波施，全名卡爾·波施，德國化學家。公元 1874 年 8 月 27 日生于德國
科隆。1894 年進入夏洛滕堡工業大學學習冶金學和機械工程學。1896 年轉入 萊比錫大學攻讀化學。1898 年在奧斯特瓦爾德指導下獲博士學位。1898—
1899 年為有機化學家約翰尼·韋斯萊斯諾斯的助教。1899 年在路德維希港任 巴登苯胺純堿公司工程師，1919 年升任該公司總經理。1925 年任染料工業股 份有限公司第一任總經理，1935 年任公司董事會主席。1937 年被選為德國威 廉·凱撒學會會長。1940 年 4 月 26 日逝世于德國海德堡。
波施于 1931 年獲諾貝爾化學獎。其獲獎原因是，他改進了高壓合成氨的 催化方法，實現了工業化合成氨，在研究和發展高壓化學方面做出了貢獻。 他還進行合成燃料的研究工作、合成出甲醇和從煤中制取汽油。他的研究工 作推動了尿素、甲醇等高級醇類物質的合成和石油加氫工業的發展。
一、童年
鮑拉·波施太太用毛巾擦干凈幾個盤子，又晾上洗好的毛巾，然后就坐 在沙發上，想休息一下。節假日雖然能給全家人帶來歡樂和愉快，可是假日 一結束，打掃呀，收拾呀，總得花去她許許多多的精力，花去她幾個小時的 時間，因為，全家的里里外外都得由她一個人去整理安排。
過完了圣誕節，又要過新年，日子無盡地流逝著，她也就天天沒完沒了
地操心這個，惦記那個。卡爾·波施是科隆市一位知名的商人。這是個殷實 富戶，家里相當有錢，可是他們家里從來沒有雇用過仆人。
老卡爾太太寧愿自己操勞家務，因為她對誰也不相信。眼前，就在她坐
下來休息的這功夫，她的腦海里又轉動著那些已經成為習慣的念頭。應當把 卡爾的襯衫改改，好給小孩子們穿。鮑拉太太找到一個裝舊東西的大包袱， 里邊整齊地疊放著干干凈凈的衣物，隨后她來到二樓的走廊，那里擺著一臺 縫紉機，這縫紉機可有年頭了。
可是，在原來的地方已經沒有縫紉機了。鮑拉太太覺得很納悶，不過她
立刻猜到了： 這一定是她大兒子卡爾干的事(他就是我們的主人公)，因為只有他才
會想出這種點子來。怪不得從午飯后他們就一直沒露面。鮑拉太太迅速爬上
四摟，說不定孩子們正躲在那里玩呢。果然孩子們干脆都坐在地板上，他們 玩得著了迷，連鮑拉太太進來，他們都沒發現。
只見卡爾手里拿著螺絲刀正在敏捷地把螺絲釘一個個地往下卸，然后又 把縫紉機上的傳動桿、手柄和大小齒輪、滑輪逐個拆下來。這樣，好端端的 一臺縫紉機就變成了一堆零件。艾米爾和格爾曼兩個人目不轉睛地瞧著大哥 的一舉一動，他們又高興又欽佩，欽佩的是大哥能將一架縫紉機拆成一件一 件的，高興的是他們從中獲得快樂!
“卡爾!”鮑拉喊道，“你看看，你干的是什么!走，馬上跟我到爸爸 那兒去!我看，這一回要不狠狠地教訓你一頓才怪呢?”
卡爾這時才開始把那些扔得滿地都是的縫紉機零件一個一個地撿到一 起，然后把螺母逐個擰緊。但是，怎么也裝不好。別看這臺小機器，就連爸 爸自己裝，也要花不少的勁呢!他弄了整整一天才裝好。小卡爾直挺挺地站 在爸爸旁邊，一面留神看著，一面用心記著。
“這只螺絲釘應當安在這個地方。喂，把鉗子遞給我!??” 卡爾從很小的時候起就學會了使用鉗工和木工的各種工具。在他的心目
中，哪兒也不如爸爸店鋪旁邊的那家小工廠里有意思。工廠的師傅們——鉗 工、裝配工和細木工——經常教給小卡爾如何使用各種不同的工具去干活， 而且他們都很愿意幫助他學藝。
逐漸地卡爾就能干些比較復雜的活計了。譬如，他決定制做一只采集昆 蟲標本的木箱，養活青蛙和蚯蚓的“小房子”。到了冬天，卡爾制做了一個 有供暖裝置的特殊飼養箱：他在廚房的爐灶里安裝了一只小巧的加熱器，然 后讓熱水管進入飼養箱內。難度更大的要算是他制做的一套玻璃魚缸裝置 了。因為這套裝置不僅能使玻璃魚缸里的水維持一定的溫度，而且還能補充 水中的空氣。這些箱子和裝置是卡爾從爸爸的店鋪里找來材料，再用各式各 樣的工具，自己獨立制做出來的。
鮑拉·波施細心關注著兒子所迷戀的每一件事物，當他發現兒子的熟練 技巧和對技術的熱愛，心里充滿了喜悅。“卡爾將來會成為一個了不起的技 術行家的，他也一定會繼承我的事業，日后把家業越搞越大。”
——爸爸這樣想著，可是這個小卡爾打算走的路，卻和爸爸想的完全不 一樣。
二、學生時代
在學校上學的時候，卡爾最喜歡的是化學，這門科學在小卡爾面前展示 了無限廣闊的前景，給他添加了新的幻夢，于是，在他原有的各種愛好中， 又增加了一個愛好。
為了使動物不受損害，他把單獨的一間房改裝成一個化學實驗室。他們
家住的是一座大樓房，卡爾的父母索性把三樓全部交給他支配。然而要籌備 一個化學實驗室可不是一件容易的事。這跟制做一只加熱器，或是做一個玻 璃缸上用的換氣泵相比，完全是兩碼事。要裝配一個實驗室，就必須購置各 種儀器和化學藥品，所以沒有錢是不行的。
可是爸爸一般是不允許有任何不必要的花費的，而媽媽在這方面就更嚴
了;她甚至把幾分幾厘的零星開銷都一筆不漏地登寫在自己的家務記事簿 上。
“人生要取得成就，必須學會珍惜金錢。”卡爾的爸爸說道。
卡爾也懂得愛惜金錢。他把逢年過節別人送給他的每一分錢都積攢起 來。有時候他自己還掙一點錢，比如他在爸爸的店鋪里幫忙干些活，爸爸便 按同工同酬的辦法給他工錢。雖然小伙子的“資本”增加得很慢，但是最終 還是攢足了 3 馬克。他手里攥著這筆錢徑直跑到列鮑爾德的店鋪里。這里真 是樣樣俱全，什么都有：實驗室用的玻璃器具、陶瓷器皿、各種金屬儀器和 吸引人的化學藥品。
列鮑爾德先生把卡爾要買的東西一樣樣地放在柜臺上面，隨后卡爾把他 買的物品整齊地擺放在籃子里。
“我覺得，您做得多少有失分寸吧，卡爾先生，”列鮑爾德一邊說著， 一邊把帳單遞了過來，“總共 15 馬克 80 芬尼。”
卡爾還不習慣別人用這種稱呼對待他，因此感到受寵若驚，但是當他聽 到應付的錢數之后，他的臉立刻變得蒼白。怎么辦呢?難道要就此罷休不成?
