與“一戰(zhàn)”相遇的科學(xué)家

楊滌非

1914年7月28日，奧匈帝國以皇太子斐迪南大公夫婦在薩拉熱窩遇刺為借口，向塞爾維亞宣戰(zhàn)，第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。在持續(xù)4年多的殘酷戰(zhàn)爭中，科學(xué)家作為社會大眾中的一員，也不可避免地卷入了戰(zhàn)爭。100年前的那場戰(zhàn)爭對科學(xué)家群體產(chǎn)生了怎樣的影響呢？哪些科學(xué)家身陷戰(zhàn)爭，讓雙手染上了鮮血？哪些科學(xué)大師不幸殞命于一戰(zhàn)？哪些幸運兒又穿越了戰(zhàn)爭的泥沼，最終奔向了光明？

魔瓶開啟者——“化學(xué)武器之父”哈伯

弗里茨·哈伯（1868～1934）是著名的德國化學(xué)家。哈伯出生在德國的一個猶太人家庭，他的父親是一位成功的化學(xué)顏料生產(chǎn)商，他在青少年時代就對化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。哈伯大學(xué)畢業(yè)后，由于所發(fā)表的論文見解獨到，轟動了德國化學(xué)界，因此被德國皇家工業(yè)科學(xué)院破格授予化學(xué)博士學(xué)位，時年23歲。

1894年，哈伯在卡爾斯魯厄大學(xué)任教，并開始了氨合成方面的研究。當(dāng)時農(nóng)作物所需要的氮肥主要來自糞便、花生餅或豆餅等，但隨著農(nóng)業(yè)和工業(yè)的發(fā)展，各國越來越迫切地需要建立大規(guī)模的生產(chǎn)氮化物的工業(yè)。哈伯于1906年以氫氣和氮氣為起始原料用金屬鋨作為催化劑成功合成了濃度為6%～8%的氨。隨后在工程師博施的幫助下建成了世界上第一座日產(chǎn)30噸合成氨的裝置，這種合成氨的方法被稱為“哈伯—博施法”。氨的合成開創(chuàng)了科學(xué)史的重要篇章，它的使用大大增加了糧食的產(chǎn)量，也極大地推動了與之有關(guān)的科學(xué)技術(shù)（如高壓和超高壓技術(shù)、催化劑理論等）的發(fā)展。因為這一卓越貢獻，哈伯獲得了1918年的諾貝爾化學(xué)獎。

1914年，第一次世界大戰(zhàn)全面爆發(fā)，各國的科學(xué)家都不同程度地卷入了戰(zhàn)爭，哈伯也不例外，他很快變成了一個狂熱的民族主義者。哈伯利用自己的科學(xué)知識為德國服務(wù)：利用合成氨技術(shù)生產(chǎn)化肥，為德國解決了饑荒問題；利用氨的氧化，生產(chǎn)出了制造彈藥必不可少的硝酸和黃色炸藥。

1914年9月進行的第一次馬恩河戰(zhàn)役中，德軍與英法聯(lián)軍共投入150萬兵力，進行了激烈的戰(zhàn)斗，隨后雙方相持于比利時的伊普爾地區(qū)。第二年，為了打破僵局，在哈伯的建議下，德軍首次在戰(zhàn)場上使用了化學(xué)毒氣。

1915年4月22日，在比利時的伊普爾地區(qū)，德軍將裝滿液態(tài)氯氣的6000只大鋼瓶和2.4萬只小鋼瓶的閥門同時打開。不久，聯(lián)軍陣地就籠罩在濃濃的黃綠色、苦辣的毒氣中。此時的伊普爾戰(zhàn)場宛如人間地獄，大批士兵絕望地倒在了地上，痛苦地死去。戰(zhàn)場上空，哈伯正坐在飛機上俯瞰著這一切，興奮地看著他的“發(fā)明成果”。

在整個戰(zhàn)爭期間，哈伯幾乎參與指導(dǎo)了德軍每一次重要的化學(xué)戰(zhàn)，因此，人們稱哈伯為“化學(xué)戰(zhàn)之父”。在第一次世界大戰(zhàn)中，有將近130萬人受到化學(xué)武器的傷害，其中約9萬人死亡，有約60%的人員因傷致殘。哈伯及其發(fā)明的化學(xué)戰(zhàn)，受到了世界各國科學(xué)家和人民的強烈譴責(zé)。哈伯終于逐漸意識到了他所犯下的罪行，他最終于1917年辭去了在化學(xué)兵工廠的所有職務(wù)。

