夏　釗

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20世紀(jì)前期德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)的高產(chǎn)成因芻議

夏釗

摘要：在國(guó)家統(tǒng)一、教育改革、科研體制革新和哲學(xué)思潮興盛的影響下，19世紀(jì)初德國(guó)成為世界科學(xué)活動(dòng)中心。這一時(shí)期，德國(guó)涌現(xiàn)眾多頂尖科技人才和科技成果。由于諾貝爾獎(jiǎng)的授獎(jiǎng)對(duì)象是在科學(xué)領(lǐng)域做出最重大發(fā)明或發(fā)現(xiàn)的人，因此19世紀(jì)和20世紀(jì)初德國(guó)科學(xué)家的卓越表現(xiàn)成為20世紀(jì)前期德國(guó)高產(chǎn)諾貝爾獎(jiǎng)的直接原因。除此之外，愛國(guó)主義精神的激勵(lì)、社會(huì)需求的拉動(dòng)和工業(yè)技術(shù)的支持，也構(gòu)成當(dāng)時(shí)德國(guó)高產(chǎn)諾貝爾獎(jiǎng)的重要原因。

關(guān)鍵詞：德國(guó)；諾貝爾獎(jiǎng)；勒納德；哈伯；科赫；埃利希

20世紀(jì)諾貝爾獎(jiǎng)*本文中諾貝爾獎(jiǎng)特指科學(xué)獎(jiǎng)(物理學(xué)獎(jiǎng)、化學(xué)獎(jiǎng)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng))，不包括文學(xué)獎(jiǎng)、經(jīng)濟(jì)學(xué)獎(jiǎng)、和平獎(jiǎng)。設(shè)立之初，德國(guó)獲獎(jiǎng)數(shù)位居世界第一。開始頒獎(jiǎng)的頭十年(1901—1910)，德國(guó)的獲獎(jiǎng)數(shù)占總獲獎(jiǎng)數(shù)的33.3%，遠(yuǎn)超法國(guó)的16.7%、英國(guó)的11.1%和美國(guó)的2.8%(表1)。并且，首屆諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)、生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)都被授給了德國(guó)人*雖然首屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主范特霍夫(Jacobus H. van’t Hoff)是荷蘭人，但他是在德國(guó)接受的博士教育，并且長(zhǎng)期在德國(guó)從事科研工作。因此，可以認(rèn)為首屆諾貝爾獎(jiǎng)得主都來(lái)自德國(guó)。。

表1　美、德、英、法等國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)數(shù)統(tǒng)計(jì)

數(shù)據(jù)來(lái)源：楊建鄴：《20世紀(jì)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咿o典》(武漢：武漢出版社，2001年)。其中，改變國(guó)籍的諾獎(jiǎng)得主，按照其在哪國(guó)從事研究工作就計(jì)入哪國(guó)，另一國(guó)籍不再計(jì)入。

從1901年到1939年，即二戰(zhàn)之前，德國(guó)的諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)數(shù)一直保持領(lǐng)先，老牌科技強(qiáng)國(guó)英國(guó)和法國(guó)始終落其身后。其間，德國(guó)獲物理學(xué)獎(jiǎng)的共11人，占物理學(xué)獎(jiǎng)總數(shù)的23.9%；獲化學(xué)獎(jiǎng)的共15人，占化學(xué)獎(jiǎng)總數(shù)的37.5%；獲生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)的共9人，占生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)總數(shù)的21.4%；累計(jì)獲獎(jiǎng)人數(shù)達(dá)35人，占同期全世界獲獎(jiǎng)總數(shù)的27.3%。這種領(lǐng)先地位直到二戰(zhàn)之后才被美國(guó)取代(圖1)。