他把手心里的 3 馬克攥得更牢了，盡量保持平靜的神色，說道： “我請求您把這批東西連同發票全部送到我家里，錢么，肯定都會給您
付清的。” 這筆錢的數目使鮑拉·波施太太大為吃驚，因為這相當于她全家兩個月
的生活費。可是列鮑爾德店鋪送貨來的一位職員向她解釋說，這些儀器和化 學藥品都是難得買到的貴重物品，利用它們可以做許多非常有趣的實驗;何 況對于擁有一家受人敬重的大商行的波施先生來說，這筆錢真是微不足道。 為了珍惜商行的名聲，波施太太只好如數付了款。但是她心里暗自盤算，非 好好教訓卡爾一頓不可。
然而當兒子知道家里已經把錢付了的時候，他高興極了，一雙藍色的眼 睛閃爍著喜悅的亮光，此情此景使媽媽非但不忍心斥責兒子，而且轉怒為愛。 卡爾挽著媽媽的手臂，把她領到自己的實驗室里，他想把一門日新月異的科 學——化學講述給媽媽聽，并且將物質的各種奇妙變化表演給她看。
雖然媽媽對孩子們十分嚴厲，但是他們非常樂意跟媽媽談心，把自己的 打算和幻想告訴給她。卡爾非常喜歡這種坦率的、敞開心扉的交談。他告訴 媽媽，他從化學書里學到了哪些知識，他是如何為化學中存在的難題而焦急 不安的，以及當他從書上知道這門科學所取得的成就，特別是讀到那些已經 運用到工業生產中去的種種發明創造的時候，他又是如何欣喜若狂的。
但是，卡爾所迷戀的志趣卻不合乎爸爸的口味。老波施先生對化學持懷
疑的態度。他認為，只有冶金這個行業是最值得重視的，其它都不能與之相 比。在老波施的店鋪里，各種金屬制品是他們的主要商品，所以對于這類制 品的用途和作用了解得最清楚。因此，臨到該決定兒子未來前途的時候，他 雖然勉強同意卡爾選擇化學作為未來的職業，但是有一個條件，那就是，卡 爾必須研究與冶金學關系密切的各種化學問題，即冶金學中的化學。
“我看，你在進工科學校學習之前，最好先到冶金工廠里去實習一個階
段，這樣可以使你對于今后畢生從事的工作，有一個深入細致的認識和了 解。”爸爸向他提出了建議。
“好，我同意，不過工廠能讓我這樣做嗎?”卡爾問道。
“這不用你操心。咱們店鋪的商品主要都是由柯岑納烏的一家冶金工廠 供應的。我和這家工廠的廠主哈斯先生有私交，我想，把你安置在他的工廠 里工作是不會有什么困難的。”
1893 年的夏天，卡爾進入冶金工廠實習。要求他在一年的時間里把工廠
所有的車間都體驗一遍：要當模型工、鑄工、鉗工。無論哪個工種規定的活 計，卡爾都干得又快又好。另外，他還利用其他時間，做了不少小件的手工 制品，都是他采集動植物標本用得著的一些東西和工具。
有一回，卡爾得到車間的允許，拿了幾塊?木板子，沒過幾天，他用它 做好一副滑雪板。在希列吉亞，也就是工廠的所在地，人們把滑雪板看成是 一種稀罕的新玩藝兒。工人們怎么也不能相信踩著這種彎曲的木頭板居然還 能滑動。因此，當卡爾拿著自己做的滑雪板到離他們工廠最近的一座小山上 去滑雪時，竟吸引了幾十個好奇的人去看熱鬧。卡爾滑雪的技術雖然算不上 是最好的，但是他還滑得不錯。
“卡爾這小伙子真棒!”工人們異口同聲地說，“像他這樣的才真能出 息成好樣兒的呢，無論什么事到他手上都干得非常出色。”
實際上，卡爾只要動手做一件事，不論遇到什么樣的困難，他總會一一
克服，有始有終地做出成績來的。經過一年的學習之后，他參加了實習考試， 考試內容是讓他制做一個鑄件的模型。他自己澆鑄一個立方體的鋼塊，然后 再進行拋光和磨光，老師傅給他的活兒打了一個滿分，于是卡爾帶著畢業證 書——鑄工、鉗工技術合格證書——回到了家。
現在，他通過實踐對冶金學有了了解，而發展科學和技術的過程中，金 屬將會起到十分巨大的作用。
1894 年秋，卡爾來到薩爾廷堡，他準備進那里的一所高等工業專科學校 學習，他讀的是冶金與機械制造專業，這個求知好強的青年人，學校里開設 的各種不同學科的課，他都去上，真是五花八門，樣樣都有：冶金學、化學、 植物學、動物學、昆蟲學。還是在工廠里實習的時候，卡爾就多少懂得一點 金屬加工的道理，現在當他認真地學習了這方面的理論之后，倒大失所望。 “難道這門科學就是這個樣子嗎?”他感到遺憾，“我利用種種復雜的 公式，經過幾個小時的計算，最后得出一個結果，然后把計算的結果放大到
原來數字的五倍，以便確信金屬能經得住??” “看來，想必如此。”爸爸開導他說。 “完全不對!推導公式的人對于公式是否正確并沒有把握。而我的師傅
漢茨，什么公式也不用，可是他什么樣的齒輪都能做出來，而且他制的齒輪 能經得住任意的負荷，毫無問題。”
“單憑實踐這一方面，終究是不會有什么結果的。”
“這個我不懂，爸爸，不過目前我也沒有什么可說的。然而您可知道， 無機化學就完全是另一碼事。柳道夫教授在課堂上所講的內容，都可以在實 驗室里進行驗證，用實驗去證明他講授的理論。而光譜分析，則是我從伏格 爾教授的講課中學到的一種方法，那才真是一個既準確又別致的方法呢!” 他們兩人都沉默下來，誰也不再說話。可是每個人都各有心思。爸爸不
能理解兒子的心情，而兒子的腦子思考的卻是遙遠的未來。
“暑假我還要回到冶金工廠去，想具體深入地了解一下高爐的工作情 況。”
“我試著幫你聯系一下克魯普的冶金廠，因為他離科隆不遠。”
在克魯普工廠實地了解了幾個禮拜之后，再次說明，在學校的課堂上和 實驗室里所講授的內容，與各種宏大的工業設備之間實際上存在著很大的差 別。譬如，拿煉鐵來說吧，在學校的實驗室里，那是非常簡單的實驗。可是， 到了工廠，情況就大不相同：這里是成百上千噸的礦石、整車廂整車廂的焦 炭，堆積如山的沙子和石灰石、巨大的高爐。
工業，這并不意味著把科學技術成果在實際中簡單地再現。工業是一個 最復雜的機構，它需要技術精湛的專家，需要天生就有創造性智慧的人們參 加進來。說不定，有朝一日他自己也會成長為這樣一位專家。
三、落戶巴登公司
卡爾回到薩爾廷堡之后加倍努力學習。隨著他對于冶金學和金屬學中各 種問題的研究日益深入，他也就越加感到失望。理論和實際簡直相差十萬八 千里!
“學習冶金學沒什么好處，還不如攻讀一下化學更好些。” 在工業專科學校里，化學專業的教學力量一般是比較薄弱的，只有在大
學里，才能受到正規的良好的培養。1896 年秋天，卡爾轉到萊比錫一所大學 的化學實驗室里從事研究工作。他的導師是約翰內斯·維斯利岑努斯教授。 這位新來的大學生很快就引起了教授的重視，因為他熱愛勞動，具有較豐富 的知識和一雙特別靈巧的手。教授表示愿意給卡爾擬定一篇博士論文的題 目。
波施先開始研究的一種物質是：丙酮二羧酸二乙酯與溴代苯乙酮縮合的 產物。維斯利岑努斯推測這個化合物的分子是個 7 元環的結構。通過研究， 卡爾確定這個縮合產物的分子是個帶側鏈的 6 元環。青年研究家的這項發現 不僅表明他具有進行復雜實驗的本領，而且不受先入為主的種種說法的影 響，具有完全獨立地解決問題的能力。
博士生的畢業考試剛一結束，維斯利岑努斯就推薦卡爾·波施留校，做 他手下的一名助教。科學研究工作——這是每個青年研究工作者的夢想。
但是，富于熱情和激昂性格的卡爾并不喜歡大學實驗室里那種安謐、寧 靜的氣氛。他喜歡實踐活動——工業生產。因為工業生產同樣需要創造性人 材。
維斯利岑努斯建議波施到巴登苯胺純堿公司去工作。這是德國一家歷史 悠久的化工企業，同時也是全德國規模最大的。這家公司之所以享有特殊的 聲譽，主要是因為它把阿道夫·拜耳提出的人工合成靛藍的方法實現了工業 化生產。像巴登公司這種大型企業任何時候都需要專家來廠工作，所以，卡 爾·波施就被工廠錄用了。1899 年秋天，他開始在巴登苯胺純堿公司設在路 易港的廠部中心化學實驗室里搞研究工作。
公司交給他第一項研究任務是提供一種合成染料的重要中間體，結果他
出色地完成了任務。因此，靛藍合成車間的主任魯道夫·克尼契博士便把他 調到自己的身邊——鄰苯二甲酸酐生產車間。
波施在這里首次接觸到了工業化學。
人工合成靛藍需要的全部原料都是在工廠里生產出來的。合成鄰苯二甲 酸酐所需要的硫酸在這里是利用克尼契博士發明的新方法，即接觸法生產 的。在接觸室里，二氧化硫在鉑催化劑的作用下，被氧化成硫酸酐。萘氧化 成鄰苯二甲酸酐的過程也是利用金屬汞作催化劑才得以實現的。這種氧化方 法是由奧漢查培爾博士提出的。
克尼契博士——這位在公司里被大家稱為“紅似火的首腦”的人確是一
位名副其實的化工天才。他畢業于薩爾廷堡工學院，對金屬工藝學和化學的 鉆研尤為深透。因此，他能夠創造出規模如此龐大的接觸設備和熱交換裝置， 為工業提供了又一種新穎方法，這也絕非偶然的。
在較短的時間里，波施對工藝過程的各個細微奧妙之處都進行了學習、 探討。同時他還了解了作為難題的“癥結”所在，并且進一步認真地思考克 服這些難關的種種辦法。他的一項內容重要、言之成理的建議立刻改變了他 在公司中的地位。
事情的發生完全出乎人們的意料之外。有一天波施接到通知，叫他到克 尼契博士的辦公室里去一下。看樣子克尼契正因為某件事顯得情緒特別激 動。他稍稍點了一下頭，就徑直地轉入正題。
“我剛從經理處來，波施博士。經理那兒來了一位威廉·奧斯特瓦爾德 教授。您不是在萊比錫上過學嗎，您認識他吧?”
