四、事业的顶峰

⋯⋯种种事实积累起来了。证实着推测出来的数学上的依赖关系。这些材料需要整理和概括加以系统化。范霍夫产生了撰写一部《化学动力学概论》的想法。他通常是晚间在家里写稿，舒适地坐在壁炉旁的圈椅上，把一个大笔记本放在膝上，就写了起来。这时他的妻子也总是坐在这里读书。

仁妮·范霍夫夫人是一位有学识的人，她和所有的荷兰妇女一样，非常善于操持家务。她不仅把家务和照顾孩子们的事情安排得很好，而且还善于为自己的丈夫营造真正的创作环境。因此，《化学动力学概论》就是晚间在家中清静和安宁的环境中诞生的，这部书在欧洲引起了广泛的影响。范霍夫

在书中探讨的不仅是与化学反应速度有关的问题。关于温度对化学平衡的影响和化学亲合力的问题，他专门写了一章。书中所涉及的许多问题都是一些有争论的问题；科学界存在许多争论的问题、理论，这些理论的拥护者形成了两个阵营。范霍夫的结论与布朗、赫尔姆霍茨和艾伦德的意见相吻合，证明贝特罗、汤姆森和艾克斯纳尔的观点是不正确的。范霍夫完全无可争辩地证实了反应速度和化学平衡之间的依附关系。

当体系达到化学平衡以后，体系中正向反应速度等于逆向反应速度。然而平衡状态却取决于温度。范霍夫认为自己的主要任务之一，是做出表明温度与平衡常数之间依附关系的数学公式的结论。在这项工作中，在确定这样一些乍看起来毫无共同之处的科学领域之间的依附关系方面，特别明显地表现出这位科学家的卓越才能。特别是，范霍夫将平衡过程和热量理论以及热力学联系起来了。

热量理论确定了各种能量的相互转换，而热力学则指出了这些转换得以实现的条件。范霍夫的理论研究成果，是建立了反应温度及其热效应与平衡常数在数学方面的依赖关系。这些结论特别表明，在一定的平衡系统中提高温度时，就会产生消耗热量的那种反应。范霍夫用数学方法证实了在他之前由勒夏特里提出的，并由布朗加以发展的平衡移动原理。

《化学动力学概论》并未立即引起人们的注意。可是，正如范霍夫关于分子的空间结构的第一篇论文一样，这部著作是逐渐地引起科学家们注意的。第一个评价它的优点的是斯万特·阿伦尼乌斯。他在乌普萨拉市发行的

《北欧评论》杂志上发表了一篇详细的述评，强调指出这部著作对物理化学发展的特殊意义，指出它对化学上一系列主要问题的发展具有决定性的影响。

范霍夫的成就给他的亲人们也带来了欢乐，老范霍夫特别注意儿子的成就。这位拜伦的崇拜者对于有独创才能的人的创造总是感到高兴，现在他确信，他的儿子总有一天会在那些天才中间占一席。所以当范霍夫的父亲从仁妮的信中得知他儿子的科学著作在瑞典得到了高度评价时，立即写信给他： “你的成就首先是你引以为自豪的事，可是，你也应当知道，这对我更

加重要，因为我可以从旁观察事物，公正地评价它们，虽然这对我说来相当困难。很遗憾，我不懂瑞典文，不能阅读评论的全文。仁妮告诉我的那些， 还不能使我满足。我想多知道一些。亨利，请你照顾我，把它译成荷兰文。”

范霍夫把信递给妻子。 “仁妮，你说怎么办呢？你能不能满足父亲的要求？” “我来试一试，不用说，我需要一部字典。”

第二天，范霍夫回家时带来了一本厚厚的瑞典文字典。和往常一样，他又坐在壁炉旁边埋头工作，而仁妮则打开评论，动手翻译。她对语言有特殊才能，只花了几个晚上的时间，就完成了使老范霍夫感到极其高兴的一篇非常好的译文。