那么，20世紀(jì)前期德國(guó)高產(chǎn)諾貝爾獎(jiǎng)的原因究竟為何？

圖11901—1960年美、德、英、法獲諾貝爾獎(jiǎng)的數(shù)量

一、已有研究結(jié)論

有關(guān)20世紀(jì)前期德國(guó)高產(chǎn)諾貝爾獎(jiǎng)的原因，可以從已有研究中找出一些答案。

第一，1871年德國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)家統(tǒng)一，資本主義工業(yè)化的高速發(fā)展對(duì)科學(xué)技術(shù)產(chǎn)生了巨大需求，結(jié)果不論是政府還是企業(yè)都為科技的發(fā)展提供巨大的支持*邢來(lái)順：《19世紀(jì)德國(guó)統(tǒng)一運(yùn)動(dòng)的再思考》，《華中師范大學(xué)學(xué)報(bào)》(人文社會(huì)科學(xué)版)2005年第3期。。第二，19世紀(jì)德國(guó)的教育改革，為中等教育引入自然科學(xué)知識(shí)*戴繼強(qiáng)、方在慶：《德國(guó)科技與教育發(fā)展》，北京：人民教育出版社，2004年，第27～28頁(yè)。，為高等教育確立“對(duì)科學(xué)的追求”和“個(gè)性與道德的修養(yǎng)”的雙重任務(wù)*張雪：《19世紀(jì)德國(guó)現(xiàn)代大學(xué)及其與社會(huì)、國(guó)家關(guān)系研究》，武漢：華中師范大學(xué)，2012年，第65頁(yè)。，使注重科研的高等教育成為推動(dòng)德國(guó)走向現(xiàn)代化的引擎*駱?biāo)你懀骸逗楸だ砟钆c德國(guó)高等教育發(fā)展》，《高等工程教育研究》2010年第5 期。。第三，19世紀(jì)德國(guó)還建立了一套從基礎(chǔ)理論到應(yīng)用研究的科研體系*宋榮：《19世紀(jì)科學(xué)中心在德國(guó)形成的原因初探》，《求實(shí)》2002年第11期。，科研院所、協(xié)會(huì)、實(shí)驗(yàn)室等機(jī)構(gòu)的成立使德國(guó)的科學(xué)研究迅速體制化，專業(yè)化的協(xié)會(huì)和實(shí)驗(yàn)室極大地提高了相關(guān)科技領(lǐng)域的研究效率。第四，德國(guó)哲學(xué)的繁榮也促成了科學(xué)的繁榮*劉則淵、王海山：《近代世界哲學(xué)高潮和科學(xué)中心關(guān)系的歷史考察》，《科研管理》1981年第1期。，特別是自然哲學(xué)通過(guò)對(duì)科學(xué)的啟蒙以及與科學(xué)的緊密結(jié)合成為德國(guó)科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo)*宋清波：《論哲學(xué)對(duì)德國(guó)成為世界科學(xué)中心的影響》，《江漢論壇》2010年第6期。。

可以說(shuō)，國(guó)家統(tǒng)一為德國(guó)科技發(fā)展提供了穩(wěn)定的社會(huì)環(huán)境和強(qiáng)烈的社會(huì)需求；教育改革為德國(guó)科技發(fā)展培養(yǎng)了大量人才，奠定了科學(xué)研究的崇高地位；多層次科研體系的確立為德國(guó)科技發(fā)展注入了活力；哲學(xué)的發(fā)達(dá)為科學(xué)的發(fā)展奠定了思想基礎(chǔ)。這些無(wú)不說(shuō)明當(dāng)時(shí)德國(guó)的社會(huì)背景中存在不少有助于促進(jìn)科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的因素。然而，德國(guó)20世紀(jì)初期何以能獲得如此之多的諾貝爾獎(jiǎng)？要對(duì)此作出令人信服的解釋，有必要考察一些更為具體的原因。

二、19世紀(jì)德國(guó)科學(xué)的興隆

進(jìn)入19世紀(jì)后，德國(guó)的科學(xué)很快迎來(lái)興隆期，并迅速超越法國(guó)和英國(guó)，成長(zhǎng)為世界科學(xué)活動(dòng)中心。

在物理學(xué)領(lǐng)域，歐姆(Georg Ohm，1789—1854)在電與磁方面做出了許多獨(dú)創(chuàng)性的研究，提出了歐姆定律；邁爾(Julius Mayer，1814—1878)、亥姆霍茲(Hermann Helmholtz，1821—1894)、克勞修斯(Rudolf Clausius，1822—1888)對(duì)能量守恒定律的建立做出了巨大貢獻(xiàn)；基爾霍夫(Gustav Robert Kirchhoff，1824—1887)則創(chuàng)立了電流定律、電壓定律和熱輻射定律等。

在化學(xué)領(lǐng)域，韋勒(Friedrich W?hler，1800—1882)合成了尿素；李比希(Justus Liebig，1803—1873)發(fā)明了分析有機(jī)化合物的新方法；凱庫(kù)勒(Friedrich Kekulé，1829—1896)確定了苯的化學(xué)結(jié)構(gòu)；拜耳(Adolf von Baeyer，1835—1917)合成了靛藍(lán)等。李比希領(lǐng)導(dǎo)的吉森實(shí)驗(yàn)室更是成為當(dāng)時(shí)歐洲化學(xué)研究的中心。

在生理學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，施萊登(Matthias Schleiden，1804—1881)、施旺(Theodor Schwann，1810—1882)建立了細(xì)胞學(xué)說(shuō)；埃倫伯格(Christian Ehrenberg，1795—1876)發(fā)現(xiàn)了細(xì)菌；微耳和(Rudolf Virchow，1821—1902)建立了細(xì)胞病理學(xué)等。

19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，德國(guó)在物理學(xué)、化學(xué)、生理學(xué)和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得的這些成就，逐漸獲得世界公認(rèn)*根據(jù)陳其榮和廖文武對(duì)諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)的研究，一個(gè)科學(xué)成就從誕生到獲得諾貝爾獎(jiǎng)平均需要16.5年 ，也就是說(shuō)一個(gè)科學(xué)成就要得到人們的認(rèn)可需要經(jīng)歷一段檢驗(yàn)期。見陳其榮、廖文武《科學(xué)的精英是如何造就的——從STS的觀點(diǎn)看諾貝爾自然科學(xué)獎(jiǎng)》，上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2011年，第62頁(yè)。。這為德國(guó)學(xué)者在科學(xué)界贏得了良好聲譽(yù)，也對(duì)他們后來(lái)接連不斷地獲得諾貝爾獎(jiǎng)起到鋪墊作用。實(shí)際上，德國(guó)20世紀(jì)前期的很多諾貝爾獎(jiǎng)得主的科研工作都是對(duì)這一時(shí)期工作的繼承與發(fā)展，甚至就是在這一時(shí)期展開的。由于諾貝爾獎(jiǎng)的授獎(jiǎng)對(duì)象是那些在科學(xué)領(lǐng)域中做出最重大發(fā)明或發(fā)現(xiàn)的人*諾貝爾獎(jiǎng)委員會(huì)網(wǎng)站：《諾貝爾遺囑》，[2016-05-01]，http://www.nobelprize.org/alfred_nobel/will/。，所以在其創(chuàng)立之初，擁有最多科學(xué)成就的德國(guó)獲得最多的諾貝爾獎(jiǎng)也就順理成章。

