يوهان رودولف ديمان: طبيب أمستردام الذي فكك الماء

في عام 1789، قبل أحد عشر عاماً من اختراع البطارية الكهربائية، قام رجلان من أمستردام بتفكيك الماء باستخدام الكهرباء الساكنة فقط وإعادة تجميعه عن طريق حرق أجزائه. قام يوهان رودولف ديمان وأدريان بايتس فان تروستفيك بإطلاق شرارات في أنبوب دقيق من الماء باستخدام آلة احتكاك، وجمعا الغاز، وأظهرا أن الاحتراق يعيده إلى حالة الماء. كان هذا أول تحليل كهربائي للماء في التاريخ، أجراه طبيب ممارس وتاجر هاوٍ، في مختبر خاص في بلد كان ينزلق حينها نحو الفوضى السياسية.

يتيم في فريزيا الشرقية

ولد ديمان في 29 أغسطس 1743 في هاجه بفريزيا الشرقية، وهو ابن محامٍ يدعى ألبرتوس ديمان وزوجته فولكي هيديس. توفيت والدته وهو صغير؛ وتوفي والده حوالي عام 1758، مما جعله يتيماً في منتصف مراهقته. تدرب لدى صيدلي في لير، وهي المهنة التي قربت صبياً بلا أب من العمل العلمي دون الحاجة إلى المال.

كانت الصيدلية في القرن الثامن عشر توفر تعليماً كيميائياً جيداً بشكل غير عادي. فقد كانت تعني التعامل مع الكواشف يومياً، وإجراء عمليات التقطير والبلورة، وتعلم الحفاظ على نظافة المستحضرات. انتقل ديمان من هناك إلى جامعة هاله، حيث درس الطب والفلسفة تحت إشراف أدولف بومر وتخرج عام 1770 بأطروحة حول المؤشرات الحيوية. ثم استقر كطبيب في أمستردام.

الدائرة

كان الطب يدفع فواتيره. أما الكيمياء فكانت ما يقضي بقية حياته في القيام به، وكان يفعل ذلك بصحبة آخرين. حدد تعاونه الطويل مع أدريان بايتس فان تروستفيك مسيرتيهما المهنيتين، وتجمع حولهما مجموعة صغيرة — بما في ذلك عالم النبات والكيميائي نيكولاس بوندت — التي كانت تلتقي لدراسة الكيمياء كأصدقاء. في عام 1791، أضفوا الطابع الرسمي على ذلك باسم De Bataafsche Societeit (الجمعية الباتافية)، التي نمت بمرور الوقت لتصبح الجمعية الكيميائية الملكية الهولندية. كان ديمان قد انتُخب عضواً في الجمعية الهولندية للعلوم (Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen) في هارلم عام 1783.

كان للمجموعة قضية. كانت كيمياء الأكسجين لأنطوان لافوازييه في طريقها لتدمير نظرية الفلوجستون التي نظمت الموضوع لقرن من الزمان، وأصبحت الدائرة الهولندية القناة الرئيسية التي دخل من خلالها النظام المناهض للفلوجستون إلى هولندا. كان فان تروستفيك نفسه قد تخلى عن الفلوجستون حوالي عام 1788. لم يكن هذا موقفاً علمياً محايداً في عام 1790؛ بل كان التزاماً حزبياً بثورة فرنسية في الكيمياء، اتخذه رجال في جمهورية كانت على وشك أن تغزوها فرنسا الثورية.

الماء

تجربة عام 1789 هي العمل الذي لا يزال قائماً. كان قد ثبت قبل بضع سنوات فقط أن الماء مركب مما نسميه الآن الهيدروجين والأكسجين، وكان العرض قد سار في اتجاه واحد: حرق الغازات للحصول على الماء. قام ديمان وفان تروستفيك بعكس العملية. باستخدام أجهزة كهربائية من النوع الذي طوره مارتينوس فان ماروم في هارلم، قاما بتفكيك الماء عن طريق شرارة كهربائية وجمعا الغاز الناتج، ثم أعادا دمجه عن طريق الاحتراق.

هذا الإثبات ثنائي الاتجاه — التفكيك، وإعادة التجميع، وتفسير كل شيء — هو ما يجعل الادعاء الكيميائي ملزماً بدلاً من أن يكون مجرد اقتراح. وهو أيضاً، على الرغم من أن أحداً لم يستطع رؤيته في عام 1789، الشكل الأصلي لكل محلل كهربائي يُبنى اليوم لإنتاج الهيدروجين.