然而，这部著作的问世，并不意味着反应速度和化学平衡的研究工作结束了。现在已经不是为寻找理论根据而需要事实，相反地是需要用理论来说明具体情况。范霍夫把新的理论也应用到给这位理论家带来首次巨大成功的立体化学假说方面来了。当范霍夫的弟弟在学校修完了全部课程以后，来到哥哥的实验室开始准备学位论文时，范霍夫自己却又回过头来研究立体化学假说，尽管当时他的助手们都在研究化学动力学。

“当勒贝尔的文章和我的文章在巴黎化学学会的会议上展开讨论时，” 范霍夫开始说道，“贝特罗提出了许多意见，证明我们的理论不够完善。的确，这些意见很有意思。显然我和勒贝尔是在彼此毫无联系的情况下得出了同一结论，但是我们俩都忽略了巴斯德早已发现的第四种类型的酒石酸—— 内消旋酒石酸。它像外消旋混合物一样，也不是旋光的，但是与外旋混合物不伺的是，无论在什么条件下，也不能把内消旋石酸分解为旋光对映体。这就证明，它的分子具有使它没有旋光活性的特殊结构。”

“可是，与酒石酸有关的全部问题已经弄清楚了。”弟弟对范霍夫提出异议。“已经查明，两个不对称的碳原子具有相反的空间结构：一个左旋， 另一个右旋，因而分子就是非活性的。”

“一种理论，毕竟是只有在它的全部预见能够为试验所证实的时候才能成立。你来研究这个课程。我们就拿苹果酸作个开头吧。按照理论，这种碳可能有这些异构物。”范霍夫在一页纸上列出了一个个化学式，“我们的任务，就是合成这些异构物。”

完成这个任务并不是轻而易举的，它要求实验家具有高超的技能。范霍夫极其顽强地提高自己作为一个实验家的技能。他凭借巧妙的构思，往往是用简单的试验方法来达到这个目的。这位科学家几乎总是能够事前断定试验能否成功，而一旦遭到失败，也能立即提出新的方案。

他弟弟的研究工作是准确地按计划进行的。1885 年底，弟弟通过了博士论文答辩。不久，他就把自己的研究成果发表在题为《对苹果酸认识的贡献》一文中。

这时，范霍夫和他的助手们注意到另一类现象，这些现象已经成了广泛的理论研究和实验研究的对象。范霍夫对普菲弗尔的渗透压力定律以及乌拉尔研究稀溶液性质的工作发生了兴趣。

渗透现象是 1748 年法国人让·安图瓦·诺勒发现的。诺勒是法国科学家， 克莱蒙和雷米尔的学生，纳瓦尔学院的实验哲学教授，以发现渗透现象和研究电学著称。诺勒把猪膀胱紧绷在装满酒精的圆筒口上，然后把它放入盛着水的大容器内。经过一段时间后，猪膀胱就鼓胀起来，因为圆筒中的压力升高了；这时用针把膀胱膜戳个孔，就有一股强有力的酒精开始从圆筒中喷出。后来查明，起半渗透膜作用的植物细胞和动物细胞也有同样的功能。生理学教授普菲弗尔提出必须给渗透压下个准确的定义，这是很自然的。在进行研究时，他便用了 1％的糖溶液，出乎意料地得到了良好的效果。

范霍夫不打算重复普菲弗尔的试验。因为他从普菲弗尔的论文中，发现这位科学家的工作具有高度的精确性，用普菲弗尔设计的渗压计测定水柱的高度是无可置疑的。诺勒曾断定压力只是由于水造成的，因为水分子可以通过隔膜，而酒精分子就不能通过。难道可以接受诺勒的这种解释吗？对糖溶液的解释也有类似的情形。许多个夜晚，范霍夫都是坐在壁炉旁的圈椅上， 而他的笔记本却仍然是空白的。他想找到理论上的解释，并用数学的依属关系来加以阐明。

“为什么不把“水—半透膜—溶液”这种渗透压力计系统想象为带活塞的圆筒呢？溶液位于圆筒的底部，活塞是隔膜，它的上面是水。这本来是热力学的基本方法，气体热力学的原理同样适用于稀释溶液的特性。”

