中國通史!
二十世紀一二十年代,我國近代科學事業尚處於初創階段。留學美國康奈爾大學的趙元任、周仁、胡明複、秉誌、楊銓、任鴻雋等9人於94年倡議發行《科學》月刊,95年又正式成立了我國第一個綜合性的學術團體——中國科學社。該社宗旨為“聯絡同誌,研究學術,以共圖中國科學之發達”。經過多年努力,該社發展為全國性的科學學會,對我國近代科學事業的發展作出很大貢獻。中國科學社的活動之中,部分是物理學方麵的,如邀請著名物理學家來華訪問,在《科學》月刊上介紹物理學領域的新進展,等等。然而,到三十年代初,在我國的研究機構和高等學校中已有許多物理學工作者,建立一個物理學專業性學術團體的需要日漸迫切。
推動物理學專業性學術團體成立的一個直接原因是國際聯盟於93年派出四位專家,到中國來考察科學教育文化事業。專家之中,有一位是法國著名物理學家朗之萬(aulvi,872—94)。朗之萬來華後,受到中國物理學工作者的熱烈歡迎。他則建議中國物理學工作者應聯合起來,成立中國物理學會,並建議中國物理學會加入國際純粹與應用物理學聯合會,以謀求中國物理學的發展及國際交流。經朗之萬的促進,中國物理學會的籌備組織迅速成立,由當時清華大學校長梅貽琦任籌備委員會委員長。932年8月22日至24日,在北平清華大學召開了中國物理學會成立大會暨第一次年會。
按照大會通過的學會章程,中國物理學會“以謀物理學之進步及其普及為學會宗旨”。學會領導機構為理事會,理事會推選四人分任會長、副會長、秘書及會計。李書華當選為首屆會長。至949年,中國物理學會的曆屆理事長(或會長)為葉企孫、吳有訓、嚴濟慈、周培源。
中國物理學會在932年成立時,設立有學報委員會和物理教學委員會。
933年又設立了物理學名詞審查委員會。抗日戰爭勝利後增設應用物理學彙刊委員會。這幾個組織中除最後一個沒有很好開展工作外,其他三個委員會,尤其學報委員會和名詞審查委員會,都做了大量工作。
2曆屆年會情況。
中國物理學會的學術活動,主要是通過舉行年會以及各專門組織進行工作而得以開展的。自932至949年,中國物理學會共召開了次年會。932年8月召開的成立大會暨第一次年會,到會七八十人。北京地區9名會員參加,提交論文年3月會員發展到88人。同年8月,第二次年會在上海交通大學舉行,收到論文3年8月,第三次年會在南京中央大學舉行,到會50人,提交論文4年9月,第四次年會在青島山東大學舉行,到會30餘人,提交論文42篇。至此次年會,會員人數9年8月,第五次年會與中國科學社等七個科學團體聯合舉行,在北京清華大學和燕京大學召開,共收到論文48篇。此時,會員已達200餘人。這次年會盛況空前,是抗戰前我國科學工作者的一次大集會。抗日戰爭開始後,學校和學術機構倉促內遷,各方麵條件異常困難,然而中國物理學會的活動並未中止。939至944年間共召開年會次。939年9月第七次年會在昆明雲南大學舉行,到會50餘人,收到論文年9月第八次年會,與中國科學社等聯合在昆明雲南大學舉行。
由於戰時交通極為不便,自942年開始,年會分散在各處舉行。942年第十次年會、943年第十一次年會、944年第十二次年會都是在不同時間、不同地——昆明區、重慶區、四川區(成都)、西北區(城固)、貴州區(湄潭)、桂林區六個區分彆舉行的。942年正值牛頓誕生300周年,我國物理學工作者還分彆在重慶、貴陽、昆明以及福建的長汀和永安等地舉行紀念大會,陝甘寧邊區的延安自然科學研究會也於943年月舉行了紀念會。
在抗戰期間,938年舉行的第六次年會和94年舉行的第九次年會,以及抗戰勝利後,94年舉行的第十三次年會,其情況待查。
947年0月第十四次年會,在上海中央研究院(京滬杭區)和北平協和大禮堂(此為與化學、動物、植物等六個學會聯合年會)分彆舉行。948年0月第十五次年會,分彆在北平、南京、廣州、武漢舉行,均為與其他多個科學團體的聯合年會。據統計,至948年5月底,中國物理學會會員人數為5年月,第十六次年會(上海區)在上海中央研究院禮堂舉行,參加者200餘人。此時,全國會員共有00餘人。
3出版《中國物理學報》。
為促進國內外的學術交流,中國物理學會主辦的《中國物理學報》於933年創刊。學報以外文(英、法、德三種文字)發表論文,附以中文提要。到937年5月,出版了三卷共期。抗日戰爭爆發後,曾停刊兩年多。939至945年在異常困難的情況下共出版了5期。其中有些用粗糙的土紙印刷,紙質雖然低劣,論文卻依舊保持該刊物要求的水準。在抗戰艱苦環境中,無論是論文作者還是學報編者,都作了極大的努力。以外文發表研究論文的《中國物理學報》至950年底出版了七卷共8期。
當然,中國物理學家在《中國物理學報》上發表的論文,僅僅是他們研究工作的很一部分,大部分成果則見諸於歐美的學術刊物。
4審定物理學名詞。
辛亥革命後,教育部於98年設科學名詞審查會。920年該審查會議決增加物理組,由中國科學社主稿,編成《物理學名詞(第一次審查本)》。後來教育部將此“審查本”加以訂正,成為《物理學名詞(教育部增訂本)》,於93年分發國內物理學家討論,征求意見。“審查本”和“增訂本”未頒行實施。當對,中華教育文化基金董事會設有編譯委員會,薩本棟受其委托編譯整理物理學名詞。他根據“審查本”和“增訂本”等編成《物理學名詞彙》,於932年印行。同年夏,國立編譯館在南京成立,也著手審定統一名詞。
在中國物理學會932年的成立大會上,教育部和編譯館曾派人員列席,並提請組織名詞審查委員會,專門負責厘訂物理學名詞事宜。但這次會議未能論及此事。933年4月,教育部在南京召開“天文數學物理討論會”,統一名詞問題是這次討論會的一項重要議程。根據該討論會議決的意見,中國物理學會受國立編譯館的委托,對各方曆年編譯的草案,詳加整理,逐字複查。編譯館則根據議決意見,對所編初稿重加增修,並提交933年8月在上海召開的中國物理學會第二屆年會審查。在這次年會上,推舉出吳有訓、周昌壽、何育傑、裘維裕、王守競、嚴濟慈、楊肇燫等7人為物理學名詞審查委員會委員,楊肇燫為主任委員。這年夏天,名詞委員會在中央研究院物理研究所內開展工作,將各種稿本和各方意見,通體整理。最後,該委員會將審定結果交國立編譯館,略加整理後呈報教育部,934年月由教育部核準公布,是為《物理學名詞》。至此,自二十年代初開始,雖經十餘年間的多次修訂但未能最終完成的物理學名詞的審定工作終於告一段落。
抗日戰爭期間,楊肇燫、周昌壽、陸學善等物理學家也進行了審訂物理學名詞的許多工作。
三十年代,中國物理學會還就度量衡和大數的命名法提出建議,935年,《東方雜誌》曾出專號刊載有關討論。中國物理學會的建議為當時國內科學界所采納。
5學會的國際活動。
中國物理學會成立伊始,即與國外物理學家建立了聯係。自932年成立大會後不久,至948年止,先後被選為名譽會員的外國物理學家有朗之萬、法布裡(fa
y)、拉曼(密立根康普頓(康普頓(布萊克特(布拉格狄拉克(卡巴納斯(jabaes)、約裡奧居裡
934年,中國物理學會加入國際純粹與應用物理學聯合會,並於同年秋派王守競前往倫敦出席該聯合會大會。
中國物理學會的成立和學術活動的展開,促成了934年朗繆爾年狄拉克,937年玻爾(bohr)的相繼來華訪問。他們分彆在北平、上海等地進行學術交流,加強了中國物理學界和國際物理學界的聯係。
第二次世界大戰結束前夕,美國在日本廣島和長崎上空投擲了原子彈。
這一舉動引起了全世界愛好和平與正義的人們的強烈不滿。中國物理學會於94年月5日在昆明發表了關於原子能問題意見書,要求聯合國設立原子能委員會,以保證監督原子能的和平利用,而不是用於製造毀滅性武器;組織視察團,調查各國有關原子能應用的真相;設立聯合國原子能實驗室,共同研究重要問題,並與各國研究機構聯係。意見書反映了我國物理學工作者熱愛和平,反對戰爭,尤其反對核戰爭的正義呼聲。
