斯萬特·奧古斯特·阿累尼烏斯（瑞典物理化學(xué)家）

個人經(jīng)歷
學(xué)子時期
實驗學(xué)術(shù)
終被認(rèn)可
學(xué)術(shù)成果
晚年時期
主要貢獻(xiàn)
主要著作

斯萬特·奧古斯特·阿累尼烏斯（Svante August Arrhenius，1859年2月19日~1927年10月2日），瑞典物理化學(xué)家，生于瑞典烏普薩拉附近的維克城堡。他是電離理論的創(chuàng)立者，解釋溶液中的元素是如何被電解分離的現(xiàn)象；研究過溫度對化學(xué)反應(yīng)速度的影響，得出著名的阿累尼烏斯公式；還提出了等氫離子現(xiàn)象理論、分子活化理論和鹽的水解理論；對宇宙化學(xué)、天體物理學(xué)和生物化學(xué)等也有研究。1903年因建立電離學(xué)說獲得諾貝爾化學(xué)獎。

個人經(jīng)歷

1859年2月19日生于烏普薩拉的知識分子家庭，從小受到良好教育。

1876年考入烏普薩拉大學(xué)化學(xué)系。

1878年大學(xué)畢業(yè)后留校，不久到斯德哥爾摩準(zhǔn)備博士論文。

1884年以《電解質(zhì)的導(dǎo)電性研究》論文申請博士，答辯后被評為有保留通過的四等，這幾乎使他失去擔(dān)任烏普薩拉大學(xué)講師資格。只有德國著名物理化學(xué)家奧斯特瓦爾德慧眼獨識，支持他的觀點，親自到烏普薩拉請他到德國里加大學(xué)任副教授，這迫使烏普薩拉當(dāng)局同意聘他為該校講師。

1885年到奧斯特瓦爾德實驗室工作。

1889年升教授，1891年擔(dān)任瑞典皇家工業(yè)學(xué)院講師，1895年出任該院院長。

1901年當(dāng)選為瑞典皇家科學(xué)院院士。

1905年任斯德哥爾摩諾貝爾物理化學(xué)研究所所長。

1911年選為本國皇家學(xué)會會員。

1927年退休。

1927年10月2日卒于斯德哥爾摩。

學(xué)子時期

阿累尼烏斯生于瑞典，祖父是一個農(nóng)民，父親是烏普薩拉大學(xué)的總務(wù)主任。阿累尼烏斯3歲就開始識字，并學(xué)會了算術(shù)。父母并沒有專門教他學(xué)什么，他是看哥哥寫作業(yè)時逐漸學(xué)會了識字和計算。他的啟蒙教育可以算得上“無師自通”了。6歲時就能夠幫助父親進(jìn)行復(fù)雜的計算。阿累尼烏斯聰明，好學(xué)，精力旺盛，有時候也惹事生非。在教會學(xué)校上小學(xué)時，就常惹老師生氣。有一次他給同學(xué)們講故事，竟過了上課時間，老師想要處罰他，又被他逃了過去。

進(jìn)入中學(xué)后，阿累尼烏斯各門功課都名列前茅，特別喜歡物理和化學(xué)。聰明的人總喜歡多想一些為什么，遇到疑難的問題他從不放過，經(jīng)常與同學(xué)們爭論一番，有時候也和老師辯個高低。

1876年，17歲的阿累尼烏斯中學(xué)畢業(yè)，考取了烏普薩拉大學(xué)。他最喜歡選讀數(shù)學(xué)、物理、化學(xué)等理科課程，只用兩年他就通過了學(xué)士學(xué)位的考試。1878年開始專門攻讀物理學(xué)的博士學(xué)位。他的導(dǎo)師塔倫教授（T.R.Thalen）是一位光譜分析專家。在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，阿累尼烏斯學(xué)習(xí)了光譜分析。但他認(rèn)為，作為一個物理學(xué)家還應(yīng)該掌握與物理有關(guān)的其它各科知識。因此，他常常去聽一些教授們講授的數(shù)學(xué)與化學(xué)課程。漸漸地，他對電學(xué)產(chǎn)生的濃厚興趣，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了對光譜分析的研究，他確信“電的能量是無窮無盡的”，他熱衷于研究電流現(xiàn)象和導(dǎo)電性。這引起了導(dǎo)師塔倫教授的不滿，他要求阿累尼烏斯要務(wù)正業(yè)，多研究一些與光譜分析有關(guān)的課題。俗話說，“人各有志，不可強留”。目標(biāo)不同，使阿累尼烏斯只好告別這位導(dǎo)師。

