赫尔曼·施陶丁格

人物介绍

1881年3月23日，海尔曼·施陶丁格出生在德国的弗尔姆斯。他父亲是新康德派的哲学家，所以他从小就受到各种新的哲学思想的熏陶，对新事物比较敏锐，在科学推理、思维中，能够不受传统观念的束缚，善于从复杂的事物中，理出头绪，发现关键之处，提出新的观点。

在中学时，他曾对植物学发生浓厚的兴趣，所以中学毕业后，他考入哈勒大学学习植物学。这时有一位对科学发展颇有见地的朋友向他父母进言，最好先让施陶丁格打下雄厚的化学基础后，再让他进入植物学的领域。这一中肯的建议被采纳了。

借他父亲转到达姆一所大学任教的机会，施陶丁格也来到该城的工业大学改读化学。从此施陶丁格与化学给下不解之缘。

1903年，他完成了关于不饱和化合物丙二酸酯的毕业论文，从大学毕业。接着又来到施特拉斯堡，拜著名的有机化学家梯尔为师继续深造。

1907年，以他在实验中发现的高活性烯酮为题完成了博士论文，获得了博士学位。同年他被聘为卡尔斯鲁厄工业大学的副教授。

5年后，他被楚利希联邦工业大学聘任为化学教授。在这里他执教了14年，这期间的教学和研究使他熟悉了化学，特别是有机化学的各个领域和一些新的理论，为他顺利开展科学研究奠定了扎实的基础。也在这期间，他投入了上述关于高分子组成、结构的学术论战。

1926年，他为了有更充裕的时间，进行更多的实验来验证他的大分子理论，他应聘来到布莱斯高的符来堡专心从事科学研究。在符来堡他度过了他的后半生，许多重要的科研成果都是在这里完成的。 施陶丁格在高分子科学研究中取得成功之后，他开始按照早年的设想，将研究的重点逐步转入植物学领域。事实上，他选择高分子课题时，就曾考虑到它与植物学的密切关系。在1926年他就预言大分子化合物在有生命的有机体中，特别是蛋白质之类化合物中起重要的作用。他顺理成章地将大分子的概念引人生物化学人和他的妻子、植物生理学家玛格达·福特合作研究大分子与植物生理。

要证明大分子同样存在于动、植物等有生命的生物体内，他们认为最好能找到除了粘度法之外的其它方法，证明大分子的存在和存在的形式。经过两年多的努力，他们利用电子显微镜等现代实验观测手段，终于用事实证明了生物体内存在着大分子。可惜的是这一项有重要意义的工作，希特勒法西斯的上台和第二次世界大战而被迫中断，施陶丁格所在的研究所毁于战火。第二次世界大战一结束，施陶丁格立即总结了他前一段关于生物有机物中大分子的研究。
1947年，出版了著作《大分子化学及生物学》。在这一著作中，它尝试地描绘了分子生物学的概貌，为分子生物学这一前沿学科的建立和发展奠定了基础。为了配合高分子科学的发展。

1947年起，他主持编辑了《高分子化学》这一专业杂志。他晚年的兴趣主要在分子生物学的研究，由于年事已高，成果不多，但是培养了许多高分子研究方面的人才。

1965年9月8日，施陶丁格安然去世，享年84岁。

学术研究

理论反响

1922年，施陶丁格进而提出了高分子是由长链大分子构成的观点，动摇了传统的胶体理论的基础。胶体论者坚持认为，天然橡胶是通过部分价键缔合起来的，这种缔合归结于异戊二烯的不饱和状态。他们自信地预言：橡胶加氢将会破坏这种缔合，得到的产物将是一种低沸点的低分子烷烃，针列这一点，施陶丁格研究了天然橡胶的加氢过程，结果得到的是加氢橡胶而不是低分子烷烃，而且加氢橡胶在性质上与天然橡胶几乎没有什么区别。结论增强了他关于天然橡胶是由长链大分子构成的信念。随后他又将研究成果推广到多聚甲醛和聚苯乙烯，指出它们的结构同样是由共价键结合形成的长链大分子。

施陶丁格的观点继续遭到胶体论者的激烈反对，有的学者曾劝告说：“离开大分子这个概念吧！根本不可能有大分子那样的东西”但是施陶丁格没有退却；他更认真地开展有关课题的深入研究，坚信自己的理论是正确的。为此他先后在1924年及1926年召开的德国博物学及医学会议上，1925年召开的德国化学会的会议上详细地介绍了自己的大分子理论，与胶体论者展开了面对面的辩论。

辩论问题

辩论主要围绕着两个问题：一是施陶丁格认为测定高分子溶液的粘度可以换算出其分子量，分子量的多少就可以确定它是大分子还是小分子。胶体论者则认为粘度和分子量没有直接的联系，当时由于缺乏必要的实验证明，施陶丁格显得较被动，处于劣势。施陶丁格没有却步，而是通过反复的研究，终于在粘度和分子量之间建立了定量关系式，这就是著名的施陶丁格方程。辩论的另一个问题是高分子结构中晶胞与其分子的关系。双方都使用X射线衍射法来观测纤维素，都发现单体（小分子）与晶胞大小很接近。对此双方的看法截然不同。胶体论者认为一个晶胞就是一个分子，晶胞通过晶格力相互缔合，形成高分子。施陶丁格认为晶胞大小与高分子本身大小无关，一个高分子可以穿过许多晶胞。对同一实验事实有不同解释，可见正确的解释与正确的实验同佯是重要的。科学的裁判是实验事实。正当双方观点争执不下时，1926年瑞典化学家斯维德贝格等人设计出一种超离心机，用它测量出蛋白质的分子量：证明高分子的分子量的确是从几万到几百万。这一事实成为大分子理论的直接证据。

最后结果

事实上，参加这场论战的科学家都是严肃认真和热烈友好的，他们为了追求科学的真理，都投入了严密的实验研究，都尊重客观的实验事实。当许多实验逐渐证明施陶丁格的理论更符合事实时，支持施陶丁格的队伍也随之壮大，到1926年的化学会上除一人持保留态度外，大分子的概念已得到与会者的一致公认。

在大分子理论被接受的过程中，最使人感动的是原先大分子理论的两位主要反对者，晶胞学说的权威马克和迈那在1928年公开地承认了自己的错误，同时高度评价了施陶了格的出色工作和坚韧不拔的精神，并且还具体地帮助施陶丁格完善和发展了大分子理论。这就是真正的科学精神。

获诺贝尔奖

1932年，施陶丁格总结了自己的大分子理论，出版了划时代的巨著《高分子有机化合物》成为高分子科学诞生的标志。认清了高分子的面目，合成高分子的研究就有了明确的方向，从此新的高分子被大量合成，高分子合成工业获得了迅速的发展。为了表彰施陶丁格在建立高分子科学上的伟大贡献，1953年他被授予诺贝尔化学奖。