總之,二十世紀上半葉,經過幾代物理學工作者數十年的艱苦創業和不懈努力,物理學教育與研究在我國取得了相當的成績,具備了一定的規模,並為二十世紀下半葉的蓬勃發展奠定了堅實基礎。
第五十九章化學第一節化學教育的發展922年月,以美國學製為參考,北洋政府教育部頒布了新的教育製度“壬戌學製”,即“六三三四”學製,這樣,從洋務運動初期就有人企盼、到癸卯學製才製定的化學教育係統,到此時終於初具規模,而且由中國人在中國從事的現代化學研究也開始起步。化學作為現代科學的一個分支在中國初步確立起來了
中等教育。
“壬戌學製”公布後不久,政府就製定了中學課程標準,規定初級中學自然科包括生物、物理及化學,其中物理與化學合並為“理化”,在初二和初三講授。同時高中課程總綱規定高級中學分為兩類,第一類是以升學為目的的普通科,第二類是以就業為目的的職業科,分為師範科、商業科、工業科等。第一類又分為兩組,第一組注重文科,在生物、化學和物理中至少必選一科;第二組注重理科,在以上學科中必選兩科。同時高二開設化學課。932年,國民政府頒布了正式的中學課程標準,其中把物理與化學分開了,而且無論初中與高中,都是先學化學後學物理。由於課程過於繁雜,932年又公布了修正中學課程標準,將初中的物理改在第二學年上課,化學改在第三學年上課。
這時化學教育被視為不僅是傳授知識而且是培養、陶冶、訓練學生的興趣、能力、思想的一種手段。93年教育部修正頒布的初高級中學課程標準規定中學化學教學的目的為()使學生獲得化學的基本知識,對化學有明確概念;(2)使學生了解化學與衣食住行以及國防的關係;(3)引起學生對自然現象產生濃厚興趣,養成隨時隨地注意自然現象的良好習慣;(4)養成學生敏銳的觀察力和精確的思考力。在這種思想指導下,中學化學教育大有改觀,儘管實際情況與規定仍有出入,但不設化學課程的現象是完全杜絕了。而且在課程標準裡,對教材內容也作了明確規定,使教師和學生都能夠有章可循。教育部於932年頒布中學會考辦法,隨後又規定各校招考新生的科目,均以化學為考試科目之一,考試範圍則以化學課程為根據。因此,課程標準的推行對於提高和統一中國各校化學教學程度起了很大作用,一般中學生的化學水平也有了明顯的進步。
在教學內容和標準趨於規範化的同時,化學師資力量也有了很大改進。
高中的化學教師基本上都是大學畢業,甚至有的是國內外大學畢業後還獲得了學位的。初中化學教師有少數是專修科畢業或大學肄業,學曆程度不如高中整齊。不論是高中的還是初中的化學教師,在大學時絕大多數都是專攻化學專業,或是選修過化學係的課程,少數則是學習物理或生物的。然而,儘管這些化學教師具有較好的化學專業基礎,但卻有半數以上的在大學時沒有讀過任何教育學課程,即使有少數學習過一二門普通教育學的,也因其內容廣泛,而對專門的化學教育幫助不大。因此,為了彌補化學教師們在教學方法和技巧上的不足,從932年起某些地區陸續開辦了科學教員暑期講習會,其中都有化學組,其內容為()普通化學的講授與實驗,(2)化學教授法講演和有關化學教學問題如化學設備、教材、教法、課本等問題的討論。後來因國內戰局,這種講習會停辦了一段時間。到了934年,教育部頒布中等學校理科教員暑期講習會辦法大綱,並指定由公私立大學和各省教育廳舉辦,這樣,暑期講習會遍及各地。此後每年各地都有舉辦這類講習會的,大大提高了化學教師的水平。
在化學設備方麵,教育部除規定中等學校設備經費的比例外,又於934年頒發中等化學設備標準,規定了初中和高中學生實驗用儀器藥品的普通標準和最低標準,並且擬定了初中及高中化學演示實驗儀器藥品單,促進了各地中等學校積極擴充化學設備。在抗日戰爭爆發之前,大多數高中都有足夠的化學儀器和藥品以供學生實驗所需,一些定量儀器和滴定管及精確天平等已經非常普遍,平均每校的設備約值3000多元。但初中的化學設備仍然較差,有70的學校有化學課但無化學實驗,而且少數獨立的初中化學設備極為簡陋,平均每校隻有數百元的儀器和藥品。當時中學化學所需儀器和無機藥品,基本上是國產的,上海科學儀器館、商務印書館與中華書局都附設有教育用具製造廠,專門製造中學所需的各種化學器材。高中學生做實驗時,多半是兩人一組,初中學生則是五六個人合用一套儀器,共做一個實驗,各校講授與實驗的課時數一般都能符合規定。一些省市甚至設有公共實驗室以供當地各校學生使用,如福建福州省立科學館、甘肅科學館等等,都設有化學實驗室。
在化學設備日益充實的同時,教材的編審也逐漸完善起來。到了940年代初,已出版了高中化學課本20多種,實驗教材近20種,初中課本0餘種,實驗教材約0種,而且大部分都是經過了教育部的審定,內容以課程標準所規定的為準,作者大都為有經驗的化學教師,因而教材質量提高很快。抗日戰爭時期,以前的中學教學計劃已不能符合實際需要,特彆是為了加強軍訓等科目而減少了科學科目,並於940年公布了新計劃。如初中又改為先學化學後學物理,高中則分甲乙兩組,甲組(理組)每周5時化學,乙組(文組)每周4時化學。在陝甘寧邊區和各抗日根據地,944年中央西北局宣傳部和陝甘寧邊區政府教育廳擬定的3年製中等學校新課程裡,沒有單設化學,但在醫藥知識中介紹了一些與化學有關的常用的中西藥品的名稱、性能,為開展群眾衛生運動服務。
抗戰勝利後,國民政府教育部於948年又再次修訂中學課程標準,將初中的化學和物理合並為“理化”,在第2和第3學年每周上課3時,同時又取消高中分級辦法,高二化學一律每周上課5時。
2高等教育。
99年北京大學化學門改為化學係,這是中國第一個化學係。隨後又有不少大學相繼設立了化學係,如南開大學(92)、廈門大學(92)、東南大學(922)、中山大學(924)、清華大學(92)、四川大學(92)、浙江大學(928)、武漢大學(928)、山東大學(930)等校。但就全國範圍而言,設有化學係的理工科大學仍是少數,928年,專科以上學校的學生共有2598人,其中理工科學生僅占四分之一。以後這個數字逐年增加,到937年與文科學生數相等,直至完全超過。939年國立院校參加統一招生的22個單位,其中4個有化學係(屬理學院),個有化學工程係(屬工學院),4個有農業化學係(屬農學院),個有理化係(屬師範學院),陳光旭主編“中國化學教育的發展”,《中國化學五十年》,科學出版社985年版,第327—332頁。這樣,僅有3所學校沒有有關的係科。這一屆共錄取新生537人,化學專業的有39人,比例已是相當大了。
以前各大學的化學教授多半是由外國人擔任,到920年代末以後,這種現象逐漸消失,國內的化學教授不但全由中國人擔任,而且其中有很多都是在國內外頗有成就的化學家,例如935年清華大學化學係的位教授即張子高(88—97)、高崇熙(90—952)、薩本鐵(900—987)、黃子卿(900—982)、李運華、張大煜(905—989),都是在國外留學獲得博士學位後回國任教的。而在專攻化學的留學生中,也有很大一部分是在國內大學畢業後出國深造。937年在北美和加拿大的留學生共58人,其中化學專業的45人,化工專業40人,生物化學專業3人,農業化學人,因此可以在這個時期,中國的高等化學教育受歐美的影響是很大、很深的。在化學設備方麵,國民政府明文規定各校設備費不得少於經常費用的若乾成。在專科以上的學校中,實際所用的各項設備費往往超過規定數。各地大學的化學設備不僅可供教學使用,而且研究工作也藉此得以開展。不過,儘管國內已有不少部門可以生產化學設備,但大學裡專門化學課程所需的各種器材仍不能自給,多半是由外國進口。
