Вильгельм Фридрих Оствальд

Вильгельм Фридрих Оствальд относится к тем естествоиспытателям, которые произвели за последние сто лет переворот, необычайно важный для развития химии. В его лаборатории физической химии в Лейпциге получили воспитание поколения физико- химиков.

Вильгельм Фридрих Оствальд родился 2 сентября 1853 г. в Риге в семье немецкого ремесленника-бондаря. Мальчик учился в реальной гимназии, а затем поступил в университет в г. Дерпте (ныне Тарту). После завершения химического образования Оствальд был оставлен там ассистентом А. Эттингена (1875 г.). В 1878 г. Оствальд защитил докторскую диссертацию "Объемно-химические и оптико-химические исследования", в которой начал систематически применять физические методы для решения химических проблем.

Вильгельм Оствальд (1853-1932)

Оствальд продолжал развивать физикохимические исследования, будучи ассистентом, приват-доцентом и профессором (в 1881 г. он стал профессором Рижского политехнического училища²⁵). Он занимался измерением химического сродства, проводил калориметрические исследования, изучал химическую динамику и электрохимию.

В 1885-1887 гг. Оствальд опубликовал двухтомный "Учебник общей химии", где изложил основные положения учения об ионах, от признания которого тогда отказывалось большинство химиков, и подчеркнул значение физической химии²⁶ как самостоятельной науки. Появление этого учебника и основание совместно с Аррениусом и Вант-Гоффом в 1887 г. Журнала физической химии не только обеспечило самостоятельность новой научной дисциплины, но и подготовило путь проникновения физики во все области химии. В том же 1887 г. Оствальд был приглашен на должность профессора - заведующего кафедрой физической химии и руководителя исследовательской лаборатории физической химии в Лейп-цигском университете. Эту лабораторию он превратил в Институт физической химии Лейпцигского университета, который стал центром подготовки нового поколения исследователей. Химики, прошедшие стажировку в этом институте, стали профессорами семидесяти университетов и других высших школ. Многие из них были удостоены Нобелевской премии.

В 1888 г. Оствальд вывел для бинарных слабых электролитов зависимость, которую назвал законом разбавления. В этом частном случае закона действующих масс сформулированы соотношения между константой диссоциации электролита, электропроводностью и концентрацией раствора²⁷. Новый закон стал основным для химии водных растворов. Наряду с этим в 1897 г. Оствальд установил, что химическая реакция в присутствии некоторых атомов равной реакционной способности протекает не внезапно, но постепенно или равномерно. Она последовательно приходит к образованию термодинамически устойчивого конечного продукта²⁸. Это правило стало значительным вкладом в развитие химической кинетики.

Проблемы теории растворов и электрохимии вышли на первый план в творчестве Оствальда уже в начале его исследовательской деятельности. При этом особое внимание ученый обращал на энергетический аспект реакций. Поиск "движущей силы химического явления" и изучение течения химических процессов во времени явились одновременно двумя истоками последующих работ Оствальда по катализу. Экспериментальное изучение и теоретическое объяснение катализа, анализ точного определения этого понятия, сформулированного Берцелиусом в 1835 г.,- вот основное содержание и одновременно высшее достижение работ Оствальда.

Оствальд считал катализатором вещество, "которое, не входя в конечный продукт химической реакции, увеличивает ее скорость" [76], а катализом - "ускорение медленно протекающих химических процессов в присутствии посторонних веществ" [77, с. 705]. Оствальд, рассматривая термодинамические аспекты каталитических процессов, понимал, что катализаторы не изменяют энергетического содержания химической системы, а следовательно, и состояния химического равновесия. В 1901 г. Оствальд писал, что он различает четыре класса контактных действий: действие зародышей, гомогенный катализ, гетерогенный катализ и действие ферментов. Ученый неоднократно повторял, что каталитические явления подчиняются общим законам химических превращений. Благодаря работам Оствальда исследования катализа заняли прочное место в химии. Если до его работ, по собственным словам Оствальда, одно упоминание слова "катализ" рассматривалось как признак научной отсталости, то после них стало возможным интенсивное исследование и широкое использование каталитических превращений в промышленности. Действительно, решение химико-технологических проблем, возникших в процессе промышленного и общественного развития, стало возможным только с помощью интенсивных исследований каталитических реакций.