三、名師出高徒現(xiàn)象

19世紀(jì)德國(guó)科學(xué)的興隆，為德國(guó)吸引了一大批世界頂尖級(jí)科學(xué)家。這些科學(xué)家來(lái)到德國(guó)后，大都集聚在研究型大學(xué)中。資料顯示，1901—1939年德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)得主中的85%都是在德國(guó)的大學(xué)中接受的高等教育*參見楊建鄴《20世紀(jì)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)?wù)咿o典》。根據(jù)書中記載的諾貝爾獎(jiǎng)得主的生平可知，這段時(shí)間德國(guó)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的35人中僅有2人在瑞士讀博，2人在法國(guó)讀博，1人在俄國(guó)讀博，其他均在德國(guó)攻讀博士。，并且大多師從名師，甚至不少導(dǎo)師本身就是諾貝爾獎(jiǎng)得主。例如，勒納德(Philipp Lenard，1862—1947)、維恩(Wilhelm Wien，1864—1928)、普朗克(Max Planck, 1858—1947)都曾師從亥姆霍茲；費(fèi)歇爾(Herman Fischer，1852—1919)、維爾斯泰特(Richard Willstatter，1872—1942)、畢希納(Eduard Buchner，1860—1917)、魏蘭德(Heinrich Wieland，1877—1957)都曾師從拜耳；赫茲(Gustav Ludwig Hertz，1887—1975)、勞厄(Max von Laue，1879—1960)曾跟隨普朗克學(xué)習(xí)；菲舍爾(Hans Fischer，1881—1945)、溫道斯(Adolf Windaus，1876—1959)、瓦爾堡(Otto Warburg，1883—1970)都追隨過(guò)費(fèi)歇爾；埃利希(Paul Ehrlich，1854—1915)、馮·貝林(Emil von Behring，1854—1917)都曾跟隨科赫(Robert Koch，1843—1910)學(xué)習(xí)過(guò)。

由于是緊密的師承關(guān)系，所以師父不僅毫無(wú)保留地將自己的研究經(jīng)驗(yàn)與訣竅傳遞給下一代，而且還將自己的社會(huì)資源共享給下一代。在德國(guó)，博士生*當(dāng)時(shí)德國(guó)的博士制度與現(xiàn)在的博士制度有所不同，博士學(xué)位是德國(guó)大學(xué)授予的唯一學(xué)位。通常以科研助手的身份跟隨導(dǎo)師從事相關(guān)研究，既是學(xué)習(xí)者又是研究者，這種角色定位很容易將導(dǎo)師和博士生之間的關(guān)系塑造為師徒關(guān)系加“父子”關(guān)系。這種關(guān)系既強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)知識(shí)的代際傳承，也注重品德修養(yǎng)的衣缽相傳* 張凌云：《德國(guó)與美國(guó)博士生培養(yǎng)模式研究》，武漢：華中科技大學(xué)，2010年，第95頁(yè)。。除科學(xué)知識(shí)與研究經(jīng)驗(yàn)和訣竅外，博士生還能從導(dǎo)師身上學(xué)到很多從事科研時(shí)不可或缺的批判精神、嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度以及研究信念。而且，諾貝爾獎(jiǎng)得主通常都擁有比較多的社會(huì)資源，其弟子在其幫助下，可以更容易地接觸到所在研究領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)成果和社會(huì)資源，從而進(jìn)入核心學(xué)術(shù)圈。

簡(jiǎn)言之，借助科技和教育的領(lǐng)先地位，德國(guó)的學(xué)生在本國(guó)就可以受到最好的教育。而且?guī)缀趺恳凰聡?guó)知名大學(xué)中都有多名世界頂尖的科學(xué)家，以致青年學(xué)者更愿意留在德國(guó)工作。這種優(yōu)勢(shì)積累效應(yīng)的結(jié)果是，德國(guó)科學(xué)的影響力不斷擴(kuò)大，德國(guó)的科學(xué)家始終站在世界科學(xué)的最前沿。這就為他們不斷獲得諾貝爾獎(jiǎng)奠定了堅(jiān)實(shí)的科學(xué)基礎(chǔ)和社會(huì)基礎(chǔ)。

接下來(lái)，本文將通過(guò)三個(gè)典型案例進(jìn)一步揭示德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)群體的特征，以加深對(duì)德國(guó)20世紀(jì)前期何以能獲得那么多諾貝爾獎(jiǎng)問題的理解。