二十年代以前,中國的大學化學教科書幾乎全部是西文原著,隻有一二種普通化學教材是中國自行編輯出版的。後來,原著減少了,但化學教材仍大半都是譯著,除此之外,張江樹(898—989)等自編了部分教材,其中有《理論化學》、《土壤化學分析法》、《定量化學分析》、《化學史話》、《國防化學補充教材》等。這些書籍是在化學學科內容基礎上,根據作者教學經驗和中國學生特編寫的,當然是很有益的嘗試。940年,教育部成立大學用書編輯委員會,專門編輯大學教科書和參考書,但多數使用外國教材的現象仍沒有多大改變。不過,采用國外起較高的教材,對學術水平的提高也有一定的積極作用。
專科以上的各種學校,除了擔負著教學任務以外,還是從事化學研究的重要場所,很多教師在授課之餘進行各項研究。929年,教育部規定大學四年級學生必須完成一篇畢業論文或研究報告,促使學生在畢業之前能夠接受一些研究工作的訓練,實際上很多學生在教授指導下經常有論文發表,其中不少很有價值。922年公布的《學校係統改革案》中,明確規定大學院為大學畢業及具有同等程度者進行研究的地方。但除北大、清華的化學研究所外,其他大學還沒有條件成立研究院。儘管早在97年東吳大學就授予了兩位化學碩士,後來又另授了兩位,可實際上它並沒有詳細的研究所組織規程。934年,教育部頒布了大學研究院暫行組織規程及學位授予法,在化學師資和設備較為充實的大學裡先後成立了化學研究部,以培養化學專門人才。到三十年代末,已設有研究部的有中央大學、北京大學、清華大學、武漢大學、金陵大學、燕京大學、嶺南大學7校,另外浙江大學有化學工程研究部,四川大學有理化研究部。這些研究部的建立,為化學專業的大學生畢業後能在國內深造創造了良好條件,孫承諤(9—99)、張青蓮(908—)、馬祖聖(9—)等人就是三十年代國內培養的研究生。
雖然癸卯學製中對中國的大學課程作了規定,但二十年代以後,各校自訂教學課程,既無標準,程度也參差不齊,好的學校課程安排合理,能夠發揮學校的優良風格,例如北京大學化學係,93年度的“理論化學”課程就有了原子構造、原子價、分子組織及量子力學等內容,這在三十年代,已經是看到了化學的最新進展而使其教育水平居於領先地位的了。
93年,教育部開始整理課程。938年公布了理學院必修科目,939年又公布了各係的必修與選修科目表,其中化學係的必修科目有化學(共同必修)、定性分析、定量分析、有機化學、理論化學、工業化學、有機分析、工業分析、高等無機化學、高等有機化學、畢業論文或研究報告等。抗日戰爭期間為了適應需要又作了修訂,如944年規定化學係必修的化學課程為普通化學、定性分析、定量分析、理論化學、有機分析、工業分析、工業化學及作畢業論文。選修的化學課程增加到0門以上,如高等無機化學、高等無機製備、膠狀化學、化學史、電化學、原子構造、生物化學、礦物學、工業化學實驗、化學原理、國防化學和實驗等。抗戰勝利後又於948年再一次作了修訂,但大多數學校尚未實施,國內形勢已經劇變。
除了化學係以外,不少係科都開設了化學課,938年規定文學院第一學年選修普通化學,理學院第一、二學年必修普通化學,法學院和農學院也必修普通化學。940年規定,大學的物理係、生物係、地質係、博物學係、數學係以及法學院、醫學院、中醫學院等,必修普通化學、有機化學和普通化學實驗,選修理論化學、分析化學、生物化學、有機分析、工業分析。由此可見,化學在大學教育中的地位日益加強。
抗日戰爭時期的高等化學教育,是中國近代教育史上頗為特殊的一段。
日本軍國主義的入侵,給化學教育事業造成了極大的破壞,許多高校被迫停辦或紛紛內遷,學校的圖書資料和儀器設備損失慘重,不少師生徒步輾轉數千裡易地執教就學。內遷的學校,遇到了前所未有的困難,儀器試劑奇缺,校舍擁擠。然而在這一時期化學教育仍然維持了下來,昆明的西南聯合大學、城固的西北聯合大學、成都望江樓的四川大學和華西壩的華南大學、金陵大學、燕京大學等校的化學係、重慶沙坪壩的中央大學、重慶大學和南開大學化工係的聯合體,以及貴州遵義的浙江大學等,形成了抗日戰爭時期化學教育的幾個中心,在艱苦的戰時為造就化學人才作出了貢獻。
陝甘寧邊區的延安自然科學院(於940年開始招生,943年與延安大學合並後仍單獨成院)設有化學(後改化工)係,學製3年。在自然科學院的4個係中以化學係的辦學條件最為優越,教師多且質量高,其中陳康白、劉鹹一、屈伯傳等是留德回國的,其餘的也都是國內大學畢業,如李蘇、董文立、華壽俊、王士珍等。並且通過各種關係從香港購進了一批化學儀器,使化學係有了較好的實驗條件,定性分析、定量分析、工業分析都能做。除了與機械工程、農學係等共同的數學、物理、普通化學、繪畫、外語等課程以外,化學係還開設了有機化學、工業化學、理論化學、定性分析、定量分析、工業分析、化學工程等課程。化學係的師生們一麵學一麵做,如參加部分打鹽、燒木炭、提煉薄荷油、熬火硝等生產勞動,華壽俊還發明了利用陝北特有的野生馬蘭草來造紙的工藝。邊區的高等化學教育是與為解決邊區的民生問題緊密相連的。
第二節學術機構與出版物學術機構的設置。
從十九世紀四十年代開始,英國、美國、日本等國的化學會相繼成立。
在國外的中國學生們看到學會活動對促進學術發展的積極作用,也紛紛仿效,倡議建立中國人的學術團體。907年,歐洲的中國留學生在巴黎組織了“中國化學會歐洲支部”,這是中國最早出現的化學團體。這一組織由李景鎬(前上海廣方言館畢業生)發起,成立時會員有吳匡時(京師同文館畢業生)、俞同奎(京師大學堂畢業生,87—92)、曹惠群、陳傳珊等法、英、比等國留學生20人。次年會員增加到3年和908年,他們先後在巴黎和倫敦舉行年會,計劃著手統一名詞、編譯書報、調查、通訊等四項事宜。他們首先進行的是統一化學術語,厘訂了一套元素、無機物和有機物的譯名方案。並計劃編輯化學術語詞典,出版支會季報並譯書。但該會僅留下一冊《中國化學會歐洲支會戊申報告》(908年),不久即告終止。922年在北京成立了“中華化學工業學會”,924年在美國成立了“中華化學會”,同時在日本也成立了一個“中國化學研究會”,還有留德學生也發起了類似團體。由於這些團體都限於留學生範圍,並且當時國內的化學研究尚處於萌芽時期,還不能為學術團體的發展一方沃土,因而這些化學學會未能獲得成功,相繼消失。
932年8月,國民政府教育部在南京召開化學討論會,討論化學譯名、國防化學及課程標準等問題。有45位化學家認為隨著國內化學研究的發展,有必要建立一個專門的、全國統一的學會組織,經討論定名為“中國化學會”,推舉黃新彥、王璡(888—9)、陳裕光(893—989)3人起草組織大綱,這樣,中國化學會的發起人與第一屆的理事們,在短短4天的時間裡,先後召開了籌備會、成立會、選舉會和兩次理事會,從學會的組織原則、機構設置、起草會章、創辦會誌等重要事項,直至學會的定名、譯名、會址、經費等問題都進行了討論,作出了決定。於是,在國民政府成立以後第一個建立起來的專門學術團體——中國化學會便在南京宣告成立了。它“以聯絡國內外化學專家共圖化學在中國之發達為宗旨”,為中國化學事業的發展奠定了良好的基礎,同時也為其他學科類似組織的建立樹立了榜樣。
二十至三十年代,各個專門的研究機關也在中國相繼建立起來。專門的化學研究機構可分為四類國立研究機關、地方性研究機關、私立研究機關以及高等學校的研究機構。它們雖然性質各異,研究方向也不儘相同,但從它們各自的創辦、發展曆史中,我們不難看出在當時的政治、社會背景下化學在中國學術界所處的較高地位,以及它在從中央到地方、乃至私人中間所引起的廣泛而濃厚的興趣。
