横跨三个世纪的分析化学世家
2021-11-22吴限
摘 要 从叙述C R 伏累森纽斯的生平与功绩说起,对伏累森纽斯家族连续五代的关键人物进行评述,着重点明他们在分析化学及相关领域的建树,并对经典名著——《定性化学分析导论》和《定量化学分析导论》、传奇刊物——《分析化学学报》,以及著名教育机构——伏累森纽斯化学实验室的发展历程予以较详阐述。
关键词 伏累森纽斯 分析化学 德国
中图分类号 N09∶O65
文献标识码 A
收稿日期:2021 02 05
作者简介:吴限,江苏南京人,1980年生,化学博士,德国弗莱贝格工业大学进修,研究方向为材料工程。Email: xian wu@iwt tu freiberg de。
科学史上有时会出现整个家族连续几代都投身于某一专业领域的情况,例如瑞士的力学世家伯努利、意大利 法国的天文世家卡西尼等等。本文的主角是名声卓越的德国分析化学世家伏累森纽斯家族,这个家族从19世纪上半叶就开始涉足于分析化学的研究、教学与应用,并在历史进程中不断扩大家业和活动范围,至今已传至第五代,是一个横跨三个世纪的颇具影响力的科学与教育世家。家族的重要人物不但在学术研究上大大推动了分析化学的进步,其所创建和衍生出的教育机构与企业也发挥了极其重要的社会功能,该家族成为分析化学界的传奇。
一 人物与功绩
1 传奇的开始
伏累森纽斯家族从卡尔·雷米就斯·伏累森纽斯(Carl Remigius Fresenius,1818—1897)这一代开始涉足分析化学领域,他同时也是该分析化学世家中最有名的一位。C R 伏累森纽斯1818年12月28日出生在德国美因河畔法兰克福的一个律师家庭,在当地的模范学校以及万海姆(位于法兰克福以南约70公里)的班德学校这所闻名的男子学校始建于1829年,是今天万海姆市维纳·海森堡学术高中的前身。接受基础教育,后在家乡的一家药房当了4年学徒,于1840年前往波恩大学学习化学。大学期间,C R 伏累森纽斯常去药剂师路德维希·克拉默·马夸特(Ludwig Clamor Marquart,1804—1881)的私人实验室做实验马夸特当时开设了一所私立药学学校,进行药学教育与培训,C R 伏累森纽斯后来创建自己的私立学校很有可能是受马夸特这一举动的启发。,在马夸特的实验室里,他撰写了《定性化学分析导论》(Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse)一書,于1841年在波恩出版。四年之后,他又写成了姊妹篇《定量化学分析导论》(Anleitung zur quantitativen chemischen Analyse)。《定性化学分析导论》和《定量化学分析导论》的德语原著一经出版,因其系统性和实用性受到读者的热烈欢迎,曾多次再版,并被翻译成多种语言版本,其中包括19世纪后期在晚清中国出版的数种中文本。关于这两本书在分析化学领域的重要地位,将在后文中作详细介绍。
C R 伏累森纽斯在1841年从波恩大学转至吉森大学,成为德国现代化学之父尤斯图斯·利比希(Justus Liebig,1803—1873)的助手,并于1842年在其门下取得了博士学位,次年成为讲师。1845年,C R 伏累森纽斯在维斯巴登获得了拿绍公国农业学院的化学、物理和技术教授职位拿绍公国由历史悠久的拿绍家族于1816年建立,首府维斯巴登。1866年该公国并入普鲁士。维斯巴登现为德国黑森州的州府。。但他对该学院并不满意,认为它偏僻的地理位置和狭小的教学空间不利于教学与研究的开展,于是决定另起炉灶。1848年5月1日,他在维斯巴登以私人名义创建了后来闻名于世的伏累森纽斯化学实验室(Chemisches Laboratorium Fresenius)。这个私立机构从一开始就肩负着教学与研究的双重使命,是当时在分析化学乃至整个化学教育和研究领域绽放出的一朵奇葩,如今它在德国依然存在,并早已从刚开始的一株实验室“小草”,发展成为枝叶茂盛的“大树”——伏累森纽斯应用科技大学中文有译为欧福大学,但笔者没有在该校官方网站上找到此中文名称。。这个富有分析化学传统的传奇学校是德国现存最古老的私立高等教育机构,关于它的故事,读者们将在随后的章节中得以领略。
1862年,C R 伏累森纽斯创办了世界上第一份专门报道分析化学领域研究成果的学术性刊物——《分析化学学报》(Zeitschrift für analytische Chemie),并担任主编长达35年之久。如同伏累森纽斯化学实验室一样,该学报在其发展道路上不断自我更新和完善,在学术界稳稳地站住了脚跟。它在历史上几易其名,如今以《分析及生物分析化学学报》(Analytical and Bioanalytical Chemistry)这一英文刊名矗立于世界化学学术名刊之林,出版语言也由原先的德语改为国际化的英语,是当前世界上最具影响力的分析化学类学报之一,有关它的发展历程将见之于后文。