四、站在巨人肩膀上的勒納德

1862年6月7日，勒納德出生在匈牙利普瑞斯堡(現(xiàn)為斯洛伐克的布拉迪斯拉發(fā))的一個(gè)富有的酒業(yè)世家。勒納德幼年一直在家中接受教育，9歲時(shí)才進(jìn)入教會(huì)學(xué)校，中學(xué)時(shí)進(jìn)入實(shí)科中學(xué)(Realschule)學(xué)習(xí)科學(xué)。在校期間，他的數(shù)學(xué)和物理成績(jī)尤其突出。他曾借閱大學(xué)教科書，自修這兩門課程，并在家中搭設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)備，進(jìn)行物理、化學(xué)實(shí)驗(yàn)。他還曾利用整個(gè)暑假研究當(dāng)時(shí)興起的攝影術(shù)。

在未出版的自傳中，勒納德寫道：“當(dāng)高中生活結(jié)束時(shí)，一陣痛苦的空虛感充滿了我的生活。”他的父親想讓他繼承家族事業(yè)，但是勒納德想要繼續(xù)念書。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的爭(zhēng)論后，他的父親暫時(shí)同意他念書，但他只能在維也納和布達(dá)佩斯的理工院校就讀，而且必須選擇酒化學(xué)專業(yè)。勒納德對(duì)酒化學(xué)并不感興趣，經(jīng)過(guò)幾個(gè)枯燥的學(xué)期后，勒納德加入了父親的生意。

然而，勒納德內(nèi)心中對(duì)科學(xué)的向往并沒有減少，德國(guó)科學(xué)界的活力一直讓他羨慕不已。1883年夏，勒納德利用工作攢下來(lái)的錢前往德國(guó)。他在海德堡遇到了自己的偶像——著名化學(xué)家羅伯特·本生(Robert Bunsen)。本生的講座喚醒了迷茫中的勒納德，使他下定決心要成為一名科學(xué)家。

再次與家人發(fā)生爭(zhēng)論后，勒納德終于獲得支持，從此正式走上科學(xué)研究的道路。他先在海德堡大學(xué)學(xué)習(xí)了四個(gè)學(xué)期，又在柏林大學(xué)學(xué)習(xí)了兩個(gè)學(xué)期。當(dāng)時(shí)德國(guó)的大學(xué)中大師云集，在名師的指導(dǎo)下，勒納德很快進(jìn)入科學(xué)前沿。受物理學(xué)家亥姆霍茲的啟發(fā)，1885年勒納德在柏林開始撰寫他的學(xué)位論文《關(guān)于降落的水滴的振動(dòng)》(UeberdieSchwingungenfallenderTropfen)，1886年他在海德堡完成論文，并獲得博士學(xué)位，成為海德堡大學(xué)著名物理學(xué)家昆克(Georg Quincke)的助手。

趁學(xué)校放假，勒納德返回家鄉(xiāng)普瑞斯堡。勒納德在中學(xué)就讀時(shí)，曾與他的老師維吉爾·克拉特(Virgil Klatt)一同進(jìn)行過(guò)物理研究，但當(dāng)時(shí)并沒有做出什么重大成果。此時(shí)的勒納德再次找到克拉特，重啟他們當(dāng)年的研究。勒納德與克拉特的合作，開辟了勒納德科研的一個(gè)重要的領(lǐng)域——磷光現(xiàn)象，勒納德在這個(gè)領(lǐng)域耕耘了40多年。

在海德堡大學(xué)做了三年的助理后，勒納德去英國(guó)待了半年，就職于“倫敦城市和工會(huì)中心研究所”的電磁和工程實(shí)驗(yàn)室。1891年4月1日勒納德來(lái)到波恩大學(xué)，成為著名電磁波專家赫茲的助理。赫茲曾研究過(guò)陰極射線，他發(fā)現(xiàn)使用陰極射線轟擊鋁箔時(shí)，鋁箔底部會(huì)發(fā)光，但是由于工作繁忙赫茲一直沒有進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)。在得知勒納德對(duì)陰極射線感興趣后，赫茲讓其進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)研究。勒納德在赫茲的指導(dǎo)下，于1892年發(fā)現(xiàn)“勒納德窗”，他用一塊鋁箔代替石英板封閉放電管，鋁箔的厚度恰好可使管內(nèi)保持真空，又薄到可以讓陰極射線通過(guò)。這樣，科學(xué)家不但能研究陰極射線，而且也能研究陰極射線在放電管外引起的熒光現(xiàn)象。正如勒納德后來(lái)所說(shuō)：“這一發(fā)現(xiàn)第一次使得完全純粹的實(shí)驗(yàn)成為可能?！?905年，勒納德因?yàn)閷?duì)陰極射線的實(shí)驗(yàn)研究，獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)*Cf. Morris Goran, Philipp Lenard, Dictionary of Scientific Biography， vol. 5, ed. by C. C. Gillispie, New York: Charles Scribner’s Sons, 1972, pp. 180-183.。

勒納德的一生很好地體現(xiàn)了德國(guó)社會(huì)對(duì)科學(xué)家的影響。富有的家庭背景使他從小接受良好的教育，并進(jìn)入當(dāng)時(shí)主要教授自然科學(xué)的實(shí)科中學(xué)。在中學(xué)物理老師的帶領(lǐng)下，他接觸到當(dāng)時(shí)物理實(shí)驗(yàn)的前沿，并在家中進(jìn)行相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，這都激起他對(duì)自然科學(xué)的興趣。