國立研究機構主要有國立中央研究院化學所和國立北平研究院化學所、藥物所。此外屬於中央政府的研究機構,還有實業部的中央工業試驗所、商品檢驗局,以及地質調查所的沁園燃料研究室。中央工業試驗所下設有化學組,主要從事分析、釀造、窯業、製紙、製胰、加氫蒸餾等工作。實業部在天津、漢口、青島、上海、廣州等處都設有商品檢驗局,除執行例行的商袁翰青《中國化學史論文集》,三聯書店95年版,第294—29育部化學討論會專刊》,國立編譯館932年版。
品檢驗外,還致力於工業分析的改良標準化以及其他工業研究。而成立於93年的沁園燃料研究室,是由金叔初捐款建設的,為紀念其父而命名為“沁園”。它對中國的燃料(尤其是煤)做了大量的顯微鏡分析和物理化學分析(其中又包括實用分析、低溫蒸餾、溶劑試驗、焦性試驗、含硫質種類研究和石油分析等),為解決中國的燃料問題作出了較大的貢獻。
至於各省政府設立的機構,有山東工業實驗所、湖南工業實驗所、廣東工業實驗所、河北省立工業實驗所和廣西化學實驗所等,除廣西化學實驗所外均隸屬於各省的建設廳。它們的工作,主要是對本省的礦物及其他原料、產品等進行分析,以便於更好地開發利用。另外,像上海這樣的特彆市,也設有工業實驗所。
私立的化學研究機構有黃海化學工業研究社和上海的中華化學工業研究所,而中國西部科學院則是由川省軍政當局及各界人士發起的組織。與實力雄厚的國立或省立機構相比,這些單位雖然規模較,經費來源單一,甚至時有拮據,但它們卻是三十至四十年代中國的化學研究隊伍中一支不容忽視的力量,其中又以黃海社的工作最為出色。私立機構的出現和發展,反映了二十世紀前半葉中國曾有過的一個講求科學、發展科學以富國強民的熱潮。外國人在中國設立的與化學有關的主要研究機構有北平協和醫學院和上海雷斯德醫藥研究所。此外還有天津的華北化學試驗室、上海化驗室、上海遠東化驗室和工部局衛生化驗室等。另外還有日本人在上海設立的自然科學研究所,其規模較為宏大,所中有化學及生物學兩科,研究內容多屬於化學,比如中藥的提取和研究等。這類機構經費較為充足,研究工作各有成績,對中國的化學界影響很大。
各個公私立的大學是中國化學研究的另一支主要力量。在各高等學校中,人才集中,資金較為充足,既能從事基礎研究,也能從事應用研究。933年到93年《中國化學會會誌》發表的203篇論文中,有清華大學化學係的57篇,占總數的28,由此可見高校研究工作之一斑。
2出版物的湧現。
專門刊登化學研究論文及有關文章的刊物在中國創辦較晚,但化學論文的發表卻是在二十世紀初。95年中國科學社的刊物《科學》開始發行,便時常有化學論文發表,但大部分屬於概論,研究論文很少。以後數量雖逐漸有所增加,在《科學》中卻仍隻占少數,如在第4卷《科學》中,化學論文有9篇,共322頁,隻占總頁數的54。創刊於923年的《中華化學工業會會誌》(930年改稱《化學工業》),是專門登載化學論文的刊物,然而質量又不太高。因此在927年以前,國內的化學論文大多是送到國外刊物上去發表,而且從事化學研究的人以此為榮。927年開始發行的《中國生理學雜誌》(由中國生理學會創辦),為國內研究論文的發表了一個良好的場所。但是,從化學家的角度來看,這份雜誌所載的化學論文,僅僅局限於生物化學方麵,因此有必要創辦一種範圍更廣泛的化學刊物。
中國化學會從建會開始,就把辦刊工作作為學會的主要任務之一。932年8月,在學會成立之後的第一次理事會上,就決定創辦《中國化學會會誌》。該刊於933年創辦,由曾昭掄任總編輯,主要是發表全國化學界的具有創造性的研究論文。從創刊至解放初期,為便於國際學術交流,論文均用外文發表。這份刊物不但是國內化學刊物中最重要的一種,並且在國際化學界也贏得了一席之地。
在933年召開的中國化學會首屆年會上,為“求化學在國內之普及”,決定創辦中文刊物《化學》,協助中國化學會傳播化學知識、推廣化學應用、提倡化學研究,以宣傳報道化學的進展、化學教學法、國內化工概況、化學科研論文摘要、化學出版介紹與會務記載等內容,由戴安邦任總編輯兼總經理。從創刊至解放前為止,共出刊卷27期,其間由於抗日戰爭全麵爆發曾一度停刊。特彆值得提出的是,該刊自卷期起,就辟有“中國化學撮要”一欄,由曾昭掄主編(卷3期起,由曾昭掄與張克忠共同主編,曾代表中國化學會主編化學部分,張代表中國化學工程學會主編化工部分),將國內各刊物所發表的與化學有關的一切論文、國人在國內完成研究而在國外發表的化學論文、以及由西人撰寫但與中國化學有特殊關係的著作等,以摘要形式登出,積累與報道了二十世紀初到四十年代末國內化學文獻的線索,填補了國外化學文摘雜誌報道中國化學文獻上的部分空白。這是中國查找近代國內化學文獻的一種重要檢索工具。
《化學通訊》為中國化學會的又一刊物。93年,理事會為了及時報道會務活動,加強學會與會員、會員與會員之間的聯絡與交流,決定由總乾事吳承洛創辦《化學通訊》。937年理事會改推袁翰青任編輯與經理,94年該職由高濟宇(902—)擔任。《通訊》初為半月刊,後為不定期刊物,到949年出完第4卷後停刊。
除了中國化學會的三個刊物和前述的《化學工業》外,由學會創辦的刊物還有中國化學工程學會的《化學工程》,於934年開始出版,中西文稿件並收,多屬與化學工程和化學工業有關的研究論文以及材料分析等,選稿較為嚴格。另外,一些其他學術團體的刊物也時常登載一些化學方麵的概論或論文,如中華學藝社的《學藝》、中華自然科學社的《科學世界》等。
在三十至四十年代,國內化學刊物及與化學有關的刊物大致可分為以下幾類學會刊物、學校刊物、研究機關刊物、工廠刊物。在學校刊物中,像《南開大學應用化學研究所報告書》(933年創刊)、《山東大學化學係試驗室報告》(93年創刊)等都是專載研究論文,而且質量頗高,在化學刊物中占有較重要的地位。而清華大學的《國立清華大學理科報告》(93年創刊)、北京大學的《國立北京大學自然科學季刊》(929年創刊)、中央大學的《國立中央大學理科研究錄》(930年創刊)、金陵大學的《科學教育》(934年創刊)也經常發表一些研究性的化學論文,為化學界所重視,其中尤以清華和北大的兩種刊物最為重要,並且具有國際聲望。這些學校刊物的存在和發展,為中國的化學研究了非常濃厚的學術氣氛。
在研究機關的出版物中,《國立中央研究院化學研究所集刊》(93年開始發行,為不定期刊,935年改出《國立中央研究院化學研究所研究報告》)專門刊登本所工作人員的研究成果。北平研究院化學研究所也於934年月起發行類似的不定期刊《國立北平研究院化學研究所叢刊》,但最初所文都是用英文或法文寫成,並且很多文章又重複登載在《國立北平研究院院務彙報》(930年創刊)上。除此之外,實業部地質調查所的《燃料研究專報》、各省商品檢驗局及工業試驗所的不定期刊,也多發表一些化學、化工方麵的調查或研究論文。而私立研究機關中,黃海化學工業研究社印行有不定期的《調查研究報告》,中國西部科學院則有《中國西部科學院理化研究所叢刊》(不定期)。930年創刊的《海王》,屬於由化學工廠發行的刊物,它是由塘沽的久大、永利及黃海三機關聯合設置、由海王社創辦的,其中不乏頗有參考價值的化工論文。這種種刊物,雖有專門與非專門之分,並且質量不一、規模各異,但都是三十年代中國化學研究勃起的產物,它們從不同側麵反映了這一時期中國化學事業的發展狀況。
還有一值得特彆提出,二十年代初,在中國工作的美國人竇維廉(illiaherydolh,890—952)就開始把發表在中國刊物上的重要論文寫成英文摘要,送給美國化學會所辦的《化學文摘》(heialbstrats)登載。935年,由於國內研究論文的日益增多,竇維廉一人難以承擔,便邀請曾昭掄參加這項工作,由美國化學文摘聘請為摘要員。儘管在20多年裡在該文摘上登載的中國化學家的論文摘要屈指可數,而且偏向於生物方麵,但由於美國化學文摘為世界上堪稱完善的化學文摘刊物,因而這項工作意義重大,它在一定程度上維係著中國與世界學術界的交流。