范霍夫画了一个带活塞的圆筒，活塞下面的空间写上“溶液”，而上边写上“水”。由溶液指向水的箭头，表明溶液中存在着把活塞向上顶的力。

“首先应当考虑，在渗透压力的作用下使活塞向上移动时如何作功；但也可以从相反的方向考虑，要使活塞克服渗透压而返转向下时，应如何作功？”

范霍夫进行了数学计算，一页纸上写满了公式，这就是那个最后的结果！ “真想不到！恰好与气体的关系完全一样！和克拉柏隆—克劳胥斯方程

式完全不同！”范霍夫取了另外一张白纸，再次进行了全部计算。“还是那样的结果！渗透压定律和气体定律相同。设想从容器中除去溶剂，假如连常数也含有同样的值，那么就可以把稀溶液的溶质分子作为气体分子来研究。根据普菲弗尔的数据，可以把常数计算出来。”他又把笔记本拿了起来，笔尖在纸上迅速地滑动着。对于糖溶液来说，它具有气体那样的常数值，完全相同。

第二天，在演讲结束后，范霍夫把全体助手集合在一起。 “尊敬的同事们！请大家暂时停止一切工作，必须根据我们现有的试验

数据，计算出一个常数来，今后还要进行补充的研究工作。”

在讲演开始之前，一清早他就将自己昨天的计算数字告诉过大家。所以他的请求没有使任何人感到惊奇，大家都做好了开始工作的准备——耐心地计算，计算、再计算。范霍夫取了一份实验记录，从中摘出了必要的数据， 开始代入公式中。范德文特准备好几个计算数据。当他走到范霍夫跟前把纸片交来时，他的面部表情是严肃而又精神专注的。他俩默不出声地瞧着这张纸片。这是非常惊人的结果！

“这就是说，氯化钠溶液不受这种规律的支配。”范霍夫断定地说。 “很有趣的事实是，各种不同的浓度，会得出各种不同的常数值。”范

德文特说道。

“可是，我这里的各种浓度的甘油溶液都得出了与气体常数相符的值。” 科亨说道。

“结果是，我们找到的规律只适用于一定的物质，也许，我们正处在一个新的发现的起点上。⋯⋯”

实验室里的工作沸腾起来了，计算、复核、再计算⋯⋯在范霍夫的写字台上，一叠叠写满了计算数字的纸片越来越高了。他把它们加似整理，将结果填入表中。对有机物的溶液来说，规律性是准确的；而对盐、酸、碱溶液来说，却得出了奇怪的结果——各种各样的常数值，不过它们都大于气体的常数值。

范霍夫整天都在寻找答案，整天都为解开谜底而努力，然而毫无结果。即使是在家里，这位科学家也念念不忘工作。他试图用已经证实的定律

把渗透压力计算一下，⋯⋯结果是，在各种情况下，计算值都低于试验取得的值。结论自然而然地得出了：在测定渗透压力的公式中，还需要加上一个常数，范霍夫用 i 表示。对电解质溶液来说，这个系数大于 1；而对于非电解质溶液来说，则等于 1；换言之，对于非电解质溶液来说，测定渗透压力的公式与测定气体压力的公式完全相符。一个新的系数代入了电解质溶液式。

可是范霍夫并不感到满足。系数是由试验方法获得的，对于同一物质的不同浓度来说，系数也是不同的。系数随着浓度的减小而增大，并接近于某个整数。对于氯化钠和氯化钾，这数值是 2，对于硫酸钠，是 3。

“需要弄清楚现象的本质。”于是，他又进行了紧张的工作。虽然事实

积累起来了，可是仍然还不能对它们作出解释。

谜底总算解开了，并且是完全意想不到的，刚刚大学毕业的年轻的瑞典人斯万特·阿伦尼乌斯进行了溶液导电性的研究，并提出了大胆的假说。他在国内完全不受重视，于是把一篇很长的论文寄给了范霍夫，并附有一封信， 请求这位荷兰科学家对他的假说谈谈自己的意见，范霍夫一口气读完了这篇文章，然后又仔细地翻阅了个别段落。

电离作用！

如果溶液中电解质确实分解为离于，那么溶液中的粒子数就会增多。同样地，如果是由于粒子撞击半透膜隔层而引起了渗透压力，则测量压力为什么高于计算压力的问题也就清楚了。可是，怎么知道溶解物的粒子是否确实撞击了隔膜呢？是否形成了离子呢？这一切都需要检验、证明，⋯⋯