C R 伏累森纽斯在化学分析方面做了大量细致的工作,并将这些研究成果写成论文发表。其研究内容总结下来,主要表现在分析方法的发展和化学分析的应用两个方面。在分析方法的发展方面,C R 伏累森纽斯涉猎诸多领域,其中包括对马氏试砷法的改进、氰化钾在分析化学中的应用、气体分析法、气体干燥剂研究、盐的溶解性研究、沉淀的组成与性质、非金属元素分析、金属元素分析、无机酸分析、硫化物分析、有机酸分析、有机元素分析等等。作为一名出色的实验家,他亲自设计和改进仪器。例如,为满足研究需要,他发明了一种水样采集器,可以在水井的不同深度进行取样。又如,他通过添加简易装置,克服了氢气发生器易发生爆炸的缺点。这些分析方法的研究与发展为分析化学这一化学重要分支开创了前所未有的新格局。
在化学分析的应用方面,C R 伏累森纽斯将大量时间用在对矿泉水成分进行定性和定量分析的研究上。他的最早的两篇关于矿泉水的化学分析的论文发表于1843年的德文刊物《化学与药学年鉴》(Annalen der Chemie und Pharmacie),标题分别为《对爪哇岛上两种矿泉的化学分析》[1]和《对位于霍姆堡的路德维希泉的化学分析》[2],后者是与其同事海因里希·魏尔(Heinrich Will,1812—1890)合写的。当时C R 伏累森纽斯已取得博士学位,在吉森大学给利比希当助手,而魏尔则在后来成为了利比希的继任者。在这两篇文章中,作者对矿泉水中所含的化学成分进行了认真的实验分析,不但定性给出了所含物质的种类,而且还精确测定了它们的含量。从1850年起,C R 伏累森纽斯开始发表了总标题为《对拿绍公国最重要矿泉的化学研究》(Chemische Untersuchung der wichtigsten Mineralquellen des Herzogthums Nassau)的系列论著,共9部,每部专门分析一个地区产的矿泉水。在该系列首部论著的开头,C R 伏累森纽斯指出了对矿泉水进行化学分析的意义之所在[3]。他认为,对矿泉水的化学成分的了解,一方面可以指导医生们如何正确使用泉水来进行治病和疗养,另一方面,这些知识为地质学家们提供了重要的地质学线索,而第三个作用,则是能够让这些矿泉的拥有者们认识到它们的价值。该系列的最后一部发表于1868年。在此之后,作者意犹未尽,又陆续发表了若干篇对矿泉水成分分析的研究结果。他的定量分析精度能够达到1 μg/kg,亦即进入了痕量分析领域。除了矿泉水外,他的分析对象还包括钢铁、矿石、肥料、植物、土壤、葡萄酒、水泥,甚至法医鉴定。
C R 伏累森纽斯在一篇文章中如此描述分析化学:“分析化学……任务是研究物质间的差异,尤其是此物相对于彼物所呈现出的不同行为,以此来确定相应的方法,对它们进行区分、鉴别、分离和测定。”[4]他在分析化学领域所做出的巨大贡献使其名副其实成为现代分析化学的奠基人。
C R 伏累森纽斯1852年被选为列奥波特科学院始建于1652年,2008年被正式称为德国科学院。院士,并长年担任拿绍自然史协会会长[5]。他于1897年6月11日逝世于维斯巴登。在离伏累森纽斯化学实验室原址不远处,人们为他设立了花坛和塑像,旁边的街道也以他的名字命名。
2 第二代伏累森纽斯
C R 伏累森纽斯共有七个子女,其中的两个儿子继承父业,也成为了分析化学家,他们分别是雷米就斯·海因里希·伏累森纽斯(Remigius Heinrich Fresenius,1847—1920)和悌奥多·威廉·伏累森纽斯(Theodor Wilhelm Fresenius,1856—1936)。
R H 伏累森纽斯出生于1847年,在万海姆和维斯巴登完成基础教育,接着先是在父亲开办的实验室学习化学,后因服兵役前往柏林,之后在莱比锡大学跟随著名化学家海尔曼·科尔贝(Hermann Kolbe,1818—1884)继续学习化学。普法战争的爆发打乱了他原本打算读博士的计划,直到战争结束他才从战场返回莱比锡大学继续学业。学习期间,他获得科尔贝的信任,成为其助手,并于1872年取得博士学位。同年,他返回父亲的维斯巴登实验室,在那里一边教授实验和理论课程(包括定量分析、无机化学、有机化学和化工技术),一边从事研究工作。他涉领域有矿泉水分析、金属分析、非金属分析、电化学分析、溶解度测定、有机分析、食品分析等等。1884年起接管维斯巴登实验室的技术化学部,1887年起和弟弟以及化学家恩斯特·辛茨(Ernst Hintz,1854—1934,C R 伏累森纽斯的女婿)一同接管整个实验室。他是维斯巴登农业协会的农业化学实验站负责人,管理、监督肥料和饲料,在《拿绍农林场主协会杂志》上发表过许多农业化学论文。他还积极参加国际事务,是当时国际分析委员会的成员。R H 伏累森纽斯从1872年起帮助父亲承担《分析化学学报》的编辑任务,并从第21卷起正式成为主编之一。