除了刊物以外,書籍也是化學出版物的一種重要形式。據統計,從927至94年春,中國出版的化學書籍共有327部,其中工業化學書籍所占比例最大,這是與當時中國熱衷於發展化學工業以解決國民的衣、食、住、行等基本問題的狀況密不可分的。居於第二位的是化學教科書及普通化學書籍,而程度高深的研究專著甚少,從一個側麵反映出二十至三十年代中國的化學研究尚處於起步階段,作為一門基礎學科,它才剛剛開始在中國的學術界站住腳跟。
譚勤餘“中國化學史與出版物”,《學林》第8輯,94年月。第三節二十世紀上半葉名詞術語的厘訂化學譯名問題,在中國的近代化學史上占有一個比較特殊而且重要的地位。自江南製造局翻譯化學書籍以後,化學譯名便成為各家譯書者共同注目的一個焦,同時也成為中國早期化學發展的一個主要內容。自十九世紀以來,化學發展迅猛,更是產生了不計其數的新名詞,而且科學愈是精深,其名詞也就愈加複雜。中國的化學較西方起步晚,勢必要以翻譯西書作為基礎,因而命名係統的創立便應時而生。在92年以前,就已有了虞和欽的《有機化學命名草》、李景鎬的《有機化學命名例》等,但都未能得以普及。95年,教育部公布《無機化學名詞》,仍是不甚詳細,而且沒有涉及到有機名詞。到98年,由博醫學會、中華醫學會、中華醫藥學會及江蘇省教育會等組織的“醫藥名詞審定委員會”擴展成了“科學名詞審查委員會”,並且除了醫、藥兩組外又加入了化學組,開始審查化學名詞,從元素到無機化合物,到術語,到理化儀器,到有機化學普通名詞,最後到有機化學係統名詞。92年全部名詞審查完畢,由教育部公布,至此化學名詞有了一個較為統一的標準,這期間花了五年的時間。
但是,科學名詞審查委員會製定的化學名詞,卻始終未能得到普遍推行,反對力量主要是來自當時在國內出版界居首要地位的商務印書館。早在很長一段時間裡,商務印書館就一直在采用鄭貞文(89—99)製定的無機和有機名詞係統,而且鑒於該館的重要地位,實際上當時社會上所用的化學譯名,絕大多數都出自該館。鄭貞文的名詞係統與科學名詞審查會的方案有很大分歧,這樣,關於化學名詞的激烈爭論一直持續到932年以後。
927年國民政府在南京成立後,設立大學院為全國教育最高機關,以代替以前的教育部。928年,大學院譯名統一委員會成立,“聘請專員,廣搜近年出版書籍,調查著作界采用化學術名之標準,分列統計,以察眾意之所趨。未及決定,而大學院改組,譯名工作遂由教育部編審處繼續進行”。932年5月,國立編譯館成立,在這之前,譯名問題雖然沒有確定方案,但這一時期所做的工作為後來審定譯名打下了基礎。
國立編譯館成立,便開始著手整理化學名詞,聘請鄭貞文主持此項工作,參考各方意見,編成具體方案。932年8月,教育部采納陳可忠的建議,召開化學討論會,討論國防化學、化學課程標準以及化學譯名三大要案。在譯名方麵,由鄭貞文擬定的草案,在經提案委員會審查並交譯名組通過後,由大會討論,通過了若乾條重要的化學命名原則,並對元素譯名進行了表決。同時請求國立編譯館儘快成立化學名詞審查委員會,詳訂有機化學名詞,清理無機化學和儀器名詞。同年8月,教育部及編譯館聘請鄭貞文等7人為化學名詞審查委員會委員,鄭貞文為主任委員,根據化學討論會的議決案,積極整理、反複討論,並征求各處學術機關的意見,終於完成了《化學命名原則》一書,於月由教育部公布命令,次年月出版,成為國立編譯館最早出版的科學名詞專著。
《化學命名原則》出版後,在學術界及全國各地得到普遍推行,新出版的化學書籍幾乎全都采用了這項原則。至此,十多年來一直遷延未決的化合物譯名問題,終於得以告一段落。
《化學命名原則》,國立編譯館933年版。
除《化學命名原則》外,在國立編譯館編輯製定的化學名詞中,還有化學儀器設備名詞、化學術語、化學物質名稱等。這些工作在三十年代都得到很好完成,成為化學在中國建立和發展的良好基礎。
《化學命名原則》為數種化學物質的西名中譯了一種通用的、可行的、統一的標準。它列出了92種天然元素,在標出其拉丁名、英文名以及符號的同時,列出了中文譯名和讀音,采取“氣態者從氣,液態者從水,金屬元素之為固態者從金,非金屬元素之為固態者從石”的命名方式。清末徐壽和傅蘭雅曾給4種元素命名,而在《原則》中,這4個元素名稱裡有44個被保留了下來並沿用至今;另外有0種采用了新的讀音以使其與拉丁原文相符合;8種元素的中譯名稱改變,其中包括氫氣、氮氣、氧氣和氟,新名稱能很好地反映出“氣”的性質;還有兩種元素鈹和铌因拉丁名的變化而被重新命名。
對於無機化合物,《化學命名原則》采用了徐壽創造的以分子式命名的方法,一價化合物或氧化物如al,稱為“x化y”,即氯化鈉;多價化合物如fel3、fel2、o、2o以及h2o2等,則根據相應的英文名形式命名,即帶有後綴“i”的命名為“x化y”,如氯化鐵、氧化氮,帶有“o”的稱為“x化亞y”,如氯化亞鐵、氧化亞氮,而帶有前綴“er”的稱為“過x化y”,如過氧化氫。鹽類也同樣如此,a3o4稱為磷酸鈉,fe4則稱為硫酸亞鐵。采取這一方式,《化學命名原則》為所有無機化學的命名指出了一條通用法則。
然而,《化學命名原則》的最大貢獻則在於有機化學名詞方麵。早在二十世紀初,西方就已經采用了係統的有機化學命名法。因而這時的中國化學家,麵臨著如何建立一套完善的漢語有機化合物命名體係的艱巨任務。908年虞和欽提出了根據有機化合物結構而不是組成元素或外文名稱來命名的方法,這就為932年的化學討論會上最終製定命名體係指出了一條道路。
絕大多數有機化合物是由幾種元素組成的,其基本元素為碳、氫、氧等。在不同的化合物中,每種元素的數目可以是相同的,所不同的是各組成部分的特殊的排列方式。因而,有機化合物的命名必須要能夠反映這種獨特的分子結構特征。對於最簡單的碳氫化合物,《化學命名原則》選擇了碳氫來對其進行區分,碳鍵飽和的碳氫化合物稱為“烷”,意思是“完滿”,不飽和雙鍵的碳氫化合物,則稱為“烯”,意思是“較少”或“不定”,而對於不飽和三鍵的化合物,則稱為“炔”,意思是“缺乏”。
對於芳香族化合物,《化學命名原則》采用了另一種完全不同的方法來命名。每種化合物都以一個帶有“草”頭的字來表示,並用最接近於英文名稱的讀音來命名,例如“苯”、“萘”等,都是采用了漢語中的諧聲方法。每種有機化合物的名稱都必須是比較準確而且易於區彆的,為此中國的化學家們作出了許多艱苦然而巧妙的探索,並取得了成功。例如,對於開鏈化合物,首先必須描述出它的長度,也就是最長鏈中碳的個數。《原則》中以“天乾”來表示0個以內的碳原子數(超過0則采用通用的計數法),放在化合物類型的前邊,例如個碳原子的烷稱為“甲烷”,兩個碳原子的“烯”稱為“乙烯”,3個碳原子的炔稱為“丙炔”,個碳原子的烷則稱為“十一烷”,以此類推。另一方麵,環狀烴是通過前綴“環”字來加以區彆,例如“環戊烷”。而當主鏈區分了以後,其支鏈的類型、位置等也必須在名稱中得到反映,因此,中國的化學家在支鏈中加以“基”字的方法很好解決了這個問題,將其命名為“x基代y”,例如“甲烷基代丙烷”、“乙烷基代苯”等。
以上隻是《化學命名原則》中大量命名體係中的很少一部分。由此可以看出,在三十年代,中國化學家以西方已有的命名體係為模式,創立了一套適用於中國的研究狀況並能較好與西方相呼應的較為完善的化學命名體係,為中國儘快、儘好地引進西方新知識,發展自己的化學研究事業掃清了障礙。半個多世紀以來,它經受住了時間的檢驗。
