贝尔来说，学习上的最大障碍，就是语言的障碍。为了学好
外语，他常常选一些外国名著译成瑞典文，再转译成外文，然后将译稿与原 著对照，来检查自己的掌握情况。依此方法，他先后学会了俄文、英文、法 文和德文。
　　1852 年，他回到家里，在父亲的工厂里工作，渐渐在技术上显示出他的 非凡才能。父亲有了这个得力的助手，事业如日中天，日渐兴旺。
　　然而，好景不长，由于俄皇易人，俄国政府废弃前约，使父子俩的事业 跌入深谷，1859 年，父子俩不得不返回瑞典再谋生计。
　　当时，许多国家迫切要求发展采矿业，加快采掘速度，炸药不能适应这 种需要，成了一个急待解决的大问题。
年近 60 的父亲，回国后重整旗鼓，和三个儿子一起研究制造炸药。
1862 年，父亲突然中风，从此再未能康复。 按照父亲的想法是要用硝化甘油制造出更好的炸药。 硝化甘油是意大利人苏雷罗在 1847 年用硝酸和硫酸处理甘油得到的一
种有机化合物，是一种比其他火药威力大得多的猛烈炸药。
　　但是，这种炸药特别敏感，容易爆炸，制造、存放和运输都很危险，人 们不知道该怎么使用它。
他的父亲在实验中和前人一样失败了，而且不能再实验了。诺贝尔继续
了父亲的实验和研究，从此，他就在死神的威胁下为人类向大自然索取动力。
1862 年的夏初，诺贝尔做了一次十分重要的实验： 在一个小玻璃管内盛硝化甘油，塞紧管口；然后，把这个玻璃管放入一
个稍大一点的金属管内，里面装满黑色火药，插入一只导火管后，再把金属
管塞紧。 装好以后，诺贝尔兄弟俩人一起来到水沟旁，点燃导火管后，把金属管
扔入水沟。
　　结果，发生了剧烈的爆炸，水花四溅，地面震动，显然比同等数量的黑 色火药的爆炸要猛烈得多。
这次成功的实际意义不在于实用，而在于诺贝尔第一次发现了引爆硝化
甘油的原理——黑色火药的爆炸，可以引发分隔开的硝化甘油完全爆炸。
　　1863 年，诺贝尔和他的弟弟一起，在斯德哥尔摩海伦坡建立了一所实验 室，从事硝化甘油的制造和研究。在实验中他努力寻求硝化甘油爆炸的引爆 物。
　　经过无数次的试验，这年的年底，诺贝尔终于发明了使硝化甘油爆炸的 有效方法。
　　起初，诺贝尔用黑色火药作引爆物；后来，他发明了雷管来引爆硝化甘 油。
1864 年，他取得了这项发明的专利权。 但是，在当时大批量生产硝化甘油，仍然充满了风险；而且在运输和贮
存时，经常发生事故。诺贝尔是个永不满足而又具有丰富想象力的人，他继 而发明了固体炸药，后又以胶质炸药取代了它。
诺贝尔发明炸药经不断地创新与改进，在西欧各国的爆破工程中被广泛

采用，盛行起来。 炸药的广泛使用，给采矿和筑路带来了效益，也给诺贝尔带来了巨大的
财富。但他关注的并不是钱。在诺贝尔著名的遗嘱中，他把财产中的大部分 留作基金，以基金的利息作为奖金，每年颁发一次，给予在物理、化学、生 理和医学、文学、和平事业方面有贡献的人。
这就是自 1901 年起颁发的举世闻名的诺贝尔奖金。