“我多少知道一點。我當時在第一化學實驗室工作，而奧斯特瓦爾德教
授領導的是第二化學實驗室。他主要從事催化方面的研究。” “我正是為此才請您來的，奧斯特瓦爾德教授研究出一種用氮和氫經催
化作用直接合成氨的方法。”在研究催化過程方面，奧斯特瓦爾德的確取得 了更大成就。他與部里的人交談時偶爾得知，硝石問題是德國的一個重大問 題。智利硝石價格昂貴，供應缺乏保證，而且硝石又是戰略原料，是制造炸 藥的必需品，因此必須開辦工廠，在國內生產硝石。
用空氣制取氮的設想早已變成現實，可是怎樣用游離氮來制取硝石呢? 這就要求首先研究出一種能使氮、氫化合的催化方法。
全面的研究開始了。一方面，要掌握合適的條件和催化劑，通過最簡便 的、最經濟的氮氫合成法來制取氨。另一方面，還要研究有無可能把氨氧化 成一氧化氮。有了一氧化氮，制取硝酸和硝石就好辦多了。因此，任務集中 在兩個主要問題上，一是制氨，二是制硝酸。
合成氨的研究工作進行得相當緩慢，而把氨氧化成硝酸的問題卻解決得 非常成功。主要實驗都是哈里，也就是埃貝哈德·鮑爾博士負責進行的。他 后來成了奧斯特瓦爾德的女婿。鮑爾博士在短時期內順利完成了使氨發生氧 化的研究工作。在進行最初幾次實驗時，就發現可用鉑銥合金作為催化劑。 后來在“法本工業康采恩”的協助下，把氨氧化成一氧化氮的接觸法開始用 于工業生產。
克尼契講到這兒，稍停頓了一下，接著說：“為出售這項方法的轉讓權，
他要公司付給他 100 萬馬克。這可是一筆高得出奇的巨款，不過經理處倒是 準備買下來，如果這個方法是可靠的話。化合態的氮對于我們來說，就如同 空氣一樣地必需。為此，我們德國每年不得不進口幾十萬噸的智利硝石。如 果我們把合成氨搞成功了。那么，我們不僅能夠滿足我國農業所需要的硝石， 而且還可以把自己的硝石外運出口。波施博士，這可是幾百萬，甚至幾千萬 馬克的收入啊!”
卡爾·波施彬彬有理地聽完克尼契的談話，但是他弄不清克尼契安排這
次談話的目的何在。 “經理處委托我驗證一下奧斯特瓦爾德教授的方法，”克尼契接著說，
“我現在想把這個任務交給您去完成。您認為什么地方合適，就在什么地方
干，在實驗室或者工廠都行。” 波施由于心情激動，臉頰泛起了紅暈，時機到底等來了!這個建議證明
領導承認他是有才能的。現在，他應當不惜任何代價地努力完成任務，以便
不辜負大家對他的期望。 設計實驗裝置對他來說毫不困難。無論是在車床上或者是在吹玻璃的煤
氣燈上，他都能操作自如。最初的一套裝置結構比較簡單粗糙，但是各項基 本條件都符合要求。為了保證氣體進入的流速均勻，波施利用自行車的打氣 筒輸氣。裝在玻璃管里面的螺旋鐵絲，從外面用若干煤氣燈對它加熱。這個 螺旋絲是個極好的催化劑，它可以把氮氨分解成氮和氫，可是如果讓氮和氫 的混合氣體從它的上面通過，卻得不到氨。不論實驗結果是否令人寬慰，反 正得把結果向經理處匯報。
奧斯特瓦爾德教授在得知波施的實驗失敗之后，親自跟他談話，并就合 成氨的有關問題做了某些說明和解釋，他確有把握地認為，在波施做實驗的 過程中，肯定有什么地方出了差錯。
“波施博士，有一點我請您注意，這個過程可是一個平衡的過程，”奧
斯特瓦爾德說道，“往裝有催化劑的管子里通進去氣體之后，在所得到的氣 體混合物里，氨的含量為 6%。”
“這與通入氣體的速度有關系，”波施打斷了他的話這樣說道，“當氣 體的流速不大時，氨幾乎全部分解為氮氣和氫氣，如果我們在同樣的催化劑 的上面通入氮、氫的混合氣體，則不會有氨生成。”
“您在實驗里用的是什么樣螺旋絲啊?” “就是用鐵本身做成的螺旋絲，這正是按您的建議做的，奧斯特瓦爾德
先生”。 “可是用我做的螺旋絲，過程卻進行得很正常嘛!”奧斯特瓦爾德用一
種懷疑和不信任的目光瞧著波施。 他緊接著就去找經理去了：
“貴廠十分輕率地就相信了一個沒有什么經驗的人所做的實驗結果。我 本想親自把他的實驗全部檢查一遍，可惜我又沒有時間。您如果認為我的建 議是不能接受的，我可以放棄我的建議，我再到別處推薦去。不過為了避免 誤解，我準備再把我做的螺旋絲給您寄來，您不妨用我的螺旋絲試試，把實 驗再重復一遍怎么樣?”
從萊比錫寄來的螺旋絲收到了。一開始，用它做實驗，得到的結果是對 頭的，即正結果，但是經過幾次實驗之后，它又不起作用了。對經理處來說， 問題已經解決。但是波施的心情卻一直無法平靜下來。難道像奧斯特瓦爾德 這樣杰出的科學家也會弄錯了嗎?是不是因為他們忽略了某個細節，結果導 致失敗呢?
一連好幾天，波施坐在圖書館里流連忘返。他細心地查閱一切有關氨的
分解和鐵在氨里、氮里以及其他氣體中的性質的書刊和文章。他把查出的大 量事實做了比較和系統地歸納之后，終于弄清了應當如何正確地解釋奧斯特 瓦爾德的實驗結果。卡爾趕緊去找克尼契博士，以便把自己的想法告訴給他。 “奧斯特瓦爾德先后用的是同一根螺旋絲，”波施說，“他先在它上面 通過去的是氨，然后通過去的是氮和氫的混合氣體。高溫下在氮氣的介質中 鐵生成了氮化物，后者在受到氮氫混合物中氫氣的作用后，便發生分解，于
是又產生出氨氣來。這正是我們多次失敗的原因所在呀!”
