1904年諾貝爾獎得主——拉姆塞
來源:網(wǎng)絡來源 2009-08-31 16:30:34
拉姆塞是英國著名化學家,他因發(fā)現(xiàn)了惰性氣體而聞名于世。
著名科學家威廉·湯姆生曾這樣評述拉姆塞的偉大發(fā)現(xiàn):“大部分學者認為科學的想象力更勝于精確的量度。其實,瑞利(另一位化學家)和拉姆塞的工作證明:一切科學上的偉大發(fā)現(xiàn),幾乎完全來自精確的量度和從大量的數(shù)字中明察秋毫”。
拉姆塞的理論思維能力和動手能力都很強,他把發(fā)現(xiàn)的氦、氖、氬、氪、氙等氣體,作為一族,完整地插入了化學元素周期表中,使化學元素周期表更加完善,他這一工作,比每一個元素的單獨發(fā)現(xiàn)更為重要。
小教徒
拉姆塞1852年10月2日的出生,給了他父母極大的歡喜。老拉姆塞和妻子結婚的時候,夫婦的年齡都已快四十歲了。他們認為自己已經(jīng)沒有生育子女的希望了。但不久,拉姆塞太太的懷孕使他們欣喜若狂,果然第二年就生下了聰明可愛的小拉姆塞。父母對這個唯一的兒子龐愛有加,他們努力使拉姆塞受到良好的教育。
拉姆塞從小喜歡大自然,喜歡音樂,愛讀書也愛收藏書,而且很喜歡學習外語,小拉姆的某些行動,使成年人感到吃驚。
小拉姆塞經(jīng)常坐在格拉斯哥自由圣馬太教堂里,寂寞地好像是聽教師在講道。大人們不明白這位活潑好動的孩子,為什么總能安靜的坐在這里。
“小拉姆塞,你在干什么呀?”一次,一位鄰居在教堂里又發(fā)現(xiàn)了拉姆塞,他手里捧著一本厚厚的書,“你是在閱讀圣經(jīng)嗎?”
“是的,先生。”拉姆塞像個大人一樣彬彬有禮地說。
這位鄰居湊過去一看,拉姆塞手里捧的是圣經(jīng),但是卻并不是英文版的,而是法文版的。
“小拉姆塞,你認識法文?”
“學唄”。拉姆塞干脆地回答,隨手指指身邊的另一本圣經(jīng)說,“這還有德文版的呢”。
這位鄰居非常驚嘆,他沒想到拉姆塞小小年紀竟然是這么一個愛學習的有心人。
其實,拉姆塞到教堂來還有一個目的,教堂的窗子上按嵌著許多幾何圖形,他是要看一看,以便驗證一下在學校里學的幾何定理呀。
十四歲的大學生
拉姆塞自從上學開始,成績一直都保持在全優(yōu)的水平,他的名氣越來越大,被人們稱為“神童”。
一天,拉姆塞象往常一樣去上學。到了學校,就有一位同學告訴他:“老師讓你去一趟他的辦公室”。
拉姆塞急忙跑向老師的辦公室。
“拉姆塞,請進來。”老師溫和地請他過來。
“有什么事嗎?”