物理化学的产生


　　19 世纪，西欧及北欧各国仍处于工业革命时期，各工业部门以更高的速 度向前发展；地质部门为提供更多的矿物原料，进行大规模勘探和广泛的地 质科学研究；在化学理论的领域正展开一场辩论??
　　于是分析化学便肩负起了两个重要方面的任务，一方面为生产的需要， 为地质科学的发展，提供更多更可靠的分析方法；另一方面，要为各种新科 学理论的建立、巩固、完善继续作出贡献。
　　因此，19 世纪以来，分析化学得到了迅速的发展，化学家们几乎分析了 他们能找到的一切化学物质。通过分析，进一步研究它们的组成和性质。
　　早期的分析，主要是组成分析。这一时期对组成的化学分析的特色，主 要是定量化，从一般的定量发展到微量化，并形成分析的系统方法。
　　19 世纪早期，系统定性分析日渐成熟。德国化学家罗塞，比较明确地提 出了系统定性分析方法，这种方法经过深入研究后，越来越完善，被用于地 质普查、冶金、考古、医药、食品等方面成分分析工作。
定性分析，逐步向定量分析转化，逐步形成重量分析和容量分析方法。 当时的定量的分析是把析出的沉淀烘干灼烧，仔细称量获得的定量，分
析结果是很准确的。这种方法称为“干法分析。”
在“干法分析”发展的同时，“湿法分析”也发展起来了。 “湿法分析”早期是滴定分析。以滴定法为主的容量分析，在 19 世纪
30 年代以后，达到了极盛时期。容量分析中的关键要素是指示剂，在 1893
年，灵敏的指示剂已有 14 种之多。 在无机化学、分析化学、有机化学发展的同时，物理学和化学的边缘学
科——物理化学也发展起来了。
　　物理化学的形成是 19 世纪下半叶的事情。这个时期的资本主义生产造成 了比过去世世代代总共造成的还要大的生产力，又以异乎寻常的精力致力于 自然科学，创造了无可比拟地超过以往各个时代的高度发达的技术。自然科 学的各个学科，包括物理化学，正是在这个时期得到了迅速的发展。
“物理化学”这个术语，是 18 世纪中叶首先为罗蒙诺索夫所使用的。但
这一学科真正成功地发展起来，有赖于荷兰的范霍夫、德国的奥斯特瓦尔德， 他们两人在 1887 年合办了《物理化学杂志》，此后物理化学的概念被化学界 所接受。
物理化学这一学科的理论体系和各不同分支的建立，与各国化学家坚持
不懈的研究和实验分不开，更与范霍夫、奥斯特瓦尔德、阿累尼乌斯三位伟 大化学家的名字分不开。
　　他们三人后来都获得了诺贝尔化学奖金，被一些科学史家称为“物理化 学三剑客”。
　　化学热力学是以热力学定律为基础的，还包括质量作用定律和化学平 衡。
质量作用定律的主要内容包括：
　　①化学反应中质量的作用，也就是反应“力”的作用，这一作用与反应 物的质量乘积成正比；
　　②如果相同质量的不同体积的物质起作用，这时质量的作用与体积成反 比。
　　
　　这一定律，经范霍夫等人的研究，达到定量化，其现代形式可以表示如 下：
A＋B=C＋D①
正反应速度 V 正=K1〔A〕·〔8〕（2）
负反应速度 V 负=K2〔C〕·〔D〕（3）
在反应速度的研究基础上，又提出了化学平衡的概念。 法国科学家勒夏特列创立了比较完整的化学平衡学说，提出了著名的勒
夏特列平衡原理，这一原理描述了化学体系中的各种因素对化学平衡状态的 影响。
　　美国化学家吉布斯又把化学平衡的研究由单相平衡推进到复相平衡，提 出著名的“吉布斯相律”。
　　吉布斯的工作，使质量作用定律、勒夏特列原理等经验定律纳入了和谐 的理论体系之中。
　　
辉煌的数学世纪

数学之王


　　高斯，1777 年 4 月 30 日生于德国布伦什维克，父亲是一位勤杂工，没 有受过正规教育，母亲是一位石匠的女儿。
　　高斯的舅舅是一位精明能干又懂得不少知识的商人，经常给他讲故事， 并教他读书写字。
　　高斯有一个出众的数学头脑，很小就表现了杰出的数学才能。在他 3 岁 的时候，有一次，当工头的父亲正在算帐，给工人发薪水，这时小高斯怯生 生地说：“爸爸，您算得不对，应这样算。”
原来，小高斯一直暗地里跟着父亲计算。 “真的吗？”父亲惊异地复核了一次，果然孩子说的是正确的。
　　7 岁时，高斯上了小学，特别喜欢算术课，在他三年级时，又一次表现 出了他非凡的数学才能。
一天，彪特耐尔老师照例来上算术课。 “今天我给大家出一道难题，计算从 1 到 100 所有数字的总和，看谁能
做出来，如果做好了，就把答案送到讲台上来。”彪特耐尔看不起这些农村
的孩子，不安心在乡村小学的教学工作。 这一道题对于小学生来说，确实是一道难题，只见其他同学都在费劲地
把数字一个接一个地相加着，但没过多久。小高斯就把答案交到讲台上去了。
答案是 5050，一点没错！
高斯怎么算得如此迅速呢？原来他没有把 100 个数字机械地累计相加， 而是发现了其中的规律，就是距两端等远的两数之和都等于 101，即




