五、催化作用

很长的一段时期以来，化学家们是从化学亲合力的作用中看到化学变化的原因，这种作用可以随外因——光与热的作用而加强或减弱。19 世纪的最初几年里，科学家们已经发现了电对化学变化过程的影响。随后的十几年里，科学家们对于化学变化的原因，除了用电化学理论解释以外就没有其他的解释了。尤其是在无机化学领域内，用电化学理论去解释化学过程是相当成功的。然而实际上，在化学研究中已经有一些发现说明了，在化学领域内相当普遍地存在着一个与化学亲合力所制约的普通化学反应所完全不同的，无机物和有机物化学变化的特殊范畴。

例如，在 1811 年，基尔霍夫发现了淀粉在稀酸中变成葡萄糖的反应；1814年，他又研究了在麦芽的影响下，淀粉变成葡萄糖的反应。1818 年，泰纳德观察到了过氧化氢遇到各种无机物与有机物即行分解的现象，而且这些无机物与有机物本身并没有发生任何变化。这些“奇怪”的反应现象，逐渐吸引了科学家们的广泛注意和研究。

随后，戴维在 1820 年发现了铂黑能使酒精在冷却中酸化成醋酸，但它自身不起任何变化。1823 年，杰别莱涅尔观察到在常温下，爆鸣气遇海绵铂即着火的特殊现象。到了 30 年代，关于这种以不平常的方式进行化学反应的现象，已经积累了相当多的资料。此时，开始有人对于这种特殊现象进行了研究。

在这个研究领域内，贝采里乌斯的学生密克尔力特在 1834 年发表的《关于醚的生成》一文，有着很重要的价值。在文中，密克尔力特通过对在硫酸参加下酒精变成醚的反应的研究，给这些特殊的分解与化合现象进行了概念上的定义。他把这些反应统称为接触反应。

此时，贝采里乌斯也对这种异常的反应产生了很大的兴趣。在 1835 年的

《年报》中，他第一次总结了这种奇特的现象。1836 年，他又发表了《关于有机体化合时起作用的新力量的某些观念》一文。这篇论文有着极为重要的价值，因为在它里面，贝采里乌斯最早把那些多种多样的特殊现象命名为“催化现象”，并把它们看成为一个整体。

在研究过程中，贝采里乌斯发现在这些现象的变化过程中有一个共同点，就是它们是在某些物质的参加下引起，但这些物质的组分没有包含在最后的产物中，因此它们在反应中并没有被利用。他认为，这种起初被当成是特殊现象的物性，其实是一个一般的、但对不同物质来说有不同作用的性质，这种性质在实质上是可以加以利用的。

在他的论文中，贝采里乌斯阐明了他对催化作用的认识。他写道：“我们的实验证实了，糖变成碳酸与酒精，如在以酶为名而得知的不可溶物质的影响下进行发酵时所起的那种变化，是无法以糖与酶之间的类似双分解的作用来解释的。但是，当与无机界中已知的种种变化关系进行比较时，这种变化表现出与其中任何一种关系的相似都无法与过氧化氢在铂、银的影响下进行分解的相似那样大⋯⋯而且许多固体形式与溶液形式的单质与复质有作用于复质的特别能力，这种情形与一般的化学亲合力根本不同；这主要表现在它们能引起这个复质中的组分变成其他组分，同时它们自身根本不需要参加这个过程，尽管有时候它们也参加了。

这种对无机界与有机界来说，都能够激发化学活动的新力量当然会更经

常地被见到，然而这个力量的性质现在还不为人所知。尽管我把它叫做新力量，但我却丝毫没有想把它解释成一种脱离物质的电化合定律的力量；相反，我认为它恰恰是电化合定律的表现之一。但是，在我们还没能完全发现它们的相互关系之前，如果把这种力量看成是这样的力量，那么我们的研究就会变得容易；如果给它以自己的名称，那么我们的推论就能变得简化。因此，我要把它叫做物质的‘催化力’，而把借助于它的分解叫做‘催化作用’。”

贝采里乌斯认为，催化作用在有机界中起到了非常重要的作用，在催化现象中寻找解释植物与动物机体中进行的复杂生化过程的原因，是很有根据的。他在预感催化作用对生物化学的巨大意义时写道：“在活的植物与动物的躯干里，无时无刻不在进行着组织与体液之间的催化过程。”

贝采里乌斯在自己的《化学教科书》（第 5 版）第 4 卷的《有机物形成的有效原理》一章中，继续发展了他关于催化作用的理论。在这一章中，他写道：“每一个个体的生命从一开始就是靠物质来源源不断地供应的，由于物质的消耗而进行着有机体最初的发育。在植物那里，这些物质存在于种子中；而在动物那里，这些物质则存在于卵和产生新生命的母体中。但是，这种存在于内部的力量，这种通过种种特殊影响而决定着从外部接受来的营养物质必定变成产生种子或卵的那种特别的植物或动物种的力量，乃是我们很难得到解释的一个生命之谜。无论我们多么认真努力地进行有机体实验，我们都很难理解这个符合于它们目的与作用的‘统制之神’。

然而，我们在经过了不懈地努力以后，终于能够在一些领域中取得了一点进展，但无论谁也无法预见我们在将来适当的研究下，能继续在这方面进展多少。然而现在我们认为，我们已经在生物界对催化力的应用中取得了积极的进展。看来，这个力量要比无机化学现象所能拥有的活动范围广泛得多。”

贝采里乌斯所做的这些概括性的理论原理，对于催化作用学说的更进一步发展，对于认识生物界中无时无刻不在进行的生化作用，有着深刻而且重大的意义。贝采里乌斯在自己的研究过程中，搞清楚了一个可以把一系列催化过程结合成一个大类的普遍性特征；而在他进行研究之前，化学界把这些催化过程与一般的化学变化完全地分离开了。是贝采里乌斯把催化作用学说融入到化学理论之中。

贝采里乌斯关于催化作用的理论的提出，遭到了不少化学家的反对。他们认为这一理论主要还是贝采里乌斯的假设，一旦把它引入化学研究中，势必会产生新的研究障碍。

对此，贝采里乌斯进行了反击，他在论文中写道：“有些自然科学家认为，接受催化力的概念就会导致以一个未知解释另一个未知。然而根本不是这样。我们从无机界，从铂到二氧化锰，到有机界，到蛋白、淀粉、酵母与其他类似物质的作用全面彻底研究了这种力量。现在可以说，虽然我们的理解与这种力量还相差很远，但我们已经知道了它的存在，知道了在它的协助下产生的各种各样的产物。”

近一百年后，苏联化学家丘加耶夫在评述贝采里乌斯所提出的催化作用理论时说道：“贝采里乌斯给化学反应的一个广大而重要的范畴盖上了‘催化作用’的图章，引起了化学家们的注意和研究。他指出了催化作用对于生命现象的重要意义，从而成为生物化学一个最有成效的新派别的先锋之