第四節分支學科的建立化學分支學科的建立是以研究為基礎的。中國的化學研究開始於二十年代。這時期所發表的研究性論文,大致可分為三個方向,一個是對中國化學史的考據,例如王璡對於製錢的分析以及對中國古代使用金屬的研究等等;另一是對物料的分析以及工業化學研究(即利用國外已有的方法來解決國內工業上的特殊問題),這類工作在當時為數甚少;再一方麵的工作,也是最有價值的工作,是協和醫學院對於生物化學的研究。協和醫學院因經費充足,人才集中,所以開始研究工作較彆處早,自92年成立起,便開始有生物化學方麵的論文發表。到了925年左右,由於陳克恢(898—988)關於麻黃素的藥性研究在世界上引起轟動,協和的生化研究也隨之達到,並帶動了其他地方進行類似的工作。
不過,儘管由於協和的特殊條件使得中國的生物化學研究起步較早,發展較為迅速,但化學其他領域在中國的開展,仍是始於二十年代末期。北洋政府時期,戰事連綿,教育經費嚴重拖欠,科學工作者無以為生,剛剛在中國略有萌芽的化學研究基礎未立,更是毫無發展可言。國民政府成立後,這種狀況有所改觀,尤其是以提倡純粹科學和應用科學為教育的一個主要方針,因而全國各處的公私立大學和專門學校,無論是在師資還是在設備上都有明顯的改進;而國立研究院的設立,對於中國的科學研究者來,也是一個極大的鼓勵。中國的化學研究正是在這種條件下得以奠定基礎並迅速發展的。
這時化學研究的中心,除了由西人主持的協和醫學院外,還有北平清華大學、北京大學、南京中央大學和廣州中山大學,它們各自都有一支陣容強大的研究隊伍,工作成績卓著。同時,這種區域布局也使初期的化學研究在全國範圍內發展得較為平衡。但不久以後,廣州方麵因陳可忠因病離職而受影響,南京方麵因曾昭掄改就北京大學之聘而使研究暫時停頓,於是北平就成為全國化學研究的中心,再加上北平研究院化學所、燕京大學、中法大學以及天津南開大學的共同努力,使平津地區的研究力量愈加強大。直到934年中央研究院化學研究所在上海改組,中央大學重新開始有論文發表,才又恢複了南北兩方的研究工作並駕齊驅的局麵
生物化學。
中國的生物化學研究始於二十年代,主要是在蛋白質化學、脂肪化學、食物化學、營養學、激素、維生素、免疫生化、消化與代謝等領域。除了協和醫學院這個生物化學研究中心以外,其他的研究機構還有國立上海醫學院、北平研究院藥物研究所、南京衛生署、雷斯德醫藥研究所,以及一些大學如清華大學、燕京大學等。截至949年,在國內外的各種生物化學及有關刊物上,共發表了中國生化工作者的論文400餘篇,其中在國際學術界產生了較大影響的不乏其數。
吳憲(893—959)在美國哈佛大學獲得博士學位後於920年回國,在協和醫學院工作,從事臨床生物化學、氣體與電解質的平衡、蛋白質化學、免疫化學、營養學和氨基酸代謝等方麵的研究。他以博士論文為基礎提出的本節請參閱董光璧主編《中國近現代科學技術史·中卷》“中國近代科學技術的形成期”第9篇“基礎學科的建立(下)”化學部分,湖南教育出版社995年版。
“血液係統分析法”,為臨床診斷了重要手段,在國際上被廣泛采用,為現代臨床化學奠定了基礎,因而被譽為血液分析的權威。另外,他通過對蛋白質變性所作的一係列研究,指出蛋白質的變性是因為蛋白質分子從折疊而變為舒展。這是關於蛋白質變性的第一個合理的學,從而給“變性作用”下了一個明確的定義。同時他還觀察到天然的和變性的卵蛋白和牛球蛋白的分子量約為34000的倍數或亞倍數,這些結果與今天對蛋白質分子量所研究得到的亞單位結果是相符合的,這就證明早在0年前吳憲就已首先觀察到了這種現象。在吳憲大量的研究工作中,有一項特彆引起國人的注意,那就是從927年起,他用大白鼠傳種數十代,研究了純素食和葷素雜食的營養價值及其對生產、生殖、基礎代謝、自發性活動以及對壽命的影響等,從而得出結論中國一般人民的身材矮,其原因是由於所吃的基本上是素食,其中蛋白質的生物價值較低,鈣和脂溶性維生素的成分較少。根據當時的經濟情況,為了維持人民的健康,938年在他的主持下,第一次製訂了《中國民眾最低限度之營養需要》標準。在此期間,他對中國的食物首先進行了係統的分析,並編著了中國第一部《食物成分表》。他編著的《營養概論》(929年)內容豐富,既是一本簡要的參考資料,又是一本通俗讀物。此外,三十年代初,性激素研究在國外起步不久,吳憲十分關注這個新的領域,並且做了一些試探性工作,為中國激素生物化學的研究開辟了道路。至949年,吳憲發表學術論文近50篇,除了《營養概論》外,還著有《物理生物化學原理》(英文版,934年)。他的論文絕大部分是用英文發表,深受國際學術界的推崇,是國際上傑出的生物化學家之一,是中國生物化學、營養學研究和教學的主要創始人。
對維生素的研究,在三十年代引起了中國化學家的濃厚興趣,特彆是對維生素在食物中的分布研究得最多,而其他幾種維生素,有的因為設備不適,有的因為測量複雜,因而發表的論文較少。清華大學的薩本鐵專授有機化學和生物化學,自934年以後,他在繼續從事有機分析工作的同時,又率領學生,開始從事維生素和氨基酸(舊稱胺酸)的研究。他對中國各種食物中維生素的含量作了大量調查(這是他最受國內同行稱道的一部分工作),從而發現,好些國產食物中都含有很多維生素,如果要想得到這種維生素,大可不必一定要吃美國桔子,有些價格遠為低廉的中國桔子也是一樣的好。同時薩本鐵指出維生素與糖類有同樣的來源,可能由乙醛酸與異赤絲藻糖縮合而成,也可由乙醛醇與異赤絲藻糖縮合、再經過氧化而成,還可由環己六醇分子重排為古洛糖或半乳糖、再經過氧化而成。根據這一假,薩本鐵提出了合成維的理論路線及實驗方法,以彌補歐洲學者的研究中原料昂貴、毒性大、合成周期長等缺。然而,由於國內實驗設備簡陋和材料的缺乏,薩本鐵沒能完成維的實驗合成。這個人工合成維生素的首例由一位英國人完成並獲得了937年的諾貝爾化學獎。
營養學是以生物、生理、農業為基礎而應用於醫學、藥學、衛生學的一門學科,中國在這方麵的初期工作,多是關於人民生理狀況的調查。以後範圍逐漸擴大,有膳食研究、國產食物的分析、礦物質營養素的研究等。其中,植物性食物受到人們更大的關注,而對於動物性食物則興趣甚少。這一時期致力於營養學研究的機構主要有協和醫學院(膳食營養、蛋白質、酵素等)、中央研究院化學研究所(935年添設生物化學方麵的工作,特彆注意本國普通食物的調查和分析、植物性食物中蛋白質的研究、食物烹飪法及保存法的研究和改良)、北平研究院生理研究所(中國北部食物營養)、中國科學社生物研究所(食物分析及調查、米麥營養及植物油中植物蛋白質的研究)、雷斯德醫藥研究所(中國食物的分析及營養、碳水物的代謝、維生素及礦物質),還有上海醫學院、清華大學、燕京大學、北平大學、山東大學、齊魯大學、南開大學等。這些工作的目的,都是為了探求如何能在國民經濟可能的範圍內對中國的食物進行改良,以使多數國民的健康水平較高,從而更好地為國家、為社會服務。
食物化學方麵,以前中國有許多迷信,民間素有食物相克之,認為有些東西合在一起吃會導致中毒甚至死亡。這種幾千年流傳下來的忌諱,老百姓深信不疑。生物化學家鄭集選擇了4對被認為是典型的相克食物,在南京中國科學社生物研究所的實驗室裡,先用動物作試驗,然後親身嘗試這些向來忌諱的混合食物,結果根本沒有中毒現象,以科學家的勇氣和科學的證據否決了流傳千年的食物相克之。雖然這項工作對於生物化學理論或實驗技術本身的發展貢獻不大,但它卻有十分重要的社會意義,體現出中國的科學家們將科學應用於實際而不是空談科學的良好風尚。