1+100=101；
2+99=101；
3＋98=101；
??
50＋51=101。
这样一共是 50 个 101，就推出从 1 到 100 的数字总和是：
50×101=5050 高斯的才华使彪特耐尔非常惊异，同时感到内疚。他原来认为农村孩子
笨，而高斯比城里的孩子还要聪明，从此他便安心于乡村教学，努力教好这 些孩子们。为了使高斯的求知欲能在自己的课堂之外得到更多地满足，老师 特地从汉堡买来各种数学书送给高斯。
　　在这以后的几年里，彪特耐尔悉心教导高斯，和他一起讨论问题，促使 高斯加速进入数学王国。
　　由于高斯在童年时代就表现了惊人的数学才能，因而受到了布伦什维克 公爵的重视，他答应资助高斯接受高等教育。1792 年，高斯被送到卡罗琳学 院深造。
1795 年，高斯进入哥廷根大学。从此踏上了科学研究的道路，在数学、

物理学和天文学方面都做出了杰出的贡献。 在数学方面，高斯第一个用尺规作出了正十七边形，解决了这个数学史
上著名的难题。 尺规作图，是古希腊学者提出的数学问题。在高斯以前，人们已经能用
直尺和圆规作出正三边形、正四边形、正五边形、正六边形、正十边形和正 十二边形。当他们试图作正七边形、正十一边形、正十七边形时，遇到了很 大的困难。
　　于是他们认为这样的正多边形不可能用尺规作出。高斯把正十七边形作 出来了，是一个非常了不起的成就，推翻了人们的错误认识。高斯还进一步 证明了这种作图可能性的条件。
　　在代数学方面，高斯证明了代数基本定理，即每个代数方程必具有一个 复数形式的根。在数论中，他 19 岁时就发现并证明了二次互反律。他证明了 算术基本定理——每个自然数都可以表示为素数乘积的形式，而且这种表示 是唯一的。
　　高斯还对数学的许多分支，像复变函数、微分几何、超几何级数、统计 数学、椭圆函数论、分析等都有重大贡献。
　　由于他对数学的许多贡献和许多新思想，而受到了所有数学家的赞誉。 一位数学家说：“如果把 18 世纪的数学家想像为一系列的高山峻岭，那么最 后一个使人肃然起敬的峰巅是高斯——那样一个广大的丰富的区域充满了生 命的新元素。”
由于高斯的光辉成就，他受到了同代及后代人的赞扬和尊重，并称他为
“数学之王”。 高斯一生善于独立思考，不断地学习和钻研。他对自己的论文都是深思
熟虑并经过反复修改才拿去发表，不成熟的论文决不发表。他的座右铭是：
“宁可少些，但要好些。” 但是，高斯的谨慎、求全、求好的品德，一方面在某种程度上影响了他
的聪明才智更好地发挥，一方面由于他不愿意把不成熟或他自己认为不成熟
的数学思想公诸于世，而又影响了数学的更快发展。 美国数学家贝尔曾说：在高斯死后，人们才知道他早就预见了一些 19
世纪的数学，而且在 1800 年之前已经期待它们的出现。如果他能把所知道
的一些东西泄漏，很可能现代数学比日前还要先进半个世纪或更多的时间。 高斯对千古之谜的第 5 公设问题也进行了研究。
早在 1792 年高斯 15 岁时，就有了非欧几何的思想萌芽，17 岁时发现欧
氏几何平行公设不能成立。 高斯在进行大地测量学的研究中，对球面内的几何学进行了研究。后来
在研究前人经验的基础上，用包括反证法在内的各种方法对第 5 公设进行了 试证。
　　经过多年的探索，高斯在 1816 年终于发现，第 5 公设根本不可证明。并 由此发现，在欧氏几何之外，实际上还存在另外一种几何，高斯先后把它称 为：“反欧几里德几何”、“星际几何”、“非欧几里德几何”等，这就是 “非欧几何”。
　　高斯的非欧几何思想十分卓越，而且形成得很早，多次发现了一些重要 定理。
由于欧氏几何根深蒂固，同时，早已闻名于欧洲数学界的高斯特别谨慎，