“拉姆塞,以后我們不能經(jīng)常相處了”。
“為什么?”拉姆塞愣住了。
“是一個好消息,拉姆塞,我們接到了格拉斯哥學院的通知,他們已正式?jīng)Q定,破格錄取你升入他們學院就讀。”
“真的?”拉姆塞高興極了。
“當然是真的,拉姆塞,向你表示祝賀,我們會想念你的”。
“謝謝,我也會想念您的”。這個十四歲的大學生高高興興地回家了,把喜訊告訴給他親愛的爸爸媽媽。
升入大學后,拉姆塞繼續(xù)刻苦鉆研。他這時已對化學產(chǎn)生了濃厚的興趣,雖然學院里還沒有開這門課,但這并不妨礙他進行各種各樣有趣的化學試驗。他的同班同學菲夫后來這樣回憶拉姆塞剛入大學時的情形:“拉姆塞剛入大學時,才十四歲,我們還沒學化學,但他一直在家中做各種實驗。實驗是在臥室中做的,他的臥室四處都放著藥瓶,瓶里裝著酸類、鹽類、汞等等。那時我們剛剛認識,印象中他對買化學藥品和化學儀器很在行。下午,我們常在我家會面,一起做實驗。如制取氫、氧,由糖制草酸等。我們還自制了許多玻璃用具,自制了本生燈,拉姆塞是制造玻璃儀器的專家,當時除了燒瓶和回頸甑以外,所有的儀器,都是我們自制的。”
“懶惰的氣體”
1870年,拉姆塞大學畢業(yè)。畢業(yè)后,去德國海德里拜本生為師,繼續(xù)學習。一年以后,由本生推薦到帝賓根大學繼續(xù)深造,在那里獲得了博士學位。1880年,他被布里斯托爾學院聘為化學教授,兩年后,擔任了該院的院長。
這個時候,另一位英國化學家瑞利正在致力于研究空氣的成分,他經(jīng)過極為精密的定量分析發(fā)現(xiàn),由氨制得的氮,總比由空氣制得的氮輕千分之一,反復研究不得其解。于是,他將這一研究事實,刊登在英國“自然界”刊物上,希望有人能解答出這個問題。
拉姆塞發(fā)現(xiàn)這篇文章后,征得了瑞利的允許,也開始研究大氣中氮的成分。
他研究的方法是讓空氣在紅熱的鎂上通過,這樣鎂和空氣中的氧和氮產(chǎn)生反應,足夠的鎂就等于吸收了空氣中的氧和氮,經(jīng)過反復試驗空氣體積的八十分之七十九都已被吸收,只余下八十分之一。
“這剩余的氣體會不會是氮的一種變種呢?”拉姆塞這樣考慮。但經(jīng)過精密的光譜分析發(fā)現(xiàn),余下的氣體,除了氮的譜線外,還存在著紅色和綠色各種譜線,這些紅綠線決不可能是氮的。那就只剩下一種可能:空氣中還存在另一種不為人知的氣體。
這種氣體含量極少,而且性質(zhì)極不活潑,不易與其他物質(zhì)發(fā)生作用,所以人們一直沒有發(fā)現(xiàn)它。
1894年5月24日,拉姆塞給瑞利寫了封信,說明了自己的研究發(fā)現(xiàn)和推斷。同年8月7日他又給瑞利去了一封信:“我想最好用我們兩個人的名義發(fā)表”。
這樣,在英國科學協(xié)會的大會上,他們兩個人一起宣布,發(fā)現(xiàn)了一種惰性氣體。
這個消息震動了參加大會的學者們,經(jīng)大會主席提議,給這種新氣體定名為“氬”,意思是“懶惰的氣體”。
再接再勵
元素氬發(fā)現(xiàn)以后,拉姆塞在他開發(fā)的領域繼續(xù)深入研究。
他把瀝青鈾礦經(jīng)無機酸處理之后,制得一種新氣體。他把新氣體先封入一個真空管,然后做光譜分析。在分光器上他看到了氬的光譜。
“原來還是這個懶惰的氣體”,拉姆塞泄氣地說。
忽然,光譜上又出現(xiàn)了一種深黃色的明線,光輝燦爛。
這是什么?他精神一振,仔細觀察了一番,認為,這種光譜雖和鈉的光譜有相似之處,但并不重合,決不會是同一種物質(zhì),極有可能又是一種新的元素!