生物化學與藥理學相接壤的藥物化學,尤其是中草藥化學,也是自二十至三十年代發達起來的一個領域,研究成果頗令世人注目。幾千年來,中國人民一直是用草藥治病,但自清朝海禁大開以後,西藥大量湧入,以其藥效高的特逐漸取代了國產藥材。然而,西方的化學家和藥物學家,卻對中藥產生興趣,他們用化學方法提煉出其中的有效成分,從而證明了某些中藥的作用強於許多西藥,而中藥之所以有時藥效不強,是由於未經提煉致使有效成分不高。協和醫學院成立後,這項研究最初由藥物化學家黎德(read)教授傳來中國。924—925年,陳克恢從麻黃中提取麻黃素用於治療。這種藥曾由西人用狗作過試驗,陳克恢首次用人作試驗並取得了成功。這項工作發表以後,頓時名聞世界,陳克恢被美國裡耳利(lillie)製藥公司以重金聘去,專為該公司進行研究。同時這項研究的成功在國內也引起很大反響,更多的有識之士開始對國產藥材的有效成分提取及其化學結構進行研究。協和醫學院在這方麵是研究時間最長、成績最顯著的。
實際上,二十至三十年代,在國內運用可以利用的有限手段,首先對中草藥進行係統研究工作的,還是在協和醫學院工作十餘年、後任北平研究院藥物研究所所長的趙承嘏(855—9),他是最早對中藥裡所含生物堿進行分離的化學家。他在92年發表的關於麻黃素研究的論文,是中國用近代科學方法研究中草藥的最早的論文。他研究了延胡索、貝母、三七等30多種中草藥的化學成分,得到了許多新生物堿結晶,其中有些被發現具有較強的生理或藥理作用。例如從延胡索中分離出的延胡索素乙、延胡索素子和延胡索素醜都有和球冠素相似的作用,延胡索素乙在臨床上可作為鎮痛、鎮靜劑使用。在趙承嘏之前,提取植物有效成分一般均用乙醇浸泡,這樣所得的粗提物成分複雜,不易進一步分得結晶單體。他根據生物堿的性質,采取堿磨苯浸的方法,使粗提物成分趨於簡單,減少了進一步分離單體的困難。他用自己創造的一套方法,往往從一種植物中分出多種結晶,單是從延胡索中就分得了3種生物堿結晶;並且能從他人已詳細研究過的中草藥裡分離出新的成分。到949年為止,他在國內外有關刊物上共發表了論文50餘篇。對中草藥的研究,開辟了中國化學研究的一個特殊領域。自935年以後,中國化學家們不再僅僅滿足於中藥的分離和精製,而且從事其結構式的研究以及合成。在這方麵,黃鳴龍(898—979)的工作開創了中國化學家研究生物堿的構造的先例。他通過結構研究,證明趙承嘏由延胡索分出的3種生物堿有3種與前人研究相同。從此,中國化學家對中草藥有效成分的研究逐漸走上了正軌。
除了中草藥等天然藥物之外,中國化學家對於藥物合成的貢獻也很多,例如維生素、性激素、磺胺類藥物與青黴素等的研究工作,都有中國化學家參與其中。942年汪猷(90—)進入上海丙康藥廠擔任廠長和研究室主任,致力於針劑製造和磺胺類藥物的合成。944年他偶然得知國外發現了一種特效的、從黴菌中培養出來的抗生素,於是他開始學習微生物學、發酵等方麵的知識,以求在中國開拓抗生素研究的道路。經過幾年的研究試驗,他終於分離得到了一種新的抗生素——桔黴素,論文於947年在美國《科學》上發表後,美國一家通訊社從舊金山發出電訊,報道中國的化學家製成了一種青黴素菌族抗生素的消息。947年9月他應聘參加中央研究院醫學研究所籌備處的工作,此後繼續研究桔黴素,帶領幾位青年助手,使雙氫桔黴素的化學及其抗生素作用的機製研究取得了一定的進展,發表了一係列論文。這項研究一直持續到中華人民共和國建立。
2有機化學。
除了生物化學以外,二十至三十年代在中國發展最迅速的就是有機化學領域。中國化學家研究有機化學的人最多,成就和貢獻較大,不僅在國內,而且在國際上也具有相當重要的地位。當時最主要的研究方向是複雜的天然化合物及其類似物的合成,因而在有機機理以及立體化學方麵的發展尤為迅速。
933年,在德國哥丁根大學工作的莊長恭(894—92)氧化分解麥角甾得到了原彆膽基酸,證明當麥角甾(或甾醇)受到氧化分解時,鏈的破裂是在第24個碳原子上發生的。這是中國有機化學的先驅性工作,對於當時的多環化合物化學的發展起了一定的推動作用。
薩本鐵是中國化學家中著作最多的一位,他最初的工作偏向於製備各種酯、測定它們的物理常數如沸、比重、折光率等,然後再製出這些酯的苯腙和縮氨基脲。後來,他又開始進行各類有機化合物的鑒定工作,用各種試劑製成各類化合物中代表物的衍生物來進行鑒定,例如用肼衍生物對氯苯肼來鑒定醛和酮,用三硝基苯間二酚(收斂酸)來鑒定萘、蒽等。他每年都要用這種方法鑒定出數十種化合物,成績斐然,因而在這方麵成為國際上的權威,得到了西方化學家的推崇。
嘧啶化合物是較早在中國得到研究、並且成就頗豐的一個領域。紀育灃(899—982)在920年代就隨同國際嘧啶化學權威約翰遜作研究,回國後繼續在這方麵作了不少擴展工作。不論是在雷斯德醫學研究所,還是在中央研究院化學所、北平研究院藥物所,他的主要精力都是在這一領域,40餘篇研究論文中屬於嘧啶類研究的占二分之一多,它們大都以β醛酸酯或β酮酸和尿素或硫脲作用,以製得嘧啶的羥基衍生物尿嘧啶,從而製備氨基衍生物胞嘧啶,或者製成硫氰基衍生物而研究其重排反應。他的論文中有許多都記述嘧啶的硫氰酸衍生物加熱重排成異硫氰酸的反應,還提到嘧啶環中的酶硝酯重排現象。920年代以前,嘧啶化學的研究在中國沒有任何基礎,紀餘灃雖然也同中國大多數化學家一樣,研究途徑與方法大都遵循國外,但他所采用的新的合成方法和步驟,使中國尚處於草創時期的嘧啶化學的研究水平並不遜色於國外。
937年,袁翰青由於對聯苯化合物立體化學的研究作出成就,榮獲了荷蘭皇家學院頒發的範霍夫紀念補助金,這是為紀念物理化學家範霍夫而設立、專門獎助各國青年化學家的。袁翰青早在美國留學時就開始了聯苯的立體化學研究,回國後在中央大學任教,並繼續從事這方麵的工作。他與合作者首次拆解了理論上可以拆解、但尚無試驗證明的2,2’,4,4’四溴聯苯酸,得出兩種旋光異構體;還首次製得了苯磺酰8硝基甘氨基酸並進行了消旋速度的測定。三十年代末,他提出根據締合因素的不同來測定、β或順、反兩種幾何異構體的新方法,這是由於締合因素與氫鍵有關,β式分子式內部能形成氫鍵,而式則不能,因而β式的締合因素於式。締合因素可用冰降低法來測出,由此就可鑒彆順、反或、β二種構型。這種方法適用於某些含有給電子原子的圬或腙類化合物。袁翰青用這種方法檢查了若乾個已知有幾何異構體存在的化合物,結果很好,從而證明他的氫鍵理論是正確的。袁翰青的工作,為從事這方麵研究的人了很大的幫助。
940—943年,在昆明中央研究院化學研究所工作的黃鳴龍,利用從藥房買來的驅蛔蟲植物藥山道年,進行山道年及其同類物的立體化學研究。這樣,在戰時簡陋的條件下,他發現了變質山道年的四個立體異構體可以在酸堿作用下成圈地轉變,這在立體化學上是個前所未有的發現,因而引起了當時國際上許多著名有機化學家的重視,有機化學大師武德沃德等人還參與了有關的研究。這項在昆明的防空洞裡通過分析、推理而得到的發現,為以後國內外學者解決山道年及其同類物的絕對構成和全合成了理論依據。
在有機化合物的合成和結構測定上,當需要將醛類或酮類的羰基還原為次甲基時,常常要用到開息納武爾夫(isherolff)還原法,但是此法要用封管和金屬鈉,以及難以製備、價格昂貴的無水水合肼,而且在應用此法時如果有極少量的水分存在,就會不可避免地引起一些副反應。雖然國外有人進行過改良,但效果不顯著。94年,在美國哈佛大學工作的黃鳴龍對此法進行了卓有成效的改進。經他改良,反應過程中先蒸去水分,然後回流加熱,這樣就可以用普通的85水合肼代替無水水合肼,用氫氧化鈉代替金屬鈉,從而使還原程序簡化,產量大幅度提高,得率可達95。黃鳴龍還對這種方法的範圍作了許多研究,可以用來合成女性激素雌酚,還可用於甾體化合物中還原酮基得到80的正常還原產物,對某些含內酰胺基的酮類化合物也能正常地還原。黃鳴龍改良的開息納武爾夫還原法在國際上得到廣泛應用,並寫入各國有機化學教科書,簡稱為黃鳴龍還原法。