R H 伏累森纽斯的弟弟T W 伏累森纽斯1856年出生于维斯巴登,同其兄一样,高中毕业后在父亲的实验室学习化学。之后前往斯特拉斯堡的威廉皇帝大学斯特拉斯堡位于德法边境的阿尔萨斯地区,当时属德国领地,现归法国。,在著名化学家鲁道夫·费悌希(Rudolph Fittig,1835—1910)的实验室工作,他在鲍尔·海因里希·格罗特(Paul Heinrich Groth,1843—1927)的指导下于1878年取得博士学位。1880年,返回维斯巴登实验室,从事教学和研究。1884年参与管理实验室的食品化学部,1887年起与其兄以及辛茨共同接管维斯巴登实验室。T W 伏雷森纽斯在分析化学领域的研究主要有对各种酒类的分析(包括葡萄酒、啤酒、烈酒)、糖分析、食品分析、有机分析、金属分析、非金属分析、仪器改进等方面,其中最突出的是在葡萄酒方面所做的工作,曾撰写《葡萄酒化学分析导论》(Anleitung zur chemischen Analyse des Weines),是当时公认的葡萄酒分析化学权威。在公共事务方面,T W 伏累森纽斯曾参与建立巴伐利亚应用化学联盟以及创建德国化学家联合会今德国化学会(或称德国化学家学会)前身之一,见[6]。下的分析化学分会,长年担任帝国健康委员会要员,并且是法兰克福化学工业协会的监委会成员。1888年,他被选为列奥波特科学院院士,他和父亲是伏累森纽斯家族中唯一两位获此殊荣的人。
第二代伏累森纽斯可以看作是父亲的左膀右臂,为伏累森纽斯化学实验室的巩固和发展起到了关键作用。正是在他们的努力下,使得实验室在德国乃至国际上的名声得到进一步加强。
3 第三代伏累森纽斯
R H 伏累森纽斯的儿子威廉·卡尔·阿西姆·雷米就斯·伏累森纽斯(Wilhelm Karl Achim Remigius Fresenius,1878—1949)生于1878年,在维斯巴登的中学毕业后就读于爷爷的实验室,其后在柏林大学和波恩大学学习化学,1902年在波恩大学的化学家理查德·安旭茨(Richard Anschütz,1852—1937)门下取得博士学位,并短暂工作于维斯巴登的实验室。之后前往位于德国北部基尔市的食品研究所工作,并在那里获得食品化学家证书。1906年回到维斯巴登实验室,1920年起同其堂弟一起正式接管该机构。W K A R 伏累森纽斯在矿泉水分析、礦石分析、金属分析、克氏定氮法、电化学分析和分析仪器方面均有所建树,他本身是金属与矿石学会的专家组成员,并参与编著《分析化学手册》(Handbuch der analytischen Chemie)和《食品化学手册》(Handbuch für Lebensmittelchemie)。W K A R 伏累森纽斯于1920年加入《分析化学学报》主编行列,1935—1945年间独自担任主编。在他的努力下,该学报在对德国科学总体发展不利的二战期间依旧保持了权威地位。另外,他还担任过德国化学家联合会旗下的分析化学分会主席和德国化学会之下的自由职业化学家分会主席。
T W 伏雷森纽斯的儿子路德维希·雷米就斯·伏累森纽斯(Ludwig Remigius Fresenius,1886—1936)1886年出生于维斯巴登,童年曾一度因病而不得不坐在轮椅上,好在后来恢复健康回到学校。同前几个伏累森纽斯一样,L R 伏累森纽斯中学毕业后先是在家族实验室接受化学教育。1906年,他前往慕尼黑大学继续学习化学,师从著名化学家阿道夫·冯·拜耳(Adolf von Baeyer,1835—1917)和奥古斯特·威廉·冯·霍夫曼(August Wilhelm von Hofmann,1818—1892),后来转到柏林大学,跟随物理化学泰斗瓦尔特·能斯特(Walther Nernst,1864—1941)学习,1911年以关于氢离子浓度测定的论文获得博士学位。此后在帝国健康局的化学卫生部担任科研助手,并取得食品化学家证书。一战爆发后,L R 伏累森纽斯参军,但在作战中因肺部受重伤而退出前线。1919年回到维斯巴登化学实验室后,次年同其堂兄一起成为实验室总负责人。在教学和科研的同时,他也参与编辑《分析化学学报》。他的研究领域涉及矿泉水分析、金属分析、非金属分析和化学生理学,曾担任自由职业化学家联盟会执行主席、德国化学家联合会美因茨 维斯巴登地区分会主席、德国化学家联合会下的水化学分会要员、维斯巴登温泉疗养与代谢作用研究所管理委员等诸多职务。