Вильгельм Оствальд и Я. Г. Вант-Гофф в лаборатории

Работы в этом направлении стали особенно актуальны в связи с необходимостью обеспечить за счет внутренних ресурсов сырьем военную промышленность, когда Германия и другие страны включались в борьбу за передел колониальных владений. Так, в полной мере это относится к созданию Габером и Бошем, решивших проблему связанного азота, научных основ важного промышленного процесса - синтеза аммиака. Оствальд разработал процесс каталитического окисления аммиака. Он показал, что аммиак в присутствии катализатора - платины окисляется преимущественно в монооксид азота: большое влияние имеет состояние поверхности контакта. В этих работах Оствальда получили дальнейшее развитие химические основы производства азотной кислоты из азота воздуха - труды, также нашедшие широкое применение в технике. Эти труды способствовали разработке высокоэффективного метода синтеза азотной кислоты в достаточных для производства взрывчатых веществ и удобрений количествах. После работ Оствальда развитие этих областей химического производства, а также промышленности органического синтеза перестало зависеть от экспорта селитры из Чили.

За изучение природы катализа и основополагающие исследования скоростей химических реакций Оствальд в 1909 г. был удостоен Нобелевской премии по химии.

Оствальд умел блестяще организовывать научную работу, систематизировать экспериментальные материалы, разрабатывать новые методы исследования и оригинально осмысливать полученные результаты. Он говорил: "Для того, чтобы в новых областях установить порядок, необходимы были мой особый талант и страсть к науке, которой я отдавался" [78, с. 449-450]. По мнению Оствальда, наука должна, во-первых, экспериментально исследовать предметы и их качественные и количественные отношения и, во-вторых, путем абстракции приходить к обобщениям в форме понятий и теорий. В многократно приводимых соображениях об индукции и дедукции Оствальд освещал некоторые методологические аспекты связи теоретических и экспериментальных работ. "Чистые или абстрактные науки,- писал Оствальд,- являются только основными и предварительными условиями для развития прикладных наук, и наша задача - сделать отношение между этими двумя видами наук максимально плодотворным и продуктивным" [79, с. 88]. Это рассуждение показывает, что Оствальд видел наиболее важную цель научной работы в тесной связи науки с производством.

Разработка современных методов обучения, организация и проведение в Институте физической химии семинаров, вдохновляющих молодых исследователей, создание Немецкого общества электрохимии и физической химии имени Бунзена и активная работа на посту его первого президента, публикация многочисленных учебников, справочников, научных статей, докладов, рефератов и рецензий свидетельствуют о необычайной энергии Оствальда и продуктивности его исследовательской, литературной и научно-организационной работы. Этот вывод подтверждает также тесные творческие контакты Оствальда с коллегами, сотрудниками и учениками, его научные работы в США, куда он был приглашен в 1905 г., а также членство во многих академиях и научных обществах. Ученики Оствальда несли по всему свету полученные в Лейпциге знания. Советские исследователи также обучались у Оствальда²⁹ и прислали ему в 1924 г. подарок "в память об этих временах".

С 90-х годов Оствальд приложил немало усилий для того, чтобы естествоиспытатели отошли от решения отдельных мелких вопросов и преодолели устаревшее механическое понимание природы. Для решения многих проблем в теории строения вещества

Оствальд привлекал материалистические представления. Но он, как и некоторые другие знаменитые естествоиспытатели того времени, не смог в своих воззрениях на природу веществ стать на позиции диалектического материализма. Философские взгляды Оствальда, известные под названием "энергетизма", уже в 1895 г. подверглись резкой критике на 67-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей в Любеке. Эти взгляды означали отход от механистического материализма. Сенсационный доклад Оствальда "Преодоление научного материализма" опроверг Л. Больцман, назвав "энергетику" Оствальда несостоятельной атакой на атомистические представления. Отрицание новых атомистических представлений, отзыв об атомистической теории как о "бесплодной гипотезе" и характеристика энергии как всеобщей реально существующей субстанции показывают, насколько философские взгляды Оствальда были лишены материалистической основы. Это отчетливо проявилось в опубликованных Оствальдом в 1901 г. (а позже переизданных) "Лекциях по натурфилософии".

На этом основании В. И. Ленин в своем труде "Материализм и эмпириокритицизм" охарактеризовал энергетизм как беспомощную попытку примирить материализм и идеализм. Ленин считал" что Оствальд "здесь и там впадает в идеализм" и назвал немецкого ученого "очень крупным химиком и очень путаным философом" [80. с. 173]. Выводы Ленина содержат основополагающую оценку энергетизма Оствальда и отчетливо показывают различие между наукой и идеалистической философией. В этих выводах обобщаются и развиваются взгляды Больцмана, Эйнштейна, Планка и других ученых, которые в противоположность Оствальду характеризовали энергетику как учение о материальном движении. Выделение или поглощение энергии, по мнению этих ученых, отражает объективную реальность физического мира и нераздельно связано с понятием о материи.