又受康德唯心主义学说的压力，而害怕别人嘲笑他“无知”，怕人们发出“愚 人的叫喊”和攻击，不敢发表自己的观点和研究成果，并终止了对非欧几何 的研究，直至 1855 年 2 月 23 日逝世。
这样，一朵有可能在高斯那里开出的科学之花，含苞萎缩了。

另一路进军者


　　在高斯发现非欧几何的同时，匈牙利数学家亚诺什·波耶也几乎同时发 现了非欧几何，并勇敢地把它公诸于世。
　　且说 1820 年的一天，在维也纳工程学院读书的一个青年小伙子收到了一 封家信，父亲在信中说：“你必须像痛恶淫荡的社交一样痛恶它。它能剥夺 你的所有的闲暇，你的健康，你的休息，以及一生的所有快乐。这个无底的 黑暗或许可以吞吃掉一千个灯塔样的牛顿，而在大地上将仍不会有光明。”
痛恶什么？竟如此严重！ 这是一封父亲亚诺什·法卡什写给儿子亚诺针·波耶的信，严厉告诫儿
子放弃对欧氏几何第 5 公设的证明。
　　法卡什之所以对第 5 公设的证明深恶痛绝，是由他亲身体验总结出来 的。
法卡什有一肚子的苦水。
法卡什早年在数学上很有造就，对第 5 公设之谜也产生了浓厚的兴趣，
在 1796 年有幸去德国游学，在哥廷根结识了数学之王高斯，共同的志趣使两 人很快成为关系密切的挚友，从此不断地进行书信往来，研讨学术问题。
不过，高斯和法卡什研究第 5 公设有所不同。高斯认为第 5 公设不可证
明，并发现了非欧几何。而法卡什始终认为第 5 公设是可以证明的，因此注 定要失败。
法卡什在第 5 公设的研究中，耗费了大半生时间，始终没有在数学上取
得重大成就，只能在一个小城中学当一个普通的数学教师。 法卡什回想自己的一生，虽然耗费了大量的时间和精力，却得不出任何
结果，断送了光辉的前程，就连数学之王高斯在第 5 公设的研究中，也没有
发表任何成果。 前人的失败，自己的教训，使法卡什对这个数学之谜深恶痛绝。当得知
儿子步人后尘时，做父亲的怎能不苦心相劝呢？
　　大家不禁要问，波耶是怎样对第 5 公设产生兴趣的呢？他听从父亲的劝 告了吗？
波耶于 1802 年出生在匈牙利的柯罗日瓦尔，在父亲的影响下，从小喜
欢数学。波耶中学毕业后，在父亲的指导下，已掌握了高等数学的基础知识。 这时，法卡什想把儿子送到高斯手下深造，未能实现。
1820 年，波耶以优异成绩考入维也纳皇家工程学院，但对数学仍然抱有
特殊的偏好。
　　就在这一年，波耶开始试证第 5 公设，并征求父亲意见。法卡什知道后， 多次写信劝告：“老天啊，希望你放弃这个问题??”“希望你不要再尝试 了??我熟知一切方法都到尽头了；并且我在这里埋没了人生的一切亮光， 一切快乐。”
　　波耶不听父亲的劝告，没有被父亲的悲观言论所吓倒，执意研究第 5 公 设。
　　1822 年，波耶从维也纳工程学院毕业后，因成绩优秀，被留校进行特种 军事工程研究，一年后，被征到军队服役，成为一名勇敢的军官。
从工程学院的学习，到后来的军旅生活，波耶一直把全部业余时间用于
第 5 公设的研究上。在研究过程中，他广泛吸取前人的研究成果，力图证明

