קארל בוש: המהנדס שהאכיל חצי מהעולם
כשליש מכל המזון המגודל על פני כדור הארץ מדי שנה תלוי באמוניה המיוצרת בתגובה תעשייתית אחת, ותגובה זו מקיימת קרוב למחצית מבני האדם החיים כיום. פריץ הבר (Fritz Haber) הדגים זאת במעבדה. קארל בוש – מטלורג בהכשרתו שהצטרף לחברת צבעים ככימאי זוטר – הוא הסיבה לכך שהדבר קיים בקנה מידה של יבשת ולא על מדף במעבדה.
קלן, מתכת ומכונות
הוא נולד בקלן ב-27 באוגוסט 1874, בנו של קארל פרידריך אלכסנדר בוש, ספק מצליח של גז ואינסטלציה, ואחיינו של רוברט בוש (Robert Bosch), חלוץ מצתים ששמו עדיין מתנוסס על חלקי רכב. למלאכה המשפחתית הייתה חשיבות. בעוד שרוב הכימאים הגדולים של התקופה הגיעו לתעשייה ממדע טהור, בוש הגיע למדע מצינורות, שסתומים ולחץ.
השכלתו הרשמית משקפת את אותם חיים כפולים. החל משנת 1894 למד מטלורגיה והנדסת מכונות בבית הספר הטכני הגבוה (Königlich Technische Hochschule) שרלוטנבורג, המוסד שהפך לאוניברסיטה הטכנית של ברלין. רק לאחר מכן עבר לכימיה, עבר לאוניברסיטת לייפציג כדי לעבוד תחת יוהנס ויסליצנוס (Johannes Wislicenus) וקיבל את הדוקטורט שלו בכימיה אורגנית בשנת 1898. במילים אחרות, הוא היה מהנדס מכונות שלמד כימיה בשלב השני – היפוך שיתברר כגורלי. הוא נשא לאישה את אלזה שילבך בשנת 1902; נולדו להם בן ובת.
משרה התחלתית ב-BASF
בשנת 1899 הצטרף לחברת BASF (Badische Anilin- und Sodafabrik), שהייתה אז חברת הכימיקלים והצבעים הגדולה בגרמניה, בתפקיד זוטר. משימותיו הראשונות נגעו לאינדיגו סינתטי, עסקי הצבעים שהיוו את הונה של BASF. חנקן הגיע מאוחר יותר, והוא הגיע כמשבר לאומי בהילוך איטי: החקלאות האירופית הייתה תלויה בייבוא חנקות מצ'ילה, וכל צופה רציני הבין שהאספקה מוגבלת ובזמן מלחמה, ניתנת לחסימה על ידי כל צי שיבחר בכך.
פריץ הבר פתר את הבעיה הכימית בין השנים 1908 ל-1909, והדגים כי ניתן לשלב חנקן אטמוספרי ומימן לאמוניה מעל זרז בטמפרטורה גבוהה ובלחץ גבוה מאוד. למה שהיה להבר היה מתקן שולחני שהפיק טיפות. מה שהעולם היה זקוק לו היה טונות.
בעיית התרגום
בין 1909 ל-1913 ביצע בוש את אחד ממעשי התרגום הגדולים בהיסטוריה התעשייתית. כמעט שום דבר מההדגמה של הבר לא שרד את המעבר לקנה מידה גדול, וכל כישלון היה תחום נפרד.
Twenty questions, eight minutes on the clock, and a percentile measured against everyone who has taken it. No sign-up.
Take the IQ test →הזרזים היו החומה הראשונה. כפי שמתואר בדו"ח של קרן נובל, "זרזי הבר, אוסמיום ואורניום היו צריכים להיות מוחלפים בחומר מגע שיהיה גם זול יותר" – כאשר אוסמיום הוא אחת המתכות הנדירות ביותר על פני כדור הארץ, ואורניום יקר בצורה הרסנית. הצוות של בוש ביצע חיפוש אמפירי עצום והגיע לברזל טהור עם מקדמים ותוספים, פתרון שעדיין נמצא בשימוש.
לאחר מכן הגיעו המכונות, שלא היה להן כל תקדים. הוא נאלץ לתכנן מדחסים שיכלו להחזיק מאות אטמוספרות ברציפות ולא רק לזמן קצר; תנורי לחץ גבוה שלא יכשלו בצורה קטסטרופלית; אספקת מימן טהורה מספיק וזולה מספיק כדי להזין מפעל מסביב לשעון; ומערכת להפרדה וטיפול באמוניה בקצה התהליך. כל אחד מאלו היה, בשנת 1910, בעיה לא פתורה בחומרים ובהנדסת מכונות ולא בכימיה, והכשרתו של בוש בשארלוטנבורג במתכות ובמכונות היא בדיוק הסיבה מדוע הוא יכול היה לראות אותם ככאלה.