第三代伏累森纽斯进一步继承和发扬家族传统,尤其在德国纳粹统治年代和二战期间确保了实验室的国际地位,尽管L R 伏累森纽斯的早逝在家族历史上留下了些许遗憾。
4 第四代伏累森纽斯
L R 伏累森纽斯的儿子威廉·弗里德里希·尼尔斯·雷米就斯·伏累森纽斯(Wilhelm Friedrich Nils Remigius Fresenius,1913—2004)生于1913年,在教育方面继续走“伏累森纽斯路线”,即中学毕业后,先是在家族实验室学习化学,之后在公立大学继续学习深造。他先后就读于法兰克福大学、慕尼黑大学、海德堡大学和格廷根大学,导师是格廷根大学的阿诺德·托马斯·欧肯(Anold Thomas Eucken,1884—1950),他于1939年凭借其在分子光谱学领域的研究而获得博士学位。1943年他取得食品化学家证书,二战结束后接管家族实验室,曾获得德国化学会设立的卡尔·杜伊斯堡奖和食品化学与司法化学分会的阿道夫·尤科纳克奖,并被选为奥地利微量化学与分析化学学会荣誉会员。他还长年担任德国化学会理事会成员和分析化学分会以及自由职业化学家分会主席,曾是国际独立实验室联盟会会长。1949—2001年担任《分析化学学报》主编,1971—1997年担任伏累森纽斯应用科技大学校长。1950年起负责编写《分析化学手册》。他曾执教于美因茨大学,1967年被美因茨大学授予荣誉教授头衔。其研究工作涉及矿泉水分析、尿样分析、光谱分析、食品分析、同位素在分析化学中的应用等。
L R 伏累森纽斯的女儿毕吉·伏累森纽斯(Birgit Fresenius,1918—2008)是伏累森纽斯家族中唯一的女性分析化学家。B 伏累森纽斯生于1918年,在家族实验室接受化学技术师的教育培训,1939年起承担教学任务,指导定性分析实验课程。二战后实验室部分被毁,其与原客户和合作者的关系也一度中断,在B 伏累森纽斯与其兄W F N R 伏累森纽斯的努力之下才得以恢复运行,从而在最艰难的岁月中幸存下来。
W K A R 伏累森纽斯的儿子雷米就斯·海因里希·路德维希·威廉·埃尔文·伏累森纽斯(Remigius Heinrich Ludwig Wilhelm Erwin Fresenius,1931—2019)出生于1931年。曾在马尔堡大学学习化学,1960年在柏林工业大学取得博士学位,1961年又取得食品化学硕士学位,同年接管伏累森纽斯研究所的食品化学部,曾是伏累森纽斯研究所和伏累森纽斯化学学院的股东和主管之一,并执教于伏累森纽斯化学学院和应用科技大学直至20世纪90年代中期。他的研究领域有酶分析、糖分析(包括蔗糖、葡萄糖、果糖)、蛋白质分析、水分析、烟草成分检测、色谱分析、食品卫生等。2019年2月7日,R H L W E 伏累森纽斯去世[7],标志着分析化学界第四代伏累森纽斯的结束。
第四代伏累森纽斯在经历了家族历史上最重大的灾难后,把二战中遭受重创的实验室重新扶正,共同见证了它成长为一所应用科技大学。
5 第五代伏累森纽斯
W F N R 伏累森纽斯的儿子路德维希·雷米就斯·伏累森纽斯(Ludwig Remigius Fresenius,1943—,图6),与其爷爷名字完全相同,在此称其为小L R 伏累森纽斯,出生于1943年,早年在柏林工业大学学习化学,但未取得学位便终止了学业。尽管如此,他曾参与发表过多项专利,内容涉及杀菌剂、气体净化等。与前几代伏累森纽斯相比,小L R 伏累森纽斯似乎对创业和管理的兴趣要远远大于科研。1997—2000年间,他是伏累森纽斯研究所的股东与主管。1972—1993年任伏累森纽斯化学学院主管,1987—1998年为其独立股东。2009年起担任伏累森纽斯应用科技大学荣誉校长。他是德国著名教育集团科格奴斯股份公司的两名股东之一,该教育集团拥有诸多学校与培训机构,其中包括以他自己名字命名的路德维希·伏累森纽斯学校,主要培养医疗护理、实验技术和经济方面的专业人才,目前学校规模已经扩大到30多个城市,在德国具有一定的影响力。这个分析化学世家(共五代九人)的亲缘与层次关系见图1。
二 经典名著与名刊