1881年，他來到了首都斯德哥爾摩以求深造。當(dāng)時埃德隆教授正在研究和測量溶液的電導(dǎo)。埃德隆教授非常歡迎阿累尼烏斯的到來，在教授的指導(dǎo)下，阿累尼烏斯研究濃度很稀的電解質(zhì)溶液的電導(dǎo)。這個選題非常重要，如果沒有這個選題，阿累尼烏斯就不可能創(chuàng)立電離學(xué)說。在實驗室里，他夜以繼日地重復(fù)著枯燥無味的實驗，整天與溶液、電極、電流計、電壓計打交道，這樣的工作他一干就是兩年。在瑞典科學(xué)院物理學(xué)家埃德倫德（E.Edlund）教授的指導(dǎo)下，阿累尼烏斯成了埃德倫德教授的得力助手。每當(dāng)教授講課時，他就協(xié)助導(dǎo)師進(jìn)行復(fù)雜的實驗，在從事科學(xué)研究時，他就配合教授進(jìn)行某些測量工作。因此，他的才干很得教授的賞識。幾乎所有的空閑時間，他都在埋頭從事自己的獨立研究，在電學(xué)領(lǐng)域中，他對把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿碾姵睾苡醒芯颗d趣。

年輕的阿累尼烏斯刻苦鉆研，具有很強的實驗?zāi)芰?，長期的實驗室工作，養(yǎng)成了他對任何問題都一絲不茍、追根究底的鉆研習(xí)慣。因而他對所研究的課題，往往都能提出一些具有重大意義的假說，創(chuàng)立新穎獨特的理論。他發(fā)現(xiàn)在電池中，除了由化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能外，還存在一些引起電極極化的因素，而這會降低電流回路的電壓。于是，他著手研究能夠減少甚至防止發(fā)生極化作用的添加物。他堅持反復(fù)實驗，終于明白極化效應(yīng)取決于添加物——去極劑的數(shù)量。電離理論的創(chuàng)建，是阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域最重要的貢獻(xiàn)。

實驗學(xué)術(shù)

在19世紀(jì)上半葉，已經(jīng)有人提出了電解質(zhì)在溶液中產(chǎn)生離子的觀點，但在較長時期內(nèi)，科學(xué)界普遍贊同法拉第的觀點，認(rèn)為溶液中“離子是在電流的作用下產(chǎn)生的”。阿累尼烏斯在研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性時發(fā)現(xiàn)，濃度影響著許多稀溶液的導(dǎo)電性。阿累尼烏斯對這一發(fā)現(xiàn)非常感興趣，特地向?qū)熣埥?，埃德倫德教授很欣賞他的敏銳的觀察能力，為他指出了進(jìn)一步做好實驗、深入探索是關(guān)鍵所在。阿累尼烏斯在實驗中對教授設(shè)計的儀器做了大膽的改進(jìn)，幾個月的時間過去了，他得到了一大堆實驗測量的結(jié)果。處理、計算這些結(jié)果又用去了好長時間。此間他又發(fā)現(xiàn)了一些更有趣的事實。例如，氣態(tài)的氨是根本不導(dǎo)電的，但氨的水溶液卻能導(dǎo)電，而且溶液越稀導(dǎo)電性越好。大量的實驗事實表明，氫鹵酸溶液也有類似的情況。多少個不眠之夜過去了，阿累尼烏斯緊緊地抓住稀溶液的導(dǎo)電問題不放。他的獨到之處就是，把電導(dǎo)率這一電學(xué)屬性，始終同溶液的化學(xué)性質(zhì)聯(lián)系起來，力圖以化學(xué)觀點來說明溶液的電學(xué)性質(zhì)。