“據我所知，鐵在氮氣介質里加熱也能生成氮化物。”克尼契博士說。 “這正是我的想法的另一個方面，也是我準備跟您交換的一點意見。我 們能否找到一種條件，使金屬粉末變成氮化物，再用氫氣處理金屬氮化物而
生成氨。”
“您完全有條件通過實踐去驗證您的上述設想，波施博士。經理處給您 提供完全的行動自由。我們準備把鄰苯二甲酸酐車間所屬的實驗室撥出一個 歸您支配。在那里的地下室內有一個小工廠也可以歸您自己使用，另外在最 近我們還要給您幾名助手支援您的研究工作，以便能取得更大成績。”
波施聽后十分激動，克尼契博士接著又說道： “布隆克經理(德國有機化學家，研究過染料的合成和染料性能方面的
問題。布隆克還是一位有名的化學史專家，他曾撰寫過靛藍的制造史)認為 您應當研究一下硝酸制法的改進問題。目前使用的這個方法最早是由畢凱蘭 和艾德二人提出的。這里有許多問題極需解決。譬如降低電能消耗問題;增 加氮氧化物的產量問題;提高氮氧化物被吸收的程度問題等等，您可以看出， 主要的問題是如何把空氣中的氮固定成化合態。”
展現在波施眼前的是一幅無限廣闊的發展前景。公司已為他運用自己的 理論知識和實踐經驗、為他在科學思想上實現突飛猛進的志愿提供了條件。 而克朗茨師傅則是他了不起的好助手。波施在研究工作上的最大特點就在于 高度的精確性，而在化學儀器裝置的設計中，最重要的一項要求也正是精確 性。
除了在實驗室里進行各種實驗之外，波施同時還為建造更加完善的新裝 置、新設備多方奔走，四處張羅，他正是從這兩個方面繼續進行自己的科學 探索。他們還實現了把氮固定成氨的其它幾種工業方法。其中有一種是生成 氮化物中間體的方法，關于此法，他已和克尼契博士談過。還有一種可能的 方法——氰氨化物合成法，事實證明此法也很可靠，只不過從氰氨化鈣里制 取氨，需要的成本極高，因此，氰氨化物合成法不可能用于大規模的工業生 產。
波施連一分鐘的空閑都沒有。原來，他身兼數職。他必須到安裝著生產 硝酸的設備那里去，以便詳細觀察反應進行的情況;他又得到克朗茨師傅的 小工廠里去，親自核對每部分的新圖線;此外，他還需要去實驗室看看，因 為那里正在實驗各種方案。他提出不少新辦法，既比較可行，且經濟效益較 好。
每當他感覺到精力快要不支的時候，他就找來幾個鐵盒子，帶著抄網和
小鏟子，騎上自行車，直奔城外——到墨爾漢姆附近的沼澤地去，或者是來 到萊茵河的岸邊，采集各種甲蟲，蝸牛或者各類水生昆蟲等等，作為他尚未 收藏齊全的動物標本。這項活動使他身心感到舒暢愉快，疲勞頓時消失，他 又重新充滿了活力。有時候，波施到他的朋友們的宿舍里去串門。大家歡快 地說到深夜，可是第二天清早他必定準時到公司上班。
時間悄悄地流逝著。直到返回故鄉過圣誕節的時候，波施才發現年復一
年過得太快了。他真的看到了這一點：母親頭上布滿斑斑白發，小妹妹鮑拉 長得那樣高大——她如今已不是過去那個令人發笑的小女孩，竟變成一位端 莊勻稱、美麗可愛的大姑娘了。他的女友艾麗莎的變化更是令人驚訝。她本 來是個翹鼻子的小學生，那時候卡爾扯著她那一對小辮子，手上還拿黑色的 大甲蟲嚇唬她呢!
現在，跟妹妹一起走進來的艾麗莎完全變了模樣，仿佛換了個人，一個
文雅、體面和充滿自尊的漂亮小姐。艾麗莎是一位具有獨立性格的、堅毅果 敢的姑娘。她弄到一輛自行車，于是就放心大膽、無憂無慮地在科隆大街上 騎著車到處轉，根本不留意過路的人投向她的憤懣的目光。“一個姑娘居然 還騎自行車?這成何體統!”——端莊持重的夫人、太太們憤忿地議論道。 然而，大家不久對此就都習慣了，而且膽子大一點的姑娘甚至也騎車上街， 效仿起艾麗莎來。
自從和艾麗莎這次相見以后，波施常常到科隆來，他倆一起騎著自行車 到城外去玩，舉行自行車競賽，采集動物標本。
波施每次由科隆返回路易港的時候，總感到和艾麗莎還沒有呆夠。艾麗 莎不僅喜歡聽他講述研究工作中的種種趣聞軼事，而且每次耐心地把經過源 源本本地聽完。波施講得娓娓動聽，還把自己疑惑不解的地方統統告訴她。 此外，也把自己的成功和失敗如實地講給她聽，以使她和自己同甘共苦。
艾麗莎喜歡這位精明干練、牽動人心的青年，她愉快地答應了他的求婚。 婚禮是在科隆舉行的，婚后他倆立刻就到路易港去了。這對年輕夫婦住的是
一所私人住宅，坐落在一個寬闊大庭院的深處。這下子可有地方啦，不僅能 擺放各種養魚缸，而且還能放置各樣飼養兩棲類小動物的飼養箱。他們把一 個房間改造成小工廠——安裝了一臺車床并且安放了木工的工作臺。工余的 時候，波施就從事他心愛的活動——養魚、飼養兩棲類的小動物、采集昆蟲 標本和栽培花草。
四、合成氨的制造
波施繼續對氮的固定問題進行研究。他詳細地研究了現有的全部有關文 獻之后，得出這樣的結論：制取氨最容易實施的方法就是通過氰氨化鋇。公 司根據波施的訂購申請，運進了一批碳酸鋇，而克朗茨師傅則制做了一臺壓 塊機，以便把碳酸鋇和煤粉的混合物壓制成團塊。具體的實驗工作是由阿爾 文·米塔什博士做的，他是經鮑登施坦教授的推薦來巴登公司工作的。鮑登 施坦是德國物理化學家，邁耶爾的學生。邁耶爾曾經執教于德國漢諾威技術 學校，并任柏林大學教授。鮑登施坦在熱分解和電化學方面做過大量的研究， 并且是最早從事光化學和化學動力研究工作的科學家。
米塔什博士研究出一種制氮的新方法，而氮又是合成氨必需的原料。老 辦法制氮是除掉空氣中的氧，也就是讓氧與銅粉起作用，從而將氧去掉。這 方法耗費大，而新法則便宜得多。它是把空氣和氫氣分別用兩個管道通進來， 在兩種氣體匯合后并形成混合氣的時刻，將其點燃，使混合氣燃燒。在這種 條件下，空氣中的氧便與氫相結合變成水，而氮則呈游離態留在反應器里。 把利用這種方法制得的氮氣，通進一個填充了碳酸鋇和煤粉團塊的反應器。 由于反應需在 1500℃的高溫下進行，所以反應器是放在一個專門的爐子里加 熱的。但是，由于連續反應器的輸氮管密封程度經受不住如此高的溫度，所 以氣體便從反應器里漏出來，結果，反應器內的團塊往往和反應前一樣，絲 毫沒有變化。
可是，氰化鋇和氰氨化鋇的混合物則極易與水蒸氣發生反應，結果生成
氨和碳酸鋇，然后把碳酸鋇與煤粉混合，再壓制成團塊重新使用。 新法是一個相當可靠的方法——兩位研究人員勞動多年的成果并沒有白
費，他們的設計方案被公司采納了，公司的生產委員會決定撥出資金建造氰
氨化物工廠。
這個工廠于 1906 年開始動工興建，而波施的兒子恰巧在同一年出生。按 照家庭的傳統，長子與父親同名，波施的祖父、父親和他本人，現在又添上 他的長子，老少四輩人的名字都叫波施。
艾麗莎由于照看小孩子，無法脫身，她未能看到工廠的建造過程，不過 她丈夫把興建的情況全都詳細地講給她聽。環形轉爐的爐體由 16 個加熱室組 成，每個加熱室內分別裝有 210 個由耐火磚砌成的反應器。全部反應器內可 容納的團塊，總量相當于五噸的碳酸鋇。根據波施的計算，氨的產量平均每 晝夜應當達到 500 公斤以上。但是，用 30 個反應器生產是一回事，現在用
3000 個反應器生產則全然是另一回事!實際表明，氨的日產量還達不到 350 公斤。這個產量是太低了，甚至連成本都不夠。所以，公司的經理管委會做 出了暫停生產的決定，并于 1908 年 6 月正式執行。
氰氨化物工廠在生產上的失敗，并沒有使波施垂頭喪氣，他決定把自己 的精力全部集中到對氮化物的研究上來。他同米塔什博士一起，開始著手研
