德國化學(xué)家弗里茨?哈伯(1868~1943)因其猶太人的身份,一直無法當(dāng)上大學(xué)的助教。直至其三十歲時才被某大學(xué)聘為助教,于是他開始了勤奮的研究。
1906年哈伯終于當(dāng)上了化學(xué)教授,而此時他關(guān)注的領(lǐng)域,也是當(dāng)時化學(xué)界最大的話題——如何將空氣中的游離態(tài)氮轉(zhuǎn)化為化合態(tài)氮。
當(dāng)時的氮素肥料,主要成分是“硝酸鉀”和“硝酸鈉”,這些都是農(nóng)作物生長過程中必需的養(yǎng)分,特別是對于細(xì)胞的蛋白質(zhì)合成來說,是不可或缺的。但當(dāng)時可獲得的氮元素卻十分有限。
雖然空氣中含有很多的氮元素,但如果不能將其以“硝酸鹽”或“氨鹽”的形式做成肥料,就無法被植物吸收。因此,當(dāng)時用于生產(chǎn)肥料的“氨”,只能從天然的智利硝石或煤炭干餾時的副產(chǎn)品中獲得。且當(dāng)時一直依賴從南美的智利進(jìn)口大量的硝石,總擔(dān)心有一天資源會枯竭。
那么為什么不將占空氣五分之四體積的氮元素拿來利用呢?
很多的化學(xué)家進(jìn)行了這方面的挑戰(zhàn),可結(jié)果都失敗了。最后,在德國化學(xué)廠商BASF公司的C.博施的技術(shù)協(xié)助下,哈伯與博施成功實(shí)現(xiàn)了“氨”的工業(yè)化生產(chǎn)。
具體來說,就是在10MPa~30MPa的高壓與500℃的高溫中,讓氮?dú)馀c氫氣發(fā)生反應(yīng)。這在當(dāng)時的化學(xué)工業(yè)界尚無相關(guān)的處理經(jīng)驗(yàn),所以最大的難題是開發(fā)出能夠承受如此高壓、高溫的反應(yīng)裝置。
而開發(fā)這種裝置的任務(wù)就交到了博施手中。一開始使用的是鐵質(zhì)的反應(yīng)裝置,結(jié)果裝置突然發(fā)生破裂,博施險些喪命,最后他終于研制出了可以耐高溫、高壓的反應(yīng)裝置。
哈伯與博施在“氨”合成法研究上所取得的成功,不僅是德國,更是全世界糧食增產(chǎn)的大功臣。為表彰他們所做的貢獻(xiàn),哈伯與博施分別于1918年、1931年被授予諾貝爾化學(xué)獎。
1913年,德國開始將哈伯與博施研究的氨合成方法(利用空氣中的氮元素來合成氨)進(jìn)行工業(yè)化。當(dāng)年夏天,位于德國奧堡的工廠開始生產(chǎn)氨肥。同時,還可以用氨肥來制成硝酸,再用硝酸生產(chǎn)出火藥。
1914年年底,第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā)。
據(jù)說,當(dāng)時的德國皇帝在得知了哈伯與博施成功研制出合成氨的消息后說:“這下可以放心地開戰(zhàn)了!”
由于當(dāng)時受到海上封鎖,對智利硝石的進(jìn)口一度變得十分困難,所以才會有上面這樣的傳言吧!因?yàn)橐M(jìn)行戰(zhàn)爭,就需要有大量的面包(食物)與火藥(彈藥)。而“氨”,既是生產(chǎn)面包(食物)的氮素肥料,又是生產(chǎn)火藥原料硝酸的重要物質(zhì)。
話雖如此,但這個傳說應(yīng)該不是真的。因?yàn)樵诠c博施完成氨合成法的研究之前,當(dāng)時正處于戰(zhàn)爭臨近爆發(fā)的時期?;瘜W(xué)家艾米爾?費(fèi)歇爾(1852~1902)就曾擔(dān)心面包與火藥的生產(chǎn),于是向政府建言,可得到的答復(fù)是“學(xué)者不要干涉軍事上的事情”而被拒絕。因?yàn)?,?dāng)局預(yù)想會在短時間內(nèi)結(jié)束戰(zhàn)爭。
結(jié)果,第一次世界大戰(zhàn)打了五年的時間,也耗費(fèi)了大量的火藥。而氨合成法的工業(yè)化,從面包與火藥這兩方面,客觀上都對戰(zhàn)爭起到了支持的作用。
