20世紀(jì)前期德國諾貝爾獎的高產(chǎn)成因芻議

夏　釗

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20世紀(jì)前期德國諾貝爾獎的高產(chǎn)成因芻議

夏釗

摘要：在國家統(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)初德國成為世界科學(xué)活動中心。這一時期，德國涌現(xiàn)眾多頂尖科技人才和科技成果。由于諾貝爾獎的授獎對象是在科學(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)初德國科學(xué)家的卓越表現(xiàn)成為20世紀(jì)前期德國高產(chǎn)諾貝爾獎的直接原因。除此之外，愛國主義精神的激勵、社會需求的拉動和工業(yè)技術(shù)的支持，也構(gòu)成當(dāng)時德國高產(chǎn)諾貝爾獎的重要原因。

關(guān)鍵詞：德國；諾貝爾獎；勒納德；哈伯；科赫；埃利希

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

表1　美、德、英、法等國諾貝爾獎獲獎數(shù)統(tǒng)計

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

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

那么，20世紀(jì)前期德國高產(chǎn)諾貝爾獎的原因究竟為何？

圖11901—1960年美、德、英、法獲諾貝爾獎的數(shù)量

一、已有研究結(jié)論

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

第一，1871年德國實現(xiàn)國家統(tǒng)一，資本主義工業(yè)化的高速發(fā)展對科學(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*邢來順：《19世紀(jì)德國統(tǒng)一運動的再思考》，《華中師范大學(xué)學(xué)報》(人文社會科學(xué)版)2005年第3期。。第二，19世紀(jì)德國的教育改革，為中等教育引入自然科學(xué)知識*戴繼強、方在慶：《德國科技與教育發(fā)展》，北京：人民教育出版社，2004年，第27～28頁。，為高等教育確立“對科學(xué)的追求”和“個性與道德的修養(yǎng)”的雙重任務(wù)*張雪：《19世紀(jì)德國現(xiàn)代大學(xué)及其與社會、國家關(guān)系研究》，武漢：華中師范大學(xué)，2012年，第65頁。，使注重科研的高等教育成為推動德國走向現(xiàn)代化的引擎*駱?biāo)你懀骸逗楸だ砟钆c德國高等教育發(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)中心在德國形成的原因初探》，《求實》2002年第11期。，科研院所、協(xié)會、實驗室等機構(gòu)的成立使德國的科學(xué)研究迅速體制化，專業(yè)化的協(xié)會和實驗室極大地提高了相關(guān)科技領(lǐng)域的研究效率。第四，德國哲學(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)通過對科學(xué)的啟蒙以及與科學(xué)的緊密結(jié)合成為德國科學(xué)發(fā)展的先導(dǎo)*宋清波：《論哲學(xué)對德國成為世界科學(xué)中心的影響》，《江漢論壇》2010年第6期。。

可以說，國家統(tǒng)一為德國科技發(fā)展提供了穩(wěn)定的社會環(huán)境和強烈的社會需求；教育改革為德國科技發(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)。這些無不說明當(dāng)時德國的社會背景中存在不少有助于促進科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的因素。然而，德國20世紀(jì)初期何以能獲得如此之多的諾貝爾獎？要對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)德國科學(xué)的興隆

進入19世紀(jì)后，德國的科學(xué)很快迎來興隆期，并迅速超越法國和英國，成長為世界科學(xué)活動中心。

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)對能量守恒定律的建立做出了巨大貢獻；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)明了分析有機化合物的新方法；凱庫勒(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)的吉森實驗室更是成為當(dāng)時歐洲化學(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；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)陳其榮和廖文武對諾貝爾自然科學(xué)獎的研究，一個科學(xué)成就從誕生到獲得諾貝爾獎平均需要16.5年 ，也就是說一個科學(xué)成就要得到人們的認(rèn)可需要經(jīng)歷一段檢驗期。見陳其榮、廖文武《科學(xué)的精英是如何造就的——從STS的觀點看諾貝爾自然科學(xué)獎》，上海：復(fù)旦大學(xué)出版社，2011年，第62頁。。這為德國學(xué)者在科學(xué)界贏得了良好聲譽，也對他們后來接連不斷地獲得諾貝爾獎起到鋪墊作用。實際上，德國20世紀(jì)前期的很多諾貝爾獎得主的科研工作都是對這一時期工作的繼承與發(fā)展，甚至就是在這一時期展開的。由于諾貝爾獎的授獎對象是那些在科學(xué)領(lǐng)域中做出最重大發(fā)明或發(fā)現(xiàn)的人*諾貝爾獎委員會網(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)成就的德國獲得最多的諾貝爾獎也就順理成章。

