現(xiàn)代玻璃材料科學(xué)之父——奧托·肖特

【中玻網(wǎng)】玻璃作為一種常見(jiàn)的無(wú)機(jī)固體材料，已被人們使用了幾千年，埃及、美索不達(dá)米亞、中國(guó)、歐洲都有關(guān)于當(dāng)?shù)卦缙诓Ａе圃旌褪褂玫目脊虐l(fā)現(xiàn)。今天，玻璃已然滲透到了人們生產(chǎn)生活中的各個(gè)領(lǐng)域，小到溫度計(jì)，大到空間望遠(yuǎn)鏡，可以說(shuō)，當(dāng)今世界已經(jīng)離不開(kāi)玻璃�；乜礆v史，實(shí)際上在很長(zhǎng)一段時(shí)間里，玻璃的用途較為有限，人們主要將其用作裝飾物、工藝品、器皿和建筑材料等，其制造工藝在很大程度上依賴(lài)著玻璃匠人代代相傳的經(jīng)驗(yàn)方法。直到19世紀(jì)中后期，情況才開(kāi)始有了明顯改變，玻璃的種類(lèi)和用途開(kāi)始迅速擴(kuò)大，一系列特種

　　玻璃相繼問(wèn)世，玻璃工業(yè)隨即“量子躍遷”成了較具創(chuàng)新力和擁有廣闊應(yīng)用前景的工業(yè)新領(lǐng)域，而促成這一變化則主要?dú)w功于當(dāng)時(shí)的一位德國(guó)科學(xué)家和企業(yè)家，正是他開(kāi)創(chuàng)了用現(xiàn)代科學(xué)方法來(lái)研究和開(kāi)發(fā)新型玻璃，從而賦予這個(gè)具有數(shù)千年使用史的傳統(tǒng)材料以無(wú)以倫比的精力，此人就是本文所要敘述的現(xiàn)代玻璃材料科學(xué)之父——奧托·肖特(OttoSchott)。

　　肖特早年生涯——從出生到博士

　　肖特1851年12月17日出生在德國(guó)西部的維滕市，其父親西蒙·肖特(Simon Schott)是個(gè)傳統(tǒng)的玻璃工匠，與人共同經(jīng)營(yíng)一個(gè)玻璃作坊。這樣的家庭環(huán)境顯然對(duì)肖特今后的職業(yè)生涯產(chǎn)生了重要影響。1858至1865年間，肖特在出生地維滕接受小學(xué)和職業(yè)中學(xué)教育。1867至1869年，他在離維滕不遠(yuǎn)的哈根市的高等省級(jí)職業(yè)學(xué)校繼續(xù)接受教育，該校重視自然科學(xué)，肖特在此對(duì)物理和化學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣，據(jù)肖特回憶，對(duì)于這兩門(mén)科目，他始終能夠取得優(yōu)異的成績(jī)。畢業(yè)后，肖特游學(xué)于法國(guó)北部，在那里參觀了包括化工廠、玻璃廠和煤礦在內(nèi)的多家企業(yè)，并結(jié)識(shí)了一位來(lái)自西門(mén)子公司(該公司不是指通常所說(shuō)的電器西門(mén)子公司，而是由西門(mén)子家族的成員掌管的玻璃制造廠，當(dāng)時(shí)以開(kāi)發(fā)出新型玻璃熔爐而聞名)的工程師，他們彼此間產(chǎn)生信任，這位工程師帶肖特前往比利時(shí)，并在那里又參觀了熔爐制造廠和制鏡廠�；氐降聡�(guó)后，肖特以志愿者身份在哈根附近的一家生產(chǎn)酸堿鹽的化工廠工作，該廠的主管埃爾伯斯(L.Elbers)是大名鼎鼎的德國(guó)分析化學(xué)家——伏累森紐斯(C.Fresenius)的學(xué)生，他向肖特傳授了化學(xué)定性和定量分析的相關(guān)知識(shí)。