第一次世界大戰(zhàn)以德國戰(zhàn)敗告終,同時德國被要求支付巨額的賠償金。哈伯為了自己的國家,想出了從海水中提取黃金來支付賠償金的主意。因?yàn)樵诋?dāng)時已經(jīng)證實(shí)了1噸海水中含有幾毫克的黃金,所以哈伯才會提出這樣的想法。他在往來于漢堡和紐約之間的客輪上建立了秘密實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行提取黃金的實(shí)驗(yàn)。
但是,哈伯所測出的海水中黃金的濃度,每噸中僅有0.04毫克(現(xiàn)在估計(jì)就更少了),而實(shí)際提取出的黃金量為零。就算真的能提取出黃金,其成本也要遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于提取的數(shù)量的價值,所以不得不放棄這個想法。
1915年4月22日,在比利時的伊珀?duì)?,德軍與法軍的對戰(zhàn)中,從德軍陣地中冒出一股黃白色的煙霧,并隨著春天的微風(fēng)飄向法軍的陣地。
在煙霧飄進(jìn)戰(zhàn)壕的同時,法軍士兵就開始咳嗽、撓胸并伴隨著慘叫聲倒地……現(xiàn)場一片哀鳴,好似人間地獄。
在這場戰(zhàn)役中,德軍釋放了170噸氯氣,導(dǎo)致法軍5000名士兵死亡,14000人中毒,第二次伊珀?duì)枒?zhàn)役成為人類歷史上首次真正實(shí)施的毒氣戰(zhàn)。
而這場毒氣戰(zhàn)的技術(shù)指揮官就是哈伯。哈伯在勸說其他科學(xué)家和他一起投身毒氣彈的開發(fā)時,曾抱以這樣的理由,“如果通過毒氣彈能讓戰(zhàn)爭早點(diǎn)結(jié)束的話,就等于挽救了無數(shù)人的生命”。
哈伯的夫人、身為化學(xué)家的克拉克,深知使用毒氣進(jìn)行化學(xué)戰(zhàn)會帶來怎樣的悲慘后果,因此她勸說自己的丈夫退出戰(zhàn)事。但是哈伯卻充耳不聞。
“科學(xué)家在和平時期屬于世界,但在戰(zhàn)爭時期則屬于國家”“用毒氣彈才能讓德國迅速取勝”,哈伯說完又出發(fā)前往了東部戰(zhàn)線。而克拉克則在當(dāng)天傍晚,結(jié)束了自己的生命。
從廣義上來說,在戰(zhàn)爭中最早使用毒氣的國家是法國。法國曾解釋說“我們所使用的溴乙酸,只是單純地起到刺激劑的作用,并非是毒氣彈”,但其確實(shí)在第一次世界大戰(zhàn)中率先使用了毒氣(催淚瓦斯)。
而真正將毒氣彈用于實(shí)戰(zhàn)的,則是上面所講的第二次伊珀?duì)枒?zhàn)役。在此之后,英軍于同年的9月、法軍于翌年的2月也使用了氯氣進(jìn)行報復(fù)。
德軍與協(xié)約國雙方都動員最優(yōu)秀的科學(xué)家投入毒氣彈的制造。
針對可以避免氯氣傷害的防毒面具,人類又開發(fā)了毒性比氯氣強(qiáng)10倍的窒息性光氣,還有呈無色無味的狀態(tài),一旦接觸就會使皮膚潰爛,引起嚴(yán)重的肺氣腫,導(dǎo)致肝臟損傷的芥子氣。而哈伯始終領(lǐng)導(dǎo)著這些毒氣的開發(fā)。
毒氣彈等化學(xué)武器的出現(xiàn)
日本 | 年份 | 事件 |
1914 | 第一次世界大戰(zhàn)爆發(fā) | |
1915 | 德國軍隊(duì)在比利時的伊珀?duì)柺状问褂枚練鈴?/span> | |
1925 | 日內(nèi)瓦協(xié)議禁止使用化學(xué)武器 | |
偽滿洲國成立 | 1932 | |
1935 | 意大利軍隊(duì)在埃塞俄比亞使用毒氣彈 | |
日本軍隊(duì)開始在中國戰(zhàn)線使用毒氣彈 | 1937 | |
廣島、長崎原子彈爆炸 | 1945 | |
1988 | 伊拉克軍隊(duì)在庫爾德人地區(qū)使用毒氣彈 | |
日本地鐵沙林毒氣事件 | 1995 | |
1997 | 禁止化學(xué)武器條約生效 |
但是,希特勒上臺以后,猶太人出身的哈伯頗受冷遇。作為無比愛國的化學(xué)家,哈伯卻因?yàn)樽约邯q太人的身份,被迫辭去了病毒研究所所長的職務(wù)。
身心俱疲的哈伯離開了德國,前往瑞士的療養(yǎng)院靜養(yǎng)。后來,他又受雇于英國。但是,由于英國人對哈伯的毒氣彈仍懷恨在心,所以他在那里工作得并不愉快。
無比失意的哈伯從英國前往瑞士進(jìn)行休養(yǎng)旅行,于1934年1月29日在瑞士去世。