三、名師出高徒現(xiàn)象

19世紀(jì)德國科學(xué)的興隆，為德國吸引了一大批世界頂尖級科學(xué)家。這些科學(xué)家來到德國后，大都集聚在研究型大學(xué)中。資料顯示，1901—1939年德國諾貝爾獎得主中的85%都是在德國的大學(xué)中接受的高等教育*參見楊建鄴《20世紀(jì)諾貝爾獎獲獎?wù)咿o典》。根據(jù)書中記載的諾貝爾獎得主的生平可知，這段時間德國獲得諾貝爾獎的35人中僅有2人在瑞士讀博，2人在法國讀博，1人在俄國讀博，其他均在德國攻讀博士。，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)都追隨過費歇爾；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。

由于是緊密的師承關(guān)系，所以師父不僅毫無保留地將自己的研究經(jīng)驗與訣竅傳遞給下一代，而且還將自己的社會資源共享給下一代。在德國，博士生*當(dāng)時德國的博士制度與現(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)系既強調(diào)學(xué)術(shù)知識的代際傳承，也注重品德修養(yǎng)的衣缽相傳* 張凌云：《德國與美國博士生培養(yǎng)模式研究》，武漢：華中科技大學(xué)，2010年，第95頁。。除科學(xué)知識與研究經(jīng)驗和訣竅外，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，諾貝爾獎得主通常都擁有比較多的社會資源，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)成果和社會資源，從而進入核心學(xué)術(shù)圈。

簡言之，借助科技和教育的領(lǐng)先地位，德國的學(xué)生在本國就可以受到最好的教育。而且?guī)缀趺恳凰聡髮W(xué)中都有多名世界頂尖的科學(xué)家，以致青年學(xué)者更愿意留在德國工作。這種優(yōu)勢積累效應(yīng)的結(jié)果是，德國科學(xué)的影響力不斷擴大，德國的科學(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奠定了堅實的科學(xué)基礎(chǔ)和社會基礎(chǔ)。

接下來，本文將通過三個典型案例進一步揭示德國諾貝爾獎獲獎群體的特征，以加深對德國20世紀(jì)前期何以能獲得那么多諾貝爾獎問題的理解。

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歲時才進入教會學(xué)校，中學(xué)時進入實科中學(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)實驗設(shè)備，進行物理、化學(xué)實驗。他還曾利用整個暑假研究當(dāng)時興起的攝影術(shù)。

在未出版的自傳中，勒納德寫道：“當(dāng)高中生活結(jié)束時，一陣痛苦的空虛感充滿了我的生活?！彼母赣H想讓他繼承家族事業(yè)，但是勒納德想要繼續(xù)念書。經(jīng)過長時間的爭論后，他的父親暫時同意他念書，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)。勒納德對酒化學(xué)并不感興趣，經(jīng)過幾個枯燥的學(xué)期后，勒納德加入了父親的生意。

然而，勒納德內(nèi)心中對科學(xué)的向往并沒有減少，德國科學(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的錢前往德國。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)了四個學(xué)期，又在柏林大學(xué)學(xué)習(xí)了兩個學(xué)期。當(dāng)時德國的大學(xué)中大師云集，在名師的指導(dǎo)下，勒納德很快進入科學(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》(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，曾與他的老師維吉爾·克拉特(Virgil Klatt)一同進行過物理研究，但當(dāng)時并沒有做出什么重大成果。此時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重要的領(lǐng)域——磷光現(xiàn)象，勒納德在這個領(lǐng)域耕耘了40多年。

在海德堡大學(xué)做了三年的助理后，勒納德去英國待了半年，就職于“倫敦城市和工會中心研究所”的電磁和工程實驗室。1891年4月1日勒納德來到波恩大學(xué)，成為著名電磁波專家赫茲的助理。赫茲曾研究過陰極射線，他發(fā)現(xiàn)使用陰極射線轟擊鋁箔時，鋁箔底部會發(fā)光，但是由于工作繁忙赫茲一直沒有進行相關(guān)的實驗。在得知勒納德對陰極射線感興趣后，赫茲讓其進行相關(guān)的實驗研究。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。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。正如勒納德后來所說：“這一發(fā)現(xiàn)第一次使得完全純粹的實驗成為可能?！?905年，勒納德因為對陰極射線的實驗研究，獲得諾貝爾物理學(xué)獎*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)了德國社會對科學(xué)家的影響。富有的家庭背景使他從小接受良好的教育，并進入當(dāng)時主要教授自然科學(xué)的實科中學(xué)。在中學(xué)物理老師的帶領(lǐng)下，他接觸到當(dāng)時物理實驗的前沿，并在家中進行相關(guān)的實驗，這都激起他對自然科學(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)，使其很快進入核心科研領(lǐng)域。尤其是后來跟隨赫茲學(xué)習(xí)，使他得以進一步研究陰極射線，并因此獲得諾貝爾獎。可以說，勒納德是站在巨人的肩膀上成長為巨人的。