第 5 公设。
　　经过几年的苦心研究，波耶终于证明第 5 公设在欧氏几何理论中是一个 独立的公设，企图用欧氏几何的其他公设来证明第 5 公设是不可能的。从而 解决了这一数学难题。
　　1823 年，波耶写成论文《空间的绝对几何学》，阐述这一发现。他在写 给父亲的信中说：“我坚决地决定出版自己的关于平行线的著作，只要情况 一旦允许我把资料整理就绪。现在我还没有达到目的，但是我已获得这样可 注目的一些结果；如果这些遭受摧残的话，那真是太可惜啦。”
　　法卡什不相信 21 岁的儿子会超过自己，更不相信儿子能在平行线理论上 有什么作为。
　　波耶在证明第 5 公设不可证明后，由此引出一条相反的定理：过直线外 一点，可引无穷多条平行线。从这一定理出发，波耶又推出了一系列新的定 理，从而形成了一个严密而完整的新的几何系统，创立了非欧几何。
　　当高斯发现非欧几何时，由于害怕遭到传统势力的围攻，而不敢发表， 把它锁在书柜里。但年轻的波耶勇敢地向传统观念挑战，决心把自己的见解 公布于众。
　　1825 年，波耶在完成了他的非欧几何学后，亲自回到柯罗日瓦尔，向父 亲详细介绍自己的研究过程和结果，并请求帮助把自己的论文《一种包含绝 对真实的空间科学》出版。
法卡什已失去了探索和创新的勇气，在传统观念的束缚下，对波耶非凡
的工作抱着不以为然的态度，拒绝了儿子的要求。 波耶对父亲感到失望，便向维也纳工程学院的老师求援。1826 年，他把
非欧几何学的德文抄本，寄给艾克维尔数学教授。不幸的是，这个抄本被遗
失了。
　　波耶毫无办法，只好再去求父亲。在多次请求后，法卡什才勉强同意把 波耶的论文以附录的形式，出版在他自己正在写的《试论数学定理》这一著 作中。
法卡什似乎看到波耶发现了什么新东西，但无法评价。从小就崇拜高斯
的波耶，请父亲把自己的论文寄给高斯，希望能得到这位数学权威的评价。
1831 年 6 月，法卡什写了一封信连同儿子的论文一起寄给了高斯。 信件向哥廷根飞去，也带走了波耶的心。他多么希望得到高斯的支持啊！ 波耶急切地盼望高斯的回信，满怀信心地认为，对数学无所不知的高斯
一定能理解和赞赏自己的研究工作。
1832 年 3 月，高斯终于回信信了。 高斯在信中说：“??称赞他等于称赞我自己，因为这研究的一切内容，
你的儿子所采用的方法和他所得到的一切结果，几乎全部和我的一部分在 30
至 35 年前已开始的个人沉思相符合。??关于我自己的著作，虽只有一小部 分已经写好，但我的目标本来是一生里不愿意发表的，大多数人对于那里所 讨论的问题都抱着不正确的态度。”
　　他又说：“使我快乐地感到惊奇的是现在可以免去这劳力的耗费，并且 特别高兴的，在我面前有这样惊异姿态的正是老友的儿子。”
　　从这封信的内容来看，高斯肯定了波耶的研究成果，但也不能过分称赞， 那样等于自夸，之所以不愿意发表自己的成果，是为了回避传统势力的围攻。 波耶对高斯模棱两可的回信很失望，同时为和高斯的想法相符合而感到
　　
欣慰，更加坚信自己的理论是正确的，期待着尽快得到科学界的承认。 由于学术上的分歧，法卡什只给很小的篇幅附印儿子的论文。经过一再
压缩，波耶的论文和他父亲的著作终于在 1832 年出版了。