1933年，納粹黨上臺后，開始殘酷迫害猶太人，哈伯也遭到驅(qū)逐，被迫移居瑞士。1934年1月29日，當(dāng)哈伯應(yīng)邀赴任設(shè)在巴勒斯坦的西夫物理化學(xué)研究所所長一職時，在途中因心臟病突發(fā)而逝世，終年66歲。

殞命于一戰(zhàn)的科學(xué)天才——亨利·莫塞萊

亨利·莫塞萊（1887～1915）是英國著名的物理學(xué)家和化學(xué)家。他的父親亨利·諾蒂奇·莫塞萊是牛津大學(xué)解剖學(xué)和生理學(xué)教授。

莫塞萊從小成績優(yōu)異，后來還獲得皇室獎學(xué)金，進入了著名的伊頓公學(xué)。1906年，莫塞萊進入牛津大學(xué)學(xué)習(xí)，大學(xué)畢業(yè)后不久，又進入曼徹斯特大學(xué)，在著名物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福的指導(dǎo)下?lián)沃坦ぷ鳌?/p>

1912年，莫塞萊在測試β粒子能量的實驗中發(fā)現(xiàn)，放射性物質(zhì)發(fā)生β衰變時會產(chǎn)生高電勢能，從而發(fā)明了第一個核電池。1913年，莫塞萊利用水晶X射線衍射法觀察和測量了多種金屬化學(xué)元素的電磁波譜。這一方法是物理學(xué)對X射線光譜的開創(chuàng)性的利用。莫塞萊發(fā)現(xiàn)實驗中測得的X射線波長與X射線管靶中的金屬元素原子數(shù)之間有系統(tǒng)性的數(shù)學(xué)關(guān)系，后來這被物理學(xué)界稱為“莫塞萊定律”。在莫塞萊定律發(fā)現(xiàn)之前，包括俄國化學(xué)家門捷列夫在內(nèi)的化學(xué)界普遍認為：化學(xué)元素的序數(shù)由原子量所決定。莫塞萊的實驗成果說明，化學(xué)元素的序數(shù)并不是化學(xué)家主觀推測的那樣，而是依據(jù)X射線實驗的客觀結(jié)果所獲得的。此外，通過實驗，莫塞萊也揭示了元素周期表中有若干暫未被發(fā)現(xiàn)的空缺位置，如43、61、72和75?，F(xiàn)在，這些序數(shù)的元素均已被發(fā)現(xiàn)，分別是兩種人工放射性元素锝、钷，兩種稀有元素鉿、錸。

1914年8月，莫塞萊放棄了工作，并報名參加了英國皇家工兵部隊。在1915年4月開始的加里波利戰(zhàn)役中，莫塞萊擔(dān)任負責(zé)電話通訊的技術(shù)軍官。同年8月10日，在戰(zhàn)斗中用電話傳遞命令的時候，莫塞萊被一名土耳其狙擊手擊中頭部而陣亡，年僅27歲。

美國著名科學(xué)作家阿西莫夫曾寫道：“從莫塞萊已經(jīng)取得的成就來看，他的死亡可能是這場戰(zhàn)爭中對全體人類而言代價最為慘重的犧牲?！卑⑽髂蜻€根據(jù)當(dāng)時的科學(xué)發(fā)展形勢對莫塞萊的成就做過分析：如果他不是在當(dāng)年陣亡的話，那么他極有可能被授予1916年度的諾貝爾物理學(xué)獎（事實上該年度的物理學(xué)獎和化學(xué)獎最終都未頒出）。

基于莫塞萊的研究成果，英國物理學(xué)家查爾斯·巴克拉因在多種金屬元素中發(fā)現(xiàn)X射線衍射現(xiàn)象而獲得1917年諾貝爾物理學(xué)獎。歐內(nèi)斯特·盧瑟福如此評價莫塞萊的成績：“他研究生涯起步的這兩年的研究已經(jīng)足以為他帶來一座諾貝爾獎杯?！痹诤芏嗫茖W(xué)家看來，27歲就英年早逝的莫塞萊假如能夠活下來，他必將為原子結(jié)構(gòu)的研究做出更大的貢獻。

拒服兵役的天文學(xué)家——愛丁頓

亞瑟·斯坦利·愛丁頓（1882～1944）是英國著名的天文學(xué)家、物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家。愛丁頓出生于英格蘭肯達爾一個貴格會家庭（貴格會崇尚和平主義和宗教自由），他的父親是中學(xué)校長，但不幸早逝，他的母親獨立承擔(dān)了撫養(yǎng)責(zé)任。endprint