勒納德的經(jīng)歷并不是孤例，從德國諾貝爾獎得主的學(xué)習(xí)背景來看，大部分的諾貝爾獎得主都師從名師，他們的工作也都受到前人的影響或啟發(fā)。因此，當(dāng)時德國的科學(xué)家通過對前人工作的繼承與發(fā)展，形成了一個強大的科學(xué)共同體，從而使他們更有獲得諾貝爾獎的條件和可能。

五、愛國主義者哈伯

德國的科學(xué)家為了祖國的統(tǒng)一和富強，大都懷有報效祖國的志向，力爭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)濟領(lǐng)域，以提高國家的綜合實力。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)時都曾參軍，利用掌握的科學(xué)知識服務(wù)于戰(zhàn)爭；拜耳、哈伯(Fritz Haber，1868—1934)、博施(Karl Bosch，1874—1940)等在化工領(lǐng)域打破國外的壟斷，為社會經(jīng)濟和軍事的發(fā)展提供保障；勒納德、斯塔克(Johannes Stark，1874—1957)等更是在納粹時期走向極端的民族主義。其中，哈伯可以說是受愛國主義影響進行科學(xué)研究的典型代表。

1868年12月9日，弗里茨·哈伯生于德國西里西亞的布雷斯勞(現(xiàn)為波蘭的弗羅茨瓦夫)的一個猶太人家庭。父親齊格弗里德·哈伯(Siegfried Haber)是德國最大的天然靛青進口商。哈伯在當(dāng)?shù)亟邮芰苏?guī)的初等和中等教育。中學(xué)時，哈伯受家庭環(huán)境的熏陶，對化學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣，在家中進行了大量的化學(xué)實驗。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，哈伯不可避免會遭遇種族歧視的情況。盡管在德國統(tǒng)一之后種族歧視有所減弱，但是人們對猶太人的偏見仍然無處不在。不過，生性樂觀的哈伯并沒有為此而感到煩惱。后來，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精神，貢獻出科學(xué)成就，國家就會承認(rèn)他們的價值，并最終接受他們。他夢想所有的猶太人都可以轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代的德國人，共同為德國的繁榮而努力。

受家庭和社會兩方面的影響，哈伯的愛國主義信念不斷加強。為實現(xiàn)德國繁榮發(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。他堅信科學(xué)可以帶領(lǐng)民族、國家屹立于世界之林。

19世紀(jì)，德國科學(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)略價值。氮元素既可以用來生產(chǎn)化肥，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，也可以用來生產(chǎn)炸藥，提升軍事力量。然而，由于德國本土資源稀少，又沒有可以提供硝石的殖民地，長期以來德國非常依賴對智利硝石的進口。如果擁有強大海軍的英國封鎖了德國從南美進口硝石的通路的話，德國的農(nóng)業(yè)和軍事將會遭到致命的打擊。為了防止這一災(zāi)難的發(fā)生，唯一的方法就是找到德國自己生產(chǎn)肥料和火藥的方式，而不再依賴國際貿(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。許多德國化學(xué)家出于國家戰(zhàn)略的需求，都投入利用氮氣和氫氣合成氨的研究中，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，作為德國化學(xué)部門派出的大使，哈伯參加了美國電化學(xué)學(xué)會年會，目的是促進大西洋周邊的友好協(xié)作。同時他還是一名間諜，目的是窺探競爭對手的實力*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，哈伯立即意識到這項技術(shù)對德國的重要性?；貒?，哈伯便開始著手從事電弧法固氮研究，但因?qū)嶒炦M展不夠理想，故從1904 年開始他將研究重點轉(zhuǎn)向合成氨。經(jīng)過多年的努力，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。

一戰(zhàn)期間，哈伯積極為德國的戰(zhàn)爭服務(wù)，并曾謀劃化學(xué)戰(zhàn)。戰(zhàn)后，作為戰(zhàn)敗國，德國陷入了極其險惡的經(jīng)濟困局。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，萌發(fā)了從海水中提煉黃金以支付戰(zhàn)爭賠款的想法*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誤的，但是哈伯為了國家利益而從事科學(xué)研究的精神卻始終如一。

堅持國家利益高于一切的愛國主義信念普遍存在于當(dāng)時的德國諾貝爾獎獲獎群體之中。愛國主義促使科學(xué)家將科學(xué)研究與國家利益聯(lián)系起來，成為德國科學(xué)家從事研究不竭的精神動力。