罗巴切夫斯基的非欧几何


然而俄国数学家罗巴切大斯基的非欧几何论文，已经在这之前发表了。 就在波耶论文发表的这一年，俄国数学家罗巴切夫斯基因为车祸，几乎
成了一个半残废，第二年从军队退役，回到老家。 在这以后，波耶一直过着穷困潦倒的生活。就是在这样艰难困苦的生活
中，他仍然从事非欧几何的研究。
1860 年，波耶逝世。他的非欧几何没有得到世人的承认。 就在波耶潜心研究第 5 公设，并发现非欧几何时，比他大 10 岁的俄国数
学家罗巴切夫斯基也大体同时发现了非欧几何。
　　罗巴切夫斯基于 1792 年出生在俄国的下诺夫哥罗德，就是现在的高尔基 市。他 3 岁丧父，由善良的母亲把他一手拉扯长大。
　　由于家境贫寒，生活都难以维持，母亲样无法把儿子送去读书，后来在 政府的救济下，罗巴切夫斯基才转为公费上学。
　　1808 年，罗巴切夫斯基进入喀山大学学习。他更加发奋读书，努力学习。 他的思想活跃，具有生动活泼的气质，敢于主持正义，见义勇为，并且关心 他人，助人为乐。
罗巴切夫斯基有坚强的意志，惊人的毅力，能勤奋地学习，不断地探索，
又有良好的学习方法，因此他的各门功课都是优秀，特别是他的数学才能和 独创精神赢得了全校师生的赞扬，为他后来攀登数学高峰奠定了坚实的基 础。
1811 年，罗巴切夫斯基大学毕业，因成绩突出而留在喀山大学任教。由
于他在数学上的成就，22 岁时就当了喀山大学的副教授，24 岁晋升为教授。 罗巴切夫斯基在 1816 年出任教授后，也加入了试证第 5 公设的行列，通
过几年的努力，他失败了。但是，在失败中，罗巴切夫斯基对第 5 公设产生
了怀疑，并进一步认识到第 5 公设是不可证明的。
　　在第 5 公设不可证明的思想基础上，罗巴切夫斯基开始探索一种新的几 何学体系。1823 年，他在一份教学提纲中提出建立新几何体系的可能性，并 把它上交给校方。
校长马格尼斯基认为，罗马切夫斯基的设想是狂妄的，彼得堡科学院认
为他的学说是邪说。 在困难和挫折面前，罗巴切夫斯基没有像其他数学家那样失败后就放弃
了对第 5 公设的研究，他的最大特点是对于大家难以解决的问题敢于提出新
见解，敢于碰硬，敢于创新，勇往直前。 罗巴切夫斯基对新的几何学体系进行不断的理论探索。他提出一个与第
5 公设相反的假设：过直线外一点至少可以作两条直线和已知道线不相交。 这是一个与第 5 公设相矛盾的假设，按照这一假设应当推出与欧氏几何 相矛盾的结果。但是并没有引出矛盾，而是推出了一个新的几何传统，逻辑 严密。罗巴切夫斯基把这种抽象的新的几何系统最初称为“抽象几何学”。
　　1826 年 2 月 11 日，罗巴切夫斯基在喀山大学的一学术会议上，宣读 了他的不朽论文——《几何原理的扼要简释及平行线定理的一个严格证明》。 在这篇论文里，罗巴切夫斯基提出了“过直线外一点至少可以作两条直 线和已知直线不相交”的“罗氏公设”，与欧氏几何中前四条公设相结合，
推出了逻辑上毫无矛盾的非欧几何，或叫双曲几何。

罗巴切夫斯基宣读论文的这一天，后来被定为非欧几何学的诞生日。 但在当时，参加学术会议的委员们根本不相信罗巴切夫斯基的学说，否
定它的价值，《喀山大学学报》也拒绝发表。 罗巴切夫斯基认为：“任何科学赖以开始的起初概念是由感觉获得的，
而由先天获得的是不应该完全相信的。”他坚信自己的思想是正确的，并不 因为受到攻击和谩骂而退让，相反，为了维护真理而不屈不挠地坚持斗争， 继续发展自己的思想和学说。
　　这时候，喀山大学的政治形势发生了变化。1825 年老沙皇亚历山大一世 死后，惯于献媚的马格尼斯基向王太子康斯坦丁大献殷勤，而贬低尼古拉。 但是他根本没有想到尼古拉继承了王位，于是被撤职，压制和打击罗巴切夫 斯基就是他的罪行之一。
罗巴切夫斯基升任物理数学系主任，1827 年又担任喀山大学校长。 罗巴切夫斯基就是在喀山大学这样特定的政治形势下，得以在该校的学
术会议上宣读了非欧几何的论文，让世人知晓，而匈牙利的波耶作为一个服 役军官，虽经种种努力和斗争，都无力使他的论文尽快问世。
　　罗巴切夫斯基是一位十分大胆的数学家、管理学家和教育家，对旧的传 统势力和封建思想不卑躬屈膝，敢于抵制各种不正之风。
他在担任物理数学系主任和大学校长期间，对上级教育部门下达的指示
有时不听，在他看来，教育部门的指示有时违反教育规律，不符合实际情况， 不应该盲目执行。对违反客观规律和学校声誉的指示和意见，不管官职多大， 一律抵制和反对，不怕丢官，不怕坐牢。
一些不明真相受欺骗的人，对他的正义行为经常进行诬蔑和诽谤，甚至
嘲笑和谩骂，但他从不因为这些舆论而放弃自己的观点和理想，从不放弃对 科学的真诚，对真理的追求。
罗巴切夫斯基在从事教育行政事务活动之余，继续研究他的新几何体
系。1829 年，他写成了《论几何学的定理》的论文，终于在 1829 年底至 1830 年初的一期《喀山大学学报》上发表了。
罗巴切夫斯基的不朽功绩，在于他向人类几千年来确信不疑的欧氏几何
体系进行了挑战，推翻了欧氏几何是唯一可能的空间形式的说法。非欧几何 的产生，改变了欧氏几何中的平行公理，是几何学的重要组成部分，对整个 数学的发展起了很大的促进作用。
非欧几何是人类空间认识史上的一次质的飞跃，它后来在相对论中得到
了论证，并在天体物理学和原子物理学中得到应用。 然而在非欧几何创立之初，它备受冷落，即使在波耶、罗巴切夫斯基和
高斯的故乡匈牙利、俄国和德国，同样没有引起人们的重视。 到德国杰出数学家黎曼创立了一种更为广泛的非欧几何时，非欧几何才
逐渐为人们所瞩目。