מפעל החנקן הראשון נפתח באופאו (Oppau) בשנת 1913. ה-Leunawerke הגדול בהרבה ליד מרזבורג (Merseburg) הגיע בשנת 1917. יחד הם הפכו תוצאה מדעית לנכס אסטרטגי, ותהליך הבר-בוש – המייצר כיום כ-100 מיליון טונות של דשן חנקני בשנה, וצורך יותר מאחוז מכל האנרגיה שהאנושות מייצרת – הפך לבסיס הבלתי נראה של החקלאות המודרנית ושל המהפכה הירוקה שבאה בעקבותיה.
לחץ גבוה כשיטה כללית
התובנה האמיתית של בוש הייתה שכלי הלחץ אינו פתרון חד-פעמי לאמוניה אלא כלי לשימוש כללי. לאחר מלחמת העולם הראשונה הוא הרחיב את אותה הנדסת לחץ גבוה לסינתזת מתנול, לתהליך בוש-מייזר (Bosch–Meiser) לייצור אוריאה, ולהידרוגנציה של פחם לדלק נוזלי באמצעות התהליך של פרידריך ברגיוס (Friedrich Bergius). זה היה הטיעון שהוכר בפרס נובל לכימיה לשנת 1931 כאשר הוענק במשותף לבוש ולברגיוס "על תרומתם להמצאה ופיתוח של שיטות כימיות בלחץ גבוה" – פרס נובל הראשון בכימיה שניתן למהנדסים על הנדסה.
הוא עלה בסולם הדרגות בהתאם: מנכ"ל BASF ב-1919, מנהל ב-I.G. Farbenindustrie עם הקמתה ב-1925, יו"ר מועצת המנהלים שלה מ-1935, ונשיא אגודת קייזר וילהלם (Kaiser Wilhelm Society) מ-1937. הכבוד הצטבר – מדליית ליביג (Liebig Medal) ב-1919, דוקטורט לשם כבוד מקרלסרוהה ב-1918, טבעת ורנר פון סימנס (Werner von Siemens Ring) ב-1924, מדליית בונזן, ומדליית וילהלם אקסנר (Wilhelm Exner Medal) ב-1932.
מדוע קארל מכונה גאון
היכולת המדוברת אינה תובנה תיאורטית; בוש לא גילה חוק טבע, ומעולם לא טען זאת. היא נדירה וקשה יותר לתיאור: היכולת להחזיק מערכת תעשייתית שלמה בראש בבת אחת, ולראות שתוצאה כימית היא למעשה בעיית מטלורגיה, בעיית מדחס, בעיית טוהר גז ובעיית ניהול חום הלובשת מעיל של כימאי. הוא לא סתם הגדיל את המכשיר של הבר. הוא בנה מחדש כל רכיב שלו מעקרונות ראשוניים, בחומרים שעדיין לא היו קיימים באופן מהימן, בלוח זמנים צפוף.
ועדת נובל כיבדה אותו על המצאת הכימיה בלחץ גבוה כשיטה, לא על מוצר אחד. חברי המוסד למהנדסים כימיים בחרו בבוש ובהבר יחד למהנדסים הכימיים המשפיעים ביותר בכל הזמנים. והחשבון הפשוט – שליש מהמזון בעולם, מחצית מאוכלוסיית העולם – הוא סוג של טענה שבדרך כלל שמורה לציוויליזציות ולא ליחידים.
ראוי לציין את טענת הנגד. הכימיה הבסיסית הייתה של הבר, והנובל של בוש ניתן על קנה מידה, לא על תגלית; אסכולה אחת גורסת שמדובר במיומנות, מרהיבה ככל שתהיה, ולא באינטלקט. גם המורשת אינה נקייה. הוא בנה ואז הוביל את אי גה פארבן (IG Farben), הקרטל העצום שבדצמבר 1933 קיבל הבטחות מחיר ורכישה מממשל היטלר כדי להרחיב את ייצור הנפט הסינתטי. והתהליך שלו צורך כיום יותר מאחוז מהאנרגיה העולמית ומציף את הביוספרה בחנקן תגובתי. גאונות כאן היא אמיתית ואינה זהה לחפות.
התבוסה הארוכה
העשור האחרון היה עגום. בוש האמין בשיתוף פעולה מדעי בינלאומי פתוח ובפיקוח מדינתי מינימלי על המחקר, עמדות שלא היו בנות-קיימא בגרמניה הנאצית. הוא התנגד למדיניות האוטרקי והמדכאת של המשטר החל מ-1933 ואילך והיה מבקר גלוי של האנטישמיות שלו, והוא נודה בהדרגה בשל כך – תפקיד היו"ר שלו מ-1935 היה בעיקר טקסי, והוא נושל בהדרגה מסמכויותיו. הוא שקע בדיכאון ובאלכוהוליזם ומת בהיידלברג ב-26 באפריל 1940.
הנחמות שלו תמיד היו במקומות אחרים: הוא היה אספן נלהב של חרקים, מינרלים ואבני חן, השאיל דגימות מטאוריטים ומינרלים לאוניברסיטת ייל (Yale) שסמית'סוניאן (Smithsonian) רכש בסופו של דבר, והחזיק מצפה כוכבים פרטי. האסטרואיד 7414 Bosch נושא את שמו. זוהי אנדרטה הולמת לאדם שבילה את חיי עבודתו בהוכחה שניתן לקצור את השמיים.