實驗僅僅是研究工作的開始，更重要的是對實驗結(jié)果的思考。阿累尼烏斯已經(jīng)完成了足夠的實驗，他離開了斯德哥爾摩大學(xué)的實驗室，回到鄉(xiāng)下的老家。離開了那些電極、燒杯等設(shè)備，開始探索實驗數(shù)據(jù)背后的規(guī)律。在實驗中，阿累尼烏斯發(fā)現(xiàn)，很稀的溶液通電后的反應(yīng)與濃溶液相比，規(guī)律要簡單得多。以前的化學(xué)家也發(fā)現(xiàn)了在濃溶液中加入水之后，電流就比較容易通過，甚至已經(jīng)發(fā)現(xiàn)加水的多少與電流的增加有一定的關(guān)系。然而他們卻很少去想一想，電流和溶液濃度之間的關(guān)系。

通過實驗和計算，阿累尼烏斯發(fā)現(xiàn)，電解質(zhì)溶液的濃度對導(dǎo)電性有明顯的影響?！皾馊芤汉拖∪芤褐g的差別是什么?”阿累尼烏斯反復(fù)思考著這個很簡單的問題?！皾馊芤杭恿怂妥兂上∪芤毫?，可水在這里起了很大的作用?！卑⒗勰釣跛轨o靜地躺在床上，順著這個思路住下想：“純凈的水不導(dǎo)電，純凈的固體食鹽也不導(dǎo)電，把食鹽溶解到水里，鹽水就導(dǎo)電了。水在這里起了什么作用?”阿累尼烏斯坐起來，決定把這個問題搞清楚。他想起英國科學(xué)家法拉第1834年提出的一個觀點：“只有在通電的條件下，電解質(zhì)才會分解為帶電的離子。”“是不是食鹽(化學(xué)名稱是氯化鈉)溶解在水里就電離成為氯離子和鈉離子了呢?”這是一個非常大膽的設(shè)想。因為法拉第認(rèn)為：“只有電流才能產(chǎn)生離子?！笨墒鞘雏}溶解在水里就能產(chǎn)生離子，與法拉第的觀點不一樣。不要小看法拉第這個人，雖然1867年他已經(jīng)去世了，但是他對物理上的一些觀點在當(dāng)時還是金科玉律。另外，還有一個問題要想清楚，氯是一種有毒的黃綠色氣體，鹽水里有氯，并沒有哪個人因為喝了鹽水而中毒，看來氯離子和氯原子在性質(zhì)上是有區(qū)別的。因為離子帶電，原子不帶電。那時候，人們還不清楚原子的構(gòu)造，也不清楚分子的結(jié)構(gòu)。阿累尼烏斯能有這樣的想象能力已經(jīng)是很不簡單的了。

1883年5月，阿累尼烏斯帶著論文回到烏普薩拉大學(xué)，向化學(xué)教授克萊夫請教。阿累尼烏斯向他詳細(xì)地解釋了電離理論，但是克萊夫?qū)τ诶碚摬桓信d趣，只說了一句：“這個理論純粹是空想，我無法相信?！笨巳R夫是一位很有名望的實驗化學(xué)家，他已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了兩種化學(xué)元素：鈥和銩。他的這種態(tài)度給滿懷信心的阿累尼烏斯當(dāng)頭一棒，他知道要通過博士論文并非易事，雖然他認(rèn)為自己的觀點和實驗數(shù)據(jù)并沒有錯，但是要說服烏普薩拉大學(xué)那一幫既保守又挑剔的教授們談何容易。阿累尼烏斯小心翼翼地準(zhǔn)備著他的論文，既要堅持自己的觀點，又不能過分與傳統(tǒng)的理論對抗。4小時的答辯終于過去了，阿累尼烏斯如坐針氈，因為阿累尼烏斯的材料和數(shù)據(jù)都很充分，教授們又查看了他大學(xué)讀書時所有的成績，他的生物學(xué)、物理學(xué)和數(shù)學(xué)的考試成績都非常好，答辯委員會認(rèn)為雖然論文不是很好，但仍然可以以“及格”的三等成績“勉強獲得博士學(xué)位”。