高等教育的改革，使以科研為導(dǎo)向的大學(xué)生活成為常態(tài)，加上德國(guó)大學(xué)名師云集，勒納德可以跟隨不同的名師學(xué)習(xí)，使其很快進(jìn)入核心科研領(lǐng)域。尤其是后來(lái)跟隨赫茲學(xué)習(xí)，使他得以進(jìn)一步研究陰極射線，并因此獲得諾貝爾獎(jiǎng)?？梢哉f(shuō)，勒納德是站在巨人的肩膀上成長(zhǎng)為巨人的。

勒納德的經(jīng)歷并不是孤例，從德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)得主的學(xué)習(xí)背景來(lái)看，大部分的諾貝爾獎(jiǎng)得主都師從名師，他們的工作也都受到前人的影響或啟發(fā)。因此，當(dāng)時(shí)德國(guó)的科學(xué)家通過(guò)對(duì)前人工作的繼承與發(fā)展，形成了一個(gè)強(qiáng)大的科學(xué)共同體，從而使他們更有獲得諾貝爾獎(jiǎng)的條件和可能。

五、愛國(guó)主義者哈伯

德國(guó)的科學(xué)家為了祖國(guó)的統(tǒng)一和富強(qiáng)，大都懷有報(bào)效祖國(guó)的志向，力爭(zhēng)在自身所從事的研究領(lǐng)域做到世界領(lǐng)先，并積極將自己的研究成果應(yīng)用于軍事或經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域，以提高國(guó)家的綜合實(shí)力。例如，畢希納、布勞恩(Karl Braun，1850—1918)、弗蘭克(James Franck，1882—1964)、赫茲等一戰(zhàn)時(shí)都曾參軍，利用掌握的科學(xué)知識(shí)服務(wù)于戰(zhàn)爭(zhēng)；拜耳、哈伯(Fritz Haber，1868—1934)、博施(Karl Bosch，1874—1940)等在化工領(lǐng)域打破國(guó)外的壟斷，為社會(huì)經(jīng)濟(jì)和軍事的發(fā)展提供保障；勒納德、斯塔克(Johannes Stark，1874—1957)等更是在納粹時(shí)期走向極端的民族主義。其中，哈伯可以說(shuō)是受愛國(guó)主義影響進(jìn)行科學(xué)研究的典型代表。

1868年12月9日，弗里茨·哈伯生于德國(guó)西里西亞的布雷斯勞(現(xiàn)為波蘭的弗羅茨瓦夫)的一個(gè)猶太人家庭。父親齊格弗里德·哈伯(Siegfried Haber)是德國(guó)最大的天然靛青進(jìn)口商。哈伯在當(dāng)?shù)亟邮芰苏?guī)的初等和中等教育。中學(xué)時(shí)，哈伯受家庭環(huán)境的熏陶，對(duì)化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，在家中進(jìn)行了大量的化學(xué)實(shí)驗(yàn)。中學(xué)畢業(yè)后，哈伯先后就讀于柏林大學(xué)、海德堡大學(xué)和夏洛騰堡理工學(xué)院(現(xiàn)為柏林工業(yè)大學(xué))，1891年獲博士學(xué)位*張清建：《弗里茲·哈伯：一代物理化學(xué)巨匠》，《自然辯證法通訊》2009年第2期。。

作為猶太人，哈伯不可避免會(huì)遭遇種族歧視的情況。盡管在德國(guó)統(tǒng)一之后種族歧視有所減弱，但是人們對(duì)猶太人的偏見仍然無(wú)處不在。不過(guò)，生性樂觀的哈伯并沒有為此而感到煩惱。后來(lái)，哈伯放棄了猶太教，改信基督教。他認(rèn)為只要猶太人展示出奉獻(xiàn)精神，貢獻(xiàn)出科學(xué)成就，國(guó)家就會(huì)承認(rèn)他們的價(jià)值，并最終接受他們。他夢(mèng)想所有的猶太人都可以轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的德國(guó)人，共同為德國(guó)的繁榮而努力。

受家庭和社會(huì)兩方面的影響，哈伯的愛國(guó)主義信念不斷加強(qiáng)。為實(shí)現(xiàn)德國(guó)繁榮發(fā)展的目標(biāo)，哈伯將科學(xué)和民族主義緊密地聯(lián)結(jié)在一起。他堅(jiān)信科學(xué)可以帶領(lǐng)民族、國(guó)家屹立于世界之林。