范霍夫在给阿伦尼乌斯的回信中对新的假说给予了肯定的评价，并告诉他，他已经把自己论述电解质溶液的渗透压力的文章寄到斯德哥尔摩去发表了。他建议阿伦尼乌斯到彼得森教授那儿去看看那篇文章，详细地了解一下文章中涉及到系数 i 的那部分，系数 i 证实了关于电离作用的设想。这封信为两位科学家之间长期的和十分富有成果的友谊奠定了基础。阿伦尼乌斯在给范霍夫的回信中写道：

“您的文章使我对于溶液有了非常清楚的认识。假如，假设氯化钠在溶液中处于正常状态，就是说以完整的分子状态而存在，那末系数就应当等于1。可是，因为实际上系数 i 却大大地大于 1，所以，自然就应当认为，氯化钠已经部分地电离了。根据我们的假设，碘分子在高温时离解为碘原子也是那样。目前这种看法可能被认为是过于大胆的，不过我们还有证明电解质离解为离子的其它事实。”

范霍夫论述电解质溶液的渗透压力的文章引起了许多科学家的注意，它使威廉·奥斯特瓦尔德特别感兴趣。在文章问世数个月之后，他选择了一个适当的时机，来到了阿姆斯特丹和范霍夫交谈。

“阿伦尼乌斯关于电离的想法真是了不起。”范霍夫在和奥斯特瓦尔德交谈时说道。他们长谈了好几个小时。

“说它了不起，那还不够。”奥斯特瓦尔德激动地接着说道，“我看， 这是一种新理论的开端，这种新理论不久就要成为研究溶液特性的基础。而您在理论方面的研究，将会证实和发展这个理论。大家需要更紧密的合作， 把一切力量联合起来。”

“合作已经开始了。”阿伦尼乌斯在最近的一封来信中写道，“他希望明年到格拉茨去拜访波尔兹曼，然后来阿姆斯特丹，在我的实验室里工作一些时候。据我了解，他还准备到里加去拜访您。”

“我已经去过乌普萨拉，和他交谈过了，真是一个很有才干的青年科学家。”奥斯特瓦尔德默不作声。他的两只蓝色的眼睛由于激动在闪闪发光。“既然已经谈到各种力量的联合问题，我很想和你再讨论一个问题。我和我的出版商——莱比锡的恩格尔曼先生，很早就想创办一种新的《物理化学杂志》。在和别的出版商进行业务性的交谈中，他想到，也应该向您提出这个建议。”

“是的，莱比锡的一家出版社曾建议我创办一种《物理化学杂志》。” “我想，对于我们这门年轻的科学来说，如果我们能把自己的力量联合

起来，那将是有益的。您对合作还有什么要说的吗？科学应当在各个国家都

得到发展，创办两个相同的杂志将会造成力量的不必要的浪费。” “假如我知道恩格尔曼出版社有这种愿望的话，我也会向您提出联合起

来的建议。”

“好极了！那么，余下的只是讨论某些实际的问题了。”

就在这一天确定了编委会的成员，设想了到哪里去向最著名的科学家约稿，还讨论了一些组织问题。

杂志的第一期出版于 1887 年 8 月初。这一期刊登了奥斯特瓦尔德、范霍夫和阿伦尼乌斯的文章。

范霍夫的文章《在溶液和气体的类比中看渗透压的作用》，乃是他对渗透压研究的总结。在这篇文章中还探讨了电解质对已确定的定律的偏差问题，并引用了系数 i；由于采用了这个系数的缘故，定律对电解质也是适用的。这样一来，范霍夫的渗透压力理论便成为众多研究家们的财富，而且很快就被公正地评价为化学科学的主要理论之一。