他認(rèn)為，當(dāng)溶液稀釋時，由于水的作用，它的導(dǎo)電性增加，為什么呢？他指出：“要解釋電解質(zhì)水溶液在稀釋時導(dǎo)電性的增強，必須假定電解質(zhì)在溶液中具有兩種不同的形態(tài)，非活性的——分子形態(tài)，活性的——離子形態(tài)。實際上，稀釋時電解質(zhì)的部分分子就分解為離子，這是活性的形態(tài)；而另一部分則不變，這是非活性的形態(tài)……”他又說：“當(dāng)溶液稀釋時，活性形態(tài)的數(shù)量增加，所以溶液導(dǎo)電性增強”。偉大的發(fā)現(xiàn)！阿累尼烏斯的這些想法，終于突破了法拉第的傳統(tǒng)觀念，提出了電解質(zhì)自動電離的新觀點。為了從理論上概括和闡明自己的研究成果和新的創(chuàng)見，他寫成了二篇論文。第一篇是敘述和總結(jié)實驗測量和計算的結(jié)果。題為“電解質(zhì)的電導(dǎo)率研究”，第二篇是在實驗結(jié)果的基礎(chǔ)上，對于水溶液中物質(zhì)形態(tài)的理論總結(jié)，題名為：“電解質(zhì)的化學(xué)理論”，專門闡述電離理論的基本思想。阿累尼烏斯把這兩篇論文，送到瑞典科學(xué)院請求專家們審議。1883年6月6日經(jīng)過斯德哥爾摩的瑞典科學(xué)院討論后，被推薦予以發(fā)表，刊登在1884年初出版的《皇家科學(xué)院論著》雜志的第十一期上。

終被認(rèn)可

博士學(xué)位得到了，但是電離學(xué)說卻不被人理解，特別在瑞典國內(nèi)幾乎沒有人支持，他決定向國外尋找有力的支持者。當(dāng)然是要找一些有創(chuàng)新能力、有新觀點的人。他想到了德國物理學(xué)家克勞修斯?？藙谛匏箤崃W(xué)第二定律作出很大貢獻(xiàn)，又被認(rèn)為是電化學(xué)的預(yù)言者，但是克勞修斯年老體弱，對新鮮事物缺乏敏感。阿累尼烏斯也想得到德國化學(xué)家邁耶爾的支持。邁耶爾曾經(jīng)獨立地提出過元素周期律，也是一位很有威望的化學(xué)家，但是邁耶爾對此沒有任何表示。

幸運的是并不是所有的科學(xué)家都麻木不仁。在里加工學(xué)院任教的奧斯特瓦爾德教授對阿累尼烏斯的態(tài)度卻是另一番景象。1884年6月的某一天，發(fā)生了三件使奧斯特瓦爾德難忘的事情：他牙疼得厲害；妻子生了一個女兒；他讀到了阿累尼烏斯寄來的論文。奧斯特瓦爾德忍著牙痛，反復(fù)看了好幾遍，他覺得這個年輕人的觀點是可取的。并且立刻意識到，阿累尼烏斯正在開創(chuàng)一個新的領(lǐng)域——離子化學(xué)。喜歡動手做實驗的奧斯特瓦爾德立刻著手通過實驗來證實阿累尼烏斯電離理論的正確性。隨后，奧斯特瓦爾德決定去瑞典會見阿累尼烏斯，探討一些共同感興趣的問題。這一年暑假，兩位學(xué)者在烏普薩拉會面了，這是他們畢生友誼和合作的開端。

