20世纪的科学怪杰鲍林-第14部分

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　　①密立根（Robert　Andrews　Milliken，1868—1953），美国物理学家，因研究电子电荷及光电效应获1923年诺贝尔物理学奖。
　　鲍林初次看见的加州理工学院仍是一个正在实施的规划。教师队伍由18位博士组成；只有29位研究生，其中10人主攻化学。但是这所学院即将走向辉煌。以下几个因素成全了它：南加利福尼亚州的经济正在腾飞，海耳和密立根筹措资金颇有成效，“企业式”管理模式赋予了研究人员最大限度的自由，学校规模较小，有利于师生保持密切联系。不过，也许最关键的因素是加州理工学院的三位奠基人都信奉一种较新的观念，即科学研究应该打破并超越旧的学科界限。在帕萨迪纳，化学家定期参加物理研讨会；物理学家通过观察宇宙来检验化学演化的理论；天文学家和物理学家、化学家一起破解星球的奥秘。跨学科的研究表现为一种新的教育方式，这主要是由诺伊斯设计的。在他的领导下，加州理工学院在很短时间里就成为全美国最好的——也许有一些领域尚称不上是顶尖的——接受自然科学培训的地方。
　　本科的四年令鲍林非常失望，因为他提出的化学问题在俄勒冈农学院的教授那里得不到答案。现在他发现自已被答案的海洋所包围——还有数不清的新问题——都是由全世界最优秀的科学家提出的。在加州理工学院，每天大家都会就最激动人心的想法、最新的发现和最重要的问题公开、热烈地进行辩论。鲍林的思想将在那里开出艳丽的花朵，而这很大一部分应该归功于灿烂的阳光。
　　海耳热爱灿烂的阳光。正是这阳光在1903年把这位芝加哥的天文学家吸引到了帕萨迪纳：他需要这阳光来医治女儿的支气管炎，他也需要这片万里无云的晴空来建设他的太阳观察站。海耳雄心勃勃，想造一座世界上最大、最先进的天文台。在一次加利福尼亚之行中，他在圣加布里埃尔山威尔逊峰上找到了梦寐以求的晴朗天空、干净空气和合适的建筑——天文学家称为“便于观察”的地方。他没有钱盖新的天文台，也没有能力雇研究人员。不过，他有雄心壮志，他的座右铭是“干，就得有个样子”。他具有实现大目标的非凡能力。
　　与多数美国科学家一样，海耳非常欣慕霍普金斯大学的成功。成立于1876年的霍普金斯大学彻底改变了美国高等教育的面貌。它仿效德国大学的模式，在教师中强调学术研究，提倡加强研究生与导师的联系，在教学中引进了研讨会的形式，即一小组学生在教授的帮助下就某些问题进行讨论。学校的目标是指导研究生如何独立地开展科学研究活动，在这一点上，德国体制成效卓著。对科学研究进行理性的培养同样也引起了一些实业家的关注。石油大亨约翰·洛克菲勒有感于霍普金斯大学取得的成就，为新的芝加哥大学提供了资金。只要有钱就能开办学校，举国上下日益尊重科学，钱也容易筹集了。海耳也许设想，自己在西海岸能够创建一种新的科学机构。他运用其他学科的工具来研究天文现象，并且著书立说创立了他所说的新天文学，这使他在科学界声誉鹊起。他在1899年写道：“新天文学是一门新的学科，天文学家本身并不能回答所有问题，他们需要和物理学家、化学家通力合作。”他觉得可以在帕萨迪纳实现他这一合作研究的理想，并着手开始工作。首先，他说服当地一所职业学校斯洛普理工专科学校校董会，取消了基本技能的培训课程和艺术课程，转而强调工程本科课程。在他的提议下，一位与他见解一致的朋友被选为校长。接着，他又四处募集资金建设新的实验室，同时还开始寻觅科学研究的人才。