　　1870年，肖特前往亞琛工業(yè)大學(xué)，開(kāi)始了他的大學(xué)生涯。在亞琛，肖特選擇化學(xué)作為他的有經(jīng)驗(yàn)方向，在那里工作的蘭多爾特(H.Landolt)教授給他留下了深刻的印象。蘭多爾特是德國(guó)有名化學(xué)家，以用物理方法研究化學(xué)而有名，他與伯恩施坦(R.Börnstein)一同編撰的《物理化學(xué)數(shù)據(jù)表》乃是自然科學(xué)領(lǐng)域的經(jīng)典文獻(xiàn)。而肖特所欣賞的正是蘭多爾特將物理與化學(xué)相結(jié)合的研究思路。在亞琛期間，肖特在蘭多爾特的實(shí)驗(yàn)室用容量法對(duì)鋅進(jìn)行了分析測(cè)定，并將結(jié)果發(fā)表在《伏累森紐斯分析化學(xué)學(xué)報(bào)》上，這應(yīng)該是肖特發(fā)表的一篇科學(xué)論文。1873年，肖特轉(zhuǎn)至維爾茨堡大學(xué)，目的是為了追隨在那里任教的工業(yè)化學(xué)家瓦格納(R.Wagner)。但是，令肖特沒(méi)料到的是，瓦格納在維爾茨堡大學(xué)沒(méi)有自己的實(shí)驗(yàn)室，其研究偏重理論而非實(shí)踐，對(duì)于這一點(diǎn)，肖特感到頗為失望，于是便又轉(zhuǎn)到萊比錫大學(xué)，在那里加入了農(nóng)業(yè)化學(xué)家克諾普(W.Knop)的實(shí)驗(yàn)室�？酥Z普非常信任肖特，甚至允許他在實(shí)驗(yàn)室從事玻璃方面的研究。

　　肖特畢業(yè)心切，很快于1874年6月19日向萊比錫大學(xué)哲學(xué)系提交了關(guān)于玻璃制造的博士論文(萊比錫大學(xué)建于1409年，是一所年代久遠(yuǎn)的德國(guó)傳統(tǒng)大學(xué))。論文主審人為柯?tīng)栘?H.Kolbe)和施托曼(F.Stohmann)�？�?tīng)栘愂钱?dāng)時(shí)很有名望的化學(xué)家，曾初次合成出醋酸，并初次在化學(xué)中提出“合成”概念，1865年擔(dān)任萊比錫大學(xué)教授之前，一直作為德國(guó)化學(xué)泰斗本生(R.Bunsen)的繼任者在馬爾堡大學(xué)任教。初閱肖特的論文后，柯?tīng)栘愐环矫嬗X(jué)得自己對(duì)玻璃制造方面知之甚少，想聽(tīng)聽(tīng)施托曼的意見(jiàn)，另一方面也指出，該論文的文字表述不夠有經(jīng)驗(yàn)。施托曼則認(rèn)為，論文總的來(lái)說(shuō)沒(méi)有問(wèn)題，建議批準(zhǔn)答辯。然而，柯?tīng)栘愒谧x完整篇論文后再次提出意見(jiàn)，認(rèn)為肖特論文的文字表述有嚴(yán)重問(wèn)題，完全不符合一個(gè)經(jīng)過(guò)有經(jīng)驗(yàn)訓(xùn)練的化學(xué)家的標(biāo)準(zhǔn)，要求作者拿回去修改。肖特作修改后，提交柯?tīng)栘�，柯�(tīng)栘惪春髮⑵渲苯油嘶兀碛墒侵挥幸徊糠肿髁诵薷�，而其余部分則沒(méi)動(dòng)。同年12月16日，肖特將論文第二次正式提交萊比錫大學(xué)哲學(xué)系，主審人為柯?tīng)栘惡妄R爾科(F.Zierkel)，這次，柯?tīng)栘惤o的評(píng)語(yǔ)措辭更為嚴(yán)重，認(rèn)為肖特缺乏取得博士學(xué)位的基本能力，明確表示不予通過(guò)。齊爾科也表示不予通過(guò)，審核團(tuán)其他成員大都也給予差評(píng)�？�?tīng)栘惿踔两ㄗh哲學(xué)系不要將論文退還肖特，以免肖特拿它向別處提交博士申請(qǐng)，但肖特還是想辦法要回了自己的論文。在導(dǎo)師克諾普的建議下，肖特于1875年1月13日將論文遞交給耶拿大學(xué)哲學(xué)系(耶拿大學(xué)建于1558年，同樣較富歷史傳統(tǒng))，經(jīng)過(guò)審核團(tuán)12名成員的評(píng)議與審核，認(rèn)為肖特的論文合格，可以進(jìn)行答辯。其中，化學(xué)教授高特(A.Geuther)評(píng)論道，肖特通過(guò)自己的實(shí)驗(yàn)，對(duì)玻璃的形成和去玻璃化從基本層面作了詳細(xì)闡釋?zhuān)撐臎](méi)有問(wèn)題，準(zhǔn)予答辯。答辯在同年2月6日下午3時(shí)進(jìn)行，考官為化學(xué)教授高特、數(shù)學(xué)與物理教授斯奈爾(K.Snell)以及自然史、礦物學(xué)和地質(zhì)學(xué)教授施密特(E.Schmid)。結(jié)果肖特順利通過(guò)答辯，當(dāng)天即獲得了博士證書(shū)。