拉姆塞馬上把這個現(xiàn)象拍電報告訴了另一位科學家克魯克斯,直到星期六早晨?唆斂怂沟碾妶蠼K于回來了,經(jīng)研究確定,這是另一個惰性氣體——氦。
氦的發(fā)現(xiàn)給了拉姆塞很大的激勵,他和特拉弗斯合作,繼續(xù)研究,相繼又發(fā)現(xiàn)了氪、氖和氙。
他們設法取得了1升的液態(tài)空氣,然后小心地分步蒸發(fā),在大部分氣體沸騰而去之后,遺下的殘余部分,氧和氮仍占主要部分。他們進一步用紅熱的銦和鎂吸收殘余部分的氧和氨,最后剩下25毫升氣體。
他們把這25毫升氣體封人玻璃管中,來觀察其光譜,看到了一條黃色明線,這條線比氦線略帶綠色,另有一條明亮的綠色譜線。
“這絕不是已知元素的譜線”。拉姆塞說。
特拉弗斯表示同意。他們被新發(fā)現(xiàn)鼓舞著,當晚就測定了這種氣體的密度、原子量,為此,他們一直工作到深夜。
“給它起個什么名字呢?這個隱藏極深的家伙”。
“就叫做‘氪’吧”。
“氪”在英語中是“隱藏”的意思。
“哎呀!”特拉弗斯忽然驚叫了一聲。
“怎么啦?”拉姆塞以為發(fā)生了什么事。
“真是糟糕”,特拉弗斯捶著腦袋說,“明天,不,已經(jīng)是今天了,我要舉行博士論文答辯,我竟然給忘了。”
拉姆塞笑起來:“這可真是一件糟糕的事,特拉弗斯,快去休息一會吧!”
氖是在氪的基礎上發(fā)現(xiàn)的,他們用減壓法繼續(xù)分餾殘余的氣體,收集了從氬氣中揮發(fā)出的部分,這部分氣體具有極壯麗的光譜,帶著許多條紅線,許多淡綠線,還有幾條紫線、黃線,非常明顯。在高度真空里,它甚至還閃著磷光。他們深信又發(fā)現(xiàn)了一種新氣體。
“這種景象真是美麗極了。過去兩年的努力看來沒有白費。我敢打賭,只要看過這種景象,任何人都會永遠銘記。”特拉弗斯說。
“是的,世界上沒有別的東西,能比它發(fā)出更強烈的光來。”拉姆塞同意他的意見。
拉姆塞有一個十三歲的兒子名叫威利。他得知父親又發(fā)現(xiàn)了新氣體,就對父親說:“您打算怎么稱呼它呢?”
拉姆塞反問兒子:“你有什么主意嗎?”
“我倒喜歡NOVE這個詞。”威利說。
“嗯,NOVE,不錯,不過,NEON是不是更好一些?它們的意思是一樣的。”
這樣,1898年6月,新發(fā)現(xiàn)的氣體有了它的名稱:氖。它含有“新奇”的意思。
1898年7月12日,拉姆塞又發(fā)現(xiàn)了另外一種惰性氣體,命名為“氙”,含有“陌生者”的意思。
可怕的化合物
拉姆塞在科學上作出了重大發(fā)現(xiàn),成為一名舉世聞名的化學家,他同時還是一位優(yōu)秀的語言學家。由于從小認真學習,他精通英、法、意、德、荷等多種語言,被譽為“科學界中最優(yōu)秀的語言學家”。
他平時談吐十分恢諧,幽默,妙趣橫生。一次他外出旅行,車廂里的旅伴是三個律師,他們搖動三寸不爛之舌,一路上不停地聒噪,惹得拉姆塞煩心不已,回來后,他談起這次旅行,說道:“我和旅伴們成了一個項可怕的化合物,一不小心就會發(fā)生爆炸。你想,三個無事生非的律師,再加上我這個危險的化學家,這不是三氯化氮嗎?隨時都會發(fā)生爆作的!”
拉姆塞也曾告誡他的學生,做學問應當“多看、多學、多試驗,如果取得成果,絕不炫耀。學習和研究中要頑強努力,一個人如果做不到‘三多’,而是‘兩怕’,怕費時,怕費事,則將一事無成”。
1916年7月23日,拉姆塞逝世了,享年六十四歲。
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