　　海耳深谙其中之道。一些实力雄厚的基金会，如安德鲁·卡内基基金会和约翰·洛克菲勒基金会，开始向科研事业注入资金。但是金钱的分配并不是平均的；它们眷顾那些卡内基所称的“杰出人士”，也就是少数科技精英，这种人能够确保投资得到回报。如果精英能到帕萨迪纳来，那么金钱也会随之而来。但是，如果没有像样的设施，海耳就无法吸引他们前来。而斯洛普理工专科学校只有一座空空荡荡的教学实验楼。他设法在校董会中煽动起一股扩建学校的热情，同时加倍努力地游说卡内基基金会在资助他的威尔逊天文台之外再投入一些金钱。
　　同时，他把触角伸向科学界，瞄准了那些最优秀的人物。他最早接触的一个人是前麻省理工学院教授，现在的朋友，全美知名度最高的化学教师，阿瑟·阿莫斯·诺伊斯。
　　诺伊斯是个土生土长的美国人，先辈是1630年来到马萨诸塞州定居的英国清教徒。他的父亲是一位律师，一位对历史和写作的兴趣远远超过赚钱的绅士。诺伊斯成长在小镇纽贝利坡，尽管家境并不富裕，但照样被认为出生于名门。长大之后，清教徒的传统在诺伊斯身上日益显著。他的性格谦和——甚至有些羞怯。他尊重知识，反对炫耀财富，习惯于一天工作16个小时以上。学生们经常发现他在实验室里过夜，连吃早饭也不出门。
　　诺伊斯对母亲感情深厚。在她的引导下，诺伊斯热爱文学。他能够大段大段地背诵诗歌——鲍林记得不是现代诗歌，而是“优美的古典诗歌”——这令学生和同事们赞叹不已。诺伊斯相信一切美好的事物都是统一的，包括科学和艺术；他可以给朋友写一封关于热力学的长信，署名是“一位艺术家”。
　　诺伊斯早年对化学产生了兴趣，但贫穷使他只能等到获得奖学金之后才进入麻省理工学院深造。获得硕士学位之后，他选择了一条19世纪50年代美国许多有志于化学事业的学生所选择的道路，到德国跟随大师们学习。他本想当一名有机化学家，但是在莱比锡他被精力旺盛、具有超凡魅力的青年科学家奥斯特瓦尔德①深深吸引。
　　①奥斯特瓦尔德（Wilhelm　Ostwald，1853—1932），德国化学家，因对催化作用、化学平衡及反应速度等方面的研究获1909年诺贝尔化学奖。在哲学上提出“唯能论‘”。
　　尽管只有35岁，奥斯特瓦尔德就以他的研究工作和远见卓识赢得了世界性的声誉。他外表温文尔雅，实际却精力过人，多才多艺（除了在实验室工作之外，他还会弹琴、谱曲，精通哲学），而且他具有远见。他竭力鼓吹所有的科学都是一体的，不同的学科之间可以取长补短。他特别希望“用物理的火炬照亮化学的暗室”。在他看来，物理比化学更为进步，更加精确，更富有理论性。化学家收集事实；物理学家解释事实。他与另外几位心心相印的学者共同建立了一门新的交叉学科，即后来的物理化学。这门学科借鉴了物理学的技巧和方法，把化学的研究重点从化学物质转向化学反应，从单纯地发现和整理化合物转向寻找决定化合物性质的一般规律。他在莱比锡的物理化学研究院中孕育了许多新的伟大思想——化学品如何在溶液中反应，电的作用，催化剂的功能。当诺伊斯跟随他学习时，奥斯特瓦尔德的远见卓识还没有收到相应的回报；他的实验室灯光昏暗，空气浑浊，操着不同语言的学生济济一堂。他获得诺贝尔奖还是二十年以后的事情。但是在19世纪80年代和90年代，这是一个激动人心的科学圣殿。聚集在此学习的学生又将奥斯特瓦尔德的思想传向世界各地。
