美国化学诞生以后,原本可以沿着实用化学的方向走下去,但是 1869 年的南北战争不仅中断了科学家个人的进一步研究,而且也影响了整个美国 科学进程,使得科学水平和欧洲相比仍然处于落后地位。化学也不例外。这 可以从第一次化学国际会议——卡尔斯鲁厄会议的召开过程中看出,当时虽 已有不少美国学生在欧洲留学,却没有一名美国代表出席这次国际化学会 议。可见美国化学依然落后于欧洲化学。事实上,这次会议的主题正是讨论 美国化学自诞生以来最贫乏的基础理论问题。
正像独立战争的结果无形地使美国化学的孕育远离化学理论一样,南北 战争也不仅使已诞生的美国化学继续隔离理论,而且更使美国人感到了继续 学习欧洲化学新内容的重要性。在 19 世纪下半叶这一美国历史重建时期,化 学和社会发展的共振,使得美国化学在南北战争中和以后迅速成长起来。
一、第二代化学家的培养 我们已经看到了苏格兰化学传统对美国化学发展的作用。它间接表明,在那时的欧美化学知识中,美国化学主要吸收了苏格兰化学,但这并不意味 着拒不接受法国新化学。事实上,正象我们已知道的,美国化学还在孕育时 期就兼容了 18 世纪欧洲的化学体系结构。特别是在 19 世纪中叶以后,欧洲 化学中心逐步漂移到德国。1869 年,德国化学家霍夫曼(A.W.Ho-fmann,1818
—1892)从英国皇家化学院返回德国后,将新兴的英国染料工业基础知识在德国传播,使德国染料工业不久就出现了超过英国的现象。德国不仅拥有象 李比希和维勒这样当时闻名于世的大化学家及其第一流的化学实验室,而且 还涌现出一大批声誉卓著的大学。它们吸引着世界各地的学生。
美国化学似乎对欧洲化学中心的漂移很敏感,就像 18 世纪后期大批美国学生前往苏格兰随苏格兰著名化学家学习一样,南北战争前后就已经有相当 部分的美国人赴德国跟随李比希这样一些著名化学家学习化学。
当李比希在 1875 年从吉森大学转往慕尼黑大学时,接受过他指导的美国学生有 18 名;在 1852—1873 年期间有 34 名跟随李比希学习,其中 17 名获 博士学位。维勒实验室中近 80 名美国学生,获得博士学位的占 30 名。这些 拥有德国化学博士学位的美国学生,在 19 世纪下半叶陆续回国后,成为美国 化学界的第二代欧洲派化学家(相对留学苏格兰和巴黎的化学家而言)。
第二代美国欧洲派化学家的出现,反映出美国化学发展中对欧洲化学中优质成分的吸取,无疑它将尽快使美国化学和欧洲化学之间的距离缩短。不 过,应当指出,留学德国归美的那些美国人,并没有普遍汲收德国化学中固 有的那些哲学东西,像黑格尔和谢林的自然哲学思想对化学的作用。
二、理论化学研究的起步
展现 19 世纪下半叶化学理论研究水平高低的则莫过于对物理化学的研 究。自 1887 年德国化学家奥斯特瓦尔德和荷兰化学家范特霍夫创办标志物化 诞生的《物理化学杂志》以来,化学科学的理论研究开始进入新时期,纯化 学的观念开始渗入化学实践活动过程。
幸运的是,美国化学在这一时期出了一位可以同欧洲同行相媲美的人, 这就是继美国物理化学研究先驱者科克(J.P.Cooke1827—1894)之后的吉布 斯(J.W.Gibbs,1839—1903)。不过,科克把自己的研究内容叫做“化学物 理”,美国本土培养出的第一位哲学博士吉布斯,在担任耶鲁大学新设置的数学物理教授职位期间,对物理化学做出了在当时不仅美国化学界认识不 到,而且在欧洲也不为多数人意识到的卓越贡献。1877 年,吉布斯通过对溶 液理论的研究,提出了关于溶液理论的高度数学化模式“相律”。它几乎囊 括了这一领域的全部基础知识,对实际化工生产也具有指导意义。所以,吉 布斯相律在美国和欧洲逐渐被承认的过程,实质上也是美国化学在成长时期 理论研究方面起步的主要表现。
此外,还有美国化学家对元素周期性的探讨。1854 年,科克在哈佛大学 公开宣传他发表的一张元素分类表;1867 年,美国化学家洪特(T·S·Hunt,1826—1892)在英国首次进行关于原始地球化学机理的讲演。1882 年,洪特 又用牛顿的“以太”粒子思想,探讨了大气层中碳酸的来源①;到了 19 世纪 末期,美国化学的理论研究集中在对原子的认识和原子量的测定方面。
需要指出的是,美国化学在理论方面的起步,并不与它以往重视实用化 学的倾向相冲突。实际上,随着理论研究的起步和德国化学的进一步影响, 实用化学在美国已发展成有着理论指导的应用化学。
三、国际学术交流的加强
1876 年,在美国纽约成立的全国性化学组织“美国化学会”,是美国化 学成长时期的主要标记。它不仅说明化学在美国已占据一席之地,而且也有 了自我与外界交流、逐步职业化的媒介。美国化学会对美国政府和公众所施 加的一种向心力作用,是欧洲其他国家同类组织所叹服的。
自成立之日起,美国化学会就充分认识到了美国化学受地理位置局限造成的信息闭塞。于是,在政府的鼓励下,化学会积极邀请一大批国际知名化 学家赴美讲学,出版他们的著作,向他们颁发各种化学会设置的荣誉称号。 像瑞典的阿累尼乌斯、德国的凯库勒和法国的杜马等都是这一时期美国化学 会的荣誉会员。美国化学会的这种开放交流的措施,使美国化学发展加快了 成长速度,缩短了和欧洲化学之间的距离。
此外,美国化学在成长时期还充分利用了政府向国际社会举办的科学博览会,从而达到和欧洲同行相交流的目的。像 1876 年,美国举办的国际“费 城科学博览会”邀请了许多世界各地的科学家参加。美国展出的先进的石油 化工产品引起了包括著名化学家门捷列夫在内的许多欧洲化学家的兴趣。①这一状况表明,美国化学已并非在所有化学领域都落后于他所一直赖以学习的欧洲化学。美国化学已经成长起来,正走向它的成熟时期。
① D.Knight :The Transceal Part of Chemistry ,DAWSONpp.257—258(1978)。
① H.M.Leiester:Mendeleyevs visit to American,J.Chem.Educ.34,p.331(1957)。