分析化学方法虽然早在化学的前身金丹术(包括东方的炼丹术和西方的炼金术)时代就被古代化学家自觉或不自觉地用于物质的分离、提纯和鉴定,但正式以书面形式成为专业术语是在1801年。当时德国萨克森的弗莱贝格矿业学院现弗莱贝格工业大学的前身。化学教授威廉·奥古斯特·朗帕丢斯(Wilhelm August Lampadius,1772—1842)在其撰写的《矿物化学分析手册》(Handbuch zur chemischen Analyse der Mineralkrper)中,把以分析为目的的矿物分解操作命名为“分析化学”(Analytische Chemie)[8]。而第一本以分析化学命名的专著——《分析化学手册》(Handbuch der analytischen Chemie)出版于1821年,作者是德国基尔大学化学教授克里斯多夫·海因里希·普法夫(Christoph Heinrich Pfaff,1773—1852),但书中并没有详细描述具体的物质分析和分离步骤。德国柏林大学化学教授海因里希·罗泽(Heinrich Rose,1795—1864)于1829年也出版了一本《分析化学手册》(Handbuch der analytischen Chemie),该书虽然内容广泛,并第一次讲到了针对混合物的分离步骤,但却缺乏系统性和实用性。为了克服当时分析化学教科书的这些不足之处,同时也为方便自己平时的学习和研究,尚在学习阶段的C R 伏累森纽斯于1841年写成了《定性化学分析导论》,在波恩出版[9]。书中以简单明了的行文方式,详细而系统地给出了如何从混合物开始,按照由作者给出的分析步骤和方法,一步步地将其所含成分加以分离和确定,最终达到分析目的。这给那些渴望牢实掌握定性化学分析知识和技能的学生和研究者们带来了一片曙光。4年之后,C R 伏累森纽斯又写成了姊妹篇《定量化学分析导论》[10]。《定性化学分析导论》和《定量化学分析导论》自出版之后很快成为分析化学领域的标准教材和参考书,分别再版16次和5次(表1),页数由原先的82页和518页分别增至866页和1539页,并被译成多种语言(包括英文、法文、荷兰文、意大利文、西班牙文、俄文、匈牙利文、日文和中文)。此兩本书在中国晚清时期曾被多次翻译成中文,已知的版本有京师同文馆法籍化学教习毕利干(Anatole Adrien Billequin,1837—1894)和王钟祥(生卒年份不详)翻译的《化学阐原》(出版于1882年)、江南制造局英人傅兰雅(John Fryer,1839—1928)和徐寿(1818—1884)翻译的《化学考质》和《化学求数》(均出版于1883年),以及毕利干的继任者——德国人施德明(Caesar Cato Stuhlmann,1850—1909)[11]和王钟祥翻译的《分化津梁》(出版于1897年)。其中数《化学考质》和《化学求数》二作最为有名,徐寿在此将“Fresenius”译为“富里西尼乌司”。
据称《化学考质》译自1875年美国纽约出版的英文修订版此英文版译自德文第14版。[12];《化学求数》译自1876年英国伦敦出版的英文第7版此英文版译自德文第6版。。亦有研究指出[13],《化学求数》应译自1865年的英文第4版此英文版译自德文第5版。。维斯巴登博物馆曾以C R 伏累森纽斯为主题开办过特别展览,其中的展品包括伏累森纽斯应用科技大学图书馆收藏的中文《化学考质》善本中国似乎仅有南京图书馆收藏了江南制造局版《化学考质》和《化学求数》的全本(分别为8卷和15卷)。。图2为《化学考质》与德语原作中配以插图的节选对比,是关于罗伯特·威廉·本生(Robert Wilhelm Bunsen,1811—1899)和古斯塔夫·罗伯特·基尔霍夫(Gustav Robert Kirchhoff,1824—1887,徐寿译为“扣而差弗”)发明的摄谱仪的介绍,所示中文内容虽译自英文,却与德语原文十分契合,且译者的行文简洁而精准,不愧是中国早期科学译著之上品。
需要指出的是,C R 伏累森纽斯的这两部经典分析化学专著并不只是对现有知识的系统归纳和优化,更重要的是,作者把对分析化学实践的切身体会和个人感悟融入到了书中,许多实验方法和现象描述是在作者进行了反复验证确保可行之后,才下笔成文。所谓“一份耕耘、一份收获”,二书终究成为化学乃至科学史上的经典佳作。
