他比肩诺贝尔,还创办了索尔维大会

作者:张磊来源:科学网发布时间:2017-10-13

诺贝尔设立了以自己名字命名的科学奖,而索尔维则创立了世界最高水平的学术会议——索尔维会议。

 前几天的诺贝尔颁奖典礼,是科学界一年一度的盛宴。

  这个以硝化甘油的发明者诺贝尔的部分遗产创立的奖项,被称为学术界的“圣杯”也不为过。

 

诺贝尔

 

  然而与诺贝尔比肩的,还有一位比利时化学家欧内斯特·索尔维,却鲜有人知。

  他和诺贝尔一样同是化学家出身,发明了氨碱法掀起化学工业革命。

  这项发明为其带来了丰厚的收益,使他成为世界首屈一指的富豪。

 

 

  然而,他并没有把自己局限在实业家这一身份上,而是选择用实业回馈科学

  他虽没受过高等教育,却积极地参加科学慈善事业,并终身为科学的传播作贡献。

欧内斯特·索尔维

 

  想必不少人看过那张“集中了全人类三分之一智慧”的“物理全明星”阵容合照。

  这张照片,不知曾激起过多少学子对科学的无限憧憬。

  这便是由索尔维创立,以他名字命名,并保持着每三年一届的索尔维会议

索尔维会议

 

  1838年,欧内斯特·索尔维出生于比利时的一个小村庄。

  他的父亲拥有一个石矿,并且创办了一个小小的盐场。

  受父亲的影响,索尔维从小就对化学特别感兴趣。

  只是因为自幼身体羸弱,患有胸膜炎的他不得不退学回家,连大学的校门都未能踏进。

  不过多亏了父亲的盐场,索尔维就算在家中也能博览群书,在化学世界中遨游。

  那时候跟着父亲,他就做了不少化学和电化学方面的实验。

  1859年,索尔维离开了父亲的盐场,并开始在其叔叔的煤气厂工作。

  在那里,他的任务便是研究煤气废液的用途

 

  在大规模的工业生产中,如果能从废液中变废为宝,无疑又是一项巨大的收益。

  洗涤过煤气的水中富含氨和二氧化碳,索尔维则想让其反应生成碳酸铵这种有用的副产品。

年轻的索尔维

 

  虽然没能从让煤气废液变废为宝,但是他却意外地发现了一个化学反应

  当时,他把废液加热,使二氧化碳溢出,并将它溶解到盐溶液中。

  很快,溶液中便析出了沉淀,而这沉淀物正是碳酸氢钠。

 

  那时看着这些沉淀,敏锐的索尔维立马意识到要有重大发现了。

  因为只要加热煅烧这碳酸氢钠,就能得到千家万户都在使用的纯碱(碳酸钠)

  所以索尔维当即提出了氨制取纯碱的方法。

 

  初看索尔维制碱法原理,大家都应该觉得这个方法简单,其关键的程序不过是NaCl+NH3+CO2+H2O===NaHCO3+NH4Cl。

  所以也经常有人疑惑,怎么这么多年来就没有人能想到这个办法呢?

 

  其实这难并不在于原理而是工业生产的工艺需求

  看后来索尔维为自己的氨碱法申请专利的情况,就能够知晓事实了。

 

  当时,专利局并没有通过他的专利申请。

  因为此前早已有人利用过氨碱法,成功的制得了纯碱。

  只是,索尔维并不知情。

 

  然而知道氨碱法也并没有什么用,因为大家都没办法将其投入工业生产。

  原因是找不到降低生产废液渣和连续生产的途径,完全不符合工业需求。

  再加上当时,在纯碱工艺中是法国路布兰的硫酸盐制碱法大行其道。

  所以就更少有人想做这费劲而又不讨好的事。

法国化学家路布兰(点击图片回顾文章)

 

  不过索尔维就是比所有人都要执着一些。

  专利被驳回,他也并没有灰心丧气,而是更专心投入到克服工艺的难题上。

  因为他心里比谁都清楚,氨碱法无可比拟的优越性。

索尔维的氨碱法

 

  首先氨碱法需要的温度低得多,能节省一大笔燃料(煤)费用。

  其次,氨碱法的原料也从精炼食盐,变成了廉价的盐水,还不用消耗昂贵的硫酸。

 

  除此之外,整个生产过程也更简单、制取的纯碱纯度也更高,还无环境的污染。

  如果能够实现工业投产,直接取代路布兰法几乎是无需质疑的。

  不过,想要实现起来却不那么容易。

  经过两年多的研究,索尔维才解决了工业范围内液体和气体混合的问题,并初步制定了盐水吸氨和饱和氨盐水碳化的工艺条件。

  那时索尔维就迫不及待地为自己的生产工艺,提交了第二次的专利申请

索尔维制碱工艺的专利书

 

  当然,这一次的申请是成功的。

  这个专利获得时,也正是他23岁生日的前一天。

 

  之后,他便与弟弟(阿尔贝)花光所有积蓄,孤注一掷地创办了第一家纯碱制造工厂。

  在头几年的惨淡经营中,他的制碱法并没有得到特别的重视,还几次面临破产。

索尔维兄弟

 

