現(xiàn)代玻璃材料科學之父——奧托·肖特

【中玻網(wǎng)】玻璃作為一種常見的無機固體材料，已被人們使用了幾千年，埃及、美索不達米亞、中國、歐洲都有關(guān)于當?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)生活中的各個領(lǐng)域，小到溫度計，大到空間望遠鏡，可以說，當今世界已經(jīng)離不開玻璃�；乜礆v史，實際上在很長一段時間里，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著玻璃匠人代代相傳的經(jīng)驗方法。直到19世紀中后期，情況才開始有了明顯改變，玻璃的種類和用途開始迅速擴大，一系列特種

　　玻璃相繼問世，玻璃工業(yè)隨即“量子躍遷”成了較具創(chuàng)新力和擁有廣闊應用前景的工業(yè)新領(lǐng)域，而促成這一變化則主要歸功于當時的一位德國科學家和企業(yè)家，正是他開創(chuàng)了用現(xiàn)代科學方法來研究和開發(fā)新型玻璃，從而賦予這個具有數(shù)千年使用史的傳統(tǒng)材料以無以倫比的精力，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日出生在德國西部的維滕市，其父親西蒙·肖特(Simon Schott)是個傳統(tǒng)的玻璃工匠，與人共同經(jīng)營一個玻璃作坊。這樣的家庭環(huán)境顯然對肖特今后的職業(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和職業(yè)中學教育。1867至1869年，他在離維滕不遠的哈根市的高等省級職業(yè)學校繼續(xù)接受教育，該校重視自然科學，肖特在此對物理和化學產(chǎn)生了濃厚興趣，據(jù)肖特回憶，對于這兩門科目，他始終能夠取得優(yōu)異的成績。畢業(yè)后，肖特游學于法國北部，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)識了一位來自西門子公司(該公司不是指通常所說的電器西門子公司，而是由西門子家族的成員掌管的玻璃制造廠，當時以開發(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，并在那里又參觀了熔爐制造廠和制鏡廠。回到德國后，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)是大名鼎鼎的德國分析化學家——伏累森紐斯(C.Fresenius)的學生，他向肖特傳授了化學定性和定量分析的相關(guān)知識。

　　1870年，肖特前往亞琛工業(yè)大學，開始了他的大學生涯。在亞琛，肖特選擇化學作為他的有經(jīng)驗方向，在那里工作的蘭多爾特(H.Landolt)教授給他留下了深刻的印象。蘭多爾特是德國有名化學家，以用物理方法研究化學而有名，他與伯恩施坦(R.Börnstein)一同編撰的《物理化學數(shù)據(jù)表》乃是自然科學領(lǐng)域的經(jīng)典文獻。而肖特所欣賞的正是蘭多爾特將物理與化學相結(jié)合的研究思路。在亞琛期間，肖特在蘭多爾特的實驗室用容量法對鋅進行了分析測定，并將結(jié)果發(fā)表在《伏累森紐斯分析化學學報》上，這應該是肖特發(fā)表的一篇科學論文。1873年，肖特轉(zhuǎn)至維爾茨堡大學，目的是為了追隨在那里任教的工業(yè)化學家瓦格納(R.Wagner)。但是，令肖特沒料到的是，瓦格納在維爾茨堡大學沒有自己的實驗室，其研究偏重理論而非實踐，對于這一點，肖特感到頗為失望，于是便又轉(zhuǎn)到萊比錫大學，在那里加入了農(nóng)業(yè)化學家克諾普(W.Knop)的實驗室�？酥Z普非常信任肖特，甚至允許他在實驗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日向萊比錫大學哲學系提交了關(guān)于玻璃制造的博士論文(萊比錫大學建于1409年，是一所年代久遠的德國傳統(tǒng)大學)。論文主審人為柯爾貝(H.Kolbe)和施托曼(F.Stohmann)。柯爾貝是當時很有名望的化學家，曾初次合成出醋酸，并初次在化學中提出“合成”概念，1865年擔任萊比錫大學教授之前，一直作為德國化學泰斗本生(R.Bunsen)的繼任者在馬爾堡大學任教。初閱肖特的論文后，柯爾貝一方面覺得自己對玻璃制造方面知之甚少，想聽聽施托曼的意見，另一方面也指出，該論文的文字表述不夠有經(jīng)驗。施托曼則認為，論文總的來說沒有問題，建議批準答辯。然而，柯爾貝在讀完整篇論文后再次提出意見，認為肖特論文的文字表述有嚴重問題，完全不符合一個經(jīng)過有經(jīng)驗訓練的化學家的標準，要求作者拿回去修改。肖特作修改后，提交柯爾貝，柯爾貝看后將其直接退回，理由是只有一部分作了修改，而其余部分則沒動。同年12月16日，肖特將論文第二次正式提交萊比錫大學哲學系，主審人為柯爾貝和齊爾科(F.Zierkel)，這次，柯爾貝給的評語措辭更為嚴重，認為肖特缺乏取得博士學位的基本能力，明確表示不予通過。齊爾科也表示不予通過，審核團其他成員大都也給予差評�？聽栘惿踔两ㄗh哲學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，但肖特還是想辦法要回了自己的論文。在導師克諾普的建議下，肖特于1875年1月13日將論文遞交給耶拿大學哲學系(耶拿大學建于1558年，同樣較富歷史傳統(tǒng))，經(jīng)過審核團12名成員的評議與審核，認為肖特的論文合格，可以進行答辯。其中，化學教授高特(A.Geuther)評論道，肖特通過自己的實驗，對玻璃的形成和去玻璃化從基本層面作了詳細闡釋，論文沒有問題，準予答辯。答辯在同年2月6日下午3時進行，考官為化學教授高特、數(shù)學與物理教授斯奈爾(K.Snell)以及自然史、礦物學和地質(zhì)學教授施密特(E.Schmid)。結(jié)果肖特順利通過答辯，當天即獲得了博士證書。