究把大氣中的氮轉化為化合態的氮化物究竟存在哪些途徑。他們先后利用過 鈦、硅、氧化鋁。實驗結果本來頗有希望，是令人鼓舞的。然而不久才知道， 法國已經有人研究出了這種工藝過程，并且已經獲得專利。這樣，法院便迫 使巴登公司放棄這項研究。
在波施和他的同事們正忙于建造氰氨化物工廠的時候，歐洲的一批科學 家卻在探索使氮和氫直接化合成氨的條件。其中有奧斯特瓦爾德教授的學生 瓦爾特·能斯特(德國化學家)、卡爾斯魯厄的弗茨·哈伯。哈伯是德國著 名的物理化學家和化工專家，卡爾斯魯厄高等工業學校的教授，他和波施一 起對于氮和氫直接合成為氨進行了研究。雖然這個過程最先是由能斯特提出 的，但是哈伯等人的研究成果被巴登公司利用，并在路易港實現了合成氮的 工業化生產。1911 年哈伯擔任柏林——達列姆化學物理和電化研究所(現稱 哈伯研究所)的所長。哈伯從事的研究工作有以下幾方面：化學平衡、硝基 苯的電解還原、電弧放電合成氧化氮。
哈伯在電化學領域進行過許多研究。此外，他多年致力于探討從海水中 提取黃金的各種方法。在第一次世界大戰期間哈伯領導了德國軍隊的化學兵 后勤部門，同時也是采用 BB 作戰的組織者。他認為，這樣做是為了盡“自己 報效祖國的天職”。1933 年，哈伯遷住瑞士僑居，一年后于瑞士的巴塞爾病 故。其本人在 1918 年因在“以元素合成氨”方法所做的貢獻獲諾貝爾化學獎。 哈伯對于發生在氮和氨之間的平衡反應做了詳盡的研究之后得出結論： 氨的人工合成可以在 1000℃以下進行。但是，直到瓦爾特·能斯特提出合成
氨反應須在高壓下進行的建議之后，波施的研究工作才取得了成果。
哈伯認為，合成反應的壓力必須提高到 200 個大氣壓，裝催化劑用的管 子應當加厚。如果此法可行的話，那么，不論催化劑的價錢多么貴，在經濟 上也是合算的。
哈伯制備合成氨催化劑用的金屬，都是由柏林電燈泡工廠提供的。在試
用過的各種金屬中，以粉末狀金屬鋨的催化效果最好。在壓力為 200 大氣壓， 溫度為 600℃的條件下，達到氨氣濃度為 6%的產率。這在當時已被認為是很 成功的了。
哈伯把他取得的成果介紹給他在卡爾斯魯厄的同行、巴登苯胺純堿公司
的顧問卡爾·恩格勒教授，并建議恩格勒立刻向路易港的工廠發出生產倡議。 恩格勒教授向經理管委會建議對此進行研究，因為他認為這個方法是完全靠 得住的。
公司經理布隆克的寫字臺上放著兩封信。信的內容他已背得爛熟。200
個大氣壓!在工廠生產的條件下，要達到這么高的壓力，這怎么可能呢?太 沒道理啦!各個車間倒是都安裝著高壓釜，不過釜內的壓力最高也只有 5 個 大氣壓，而且還發生過好幾次爆炸事故呢。更何況制造這種設備的材料也都 經受不住指定的各項條件。
冒這個險值得嗎?需要跟專家們好好商量一下。 波施走進經理辦公室，站在一旁等候著。布隆克舉手示意請他坐下。 “哈伯教授提出一種合成氨的生產方法，需要在 200 個大氣壓下進行。” “溫度呢?”
“600 度。” “這可是紅熱溫度呀!這樣的溫度恐怕連最堅固的鋼材也承受不住。” “可是他們就有這樣的設備，可以實現上述過程。而且恩格勒教授本人
親眼看見過呢。” “我們也應該有這樣的設備，”波施以堅定的語調說道，“實際上很有
可能這樣做并非得不償失。” “我們在建造氰氨化物工廠上本來就已經花了不少錢啦。” 波施揚起了頭，他從來沒有因為白白造成浪費而被任何人指責過。 布隆克安詳地微笑著，“我說這些話，絕對沒有指責您的意思，波施博
士。對于您的才能，我一直給予高度的評價，這一點您是清楚的。但是，自 從建造氰氨化物工廠失敗之后，經理管委會不打算在籌建氨的生產方面再做 任何新的摸索了。因此，這一次，恐怕經理管委會不會撥給您經費供您研究 了。明天我們就要到卡爾斯魯厄去。和我們一道前往的還有貝恩森博士。” 在哈伯教授的實驗室里當眾做了示范表演，但是，表演本身不是很有說 服力，因而并不成功。盡管對反應設備事先做了細致的準備工作，可是實驗 剛開始不久，有一處密封就經受不住內部的壓力，于是混合氣體立刻沖了出 來，并發出嚇人的呼嘯聲。不過損壞的地方很快就修好了，經過幾個小時的 反應之后，布隆克經理親眼看見清澈透明的液氨從分離器的旋塞里一滴滴地 流了出來。但是，實驗開始時遇到的挫折確實是一個嚴重的警告，就是說， 在設計這套裝置時，必須特別精確，必須采取各種措施，以避免不幸事故的
發生。
實際上后來發現，爆炸事故完全不是偶然的現象。大家預料到會發生爆 炸，也絕非毫無根據。哈伯的那套裝置，在示范表演后的第二天就發生了爆 炸。整個設備傾刻之間變成一堆七歪八扭報廢了的爛鐵。隨后，剛剛安裝好 的盛著催化劑鋨的圓柱裝置，也爆炸了。這時，金屬鋨粉遇到空氣后又燃燒 起來，結果，把積存備用的價格極貴的金屬鋨幾乎全都變成了沒有多大用處 的氧化鋨。
“照這樣干下去我們將一無所獲，應當從幾個方面同時開展全面系統的
研究工作。”波施做出這樣的決定，“我們需要一種價廉而且易得的催化劑。 如果再發生兩次這樣的爆炸事故，那么儲備的鋨將全部用光。”
“米塔什博士，您去搞催化劑吧!”波施建議道，“您不妨用鐵、鉻、
鉬、鈣、鋁試一試，這幾種金屬隨您挑選，用哪個都可以。但是有一點，必 須找出一種效果好，價錢又便宜的催化劑。讓克朗茨師傅研制出一套低壓的 實驗性裝置。我和朗涅工程師研究催化劑加熱爐所用的材料問題。”
機械設備廠的廠長弗朗茨·郎涅把裝催化劑的圓柱在爆炸時飛落現場的
柱壁碎片拿來給波施看。 “您瞧，原來是鋼做的，可現在變成一種莫名其妙的東西了，混合氣中
的氫氣擴散到了鋼里，從而引起鋼在結構上和組成上都發生了根本的變化。” 這時，波施從自己工作服的內口袋里掏出一個小放大鏡來，然后放在一
小塊黢黑的金屬上面，開始仔細地觀察金屬塊的情況。 “居然出現了意外的現象!氫氣對鋼鐵起了脫碳的作用，結果把鋼變成
了熟鐵，這說明必須改變一下設計才行。引起鋼的結構發生變化的原因有兩 個：一是氫氣，二是高溫。我們倒是可以設法消除其中的一個原因，可是那 樣一來，合成氨的反應無法進行了。??那么，能不能在內部壓力上想點辦 法呢?”波施自言自語道。
朗涅工程師笑了笑，這確實是個中肯的好主意。 “把催化劑一層層地擺在圓柱四周，中央安一只管子，里邊燃燒煤氣，
用以加熱到反應要求的高溫。” 朗涅工程師立即草擬了一張新的催化劑圓柱的結構圖。 “整個工藝流程我們是按原先那樣安排呢，還是有什么需要改動?” “看樣子，如果能設法讓通進去的氣體沿著四壁走，情況可能會好些。”
波施建議說。 緊張工作的日子又重新開始了。在工廠大院的北面，有一塊地方過去是
用來堆放爐渣和各車間扔出來的殘渣廢料的。現在已經建成一座專門為了安 裝催化劑圓柱的廠房。這里如果發生爆炸，對任何人也不會有危險，此外， 還為波施和他的同事們準備了一個鋼筋混凝土的安全艙。
在安裝設備的那段日子里，波施幾乎是沒有一天離開過工廠。隨著工廠 上下班的汽笛聲，這一班的工人換下了上一班的工人，然而，波施則一直堅 守著崗位。
必須盡快盡早地把新的催化劑圓柱安裝好。波施希望這樣做會使問題圓 滿解決。
負責領導安裝工作的是克朗茨工程師，他對每個零件的制造和安裝都要 求極為嚴格，也十分仔細。今天克朗茨比哪天都更認真、用心。因為有一個 工人過生日，全組的工人準備下班后去參加慶祝聚會，所以大家都匆匆忙忙 地趕任務。
下班的汽笛聲剛響，工人們就都放下了工具，脫去工作服準備下班。
波施驚愕地挑起雙眉。 “怎么啦?這是怎么回事?”