1905年愛丁頓獲得劍橋大學(xué)三一學(xué)院碩士學(xué)位，進入卡文迪許實驗室研究熱輻射。不久之后，愛丁頓前往格林威治天文臺工作，通過分析小行星愛神星的視差，他發(fā)現(xiàn)了一種基于背景兩顆星星的位移進行統(tǒng)計的方法，并因此于1907年獲得史密斯獎。愛丁頓年輕有為，在31歲時被任命為劍橋大學(xué)天文學(xué)和實驗物理學(xué)終身教授，第二年又被任命為劍橋大學(xué)天文臺臺長，不久就被選為英國皇家學(xué)會會員。

一戰(zhàn)爆發(fā)后，愛丁頓也被征召入伍。但是，由于愛丁頓是貴格會成員，是一個和平主義者，因此他拒絕服兵役。按英國的規(guī)定，拒絕服兵役者要被送去服勞役。但是，當(dāng)時英國科學(xué)界對莫塞萊不幸死于戰(zhàn)爭深感遺憾，而愛丁頓那時已經(jīng)是一位一流的科學(xué)家了。因此，英國國防部陷入輿論的一片指責(zé)聲中。英國政府只好給愛丁頓找了個“因病無法服兵役”的借口，不料卻被愛丁頓拒絕。最終愛丁頓的同事以他在科學(xué)研究方面的重要作用為由，成功要求政府免除了他的兵役。因此可以說，正是莫塞萊的死，挽救了另一位優(yōu)秀的科學(xué)家。

一戰(zhàn)期間，英國與德國之間的學(xué)術(shù)交流也逐漸中斷。幸運的是，愛丁頓當(dāng)時在英國皇家天文學(xué)會擔(dān)任秘書，他通過來自荷蘭物理學(xué)家威廉·德西特的論文和書信成為了第一個了解愛因斯坦廣義相對論的英國人。在當(dāng)時，愛丁頓是為數(shù)不多的具有良好數(shù)學(xué)功底從而能理解廣義相對論的天文學(xué)家，同時他也是當(dāng)時少有的國際主義者與和平主義者，這都使得他有能力也有興趣去了解一名德國物理學(xué)家的理論。很快，愛丁頓成為了廣義相對論在英國的主要支持者和推廣者。

一戰(zhàn)結(jié)束后，愛丁頓于1919年5月前往西非觀測日全食。日全食發(fā)生時他對太陽附近的恒星進行拍攝，由于光線在引力場中會發(fā)生偏折，拍攝到的恒星位置將會發(fā)生偏移。愛丁頓指出牛頓理論預(yù)言的偏移量只有愛因斯坦理論所預(yù)言偏移量的一半，他的測量結(jié)果表明愛因斯坦的理論更加準確。次年愛丁頓將這一結(jié)果發(fā)表并進一步肯定了愛因斯坦的理論。這一發(fā)現(xiàn)隨后被全球媒體競相報導(dǎo)，一時間使愛因斯坦和廣義相對論名聲赫赫，有報道甚至撰文稱“發(fā)現(xiàn)了一個新宇宙”。

愛丁頓不僅科學(xué)成果豐碩還撰寫了大量科學(xué)專著及通俗讀物。他的一些著作大受讀者歡迎，其中《膨脹中的宇宙》一版再版。正是由于愛丁頓的介紹，愛因斯坦的廣義相對論才傳播到了講英語的國家之中。從1920年開始，直到去世，愛丁頓一直致力于將量子理論、相對論和重力理論統(tǒng)一起來，形成一個“基本理論”。他確信質(zhì)子的質(zhì)量和電子電荷的數(shù)值不是偶然形成的，是“為了形成宇宙的自然和完美的特性”。

反求諸己，勿使悲劇重演

時間已走過了100年，一戰(zhàn)似乎已經(jīng)是一個相對遙遠的話題，但戰(zhàn)爭卻從未徹底消失。從科學(xué)家在一戰(zhàn)中的不同際遇，我們可以看到戰(zhàn)爭這種人類社會中最為激烈和殘酷的社會活動對人類個體的巨大沖擊。戰(zhàn)爭不僅可以奪走人的生命，也會擊碎脆弱的人性，讓服務(wù)于人類的科學(xué)家轉(zhuǎn)瞬變?yōu)闅埡ι膼耗А?zhàn)爭也是科學(xué)發(fā)展的鎖鏈，諾貝爾獎因戰(zhàn)爭而停止頒發(fā)，歐洲各國的科學(xué)家因戰(zhàn)爭而無法交流，戰(zhàn)爭不僅摧毀當(dāng)下，也摧毀科學(xué)的未來。

值此一戰(zhàn)爆發(fā)百年之際，回眸歷史，人類當(dāng)反求諸己，勿使悲劇重演，愿科學(xué)家不再與戰(zhàn)爭相遇，愿科學(xué)與和平永存。

【責(zé)任編輯】張小萌endprint