接力赛中又一棒


　　1826 年 9 月 17 日，黎曼生于德国汉诺威的一个乡村牧师家庭，虽然家 庭贫困，但小黎曼的头脑特别聪明。
　　6 岁时，黎曼上学后即崭露出他的数学天才。几年后，他甚至超过了乡 村数学教师的水平，解题方法更高明。由于贫穷的乡村教师在教学之余，还 要忙一些家里的活计，便经常请黎曼代他上数学复习课，这对黎曼数学水平 的提高很有好处。
　　1840 年，黎曼进入大学预科学习，因学习的勤奋和成绩的突出而得到校 长的赏识，便把自己的私人图书馆向黎曼开放。
　　黎曼立即钻进图书馆里，如饥似渴地阅读起来，对那些数学书籍尤感兴 趣，以惊人的速度和难以令人相信的理解力，攻读数学名家的著作。
　　1845 年，黎曼以优秀的成绩考进哥廷根大学。父亲希望他学习神学，将 来成为一名出色的牧师，然而黎曼迷恋于数学。又被哥廷根大学浓郁的数学 研究气氛所感染，便放弃神学而改学数学。
　　这时，高斯已经年迈，黎曼便成了德国另一个著名的数学家狄黎克雷的 学生。狄黎克雷在数论和级数方面取得了很大成就，并熟悉德国和欧洲其他 数学家的成就和思想，这对指导黎曼的数学发展起了很大作用。
黎曼在数学上很快成长起来。
　　1851 年，黎曼完成了博士论文《复变函数论的基础》。在这篇论文里， 他把单值解析函数推广到多值解析函数，并且引入“黎曼曲面”的重要概念， 确立了复变函数的几何理论基础。因而他是复变函数论的创始人之一。
这是数学史上的一篇出色的论文，高斯给予了很高的评价：“作者对论
文中讨论的课题进行了深入而透彻的研究，能够进行创造性的、真正数学的 思维，具有极其丰富的独到见解。”
高斯最后肯定这是一篇很有价值的论文，远远超过了对博士论文的要
求。
　　黎曼开始研究非欧几何学。波耶和罗巴切夫斯基认为第 5 公设不可证 明，都提出了自己的新几何体系。
罗巴切夫斯基的非欧几何体系是以“过直线外一点至少可以作两条直线
与已知直线不相交”为前提的。黎曼在研究这个问题中，认为在一种更为广 义的曲面中，根本没有平行直线。
根据这一结论，黎曼又演绎出了一种新的几何体系，这样就出现了两种
非欧几问，一种就是罗巴切大斯基的双曲几何，一种就是黎曼的椭圆几何。 黎曼在学术上有所进展，然而他的工作却无着落。在获得博士学位后，
他由于出身贫寒等原因，一直没有找到正式工作。 黎曼希望能在数学研究气氛浓厚的哥廷根大学工作，第一步便是申请编
外讲师。 按照德国大学的惯例，申请人首先要进行论文演讲，由申请人自己呈报
3 个演讲题目，然后学校学术委员会根据其水平最后定夺。 一般来说，申请人要呈报 3 个题目，学术委员会让申请人演讲第一个题
目，第二个题目和第三个题目只是做做样子而已。因此，第一个题目都是申 请人花费时间最多的，经过精心准备和深思熟虑的。
黎曼向学术委员会呈报了 3 个演讲题目，认真地准备着，希望能像博士