“今天是弗里德利希的生日，滿 22 歲啦。”師傅回答道。
“太好啦!應當慶祝嘛，”波施提高了嗓門說，“可是，難道為此我們 就把原定的安裝竣工的日子又往后拖一天嗎?喂，朋友們，還是干活兒吧! 至于弗里德利希的生日，咱們大家可以在這兒為他慶賀嘛!”
波施立刻走了出去，而工人們則眼巴巴地望著克朗茨師傅，人人都感到
很掃興。 “沒有辦法，只好接著干吧。你們大伙兒都明白，如果波施博士提出要
干一件什么事兒，那不論是誰都得照辦，他的話干脆就是法律。”
工人們又重新回到了各自的崗位上。在這間光線昏暗的附屬廠房里，工 人們又接著干了起來，但大家心情不快，默默無言。
過了一陣，波施走了進來。幾分鐘之后，烏利也來了。烏利是別的班組
的一個工人，他手里提著一只大籃子，上面用紙蒙著。波施用調皮的眼光注 視著大伙兒，提高了嗓門說道：
“喂!大家都到這兒來呀!咱們大家給弗里德利希祝賀生日吧!” 工人們立刻活躍起來了。 烏利把熱的油煎小灌腸和松軟的小白面包都攤放在紙上，克朗茨師傅打
開了啤酒，“大宴會”就這樣開始了。 波施舉杯祝酒，提議為弗里德利希的健康干杯，為克朗茨師傅以及全體
在場的工人們的健康而干杯。然后大家又重新操起工具，繼續干活去了。安 裝工作在拂曉前結束。工人們下班了，他們雖然十分疲憊，但個個心滿意足。
波施沒有忙著回家。 “克朗茨，咱們留下來吧，現在應當趕快開動這個柱子試一試。” 克朗茨愿意跟這個不知疲倦的人一道干活。好像有某種非常吸引人的東
西隱藏在這緊張的期待之中。何況波施博士在犒賞上又一向是慷慨大度的 呢。
克朗茨把滿載氮氣瓶和氫氣瓶的小推車推到跟前，波施接通了加熱器的 電源。循環泵均勻地響動起來，測量儀表上的指針一動不動，這說明過程進 行得很正常。
“克朗茨，你去睡吧，天亮我一定叫醒你。” 他們在混凝土安全艙里呆了整整 76 小時，以便從艙里觀察這臺新設計的
催化劑圓柱的工作情況。 他們吃在艙里，睡在艙里。 圓柱不停地工作著。 難道真的勝利了嗎?
大家甚至都不敢相信。再試一次看看吧??波施剛剛站起身來，就在這 個時候，一聲震耳欲聾的轟隆巨響，把安全艙震得東搖西擺。克郎茨跳了起 來，手還在揉搓著眼睛。
“完蛋了!又爆炸啦!”波施痛苦地嘆息著。 他陷入悲觀和失望中。
然而又哪里有時間讓他們沉溺于灰心喪氣的情緒之中呢?必須設法找出 解決問題的辦法。
經過幾番努力，他們終于成功了，找到了一種催化劑，并且得到了意想
不到的實驗結果。就連哈伯教授在收到布隆克經理通知他試驗成功的消息之 后，也立即寫信表示贊揚。
在哈伯的賀信中，波施背得爛熟的一段話是這樣寫的：
“您的同事能取得如此重大成果，對此我感到十分高興，并向他們表示 祝賀。最妙的是，在科學中新的發現總是會有地位的。就拿鐵來說吧，奧斯 特瓦爾德早年曾研究過，而我們呢，也成百次地使用過純凈的鐵。然而正是 這個鐵，當包含有少量雜質的時候，也只有這種情況下，它才會發生作用。 對于波施博士所取得的成績，我再次表示由衷的高興，并且盼望將來能
有機會向他請教。”
哈伯教授希望了解在路易港進行的科學研究工作的情況。在此之前，波 施的同事們只是聽說過哈伯的名字，但是從來沒有見過他本人，哈伯最感興 趣的是他們在催化劑方面的研究工作。
因此，布隆克經理和研究工作的總領導人波施便請哈伯參觀設在地下室
大房間里的米塔什博士的實驗室。沿著房間的四壁，安裝了 30 只催化劑圓 柱，這些又高又粗的圓柱猶如大炮的炮筒。
“你們的圓柱和我在卡爾斯魯厄看到的那種完全不一樣。”哈伯說道。 “我們在結構上做了某些改動，”米塔什博士解釋道，“每根圓柱使用
大約 2 克左右的催化劑，它就放在這里，容易更換。”米塔什擰下一只螺栓， 從里邊掏出來一個裝催化劑的小東西。
“你們的實驗可能花錢不多吧?”哈伯問道。
“已經花掉大約 1.5 萬馬克了，可是實驗工作還沒有做完。各種金屬我 們都試過了。波施博士決定再重新用鐵試試。”
“現在大家都已經不用鐵了，在這種情況下，是什么因素促使您還想再 用鐵試試呢?”哈伯對此很感興趣，因而朝波施問道。
“這個問題我該怎么跟您說才好呢?”波施頓了頓，接著說道，“當我
們的全部試驗都失敗了之后，我們總得找個出路吧。于是我就重新摸索，我 先查資料，凡是我能弄到的資料我都翻開來看看。就這樣，我偶然發現了艾 德爾和瓦朗特合編的一本《光譜手冊》。我留心查看了鐵元素光譜的詳細情 況。結果發現，具有此種譜線的元素是很有希望的，于是我又重新用鐵做實 驗。不久，塞林公司的發現公開了：他們發現少量的堿金屬可以提高鎳的催 化作用。不過，關于這個問題最好讓米塔什博士給您講講吧。”
米塔什以一種鄭重其事的神態，把手插進工作服的口袋里，然后開始詳 細地敘述這次試驗的經過：
“我們在研究工作中曾經使用瑞典產的磁鐵礦礦石做過一些試驗，這才 使我們的工作發生了具有決定性意義的轉折。”
“在一次試驗里，我們曾經使用鋨和鈾作催化劑，結果所得到的氨在數 量上幾乎相等。可是，在其它幾次試驗中，雖然使用的也還是瑞典的磁鐵礦， 但是它也不起催化的作用。如果我們把塞松公司的實驗成果聯系起來考慮， 那么對上述事實唯一可能做出的解釋就是：磁鐵礦中某種雜質起了活化的作 用。于是，我們使用化學純的鐵作催化劑，安排了一系列的試驗，然后依次 往鐵里分別加入各種其他物質。我們真僥幸，在這項研究剛剛開始，我們用 鐵和粘土的混合物所做的一次試驗中，就發現了它的催化活性和鋨或鈾的活 性完全相同。隨后我們又做了大量的試驗，想摸索到一種活性比這更好的催 化劑，可是直到現在為止，我們沒有發現。”
“我們的研究工作除了有實際意義之外，還有理論上的價值，”布隆克
經理插話說，“米塔什博士和波施博士弄清了一點，即有少量雜質存在時， 這部分雜質對于作為催化劑的鐵，基本上沒有什么影響;銅和錳的例子可以 說明這一點，他們還證明：粘土和苦土(氧化鎂)對鐵均起活化作用，而且 最主要的是，他們發現了還有第三類物質也對鐵起作用，也就是那些能夠使 催化劑中毒的一類物質。只要有很少量的這類物質存在，就可以使催化劑中 毒，使它完全喪失催化活性。其中，毒化作用最強的是硫磺。”
“這個情況說明，這就是在我們使用鐵礦石作催化劑所進行的歷次試驗
中為什么會得到反面結果的癥結所在。因為鐵礦石里，多多少少總會有一些 硫化鐵的成分。”波施在米塔什博士解釋后，又補充了一句。
哈伯目不轉睛地凝視著排列整齊的催化劑圓柱。
用這樣簡陋粗糙的裝置居然能夠得出如此令人神往的實驗結果! 就這樣，催化劑的問題算是徹底解決了。既然找到了便宜的催化劑，現
在就可以放手大量地生產了。
但是，制造催化劑圓柱的材料問題怎么解決?怎樣才能找到一條出路 呢?波施用心地觀察圓柱爆炸時從上面崩下來的碎鋼塊，并把它交給克朗茨 師傅。
“請您把這個小鋼塊切成幾個薄片，把表面磨平拋光，達到像鏡面一樣 的光潔，然后請您交給我。”
克朗茨在門口差一點跟朗涅工程師撞了一個滿懷。 “這是分析數據，還是沒有發現氮在實驗中存在。” “這說明沒有氮化鐵生成，”波施若有所思地在手里翻動著那塊薄薄的
金屬片，“朗涅，您瞧瞧，圓柱內部由于和氮氫混合氣直接接觸，鋼的顏色 已經變淺了。鋼的主要成分——珠光體巳經毫無蹤影。但是它并非純鐵，而 是一種質地極脆，又具有白色的物質。這可能是鐵和氫生成的一種化合物。”
一個突如其來的猜測使波施恍然大悟，他站了起來，“氫，當然是氫啦! 勞駕，請您從圓柱的內壁上用銼刮一點鋼屑下來，然后送給化驗室分析一下 是否含氫。”
分析的結果完全證實了波施的推測。 這就是說，在高溫下氫氣滲入鋼中，并脫去鋼材中的碳，這時，氫與碳
生成甲烷，而氫與鐵則生成質地很脆的氫化鐵。 “根據您說的這些，我們只好放棄鋼材啦。”弗朗涅說道。 “您曉得還有什么材料能夠代替鋼鐵嗎?根本沒有!”波施有點惱怒地
說道，“我認為，問題在于應當改變一下它的結構。催化劑圓柱起兩個作用： 一是作為反應的容器，二是保證反應所需的壓力，能不能讓這兩種功能分開 呢?”