在19世纪60年代之前,关于分析化学的研究论文分散地发表在各种各样的科学刊物上,当时的化学界尚没有一份专门报道分析化学领域研究成果的学术刊物。在此背景下,C R 伏累森纽斯于1862年创办了世界上第一份分析化学专业期刊——《分析化学学报》,由克莱德出版社在维斯巴登出版。C R 伏累森纽斯在学报创刊时曾指出:“……分析方法确为伟大的成就、重要的科学瑰宝。但其只有在清晰易懂、易于操作时才可发挥最大作用。此任务唯有一份专业期刊才能完成,该刊必须专门针对这一发展迅速的领域……”[14]。
在1862年的创刊号中,C R 伏累森纽斯发表了11篇研究论文,同时发表论文的其他著名学者有光谱分析法先驱本生和基尔霍夫、有机化学大师克里斯蒂安·弗里德里希·舍恩拜因(Christian Friedrich Schnbein,1799—1868)以及前文提到的化学名家罗泽等等。《分析化学学报》从创办之日起,便以刊登原始研究论文和评述他人研究成果为两大核心内容,给读者提供了极为丰富的专业的分析化学信息。1862—1886年间,学报每年发行4期,1887年开始扩充为每年6期。1890年,出版商约瑟夫·弗里德里希·贝格曼(Joseph Friedrich Bergmann,1849—1917)接手发行该学报,并从1898年开始进一步扩充为每年发行12期。1914年施普林格家族加入,1917年贝格曼去世后,遂由施普林格出版社单独负责发行。到了20世纪20年代中期,学报出版规模为每年刊印3000多页,30年代初则达到了4000多页。1944年12月,学报在发行了第127卷后,因二次大战而暂时中断,但很快便在战后的1947年以刊名《伏累森纽斯分析化学学报》(Fresenius Zeitschrift für Analytische Chemie)恢复出版。
由于20世纪中期之后英语迅速成为科技交流的通用语言,从20世纪50年代中期开始,学报在刊登德语文章的同时,也接受英语文章的投稿。在全球科技交流以英语为主的大环境下,学报于1990年正式改为英文名(即Fresenius Journal of Analytical Chemistry),并只刊登英语文章,完全转变成了一份国际化的英文刊物。2002年起,刊名变更为现在的名称——《分析及生物分析化学学报》,由施普林格出版社和五个国家(德国、法国、意大利、西班牙和波兰)的化学会、两个国家(奥地利和西班牙)的分析化学会以及瑞士化学会之分析科学部共同出版发行。目前该学报每年发行30期,在化学界享负盛名。
对于该学报的语言转型,笔者并不十分认同。英语化是近几十年来许多非英语学术刊物的共同“下场”。有人认为这是好事,语言的统一将让操不同母语的研究者们交流起来不再受阻。笔者却以为,科学语言的普遍英语化并不是一件值得推广的事,一方面,非英语国家的科技工作者对科技术语的母语表达将越发生疏(例如不少中国学者在作报告时对某些专业词汇不知如何用中文表达,只得大量掺杂英语),另一方面,语言在一定程度上会影响人的思维方式和习惯,语言的统一化将会导致思维多样性的丧失。对于学术刊物而言,笔者认为可以借鉴德国《应用化学》(Angewandte Chemie)的办刊模式,即在出版英文版的同时,也平行出版相对应的德文版,以避免德语在德国化学界的退化。
三 伏累森纽斯化学实验室
如前所述,C R 伏累森纽斯于1848年在维斯巴登创建了以他自己命名的化学实验室,目的是在分析化学领域从事研究(包括基础性研究和委托型的应用研究)与教学,一方面以促进现代分析化学的发展、拓展应用范围,另一方面也为培养从事化学分析的人才。说它是一所早期的企业型的教育机构也不为过。实验室建立之初,仅有1名助手和5名学生。而这第一位助手便是后来成为慕尼黑大学化学教授的埃米尔·艾伦迈尔(Emil Erlenmeyer,1825—1909)。1848年,学生人数上升至11,其中包括两名外国人,分别来自英国和瑞士。到了1854年,已有3名助手,学生人数达到了38人。而外国人数量也在增加,1856年已有5位欧洲之外的学生(来自北美和墨西哥)慕名前来学习。实验室在教学方面的一个重要特征是将理论学习和亲身实践相结合,也就是说,学生们不但要具备扎实的理论功底,同时也要有足够的时间在实验室进行各种实际操作。这种理论与实践并重的办学理念实际上是直接继承了其导师马夸特和利比希的思想精髓。C R 伏累森纽斯的另一个高明之处在于,他善于审时度势,时刻关注化学和其他科學领域的最新发展动向,并在必要时补充和调整教学内容,使得他的实验室一直都紧跟同时代科学发展的步伐。1895年,实验室引入营养品化学的国家考试。19世纪末,实验室的主要课程有:实验化学、化学计算、有机化学、化学工程、营养品化学、卫生学、显微镜和工程制图。1908年,实验室开始招收女性学员。1914年爆发的第一次世界大战迫使许多男性学员暂停学业加入战争,而女性学员则在某种程度上成为了实验室的中坚力量,直到战争结束。1931年,实验室率先在德国引入化学实验师专业,化学实验师于是成为一种新兴职业,并在德国得以广泛扩展。今天,化学实验师在德国依旧十分受欢迎,许多企事业单位都需要配备化学实验师以完成各种实验任务。