　　在德国获得博士学位之后，诺伊斯回到麻省理工学院教书。他尊崇德国在科学界的无上地位（他的许多论文首先都是在德国的杂志上发表的，他相信只有这样才能获得国际社会应有的重视），同时希望在美国重塑一个奥斯特瓦尔德式的研究院。他要求麻省理工学院成立一个物理化学实验室，但是学校的财政无能为力。在美国化学史上令人感到幸运的是，诺伊斯在1898年同他人一起发现了一种很有价值的回收摄影业废料的工艺。当这一工艺商业化之后，每个月能够为他带来一千美元的收入——大约是他作为麻省理工学院专职教授收入的五倍。他无妻无子，无牵无挂，除了航海，没有别的奢侈和爱好，所以，他把这笔钱投资用于兴建梦想中的实验室。他与麻省理工学院达成一个协议，由他负担新实验室一半的费用。作为回报，他得到了很大程度的自主权，其中包括用人、调派研究生和制定研究重点的最终决定权。
　　1903年在后湾成立的麻省理工学院物理化学研究实验室带有一点德国式风格。像奥斯特瓦尔德创建的那种德国研究院之所似获得成功，原因是他们认识到了基础研究本身及其对教育过程的重要性。这些研究院的核心一般是一位声名卓著的学者，其名声可以吸引学生和资金。这种研究院在其母校校园之外的地方，往往有自己的图书馆、教室和实验室。脱离了学术压力和院系之争，学者们得以专心致志地进行独立的研究工作，并向优秀的学生介绍最新的发现。教学成了强化训练，多数采取小型研讨会的形式。学生和教师在一起评判最新的科研成果。当然，最重要的教育还是在实验室里完成的：研究生被要求在实验室中花大量的时间创造性地进行研究工作。今天，人们都会异口同声地说，高等教育必须和研究工作联系在一起，学生们必须通晓本学科最新的进展和方法，以便为未来的研究作好准备。不过，深受德国影响的诺伊斯是最早使这一观念成为现实的美国科学教育家之一。
　　尽管在形式上是照搬德国的做法，但诺伊斯很快就在实验室打上了自己的印记。对于他许多当年的想法，现在的人们早已习以为常了，但在近一个世纪之前，这些想法近乎于一场革命：他强凋思维的方式，而非思维的内容；他强调化学应当牢固建立在物理学和数学之上；他对学生满怀热忱（在某种意义上，学生就是他的家庭成员）；他创造了一种学生和教师可以不断进行交流的轻松气氛。许多比他晚一辈的物理化学家都记得乘坐诺伊斯的游艇“研究号”驶出波士顿港的情景。一路上，大家谈论着最新的化学理论，对他即兴吟诵的诗句报以阵阵的喝彩声。诺伊斯本人研究的功底很深，但他最大的贡献还在于改变了化学系学生教育的方式。鲍林回忆说，诺伊斯是一位“伟大的化学教师”。
　　“物理化学研究实验室在美国科学发展史上的重要性，是值得大书一笔的，”鲍林后来写道。物理化学的影响不断扩大，而诺伊斯实验室一马当先，就化学反应的机制和过程，在热力学和自由能等方面不断地作出了重要的发现。物理化学成功地建立起一整套基础理论，发现了化学的基本规律。诺贝尔奖开始垂青物理化学家；范托夫由于发现了化学力学定律和渗透压赢得了1901年的诺贝尔化学奖，阿雷尼乌斯由于建立了电解质的电离理论而获得1903年的诺贝尔化学奖，奥斯特瓦尔德本人也由于其在催化作用、化学平衡和反应速度上的杰出贡献而在1903年获得诺贝尔化学奖。金钱追逐着成功。在美国，卡内基基金会在第一次世界大战前给予化学的资助有85％授予了物理化学家，诺伊斯更是其中的佼佼者。麻省理工学院开始吸引来自世界各地的优秀教师和物理化学博士后学者——有些学者甚至破天荒地