واصل الزوجان العمل. في عام 1790، نشرا أبحاثاً حول الآلة الكهربائية والتجارب التي أجرياها بها، حيث أطلقا شرارات في مجموعة من الغازات وأكاسيد المعادن. أنتجت الشرارة في الأكسجين رائحة نفاذة لاحظاها دون فهمها — الأوزون، الذي لم يُسمَّ أو يُحدد إلا بعد نصف قرن آخر.

السائل الهولندي

كان المنتج الدائم الآخر للدائرة عبارة عن مركب. بالعمل مع فان تروستفيك وبوندت، حضر ديمان 1,2-ثنائي كلورو الإيثان من الكلور والغاز الزيتي (الإيثيلين، الذي تم الحصول عليه بفعل حمض الكبريتيك المركز على الكحول). كان الناتج الزيتي مرتبطاً ارتباطاً وثيقاً بالمجموعة لدرجة أن الكيميائيين أطلقوا عليه اسم الزيت الهولندي أو السائل الهولندي، وظل الاسم عالقاً لأجيال. عُرف الإيثيلين لفترة طويلة باسم الغاز الزيتي تحديداً لأنه أنتج هذا الزيت. كان المركب من بين أوائل المركبات العضوية المكلورة التي صُنعت عمداً، والخط الذي ينطلق منه يؤدي مباشرة إلى الكيمياء الصناعية في القرن التالي.

لماذا يُدعى يوهان عبقرياً

الجودة التي تظهر في أفضل أعمال ديمان هي تجريبية وليست نظرية: القدرة على رؤية أن أداة بُنيت لغرض واحد — آلة إلكتروستاتيكية، وهي في الأساس جهاز عرض فيزيائي — يمكن توجيهها نحو سؤال كيميائي وتحقيق إجابة لم يستخرجها أحد من قبل. كان عبور تلك الحدود بين التخصصات، في عصر كانت فيه التخصصات تتشكل للتو، يتطلب نوعاً خاصاً من الخيال. وكذلك كان الحال مع انضباط الإثبات: التفكيك وإعادة التخليق في نفس الورقة، بحيث لا يمكن دحض النتيجة.

الحالة المعاكسة جوهرية وتستحق الذكر دون تردد. لم يعمل ديمان بمفرده قط. كل نتيجة من نتائجه المهمة تحمل اسماً آخر على الأقل، عادة اسم فان تروستفيك، وقد تعامل مؤرخو الكيمياء عموماً مع فان تروستفيك كشريك أول. لم يقترح أي نظرية خاصة به؛ كان منفذاً ومدافعاً قديراً بشكل استثنائي عن نظرية شخص آخر — نظرية لافوازييه. وقد تم تجاوز إنجازه الرئيسي بسرعة وحشية: في غضون أحد عشر عاماً، كرر ويليام نيكولسون وأنتوني كارلايل تحليل الماء كهربائياً باستخدام كومة فولتا الجديدة، وحصلا على الغازات بشكل نظيف عند أقطاب كهربائية منفصلة، وأسسا فعلياً الكيمياء الكهربائية. أصبحت نسخة ديمان ذات الشرارة الساكنة حاشية في قصة الشيء الذي بدأته.

ما يصمد هو الأولوية والدقة. لقد كان الأول، وكان حذراً، والتجربة التي أجراها في عام 1789 هي نقطة الأصل لتكنولوجيا أصبحت الآن مركزية لخطط الطاقة في العالم. هذا ادعاء حقيقي، ولا يحتاج إلى تضخيم.

الإرث

قرب نهاية حياته، عُين ديمان طبيباً للويس بونابرت، الذي نصبه شقيقه ملكاً على هولندا — وهو تكريم أخير غريب لرجل قضى حياته المهنية في استيراد الكيمياء الفرنسية إلى جمهورية هولندية لم تعد موجودة. توفي في 15 يناير 1808، بعد عام واحد من التعيين.

الجمعية التي ساعد في تأسيسها لا تزال قائمة. وكذلك عبارة السائل الهولندي، التي لا تزال تُستخدم أحياناً للإشارة إلى 1,2-ثنائي كلورو الإيثان. وكل محلل كهربائي للهيدروجين يُبنى اليوم ينحدر، عبر سلسلة طويلة من التحسينات، من تلك اللحظة في عام 1789 عندما مرر طبيب في أمستردام شرارة عبر أنبوب من الماء وشاهده وهو يتفكك.