19世纪中后期,分析化学作为化学的一个分支在科学技术领域的地位与作用越发重要。C R 伏累森纽斯在分析化学领域名声显赫,他的实验室又以高水准的研究和教学质量而著称,因此实验室规模迅速扩大,吸引了许许多多有志青年前来求学,不少C R 伏累森纽斯的学生后来成为了化学与化工界的重要人物,例如欧根·鲁齐乌斯(Eugen Lucius,1834—1903,德国化工巨头赫希斯特公司现已并入法国赛诺菲集团。的创建人之一)、威廉·卡勒(Wilhelm Kalle,1838—1919,德国染料名企卡勒苯胺厂现已转型为食品包装生产企业。的创建人)、欧根·德·哈因(Eugen de Han,1835—1911,德国著名化工厂德·哈因公司现已并入美国霍尼韦尔公司。的创建人)、乔治·鲍普(Georg Popp,1861—1943,德国著名法医化学家)等等。这里面当然也包括他的那些后来亦成为分析化学家的子孙们,正是由于他们对家族传统的继承和对事业的开拓,使得实验室能够持续性地不断向前发展,尽管在此过程中也不可避免地遇到过困难与挫折,特别是第二次世界大战给实验室带来的巨大损失。
实验室在二战末期遭遇轰炸,两座实验楼被毁,好在最初的那幢楼只轻微受损,里面的一些化学品和仪器尚存。战后实验室失去了与所有外国科研机构和客户的联系。德国被战胜国暂时接管,经济生产生活各方面都满目疮痍,然而,在W F N R 伏累森纽斯和B 伏累森纽斯以及其他员工的艰辛努力下,实验室业务逐渐开展起来,尤其在水分析方面贏回了不少客户[15]。由于维斯巴登当时属于美占区二战结束后德国被暂时分为苏占区、美占区、英占区和法占区。,因此有很多客户来自美国方面。
实验室在1946年7月被批准恢复招生,于是培养分析化学人才的任务又如火如荼地开展起来。1962年,实验室决定将教学部分独立出去,成立维斯巴登伏累森纽斯化学学院,1971年发展成为一所专科大学,1994年又成立伏累森纽斯学院,专门负责筹办分析化学领域的报告、研讨会、培训班等,总部设在多特蒙德。1995年大学校址从“老家”维斯巴登迁往附近的伊德施坦,2008年正式启用今天的名称 伏累森纽斯应用科技大学,是如今德国最悠久的私立大学。大学的专业范围在发展过程中虽然已经延展至医疗、经济、社会、艺术、工程等领域,但分析化学及相关专业依然是其核心内容之一。
德国的大学大致可分为综合性大学、工业大学和应用科技大学。综合性大学和工业大学在学术上属于同一级别,可以统称为学术型大学,相当于中国的本科院校,而应用科技大学本来相当于中国的专科院校。近些年来,以技术与实践教育为主的应用科技大学在学术认可度上呼声较高,目前的地位介于本科和专科之间。无论学术型大学还是应用科技大学均有公立和私立之分。总体而言,德国公立大学在社会上的认可度和知名度比私立大学要高得多,在数量上也占有优势,因此大多数德国大学生就读于公立大学。私立大学为争取生源,就必须展现自身的特色。在这方面,伏累森纽斯应用科技大学在突出学校悠久历史传统的同时,强调以实践型教学和研究为导向,并努力营造国际化的学习环境。近些年来,该校在吸引中国学生方面做了不少努力,在学校主楼的侧墙上镶有中国合作单位的牌匾。
实验室1962年所留下的非教学部分在1972年重组,更名为伏累森纽斯化学与生物实验室研究所,其总部于1975年迁往陶努斯施坦,1992年环境技术部门从中分出,成立伏累森纽斯环境技术有限公司,总部设在赫腾,致力于开发各种测量仪器,而剩余部门则于2002年转为股份公司,2004年由瑞士监测总会接管,更名为SGS伏累森纽斯研究所有限责任公司,目前它是欧洲享誉盛名的化学品检测分析机构,旨在为生产商、贸易商、服务部门和最终消费者提供食品、饮用水、日常护理、纺织品、药品、家居、汽车等方面的化学分析和监测,由它加盖的质量监督印章在欧洲被视为高质量和高安全性的保证。
四 结语