范霍夫这位杰出的物理化学家早就名扬国外了。1887 年 6 月，他收到莱比锡大学的聘书，请他担任物理化学教授。

这个消息如同一场风暴袭击着阿姆斯特丹。教授激动了，学生们不安了， 全城都在谈论这件事。

受聘担任莱比锡大学的教授，对这位科学家来说，这是很高的荣誉，是对他为科学作出宝贵贡献的承认。对于荷兰，这也是很大的光荣。

但是，这就值得离开祖国吗？难道祖国就不需要科学家吗？朋友们、社会上有声望的人士和科学界的代表们寄来了一封封信件。一些自然科学家和医生的信中写道：“我们，下款署名者，高声评价您的有幸入选，但是我们坚决请求您留在阿姆斯特丹；组建新的实验室，按现代化要求予以装备；创办一所不但能解决理论化学问题，而且在教学和实践中将发挥重大作用的研究所。”

顿德尔斯教授在给阿姆斯特丹大学校长的信中写道：“我们注意到不要失去范霍夫的这个问题了。”在我们这儿，像他这样卓有成效的人是很少的。我希望您和您的其他同事尽一切可能把他留在我们这儿，因为他是我们国家的财富。”

可是，尽管有多方面的请求，范霍夫还是决定去进一步了解莱比锡的工作条件。这儿，在阿姆斯特丹，教室又小又窄，实验室的设备很差。因为教室容纳不下很多听众，范霍夫不得不多次重复自己的讲课，这使他感到十分疲劳和负担沉重。

也许，在莱比锡他能够更有目的地发挥自己的力量。

范霍夫来到莱比锡不久，便收到了从阿姆斯特丹拍来的电报，通知他： 学校几经努力，已经得到了一笔经费，修建他所梦寐以求的研究所新楼。这份电报最终解决了问题，于是范霍夫启程回国。

当列车到达阿姆斯特丹，这位科学家走出车厢时，挤满站台的人群唱起了大学生之歌。他们把范霍夫抬起来，走出站台。

他们的教授，他们的范霍夫又和他们在一起了！

新楼很快便建成了，在宽敞的房间里聚集着热衷于科学的人们，他们都是决心终生献给科学的，到这儿是为了掌握科学原理的。但是教学工作和各种行政事务几乎占去了范霍夫的全部时间，理论研究只有晚间坐在自己所喜爱的壁炉旁进行。

他渴望安静，想到一个无人打搅自己工作的地方去，使他能够把自己的全部时间都献给科学。可能是由于这个原因，1894 年他接受了来访的马克斯·普朗克的邀请。

“我代表柏林科学院和机要顾问阿尔特霍夫真心真意地请求您去柏林了解一下具体情况，和阿尔特霍夫先生一谈。”普朗克说道，并且又劝他：“您大概听说过关于机要顾问阿尔特霍夫这个人吧？他是德国最有学识的人士之一，他多年蝉联文化部长，并领导科学部门。阿尔特霍夫是一位好人，我希望你们会很容易地找到共同语言。”

“我不想离开阿姆斯特丹，但是我坦率地承认，这里的工作使我厌烦透了。如果在 20 年中老是年复一年地重复着，什么高锰酸钾是一种氧化剂呀， 这就苦恼死人了。然而，从您讲述的情况来看，柏林的情况与这里也差别不大。我想找一个不再讲课和考试学生的地方。考试——这简直是一件残酷的事。”

但是，范霍夫考虑再三，还是去了柏林，在那里会见了阿尔特霍夫。范霍夫的渊博学问和丰富的科学知识使这位文化部长大为惊讶。经过交谈，这个一向自认为不仅在德国，而且在全世界也算是最有学问的人不胜感慨地说：“这个荷兰人比我高明，他应当留在柏林，不管我们要花多大的代价。”

可是范霍夫没有接受这个建议。一直到两年之后，根据马克斯·普朗克和艾米尔·费舍的建议，并在阿尔特霍夫的参与下，柏林科学院为范霍夫设置了一个专门职务，他们想方设法把他吸引到柏林来了。自 1896 年春天起， 这位科学家才有可能在科学院范围内进行自选的科学研究工作。他唯一的任务是总共不过一小时的课，而且每周只有一次。不久，范霍夫就当选为柏林科学院院士。