19世紀(jì)，德國(guó)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)含有氮元素的硝石在農(nóng)業(yè)和軍事方面具有很高的戰(zhàn)略價(jià)值。氮元素既可以用來(lái)生產(chǎn)化肥，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，也可以用來(lái)生產(chǎn)炸藥，提升軍事力量。然而，由于德國(guó)本土資源稀少，又沒有可以提供硝石的殖民地，長(zhǎng)期以來(lái)德國(guó)非常依賴對(duì)智利硝石的進(jìn)口。如果擁有強(qiáng)大海軍的英國(guó)封鎖了德國(guó)從南美進(jìn)口硝石的通路的話，德國(guó)的農(nóng)業(yè)和軍事將會(huì)遭到致命的打擊。為了防止這一災(zāi)難的發(fā)生，唯一的方法就是找到德國(guó)自己生產(chǎn)肥料和火藥的方式，而不再依賴國(guó)際貿(mào)易* Thomas Hager, The Alchemy of Air: A Jewish Genius, a Doomed Tycoon, and the Scientific Discovery that Fed the World but Fueled the Rise of Hitler, New York: Harmony Books, 2008, p. 77.。

解決這一困境的最佳途徑就是從含有大量氮元素的空氣中提取氮元素。許多德國(guó)化學(xué)家出于國(guó)家戰(zhàn)略的需求，都投入利用氮?dú)夂蜌錃夂铣砂钡难芯恐?，例如奧斯特瓦爾德(Friedrich W. Ostwald,1853—1932)、能斯特(Walther H. Nernst,1864—1941)等，哈伯也是其中一員。

1902年，作為德國(guó)化學(xué)部門派出的大使，哈伯參加了美國(guó)電化學(xué)學(xué)會(huì)年會(huì)，目的是促進(jìn)大西洋周邊的友好協(xié)作。同時(shí)他還是一名間諜，目的是窺探競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手的實(shí)力*Daniel Charles, Master Mind: The Rise and Fall of Fritz Haber, the Nobel Laureate Who Launched the Age of Chemical Warfare. HarperCollins e-books, 2005, p. 57.。在參觀設(shè)在尼亞加拉瀑布附近的一座電弧法固氮工廠后，哈伯立即意識(shí)到這項(xiàng)技術(shù)對(duì)德國(guó)的重要性。回國(guó)后，哈伯便開始著手從事電弧法固氮研究，但因?qū)嶒?yàn)進(jìn)展不夠理想，故從1904 年開始他將研究重點(diǎn)轉(zhuǎn)向合成氨。經(jīng)過(guò)多年的努力，哈伯終于獲得成功，并在1910 年3 月卡爾斯魯厄召開的自然科學(xué)家聯(lián)盟會(huì)議上公布了合成氨的研究成果*周程、周雁翎：《戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)是如何育成的?——哈伯-博施合成氨法的發(fā)明與應(yīng)用過(guò)程考察》，《科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究》2011年第1期。。1918年，因發(fā)明了氨的合成方法，哈伯獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

一戰(zhàn)期間，哈伯積極為德國(guó)的戰(zhàn)爭(zhēng)服務(wù)，并曾謀劃化學(xué)戰(zhàn)。戰(zhàn)后，作為戰(zhàn)敗國(guó)，德國(guó)陷入了極其險(xiǎn)惡的經(jīng)濟(jì)困局。為了解決這一難題，哈伯參考瑞典著名化學(xué)家阿倫尼烏斯(Svante August Arrhenius，1859—1927)關(guān)于海水中富含黃金的觀點(diǎn)，萌發(fā)了從海水中提煉黃金以支付戰(zhàn)爭(zhēng)賠款的想法*張清建：《弗里茲·哈伯：一代物理化學(xué)巨匠》，《自然辯證法通訊》2009年第2期。。雖然這一想法最后被證明是錯(cuò)誤的，但是哈伯為了國(guó)家利益而從事科學(xué)研究的精神卻始終如一。

堅(jiān)持國(guó)家利益高于一切的愛國(guó)主義信念普遍存在于當(dāng)時(shí)的德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)群體之中。愛國(guó)主義促使科學(xué)家將科學(xué)研究與國(guó)家利益聯(lián)系起來(lái)，成為德國(guó)科學(xué)家從事研究不竭的精神動(dòng)力。

六、在社會(huì)需求與技術(shù)支持影響下從事科研的科赫和埃利希

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，西方微生物學(xué)得到高速發(fā)展，細(xì)菌學(xué)說(shuō)的確立為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)奠定了基礎(chǔ)。這一時(shí)期，德國(guó)科學(xué)家對(duì)細(xì)菌致病學(xué)說(shuō)做出了開創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。除了個(gè)人的努力之外，德國(guó)科學(xué)家能夠在19世紀(jì)末20世紀(jì)初做出如此出彩的成就離不開當(dāng)時(shí)德國(guó)社會(huì)對(duì)生物醫(yī)學(xué)迫切需求的推動(dòng)，以及工業(yè)技術(shù)對(duì)微生物學(xué)研究的支持。

1871年德意志統(tǒng)一后，工業(yè)化和城市化的快速發(fā)展，使德國(guó)社會(huì)對(duì)公共衛(wèi)生和衛(wèi)生學(xué)產(chǎn)生巨大的需求。19世紀(jì)80年代，為了消除工人階級(jí)與德國(guó)社會(huì)的隔閡，俾斯麥設(shè)計(jì)了意外和健康保險(xiǎn)的政策，這一政策又刺激了醫(yī)療護(hù)理和服務(wù)消費(fèi)的快速增長(zhǎng)。此外，軍隊(duì)對(duì)士兵健康護(hù)理的需求，也使得醫(yī)療衛(wèi)生成為軍事戰(zhàn)略中必須思考的問題*Timothy Lenoir, A Magic Bullet: Research for Profit and the Growth of Knowledge in Germany Around 1900, Minerva, vol. 26, no. 1(1988), pp. 66-88.。這些不同的背景因素共同促使德國(guó)政府大力推動(dòng)醫(yī)學(xué)科學(xué)的發(fā)展，諸如細(xì)菌學(xué)和免疫學(xué)的研究也正是在這些社會(huì)需求的驅(qū)動(dòng)下取得巨大進(jìn)展。