由于奧斯特瓦爾德的影響，阿累尼烏斯獲得了出國做五年訪問學(xué)者的資格。阿累尼烏斯先后在里加和萊比錫的奧斯特瓦爾德的實驗室里工作，又與當(dāng)時著名的科學(xué)家柯名單勞希、玻耳茲曼、范特霍夫等人進(jìn)行了工作接觸。特別是范特霍夫，他的研究工作中經(jīng)常需要用電離學(xué)說來解釋一些發(fā)生的現(xiàn)象。當(dāng)他們相見的時候，非常親熱，有很多問題需要探討。阿累尼烏斯在困難的時候找到了知音。著名學(xué)者奧斯特瓦爾德和范特霍夫的支持，使他的電離學(xué)說開始逐步被世人所承認(rèn)。隨著他們?nèi)齻€人的共同努力和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，特別是原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的逐步探明，電離學(xué)說最終被人們所接受了。原來反對電離學(xué)說的克萊夫教授還提議選舉阿累尼烏斯為瑞典科學(xué)院院士。

1901年，開始首屆評選諾貝爾獎的時候，阿累尼烏斯是物理獎的11個候選人之一，可惜落選了。1902年他又被提名諾貝爾化學(xué)獎，他也沒有被選上。1903年，評獎委員會很多人都推舉阿累尼烏斯，但是，對于他應(yīng)獲得物理獎還是化學(xué)獎發(fā)生分歧。諾貝爾化學(xué)獎委員會提出給他一半物理獎，一半化學(xué)獎，這一方案過于奇特，被否定了。又提出他獲獎問題延期至第二年，也被否決。電離學(xué)說在物理學(xué)和化學(xué)兩個學(xué)科都具有很重要的作用，人們一時很難確定他應(yīng)該獲得哪一個獎項。最后，阿累尼烏斯獲得了1903年諾貝爾化學(xué)獎。

學(xué)術(shù)成果

阿累尼烏斯刻苦鉆研，具有很強的實驗?zāi)芰Α?883年5月，他提出了電離理論的基本觀點：“由于水的作用，電解質(zhì)在溶液中具有兩種不同的形態(tài)，非活性的分子形態(tài)，活性的離子形態(tài)。溶液稀釋時，活性形態(tài)的數(shù)量增加，所以溶液導(dǎo)電性增大”。作為博士論文送交烏普薩拉大學(xué)。但是，其導(dǎo)師對其觀點不能理解，另一導(dǎo)師則持懷疑態(tài)度。最后，由于委員會支持教授們的意見，阿累尼烏斯的論文答辯沒有通過。阿累尼烏斯并未因此而灰心。他認(rèn)為他的觀點是正確的，為此尋求科學(xué)家的支持。1884年冬再次進(jìn)行論文答辯時，論文被順利通過。

阿累尼烏斯同時提出了酸、堿的定義；解釋了反應(yīng)速率與溫度的關(guān)系，提出活化能的概念及與反應(yīng)熱的關(guān)系等。由于阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域的卓越成就，1903年榮獲了諾貝爾化學(xué)獎，成為瑞典第一位獲此科學(xué)大獎的科學(xué)家。著作：《天體物理學(xué)教科書》、《免疫化學(xué)》、《生物化學(xué)中的定量定律》等。