“也許在圓柱內壁鑲一層襯面會起點作用?因為有了這層襯面就可以避 免它再和氣體直接接觸了，對吧?”
“蒙一層襯面是不能解決問題的。氫氣的擴散能力極強，甚至連最細微 的小孔它都能鉆進去。因此，管中套管才是解決問題的辦法。朗涅，咱們從 頭干。內管用銅的，外管用鋼的。這樣一來，我們就保護住鋼材，使其不受 氫氣的作用，從而也就使鋼能夠保持住原來的強度。”
但是，試驗未能奏效。銅沒有能保護住鋼，甚至換成銀的隔離管也無濟
于事。
現在，大伙只為一件事著急：如何使鋼管不受氫氣的作用? 在每周的星期五所舉行的例會上，討論的也是這個問題。而每星期六召
開的公司生產會議上，中心議題也只有一個：如何把催化劑圓柱改一改型?
在寒冷 2 月的一個星期六，人們的情緒是憂郁的。 盡管做了各種各樣的改進，催化劑圓柱也只能堅持 3 天。這期間如果順
當，即令不爆炸也得把圓柱卸掉，扔到廢鐵堆去。實際上，爆炸仍然時常發
生，所幸均未造成重大傷亡事故，因為這些試驗工作是安裝在過去生產氫氨 化物的舊車間進行的。每只圓柱都用一個特制的鋼筋混凝土圓圈圍起來，圈 上蓋著鋼板，掩住咝咝作響的氫焰火舌——因為氫氣一旦與空氣接觸，轉瞬 之間就會自行燃燒起來。
工廠現在像是一個軍事演習場，爆炸和失火此起彼伏。但是，試驗工作
一刻不停——圓柱炸壞了，立即換上一個新的，研究工作照常進行。問題是 每天才生產出 400 公斤的氨，而且每生產一公斤的氨，就要報廢一公斤的鋼。 盡管如此，生產仍然不虧本，因為氨的售價非常高。
但是，要使氨的年生產量達到上千噸的水平，就要求催化劑圓柱必須能 夠持續使用幾個月，甚至使用幾年才成，而不能像現在這樣，只能使用幾天 就報銷了。
波施還建議過一種方案——用含碳量少的熟鐵制做一個隔離管。如果 說，鋼材出現裂縫的原因，在于碳與氫相互作用，那么就應當把碳除去，這 樣也就沒有必要另找別的結構材料和器具了。
結果，問題解決了。波施對這項成果很有把握，現在他總算能過一個安 心的假日了。天剛剛亮，他就和好友瓦里特·福特蘭德博士一起，騎著自行 車奔向萊茵河沿岸的沼澤地。波施在他家的小工廠里自制了一套捕捉牡蠣和 蝸牛的新工具，他們此行的目的就是想找個淤泥多的地方試試這套工具是否 好用。
根據米塔什博士的回憶，波施的業余愛好幾乎包括了所有的自然科學領 域。他對以下各學科中的最新問題都有涉獵：動植物學、生物學、礦物學、 地質學、植物學、稀土元素化學、天文學和物理學。在海德堡，他自己擁有 一個設備齊全的天文臺。波施研究設計過多種捕捉昆蟲的方法，而且效果皆 佳。
波施就是在休假的時候，心里仍然掛念著催化劑圓柱的事。 “氫氣反正是要進到熟鐵里去的，因而，鋼罩遲早要受到沖擊，終歸會
爆炸的。那么如果預先把鋼罩上弄成許多微孔行不行呢?譬如用最細的鉆頭 鉆成很小很小的眼兒，這樣做既不影響鋼的強度，而氫氣又可以自由地穿過 小孔直接跑到外圍的空間去。結果，鋼就不會受到氫氣的作用了。”
一清早波施就直接來到專利局，他把一張全新結構的圖紙攤在桌子上并 正式地宣布道：
“請為我立即辦理申請專利權的一切必要手續。” 波施在他一生從事的科學和生產活動中，先后取得了 114 項專利權。 隨后，波施又到機械加工廠去，以便把任務布置給朗涅工程師。 新設計的催化劑圓柱于 1911 年 3 月 5 日正式投入使用，這臺圓柱一直連
續工作到 4 月底也未出現任何毛病。 問題終于解決了。 現在可以著手進行大規模的建設了。
五、輝煌時期
波施的生活開始進入了一個新階段，研究各種設計方案，同機械制造方 面以及煉鋼方面的企業進行談判和磋商。在這期間，波施的工作達到了超乎 常人所能負擔的緊張程度。處處都需要他來過問：主持各種業務會議;親自 與供應原材料的公司企業進行談判;親自參加和檢查設備的安裝工作;繼續 負責指導實驗室的研究工作。此外，他經常需要到埃森和杜塞爾多夫去出差， 主要是對各種零件的制造問題給予指示和說明。
如果要達到每年固定 6000 噸氮氣的生產水平，那么每分鐘就需要把 40
立方米常壓下的氮氫混合氣壓縮到 200 個大氣壓。凡是對當時的技術狀況十 分熟悉的科學家和工程師，都認為這個生產目標是無法實現的。
然而，人類創造性的潛力是無窮的。
1913 年 9 月，生產合成氨和氮肥的工廠正式開工投產。平地上高高矗立 起巨大的廠房，這里有冷卻塔、吸收塔以及合成氨反應柱。這些合成氨反應 柱，憑借無數的鋼管與各部分相通，形成網絡，結為整體。從規模來看，這 確實是一座龐大的巨型工廠。廠內設有生產煤氣的發生爐和水蒸氣的分廠， 還有專門把這類混合氣加工成氫氣和二氧化碳的車間，有壓縮空氣和制氮車 間，有專門生產催化劑的車間。此外，還有水塔、貯存氨的倉庫、成品(化 肥)倉庫、附屬小工廠、實驗室??這在當時可算是相當大的企業了。它吞 進去的是數百噸烏黑的煤炭、水和空氣，而生產出來的則是雪白的粉末—— 硫酸銨。
但是，在生產出第一批液態合成氨之后沒過幾天，又發現了新的難題。 中和器——由大的圓柱形水槽制成，氨和硫酸在里邊進行中和反應——差一 點把全廠都毀掉。
把氨輸送到中和器去的管道盡管都是用鉛防護好的，但是仍然出了毛 病。循環泵也開始受到損壞，發生了滲漏現象。結果，硫酸流進了房間，并 且淹沒了地下室，而氨則揮發到空中，四處彌漫。
不過，這些泵和各種裝置本來都是以煉焦工業中的焦爐煤氣和氨為原料 生產硫酸銨所使用的通用設備，難道合成氨會另有別的性質不成?當然不 是。因此，問題的出現可能另有原因，這也許正是需要探索之處。
全廠人員——工廠的領導、各部門的負責人、安裝工、電工、技師、實 驗員和研究人員統統動員起來了。必須在最短的期限內找到一條出路，擺脫 眼前這種極其危險且又復雜的處境。
經過研究大軍的努力奮戰，困難很快就被一一克服，工廠又恢復了正常 生產。傳送帶不停地運送著合成的硫酸銨，滿載產品的列車把寶貴的肥料運 到德國的各個角落。
合成氨順利投產之后，還有幾十個新的技術問題需要解決。全部的生產 和研究工作都是在合成氨廠廠長卡爾·波施的領導下完成的。社會向工廠提 出了生產各類化肥新品種的要求。哈伯教授在寄給波施的一封信中也提到了 這一點。他寫道：“您不妨花些力量研究一下其他肥料的生產問題，例如把 氨轉化為硝酸。農業方面的許多專家都認為，硝石(即硝酸鉀)的應用范圍 最廣，它的作用是多方面的，而硫酸銨的施用則是有一定范圍的。”
于是，如何組織和安排好硝酸的生產(將氨轉化為硝酸)便成為頭等重
要的任務了。要把氨氧化成氮的氧化物，就必須選擇比較便宜的催化劑才成。 奧斯特瓦爾德曾提出過用鉑作催化劑，但由于價格太貴，對于大規模的工業 生產究竟產生哪些影響，也應當進行全面系統的研究。為此，有人提出應當 建立農業試驗站，同時，必須在全國范圍內組織一個聯絡局，負責向各公司 提出各種不同的作物應當如何施肥和何時施肥的建議。
在路易港和施帕爾之間有一片廣闊的溫室和暖房，叫做里姆布海爾公爵
養花房。這里，在漢斯·弗萊斯博士的領導下進行了一系列農業化學方面的 實驗，目的在于通過實踐來證明合成化肥的種種優點。
波施常常和全家人一起到溫室花房一帶來度星期天假日，在大自然的懷
抱中玩上幾個小時。他們全家在試驗站的開闊的場地上悠閑地漫步，場地四 周是花壇，而花壇四周便是田野和菜畦，那里種植著馬鈴薯、黑麥和煙草。 波施給兒子講解，為什么有些作物已經變黃，漸近成熟，而另一些作物則長 勢正旺，油綠喜人。??