羅伯特·科赫是最先抓住這一機(jī)遇的人。他經(jīng)常要求政府增加對(duì)他開展科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的財(cái)政支持，并且總是極富技巧性地提出他的科學(xué)計(jì)劃，證明其對(duì)解決德國(guó)社會(huì)問題的重要意義。例如，拜訪軍事委員會(huì)時(shí)，他著重強(qiáng)調(diào)細(xì)菌學(xué)研究對(duì)軍事目的的重要性；去殖民部門時(shí)，他強(qiáng)調(diào)他的研究成果對(duì)瘧疾等熱帶疾病的防控作用；到文化部時(shí)，他表明對(duì)其獨(dú)立的研究學(xué)會(huì)的支持將會(huì)確保德國(guó)在細(xì)菌學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，遠(yuǎn)超法國(guó)和美國(guó)*Timothy Lenoir, A Magic Bullet: Research for Profit and the Growth of Knowledge in Germany Around 1900, Minerva, vol. 26, no. 1(1988), pp. 66-88.。

在政府的支持下，科赫在細(xì)菌學(xué)領(lǐng)域展開諸多細(xì)致的研究。1884年，他總結(jié)出確認(rèn)某種特定細(xì)菌為某種特定疾病的病原菌的四條原則。在科赫的實(shí)踐與理論的引領(lǐng)下，19世紀(jì)八九十年代成為科學(xué)家發(fā)現(xiàn)病原菌的黃金時(shí)代*周程：《19世紀(jì)前后西方微生物學(xué)的發(fā)展——紀(jì)念恩格斯〈自然辯證法〉發(fā)表90周年》，《科學(xué)與管理》2015年第6期。。

從事細(xì)菌學(xué)研究，有一項(xiàng)儀器必不可少，那就是顯微鏡。雖然早在17世紀(jì)就已經(jīng)有了顯微鏡，但是由于圖像失真，顯微鏡在醫(yī)學(xué)和生物學(xué)研究領(lǐng)域一直沒有發(fā)揮太大作用。進(jìn)入19世紀(jì)后，隨著技術(shù)的進(jìn)步，圖像失真問題逐步得到解決，顯微鏡才得以成為醫(yī)學(xué)研究中必不可少的工具。

18世紀(jì)時(shí)，英國(guó)的光學(xué)儀器制造在世界上處于領(lǐng)先地位。但是到19世紀(jì)中期，德國(guó)光學(xué)機(jī)械工業(yè)迅猛崛起，使得德國(guó)顯微鏡的質(zhì)量不斷提高，以至德國(guó)的微生物學(xué)家可以使用由蔡司(Zeiss)、雷茲(Leitz)等公司制造的先進(jìn)顯微鏡*威廉·拜納姆：《19世紀(jì)醫(yī)學(xué)科學(xué)史》，曹珍芬譯，上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2000年，第126頁(yè)。。先進(jìn)顯微鏡的問世，使德國(guó)的科學(xué)家可以比以往更為清楚地觀察微觀世界。

然而，很多微生物即使借助先進(jìn)顯微鏡也看不到，因?yàn)樗鼈兺峭该鞯摹Ｔ陲@微鏡下，水是透明的，血清也是透明的，白細(xì)胞看起來(lái)像白色的斑點(diǎn)，細(xì)菌則像鬼影，想仔細(xì)觀察組織切片幾乎不可能，因?yàn)樗械臇|西都相互混在一起*托馬斯·海格：《顯微鏡下的惡魔：第一種抗生素的發(fā)現(xiàn)》，肖才德譯，長(zhǎng)沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2011年，第71頁(yè)。。如何辨明這些透明物質(zhì)成為一個(gè)難題，而德國(guó)染料工業(yè)的發(fā)展為解決這一難題做出了巨大貢獻(xiàn)。

19世紀(jì)中期，合成染料工業(yè)誕生于英國(guó)。1857—1867年間，英法的染料工業(yè)居于絕對(duì)領(lǐng)先地位。但是從70年代開始，德國(guó)的染料工業(yè)飛速發(fā)展，開始超越英法。1878年，德國(guó)染料產(chǎn)量占世界的47%～50%，1883年占60%，1896年占72%，1900年占80%～92%，處于絕對(duì)領(lǐng)先地位*樊春良：《19世紀(jì)德國(guó)合成染料工業(yè)的興起》，《自然辯證法通訊》1997年第2期。。德國(guó)的有機(jī)化學(xué)家更是發(fā)現(xiàn)，染料不光可以用于紡織業(yè)染色，而且還可以在醫(yī)療或農(nóng)業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮更大的作用。利用染料對(duì)組織切片進(jìn)行適當(dāng)?shù)娜旧?，原本透明的?xì)胞和細(xì)菌便從背景中凸顯出來(lái)，如此觀察者能夠看清細(xì)胞壁、細(xì)胞核、線粒體、微細(xì)胞器和其他細(xì)胞內(nèi)部結(jié)構(gòu)*托馬斯·海格：《顯微鏡下的惡魔：第一種抗生素的發(fā)現(xiàn)》，第71頁(yè)。，這使微生物學(xué)研究獲得突破性進(jìn)展。

