约翰·鲁道夫·戴曼:拆解水的阿姆斯特丹医生
1789年,在电池发明前十一年,两名阿姆斯特丹人仅利用静电将水拆解,并通过燃烧其成分将其重新合成为水。约翰·鲁道夫·戴曼(Johan Rudolph Deiman)和阿德里安·帕茨·范·特罗斯特韦克(Adriaan Paets van Troostwijk)用摩擦起电机向细水管中释放火花,收集气体,并证明燃烧可使其还原为水。这是历史上首次水的电解实验,由一名执业医生和一名业余商人完成,地点位于当时正滑向政治混乱的国家的一间私人实验室里。
东弗里斯兰的孤儿
戴曼于1743年8月29日出生在东弗里斯兰的哈格,父亲是律师阿尔贝图斯·戴曼,母亲是沃尔克·希德斯。他年幼时母亲去世;父亲在1758年左右去世,使他在十几岁时成为孤儿。他在莱尔的一家药房当学徒——这是一种让失去父亲的男孩无需金钱即可接触科学工作的行业。
在18世纪,药房提供了异常优秀的化学教育。这意味着每天处理试剂、进行蒸馏和结晶,并学习保持制剂的清洁。戴曼随后进入哈勒大学,在阿道夫·伯默尔门下学习医学和哲学,并于1770年以关于生命指征的论文毕业。随后他在阿姆斯特丹开业行医。
圈子
医学维持了他的生计。化学是他余生所从事的事业,而且他是在同伴的陪伴下完成的。他与阿德里安·帕茨·范·特罗斯特韦克的长期合作定义了他们两人的职业生涯,他们周围聚集了一个小团体——包括植物学家兼化学家尼古拉斯·邦特——他们聚在一起以朋友的身份研究化学。1791年,他们将其正式化为“巴达维亚协会”(De Bataafsche Societeit),该协会后来发展成为荷兰皇家化学会。戴曼曾于1783年当选为哈勒姆的荷兰科学协会(Hollandsche Maatschappij der Wetenschappen)成员。
该团体有一个目标。安托万·拉瓦锡的氧化学正在摧毁统治该学科一个世纪的燃素说,而这个荷兰圈子成为了反燃素系统进入荷兰的主要渠道。范·特罗斯特韦克本人在1788年左右就放弃了燃素说。在1790年,这并非一个中立的科学立场;这是对化学领域法国革命的党派承诺,由一群身处即将被革命法国入侵的共和国中的人所做出。
水
1789年的实验是他流传后世的作品。几年前人们才证明水是现在我们所称的氢和氧的化合物,且演示仅朝一个方向进行:燃烧气体得到水。戴曼和范·特罗斯特韦克反其道而行之。利用马蒂努斯·范·马鲁姆在哈勒姆完善的电气设备,他们通过电火花分解水并收集产生的气体,然后通过燃烧将其重新结合。
这种双向证明——拆解、重组、解释一切——是使化学主张具有约束力而非仅仅是暗示的原因。尽管在1789年无人能预见,这也是今天为氢气生产而建造的每台电解槽的祖先形式。
两人继续研究。1790年,他们发表了关于电气机器及其所做实验的论文,对一系列气体和金属氧化物进行了火花放电。在氧气中产生的火花产生了一种刺鼻的气味,他们记录了下来却未理解——那是臭氧,直到半个世纪后才被命名和识别。
荷兰液体
该圈子的另一个持久产品是一种化合物。戴曼与范·特罗斯特韦克和邦特合作,用氯和油气(乙烯,由浓硫酸作用于酒精获得)制备了1,2-二氯乙烷。这种油状产物与该团体联系如此紧密,以至于化学家们称其为“荷兰油”或“荷兰液体”,这个名字沿用了几代人。乙烯长期被称为“油气”,正是因为它能产生这种油。该化合物是有史以来最早被刻意制造的有机氯化物之一,其谱系直接通向下一个世纪的工业化学。
为什么约翰被称为天才
戴曼最优秀作品中展现的品质是实验性而非理论性的:即能够看出一种为特定目的建造的仪器——静电机器,本质上是一种物理演示装置——可以转向化学问题,并得出前人未曾提取出的答案。在学科刚刚形成的时代跨越学科边界,需要一种特殊的想象力。证明的纪律也是如此:在同一篇论文中进行分解和再合成,使得结果无法被反驳。
反面案例是实质性的,值得直言不讳地陈述。戴曼从未独自工作。他的每一个重要成果都至少带有另一个名字,通常是范·特罗斯特韦克,化学史学家通常将范·特罗斯特韦克视为资深合伙人。他没有提出自己的理论;他是他人理论(拉瓦锡理论)的极其出色的执行者和倡导者。而且他的标志性成就被残酷地迅速超越:在十一年内,威廉·尼科尔森和安东尼·卡莱尔用伏打的新电堆重复了水的电解,在独立的电极上干净地获得了气体,并有效地创立了电化学。戴曼的静电火花版本成为了它所开启的故事中的一个脚注。
站得住脚的是优先权和严谨性。他是第一人,他很谨慎,他在1789年进行的实验是现在世界能源计划核心技术的起源点。这是一个真实的主张,不需要夸大。
遗产
在生命接近尾声时,戴曼被任命为路易·波拿巴的御医,路易由其兄长扶植为荷兰国王——对于一个毕生致力于将法国化学引入一个已不复存在的荷兰共和国的人来说,这是一个奇怪的最后荣誉。他于1808年1月15日去世,距离任命仅一年。
他参与创立的协会依然存在。同样,“荷兰液体”这一短语至今仍偶尔用于指代1,2-二氯乙烷。而今天建造的每一台氢气电解槽,经过漫长的改进链条,都源于1789年阿姆斯特丹的一位医生将火花穿过水管并观察其分解的那一刻。
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