第一次世界大戰爆發了。德國軍國主義的戰爭機器需要大量的炸藥，于
是把波施召到軍事作戰部來，命令他在幾個月之內組織好硝酸的生產。為此， 或者把設在路易港附近的奧巴烏廠的生產加以擴大，或者另建一座規模更大 的新廠。
新工廠開始動工興建了。 工廠的地址設在距梅爾斯堡不遠的一個叫羅納的小鎮旁邊。根據計劃，
工廠的生產用水是取自水深而流量大的薩爾河。因為幾個褐煤的開采點就在 附近，同時，羅納鎮又恰巧坐落在法蘭克福—萊比錫—柏林的鐵路線上，交 通方便，因此德國軍隊希望一年之內在這里建起一座巨型工廠。1917 年 2 月
1 日工廠終于正式開工投產。 一場殊死的競賽開始了。
一無原料、二無人才，不時有饑寒交迫的工人們暴尸于森林之中，或者
斃命于水泥平臺之上。戰時的法律是極端嚴厲的。林立在羅納鎮附近的高大 煙囪于 1917 年 4 月底又開始冒出了滾滾的黑煙。
在德國宣告投降和戰爭結束之后，接踵而來的是社會的徹底崩潰，德國 的經濟完全垮了。被饑餓和痛苦折磨到極點的德國人民需要的是糧食，也就 是說，需要合成化肥——硫酸銨、硝酸銨、硝酸鈉。因此，肥料的生產成為 一項重大的任務，任何時候都沒有像現在這樣緊迫和重要。
工廠開始生產了。空氣壓縮機吞咽了大量的空氣，并把它變成淺藍色的 液體。再從壓縮空氣里把氮氣分離出來，之后，再把氮氣加高壓進行壓縮。 氮氣在高壓下才能和氫化合而生成氨。
晚上，波施拖著疲倦的身體回到海德堡他自己的莊園里，坐在涼臺上休 息。正值 1921 年的夏季，在這炎熱而干旱的日子里，習習涼爽的晚風特別使 人感到愜意。
此時此刻，卡爾·波施的心里十分滿意。倉庫里堆滿了生產出來的化肥， 預計來年春天對化肥的需求量還有所增加，因此，工廠的包裝工作一直緊張 地進行著。庫里的硝石由于天氣熱，再加上長期存放，壓得非常瓷實，變得 像石頭一樣堅硬。工人們只好用丁字鎬把它們敲碎。
有一天，不知道是誰提出用爆破的辦法把這些結塊的硝酸銨弄碎。從前 倒是也這樣做過，但是就沒有預料到會出危險。雖然在倉庫里硝酸銨和硫酸 銨是混合起來存放的，但是這絲毫也不會使硝酸銨喪失其易爆的性質。
那是 1921 年 9 月 21 日的清晨??
天氣陰冷，煙霧彌漫。波施正在家里吃早飯。突然間一陣可怕的轟隆聲 震得大地發抖。當窗上玻璃還在顫動不已的時候，立即又傳來了第二次爆炸 巨響，而且比前一次更厲害，持續的時間更長，因而也更嚇人。
波施意識到問題的嚴重性，立刻奔向電話機，可是工廠里沒有人接，電
話線已經斷了，肯定出了大事。 當他飛奔到路易港的時候，只見在原來是倉庫的地方有兩口巨大的噴火
口。眼前是：支離破碎的輸送管道、被炸毀的吸引塔、冷卻塔和廠房大樓以
及 500 多具尸體。小鎮上的居民住房有一半都變成了瓦礫。7500 多人無家可 歸，而再過兩個多月嚴寒即將來臨。??
波施總算勉強走進了他的辦公室。地板上散堆著碎磚頭，而他的寫字臺
上則全是玻璃碎片。卡爾身子一沉，坐到了椅子上，雙手緊緊地把頭抱住， 心里想：
“我怎么能夠縱容自己這樣做呢?我怎么就沒有想到有危險呢?”
他又重新過起這樣的生活：白天是高度緊張的工作和超乎常人的繁重負 擔，夜晚則又是通宵達旦地奮力苦干。工廠的廠房終于重建起來了，而且比 過去更堅固，規模也更加宏大。一個新興的、現代化的工業區在奧巴烏發展 起來了。
1921 年 9月的那個早晨所發生的那場悲劇已經漸漸地在人們的記憶中消 失了。
卡爾·波施在發展德國化學工業方面所做出的重大貢獻得到了應有的承 認。推選波施擔任名譽教授的高等學府有：卡爾斯魯厄和達姆施塔特的工業 學院，柏林的高等農業學校。許多大學和科學協會授予他榮譽獎章和證章， 而德國冶金學會曾獎給這位學者一枚“卡爾·律克”獎章，以表彰他在煉鋼 方面的功績。
波施先后在工廠實驗室和幾家煉鋼廠進行過大量的研究工作，研制了若 干新品種的鋼材。卡爾·波施在這方面的貢獻同樣得到了較高的評價。
高壓工業設備的發展與改進不僅可以為合成氨方法的研制服務，而且在 波施的領導下，在工廠里還對其它的高壓催化合成反應進行了試驗研究，如 甲醇的制備和苯的合成。從此化學工業進入了高壓的時代。卡爾·波施得到 了世界上最高的榮譽——榮獲 1931 年度的諾貝爾化學獎。和波施同時榮獲這 項獎金的還有弗里德利希·伯吉斯博士。伯吉斯曾經利用煤炭在高壓下加氫 的辦法來合成苯。
諾貝爾獎金委員會成員巴麥爾教授在授獎儀式上的致詞中強調指出，波 施和伯吉斯這兩位獲獎人的成就推動了化學工業的發展，他們取得了前所未 有的重大成就。
當時已經形成的工業康采恩“I.G.法本工業托拉斯”想方設法地試圖把 卡爾·波施這樣業務水平的高級專家吸引到自己的機構中工作。早在 1925 年波施就已經擔任了這個康采恩的一個領導職務，10 年后他成為這個機構的 經理聯席會議主席。
后來，波施雖然年事已高，但他和過去一樣，精力十分充沛。然而，當 這位學者產生一種災禍即將臨頭的預感時，他那股火一般的熱情開始逐漸冷 漠下來。他開始為再度興起的法西斯軍國勢力擔憂。身體也一天天虛弱下去。
1940 年 4 月 26 日，波施辭別人世。他未能親自目睹德國法西斯給人類造成的第二次大悲劇。
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