现在，他才获得了完全的行动自由。遵循自己所喜爱的拜伦的思想，他一定要表现出骑士般的高尚风度，并对德国表示自己的感激之情。

有关溶液、渗透压力和电离作用的工作暂告一段落，于是范霍夫断言道： “德国是世界上唯一拥有蕴藏丰富的钾盐产地的国家。”根据地质学家们的意见，斯特拉斯堡的矿藏实际上是取之不尽的。也许将来，在别的国家里也能发现这样的财富，可是目前德国却是钾盐的唯一拥有者，应当帮助德国正确地利用它。

海水蒸发时，与盐的形成有关的问题很多。首先要查明的是，当盐溶液等温蒸发时，会形成什么样的单盐和复盐；需要搞清楚，这些物质结晶的程度和数量。还要搞清楚，在这些过程中，温度、压力和时间起什么作用。

大部分试验是由范霍夫的助手迈尔霍弗做的。研究工作进展得很慢，常常由于在装溶液的容器中发生结晶时，偶然从空气中掉下一些脏物，使实验又得重做，可是这些试验毕竟有了结果。结晶器中依次析出了岩盐、钾盐、光卤石以及在斯特拉斯堡矿层里含有的其他数十种盐的结晶体。研究这些盐类的溶解度、编制各种结晶的溶解图，不仅具有理论上的价值，而且对于改进从复杂的自然混合物中提取一定纯度的盐的工艺说来，也是有不少益处的。斯特拉斯堡矿管理处对范霍夫的工作给予了高度评价，这位科学家也从管理处得到了全面的帮助。管理处对范霍夫到美国去考察盐湖的想法表示赞同。

到美国去看看！范霍夫早就有这样的愿望，满怀这种愿望，他和仁妮订过许多计划。但是，事情来得如此突然，以致这个一向持重而沉默的人也无

法抑制住自己强烈的喜悦心情，他拿着信奔回家去。 “仁妮，我们要去美国啦！”他把信递给妻子。“你来看。这是涅夫教

授（有机化学家，生于瑞士，从 1864 年起就生活在美国。1884—1886 年在慕尼黑拜尔的实验室里工作，自 1892 年起，任芝加哥大学教授，研究过有机爆炸物质；发现了乙炔钠和酮之间的水解反应）从芝加哥寄来的信。他们邀请我在芝加哥大学校庆十周年的盛典上发表演说！庆祝典礼将于 1901 年春天举行。

动身前的繁忙准备开始了。仁妮当然要陪同他前去的。大女儿小仁妮就成为这个大家庭的首脑了。

刚到纽约港，这个新世界就使他们眼花缭乱了。车水马龙，⋯⋯嘈杂声、灯光广告、几十个新相识和新朋友，⋯⋯

美国热情地欢迎这位著名的科学家。他可真是荣誉载身了。范霍夫被选为华盛顿学院通讯院士，芝加哥大学名誉博士。

然而最大的欢乐却在欧洲等着他——回国后他要立刻动身到瑞典去接受诺贝尔奖金。这是诺贝尔奖金中的第一个化学奖！

1901 年 12 月 10 日，在斯德哥尔摩聚集了世界上知名的科学家们。在瑞典科学院装饰得像节日般的灯光辉煌的礼堂里，举行的隆重仪式的确是令人难忘的。

晚宴上，范霍夫才有机会向使他得到崇高荣誉的诺贝尔化学奖委员会及其主席贝鲁·克列维教授本人表示自己的衷心感谢。后来，根据诺贝尔奖金委员会的要求，凡获奖者均应就其得奖的科学成就作报告。范霍夫在自己的讲演中谈了关于溶液的理论；伦琴谈了自己所发现的射线的特性和应用。

会后，范霍夫立即返回柏林。

关于海水蒸发时，盐的形成过程的研究工作仍在继续进行。麦耶霍弗已经取得了许多单盐、复盐、甚至三聚盐——无水盐和水合结晶盐。现在需要总结一下成果，以便取得几千年前在盐池强化蒸发条件下所经历的过程的全貌。范霍夫着手撰写《海洋盐积沉物形成条件的研究》，实验室的研究工作仍在继续进行。在写作过程中，又不断产生了新问题，这些问题应当解决， 并应当用实验方法加以验证。