六、在社會需求與技術(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)說的確立為現(xiàn)代醫(yī)學(xué)奠定了基礎(chǔ)。這一時期，德國科學(xué)家對細(xì)菌致病學(xué)說做出了開創(chuàng)性的貢獻。除了個人的努力之外，德國科學(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)時德國社會對生物醫(yī)學(xué)迫切需求的推動，以及工業(yè)技術(shù)對微生物學(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，使德國社會對公共衛(wèi)生和衛(wèi)生學(xué)產(chǎn)生巨大的需求。19世紀(jì)80年代，為了消除工人階級與德國社會的隔閡，俾斯麥設(shè)計了意外和健康保險的政策，這一政策又刺激了醫(yī)療護理和服務(wù)消費的快速增長。此外，軍隊對士兵健康護理的需求，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政府大力推動醫(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需求的驅(qū)動下取得巨大進展。

羅伯特·科赫是最先抓住這一機遇的人。他經(jīng)常要求政府增加對他開展科學(xué)和醫(yī)學(xué)研究的財政支持，并且總是極富技巧性地提出他的科學(xué)計劃，證明其對解決德國社會問題的重要意義。例如，拜訪軍事委員會時，他著重強調(diào)細(xì)菌學(xué)研究對軍事目的的重要性；去殖民部門時，他強調(diào)他的研究成果對瘧疾等熱帶疾病的防控作用；到文化部時，他表明對其獨立的研究學(xué)會的支持將會確保德國在細(xì)菌學(xué)領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)地位，遠(yuǎn)超法國和美國*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。進入19世紀(jì)后，隨著技術(shù)的進步，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，英國的光學(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，德國光學(xué)機械工業(yè)迅猛崛起，使得德國顯微鏡的質(zhì)量不斷提高，以至德國的微生物學(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。。先進顯微鏡的問世，使德國的科學(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顯微鏡也看不到，因為它們往往是透明的。在顯微鏡下，水是透明的，血清也是透明的，白細(xì)胞看起來像白色的斑點，細(xì)菌則像鬼影，想仔細(xì)觀察組織切片幾乎不可能，因為所有的東西都相互混在一起*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，長沙：湖南科學(xué)技術(shù)出版社，2011年，第71頁。。如何辨明這些透明物質(zhì)成為一個難題，而德國染料工業(yè)的發(fā)展為解決這一難題做出了巨大貢獻。

19世紀(jì)中期，合成染料工業(yè)誕生于英國。1857—1867年間，英法的染料工業(yè)居于絕對領(lǐng)先地位。但是從70年代開始，德國的染料工業(yè)飛速發(fā)展，開始超越英法。1878年，德國染料產(chǎn)量占世界的47%～50%，1883年占60%，1896年占72%，1900年占80%～92%，處于絕對領(lǐng)先地位*樊春良：《19世紀(jì)德國合成染料工業(yè)的興起》，《自然辯證法通訊》1997年第2期。。德國的有機化學(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。利用染料對組織切片進行適當(dāng)?shù)娜旧就该鞯募?xì)胞和細(xì)菌便從背景中凸顯出來，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。，這使微生物學(xué)研究獲得突破性進展。

與科赫同一實驗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入人體殺死病原體，從而使病人康復(fù)。后來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驗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·貝林一起對白喉進行研究，通過給病人注射抗毒素來治療白喉。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。

德國在生理學(xué)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域取得的輝煌成就深刻反映了社會需求對科學(xué)研究的拉動以及技術(shù)進步對科學(xué)研究的促進作用。其實，在軍事、農(nóng)業(yè)等需求的拉動下，德國的物理學(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)、布勞恩對無線電報的改進都是很好的例證?？梢哉f，社會需求的拉動和工業(yè)技術(shù)的支撐是德國得以高產(chǎn)諾貝爾獎的另一個重要原因。

七、結(jié)語

基于上述考察，可以得出以下幾點結(jié)論：

首先，國家統(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科技的發(fā)展創(chuàng)造了有利條件，促使德國在19世紀(jì)發(fā)展為世界科學(xué)活動中心。在科技優(yōu)勢和教育優(yōu)勢的雙重作用下，德國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)，使德國在諾貝爾獎上的豐收成為必然。

其次，追求民族強盛的愛國主義不僅是德國實現(xiàn)國家統(tǒng)一、走上現(xiàn)代化道路的精神動力，而且是推動教育改革、促進科技發(fā)展的力量之源?？茖W(xué)服務(wù)于國家利益的信念，使得德國的科學(xué)家們?yōu)榱俗鎳姆睒s富強，積極從事前沿科學(xué)研究，并形成德國諾貝爾獎獲獎群體獨特的精神特征。

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諾貝爾獎得主從事科學(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)研究提供了財政和制度上的保障。

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

責(zé)任編校：余沉

DOI：10.13796/j.cnki.1001-5019.2016.04.003

中圖分類號：N19

文獻標(biāo)識碼：A

文章編號：1001-5019(2016)04-0022-07

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