Под влиянием результатов работ по коллоидной химии и некоторых теоретических сообщений, особенно о достижениях молекулярно-кинетической теории теплоты, Оствальд признал в 1908 г. реальное существование атомов и молекул. Однако эти материалистические представления и часто встречавшееся в специальных работах естествоиспытателей материалистическое понимание энергии как "вещества в собственном смысле" [81, с. 280] - объективно существующего материального движения, долго не признавались в философских трудах.

Оствальд вел непримиримую борьбу против подавления науки церковью. Он решительно выступал против искажения научного мировоззрения клерикальной идеологией.

Вильгельм Оствальд и Эрнст Геккель (Йена, 1911 г.)

В 1910 г. Оствальд по просьбе Э. Геккеля взял на себя руководство Союзом монистов³⁰ - буржуазной организации, в которой сотрудничали многие представители прогрессивной интеллигенции,-и успешно продолжил работу Союза. Все попытки церковников фальсифицировать достижения науки Оствальд решительно осуждал как в своих "монистических воскресных проповедях", так и в многочисленных статьях и брошюрах. Атеизм и воинствующий антиклерикализм привели Оствальда в 1913 г. к совместной работе с Карлом Либкнехтом в организации "Движение за выход из церкви".

28 октября 1913 г. Оствальд и Либкнехт выступили в традиционном месте сбора берлинских рабочих - "Новом мире" в Хазенхейде в районе Новый Кёльн - на большом митинге под лозунгом "Всеобщая забастовка против государственной церкви". В массовом "движении за выход из церкви" преобладали пролетарские элементы. Оствальд, по его собственным словам, был в этом движении "политически левым до крайнего предела", что обусловило его тесные отношения с социал-демократами. За это Оствальд получил от реакционеров прозвище "Красный тайный советник". Лауреат Нобелевской премии Оствальд и марксист Либкнехт - единомышленники в политической борьбе - это было сенсацией в 1913 г. Но сам Оствальд не стал марксистом. Возглавлявшиеся им атеистические выступления были лишь продолжением традиции гражданской борьбы против клерикализма в Германии.

Одновременно с антиклерикальной борьбой Оствальд способствовал многочисленным движениям за реформы. Он поддержал буржуазное пацифистское движение, руководимое Бертой фон Зутнер, осуждал антисемитизм, выступал за проведение школьных реформ в пользу естествознания и за ограничение преподавания основ религии.

Объявление о митинге, посвященном массовой забастовке против церкви, на которой выступили Вильгельм Оствальд и Карл Либкнехт

Националистические настроения Оствальда сильно изменились за время первой мировой войны. Вначале он не понял империалистического характера войны и вместе с другими немецкими учеными подписал шовинистическое воззвание "К цивилизованному миру". В это время и его "монистические воскресные проповеди" потеряли свой прогрессивный характер, превратившись в "военные проповеди" - часть империалистической пропаганды. Исход же войны оказался для Оствальда неожиданным.

Отказавшись после войны от шовинистических убеждений, Оствальд сделался сразу противником войны и считал необходимым полный и безвозвратный отход от пути, который привел немецкий народ к катастрофе. Правда, предпринятые Оствальдом практические шаги в этом направлении не имели существенного-значения для антивоенного движения.

Поселившись летом 1914 г. в вилле "Энергия" вблизи деревни Гроссботен под Лейпцигом, Оствальд после многолетнего перерыва вновь вернулся к экспериментальным исследованиям. На основе полученных результатов он разработал простое для практического использования фундаментальное химико-физическое учение о цвете и тесно связанное с ним "учение о прекрасном". Об этих работах Оствальд доложил в 1929 г. Берлинской Академии наук и обобщил полученные выводы в многочисленных публикациях. Написанный Оствальдом в 1917 г. "Букварь цветов" выдержал много изданий.

Большие заслуги Оствальда перед историей естествознания в значительной мере связаны с изданием им (с 1889 г.) серии "Классики точных наук, публикуемые Оствальдом", благодаря которой стали доступными читателям свыше 200 оригинальных работ выдающихся ученых³¹.

Оствальд умер 4 апреля 1932 г. Забота о его наследстве была поручена по завещанию Берлинской Академии наук, подлинному наследнику этого великого естествоиспытателя, воинствующего атеиста, непримиримого борца против клерикализма. Научные достижения В. Оствальда во многом способствовали высокой репутации научных исследований в Германии на рубеже двух столетий³².