與科赫同一實(shí)驗(yàn)室的埃利希曾癡迷于用不同的染料給不同種類的組織著色。他不斷嘗試，想要找到一種只會(huì)與病原體結(jié)合的染料。他還猜想如果能夠找到這種染料，是否就可以利用這種染料攜帶一種毒素進(jìn)入人體殺死病原體，從而使病人康復(fù)。后來(lái)他研制的治療梅毒的“撒爾佛散”(Salvarsan)就是在這一思想指導(dǎo)下完成的*參見托馬斯·海格《顯微鏡下的惡魔：第一種抗生素的發(fā)現(xiàn)》。。

科赫和埃利希的工作都得到德國(guó)染料企業(yè)赫斯特公司(Farbwerke Hoechst)的支持，從這家公司他們獲得實(shí)驗(yàn)研究所需的充足染料*Timothy Lenoir， A Magic Bullet: Research for Profit and the Growth of Knowledge in Germany Around 1900, Minerva, vol. 26, no. 1(1988)， pp. 66-88.。在探索將染料當(dāng)做組織染色劑使用的過(guò)程中，埃利希成為染料化學(xué)的專家。利用埃利希制造的染料，科赫發(fā)現(xiàn)了導(dǎo)致肺結(jié)核的細(xì)菌。埃利希又與馮·貝林一起對(duì)白喉進(jìn)行研究，通過(guò)給病人注射抗毒素來(lái)治療白喉。這些成就使他們?nèi)讼群螳@得諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。

德國(guó)在生理學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得的輝煌成就深刻反映了社會(huì)需求對(duì)科學(xué)研究的拉動(dòng)以及技術(shù)進(jìn)步對(duì)科學(xué)研究的促進(jìn)作用。其實(shí)，在軍事、農(nóng)業(yè)等需求的拉動(dòng)下，德國(guó)的物理學(xué)和化學(xué)也同樣獲得快速發(fā)展，哈伯和博施的固氮法、拜耳的合成靛藍(lán)、布勞恩對(duì)無(wú)線電報(bào)的改進(jìn)都是很好的例證?？梢哉f(shuō)，社會(huì)需求的拉動(dòng)和工業(yè)技術(shù)的支撐是德國(guó)得以高產(chǎn)諾貝爾獎(jiǎng)的另一個(gè)重要原因。

七、結(jié)語(yǔ)

基于上述考察，可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

首先，國(guó)家統(tǒng)一、教育改革、科研體制改革和哲學(xué)思想的繁榮等為德國(guó)科技的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，促使德國(guó)在19世紀(jì)發(fā)展為世界科學(xué)活動(dòng)中心。在科技優(yōu)勢(shì)和教育優(yōu)勢(shì)的雙重作用下，德國(guó)的科技人才和科技成果在19世紀(jì)末20世紀(jì)初形成一種優(yōu)勢(shì)積累的效應(yīng)。眾多頂尖科技人才和科技成果的涌現(xiàn)，使德國(guó)在諾貝爾獎(jiǎng)上的豐收成為必然。

其次，追求民族強(qiáng)盛的愛國(guó)主義不僅是德國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)家統(tǒng)一、走上現(xiàn)代化道路的精神動(dòng)力，而且是推動(dòng)教育改革、促進(jìn)科技發(fā)展的力量之源?？茖W(xué)服務(wù)于國(guó)家利益的信念，使得德國(guó)的科學(xué)家們?yōu)榱俗鎳?guó)的繁榮富強(qiáng)，積極從事前沿科學(xué)研究，并形成德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)群體獨(dú)特的精神特征。

再次，醫(yī)療、軍事、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域?qū)ο嚓P(guān)科學(xué)技術(shù)的迫切需求成為德國(guó)諾貝爾獎(jiǎng)得主從事科學(xué)研究的重要牽引力，政府和企業(yè)的支持也為他們的科學(xué)研究提供了財(cái)政和制度上的保障。

最后，德國(guó)制造業(yè)的快速發(fā)展，使其可以生產(chǎn)世界上最頂尖的實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器。在這些實(shí)驗(yàn)設(shè)備和儀器的支持下，德國(guó)科學(xué)家得以做出世界頂尖的科學(xué)成就?？梢哉f(shuō)，工業(yè)技術(shù)的進(jìn)步成為德國(guó)科學(xué)家獲得諾貝爾獎(jiǎng)的重要推手。

責(zé)任編校：余沉

DOI：10.13796/j.cnki.1001-5019.2016.04.003

中圖分類號(hào)：N19

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1001-5019(2016)04-0022-07

作者簡(jiǎn)介：夏釗，北京大學(xué)哲學(xué)系博士研究生(北京100871)。