阿累尼烏斯在物理化學(xué)方面造詣很深，他所創(chuàng)立的電離理論留芳于世，直到今天仍常青不衰。他是一位多才多藝的學(xué)者，除了化學(xué)外，在物理學(xué)方面他致力于電學(xué)研究，在天文學(xué)方面，他從事天體物理學(xué)和氣象學(xué)研究。他在1896年發(fā)表了“大氣中的二氧化碳對地球溫度的影響”的論文，還著有《天體物理學(xué)教科書》在生物學(xué)研究中他寫作出版了《免疫化學(xué)》及《生物化學(xué)中的定量定律》等書。作為物理學(xué)家，他對祖國的經(jīng)濟發(fā)展也做出了重要貢獻(xiàn)。他親自參與了對國內(nèi)水利資源和瀑布水能的研究與開發(fā)，使水力發(fā)電網(wǎng)遍布于瑞典。他的智慧和豐碩成果，得到了國內(nèi)廣泛的認(rèn)可與贊揚，就連一貫反對他的克萊夫教授，自1898年以后也轉(zhuǎn)變成為電離理論的支持者和阿累尼烏斯的擁護(hù)者。那年，在紀(jì)念瑞典著名化學(xué)家貝采里烏斯逝世50周年集會上，克萊夫教授在其長篇演說中提到：“貝采里烏斯逝世后，從他手中落下的旗幟，今天又被另一位卓越的科學(xué)家阿累尼烏斯舉起?！彼€提議選舉阿累尼烏斯為瑞典科學(xué)院院士。由于阿累尼烏斯在化學(xué)領(lǐng)域的卓越成就，1903年他榮獲了諾貝爾化學(xué)獎，成為瑞典第一位獲此科學(xué)大獎的科學(xué)家。1905年以后，他一直擔(dān)任瑞典諾貝爾研究所所長，直到生命的最后一刻。他還多次榮獲國外的其它科學(xué)獎?wù)潞蜆s譽稱號。

晚年時期

晚年的阿累尼烏斯，體弱多病，但他仍不肯放下自己的研究。他抱病堅持修改完成了《世界起源》一書的第二卷。1927年10月2日，這位68歲的科學(xué)巨匠與世長辭。阿累尼烏斯科學(xué)的一生，給后人以很大的思想啟迪。首先，在哲學(xué)上他是一位堅定的自然科學(xué)唯物主義者。他終生不信宗教，堅信科學(xué)。當(dāng)19世紀(jì)的自然科學(xué)家們還在深受形而上學(xué)束縛的時候，他卻能打破學(xué)科的局限，從物理與化學(xué)的聯(lián)系上去研究電解質(zhì)溶液的導(dǎo)電性，因而能沖潰傳統(tǒng)觀念，獨創(chuàng)電離學(xué)說。其次，他知識淵博，對自然科學(xué)的各個領(lǐng)域都學(xué)有所長，早在學(xué)生時代就已精通英、德、法和瑞典語等四五種語言，這對他周游各國，廣泛求師進(jìn)行學(xué)術(shù)交流起了重大作用。另外，他對祖國的熱愛，為報效祖國而放棄國外的榮譽和優(yōu)越條件，在當(dāng)今仍不失為科學(xué)工作者的楷模。

主要貢獻(xiàn)

阿累尼烏斯在化學(xué)上貢獻(xiàn)有：提出電離學(xué)說，認(rèn)為電解質(zhì)溶于水，其分子能離解成導(dǎo)電的離子，這是電解質(zhì)導(dǎo)電的根本原因，同時溶液愈稀，電解質(zhì)電離度越大。電離學(xué)說是物理化學(xué)上的重大貢獻(xiàn)，也是化學(xué)發(fā)展史上的重要里程碑，從而解釋溶液的許多性質(zhì)和溶液的滲透壓偏差、依數(shù)性等，它建筑起物理和化學(xué)間的重要橋梁。提出活化分子和活化能的概念，導(dǎo)出著名的反應(yīng)速率公式，即阿累尼烏斯方程。

公式可推算出溫度升高10度，化學(xué)反應(yīng)速度約加快一倍，這使化學(xué)動力學(xué)大大向前邁進(jìn)了一步。奠定宇宙化學(xué)研究的基礎(chǔ)。他根據(jù)物理化學(xué)的原理，最早預(yù)言太陽的能量來自原子的反應(yīng)，特別是由氫原子結(jié)合成氦原子的反應(yīng)。他還發(fā)現(xiàn)二氧化碳有較強吸收紅外輻射的能力，較早提出二氧化碳對地球溫室效應(yīng)影響的見解。此外，他對彗星、北極光、冰川等的成因作了較深刻的研究，并提出了有價值的見解。最先對血清療法的機理作出化學(xué)解釋，特別是開創(chuàng)免疫化學(xué)研究的航道，以及各種毒素的化學(xué)結(jié)構(gòu)對人體、動物體中毒機理的研究作出了一定貢獻(xiàn)。