  然而他还是秉承着一名实业家的精神,继续改善工艺流程,并设计出了更加结构紧凑、高效和密封的设备。

  其中碳化塔、干燥器等的优化,都更加保证了整个过程的连续性和高效性。

  很快,这第一家制碱厂就实现了日产1.5吨纯碱的水平,使当地纯碱价格大大地降低

 

  自1867年,在全国工业展览会展出后,索尔维制碱法可以说是在国际一炮而红

  消息传开后,英、法、德、美、俄等各国争相与索尔维合作,纷纷开设氨碱厂。

 

  自那时此,索尔维法才以不可阻挡的态势,开始将路布兰法挤出世界的舞台。

  1900年,全球95%的纯碱都是采用索尔维发明的氨碱法生产制得。

  到1916年,最后一个路布兰制碱企业也宣告关闭。

  纯碱的应用,几乎渗透到人类生活的每一个细节。

  它是玻璃、化肥、食品、印染和肥皂等,必不可少的基本原料。

  所以毫无疑问,靠着氨碱法他也成为了比利时最重要的企业家,并积累了非常可观的财富。

1900年纯碱的应用树

 

  不过与弟弟不同的是,索尔维虽非常富有,但却依然关心社会问题

  他希望自己的财富能够用于回馈人类社会。

  而他回馈社会的最主要方式,便是科技与科学。

 

  小时候因身体原因没能走进大学接受高等教育,是索尔维一生中最大的遗憾。

  所以他也梦想着能成为一位纯粹的科学家,而不是一位实业家。

索尔维

 

  不过既然大半辈子已走在实业的路上,那么未来成为一个科学的传播者、推动者,或许才是一个最优的选择。

  所以索尔维就经常说,财富并不是自己的最终目的

  能将赚来的钱分给那些能够满足自己科学热情的研究,才算圆满。

 

____________

 

  从1887年为布鲁塞尔自由大学的生理实验室提供了第一笔津贴起,索尔维为科学慈善事业做的贡献就一直没断过。

  之后,他更是致力于把布鲁塞尔打造成一座真正的“科技之城”

 

“科技之城”的第一座建筑

 

  心理学研究所、社会学研究所、物理学研究所、化学研究所、力学和原子结构研究项目、索尔维商业学校、国际物理及化学研究所等,都在他的慷慨解囊下,逐步建立起来。

  索尔维去世后的几年里,其家族仍是比利时国家科学研究基金会(FNRS)的最大贡献者,捐献金额达其总资产的四分之一

1911年第一届索尔维会议,坐在中间头比较大的是索尔维(是后人后期上期的)

 

  不过在他众多的慈善项目中,最出名的莫过于以他名字命名的索尔维会议

  首届索尔维会议于1911年秋天的布鲁塞尔举办。

  他邀请了那时世界上最著名的物理学家,洛伦兹、普朗克、爱因斯坦、普朗克、卢瑟福等人。

  当时的议题便是围绕刚诞生不久的量子论。

从黑体辐射问题中提出量子思想的德国科学家普朗克

 

  在索尔维会议之前,法国科学家支持量子论的只有郎之万一人。

  而在索尔维会议后,量子论才开始迸发出其该有的光芒,带来了最伟大、最深远的革命。

  当时的会议报告《辐射理论和量子》一出,更是使“量子概念从四面八方突破了德语世界的边界,成为一个让所有科学家都感兴趣的问题”。

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第一届索尔维会议报告

 

  毫无疑问,索尔维物理学会议是成就20世纪物理学巅峰的一个重要交流平台。

  若不是战事影响,爱因斯坦绝对不会错过任何一届会议。

  如居里夫人和朗之万等,就未曾缺席过。

  至今,索尔维物理会议已举办有26届。

  其会场也不仅限于比利时本土,而是从欧洲走向世界。

  今年,第27届主题为“空间、时间和生物学信息”的索尔维物理会议,将于这个月的22日举行,科学的精神将不断绵延。

21世纪的索尔维会议

 

  索尔维与诺贝尔人生经历非常地相似。

  诺贝尔靠TNT炸药发家,而索尔维靠氨碱法致富,都是家底雄厚的实业家。

  成功后,他们都不遗余力地将万贯家财,再捐献回到科学事业中。

  诺贝尔设立了以自己名字命名的科学奖,而索尔维则创立了世界最高水平的学术会议——索尔维会议。

  只是索尔维远没有诺贝尔那样闻名遐迩罢了。

  但无论是诺贝尔还是索尔维,都不应该被忘却。

索尔维

  虽然无法亲历,但是他却从未停下过追逐科学的脚步。

  因为热爱科学,他们用自己的行动成为一位科学的传播者。

 

  *参考资料

  M·H·Patmahck.埃·索尔维诞辰150周年[M].宝娣,译.纯碱工业,1988,(2):59-60

  朱玥,王洪见,刘婵.索尔维会议与科学知识的传播[M].教育教学论坛,2016.06

 

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