德国化学会从1962年起不定期颁发伏累森纽斯金质奖章,以表彰世界上对分析化学做出重要贡献的科学家。该学会从2011年开始,每年设立伏累森纽斯讲座,旨在评选出分析化学领域的优秀学者,并邀请他们前往德语大学讲学。从1999年起,德国化学会设立德国化学历史名胜称号一般每年评选一个,有几次例外。,旨在评选出在化学史上有重要意义的机构、建筑物或已消失的旧址,授予铭牌以表纪念。2013年,位于维斯巴登市小教堂街11号的伏累森纽斯化学实验室原址被授予该年度的德国化学历史名胜称号之一另一个在2013年被授予德国化学历史名胜称号的是位于奥伯豪森的鲁尔化工厂。,并在该原址的外墙上镶上了纪念牌(图3)。美国著名的ΦΛΥ(Phi Lambda Upsilon)学会从1965年起每年颁发国家伏累森纽斯奖,表彰在纯粹和应用化学领域做出杰出成绩的年龄不超过35岁的青年学者。该学会名称中的“Phi”即指“Fresenius”“Lamda”和“Upsilon”分别指“利比希”和“范特霍夫”(Jacobus Henricus vant Hoff,1852—1911)。
从C R 伏累森纽斯1841年出版《定性化学分析导论》算起,该家族在分析化学及其相关领域的涉足已长达180年之久,这在科学史上并不多见。继C R 伏累森纽斯之后的各代伏累森纽斯们将振兴家族事业为己任,他们中的大多数同时在教学、研究和管理三个方面都有所造诣。尽管如此,从第五代伏累森纽斯开始,情况有了变化。如上文所述,出生于1943年的小L R 伏累森纽斯早年中断了他的化学学业。晚年的他曾公开谈到,化学并不是他的兴趣所在,他年轻时的梦想是去新西兰做一名牧羊人,而家族的光辉历史给了他很大的压力,他想走自己的路,而不是被束缚在“伏累森纽斯”的光环之中。但同时他也承认,他和曾曾祖父有着许多相似之处,具备企业家的思维模式且满怀热情。他最终还是主要以企业家的角色担任起了维护家族传统重任,但同时也是各代伏累森纽斯中与化学的关系最不紧密的一位。现已年近80岁的小L R 伏累森纽斯将很可能是这个富有传统的分析化学世家中的最后一位。第六代伏累森纽斯将不会出现。
最后需要指出的是,德国有一家世界著名的医疗产品公司,也以伏累森纽斯为名(中文有译为费森尤斯,公司的德语全名是Fresenius SE & Co KGaA),这家公司建立于1912年,创建人是爱德华·伏累森纽斯(Eduard Fresenius,1874—1946),总部位于离法兰克福不远的巴特洪堡。事实上,这两个伏累森纽斯体系彼此之间没有直接关系,但从历史上看,却有一层间接关系:C R 伏累森纽斯和E 伏累森纽斯的祖辈同源据笔者所知,可追溯到C R 伏累森纽斯的曾曾祖父 弗朗茨·沃尔拉德·伏累森纽斯(Franz Wolrad Fresenius,1645—1716)。,這体现在他们的相同姓氏上,后来这两条同源家族的分支各行其路,彼此间独立,不再有任何实质上的牵连。由于两个伏累森纽斯体系的名称一致,所涉专业范围也有一定的交集,因此即使在德国也有许多人将此“Fresenius”与彼“Fresenius”相混淆能产生混淆已经“很不错”了,更多的人压根不知道“Fresenius”为何人何物。。在此,了解科技史的重要性就体现出来了。
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The Fresenius Family
A legend in analytical chemistry from the 19th century to present
WU Xian
Abstract: The contributions of the Fresenius family to the development, education and application of modern analytical chemistry are discussed in detail, starting with an introduction to the life and achievements of Carl Remigius Fresenius (1818—1897) Also discussed are the classical works Anleitung zur qualitativen chemischen Analyse and Anleitung zur quantitativen chemischen Analyse as well as the development of the journal Zeitschrift für analytische Chemie and the traditional private institution Chemisches Laboratorium Fresenius.
Keywords: Fresenius, analytical chemistry, Germany