如前所述,在中國的化學研究初創時期,一大批優秀的有機化學工作者以他們豐富的研究成果,緊緊追趕著世界化學前進的步伐,有的對西方化學家的工作作出了創造性的發展,有的提出了最新的學和實驗方法,同時,還有為數不少的人是在研究如何把化學理論應用於中國的實踐。清華大學的高崇熙,以北方特產大麻子油為原料,先後製得了辛醇、酉二醇、庚醇、辛胩、丙二酸庚酯、癸酸乙酯、溴庚烷、十一烯酸、壬二酸等等,這種利用中國資源、大量製備純淨有機化合物的研究方法,對於促進中國的有機化學研究,是一個不的貢獻。934年,他還同金開英、曾昭掄等人一道,在北平設立了“中國化學材料實驗室”,專門製備各種特殊有機藥品及分析藥品,供各大學和研究機關使用。抗日戰爭開始,後方化學試劑極度缺乏,高崇熙又從精製三酸為起,研製化學試劑,在一定程度上彌補了因戰爭導致進口試劑來源中斷所造成的損失。
要追溯近代化學在中國創立的曆史,就必須提到一個在化學諸多領域成績卓著的人——曾昭掄。92年,他在美國以《有選擇的衍生物在醇類、酚類、胺類及硫醇鑒定中的應用》一文獲得博士學位。回國後他繼續做了大量的研究工作,其中有用低級醇製備鹵代烷、以肟類在醇溶液中還原來製備胺類、在不同條件下製備穀氨酸、它們與胺類和銨鹽的作用以及d穀氨酸的轉化作用、有機金屬化合物的性質、醌的一元肟水解成醌、合成甘油酯等等。他與合作者共同合成的對亞硝基苯酚,後來被載入了有機化學詞典,為國際化學界所采用。另外,他還和孫承諤等人提出了一個計算化合物沸的公式,製出一個化合物的沸與所含原子半徑有一定關係,若求某化合物的沸,隻須將各原子半徑代入即可算出,同時他們還提出了計算二元酸和脂肪酸溶的公式。在有機化合物的元素檢出和測定方法的研究及改良方麵,曾昭掄也作出了許多頗有價值的研究,經他改良的ullie熔測定儀曾在中國各大學普遍采用。曾昭掄及其合作者的工作,代表了當時中國有機化學研究的一部分水平,有的為世界化學界所重視。更重要的是,他處處大力提倡科學研究的精神和行動,對中國近代化學的發展,起了積極的推動作用。
3無機化學。
自然科學在中國建立的初期,各門學科的發展是不平衡的,這表現在研究工作上則更為突出。對於整個化學領域來,無機化學的發展就屬於比較遲緩的,研究工作無論是在質量還是在數量上,都遠遠比不上生物化學和有機化學。但這並不等於在二十至三十年代就沒有無機化學,中國的化學工作者在這方麵所做的為數不多的工作,為中國的無機化學事業播下了種子,起了開拓性的作用。
貝采裡烏斯(josjaobberzeli,779—848)於88年由兩元素直接合成了se2l2。後來他的方法經六次改進,都認為產物遇水分解,不得與水接觸。925年高崇熙試驗了8種新方法,證明se2l2可在含70的水的體係中製備出來,產率為90。這一結果,得到了無機化學界的稱讚。不久後,高崇熙用同樣方法製得了se2
2,並測出了它的沸、熔、密度和折射率等物理性質。此後,他及其合作者又陸續精製出u、z、、o、i的硒酸鹽和苯胺絡合物,還用浸液折射計法測定了硒酸銅從0到40c的溶解度。這一係列創造性的工作,對硒及其化合物的研究作出了突出的貢獻。932年,戴安邦(90—)發表了“氧化鋁水溶膠的本質”的博士論文,以配位化學的觀闡明了氧化鋁水溶膠的組成、性質、結構和生成機製。這是中國較早從事膠體化學與絡合物化學研究的成果。自此,他對矽、鋁、鎢、鉬、釷、鉻、鐵等元素的多核配合物化學,進行了係統的研究。除了戴安邦的工作以外,絡合物化學的研究還取得了其他一些進展,例如硼酸溶液中加入多羥基化合物後[h+]或h值計算公式的提出、五氨一水合鈷及四氨二水合鈷的硫酸鹽的組成隨硫酸濃度而改變的研究等等。這類研究雖屬鳳毛麟角,但在化學研究剛剛開始的時候,已是實屬不易了。
在西方,對重水的研究肇端於三十年代初期,93年發現重氫,935年重水投產。而在這時,中國尚無重水的生產,自然更談不上研究了。935年,在德國學習的張青蓮完成了重水的密度溫度狀態圖,93年又提出了地球上重水和重氧水的分布理論,這是中國學者在國外作出的又一項重要成果。937年張青蓮回國任中央研究院上海化學研究所副研究員,鑒於當時國內不能生產重水,因而帶回了少量重水,以便繼續進行研究,即使是在抗日戰爭期間也沒有停止過。四十年代,張青蓮與其合作者進行了兩次重水熱膨脹的精密測量,所得結果與國外研究非常接近。這是中國重水研究中頗為出色的一部分工作。他還研究了重水的idler反應,證明這種反應在重水中的速度比普通水中更快;對d2h2與hi的反應速度的研究結果也是如此。949年,張青蓮等人以鉑為陰極,在室溫時電解含有氫氧化鈉的重水稀溶液,求得了氕氘的分離因素,從而證明了eyriggsstoeidler超電位理論(即氕和氘在陰極上的超電位不同)。這些工作構成了草創時期的中國同位素化學研究。
949年以前,在無機化學方麵,純粹無機化學範圍內的研究寥寥無幾,所做的工作大部分都是在無機化學應用方麵,也就是無機工業原料和方法的研究,其中有對四川自貢的鹽、山東博山的陶土、浙江富陽的礬等物產的分析與開發,以及侯德榜對酸和堿的研究,等等。
無機化學應用方麵的工作除了前述的以外,還有潘履潔關於電解電鍍的研究和抗戰期間對活性炭製造的研究,也具有比較重要的意義。從三十年代初開始,潘履潔對銅、黃銅、鎳、銀、鋅等金屬的電鍍作了多方麵的研究,發表了一係列的論文,如尋找銅電鍍液中u、遊離氰基以及a2o3的最佳摩爾數比、繪製可省去計算麻煩的控製和調節鎳電鍍液h值的圖表等。潘履潔的工作,代表了中國三十年代電解電鍍研究的水平。
九一八事變發生以後,中國的化學工作者深感國防化學的重要,不少人開始關注於軍用物資的製造。在一二九的淞滬之戰中,日本人使用了煙幕,因而上海方麵的化學家對活性炭作了一些研究,臨時趕製了防毒麵具送往前線。這場戰爭刺激了對活性炭製法的研究,而且規模越來越大,從實驗室擴展到了工業生產。軍政部應用化學研究所、實業部中央工業實驗所、北平研究院化學研究所、清華大學、北京大學等都先後開始了這項研究。其中軍政部應用化學研究所首先用化學活化法獲得了成功。北京大學的研究結果認為活化時用二氧化碳代替蒸汽可提高產量而無損於質量。然而,對活性炭的研究始終未能工業化,五六年後更是銷聲匿跡了,因而政府所辦的防毒麵具廠仍不得不購買德國製造的活性炭。抗戰期間,中國化學家在用土法研製軍用化學物質如火藥火器等方麵,也取得了不少具有實用價值的成果。
4物理化學。
從877年德文的《物理化學雜誌》創刊時起,幾十年來,在化學各科中物理化學的發展是最為迅速的。然而在中國,由於人們羨慕的是西方工業的發達,因而更加崇尚科學的應用,而往往忽視了純粹的理論學科,這就使物理化學這門需要非常精密的實驗儀器和同時具備深厚的數學、物理學功底的研究者的學科,在中國難以得到長足的進步。據統計,93—940年的0年間,美國《化學文摘》所摘錄、以及《中國化學會會誌》和《中國物理學報》所發表的中國學者在物理化學方麵的論文,是前0年的5倍多,而其中在國外完成的論文則約占總數的近三分之二。物理化學是近代化學中的基本學科之一,中國在這一領域的起步雖然較遲,發展較緩,但還是有一些工作出類拔萃,為世界化學界所關注,同時也為化學在中國的建立打下了基礎。929年,傅鷹(902—979)在美國發表了《矽膠自溶液中吸附問題》的博士論文。著名的屈勞倍規則認為,吸附量隨溶質(同係物)碳氫鏈(h2數目)的增大而有規律地增加,然而在傅鷹的論文中,他卻以二氧化矽水解製得的純淨矽膠自四氯化碳溶液中吸附低級脂肪酸的同係物,證明吸附量的順序為甲酸>乙酸>丙酸>丁酸,也就是,在一定條件下,屈勞倍規則可以是完全顛倒的。在當時這是一個罕見的結果。此外,在這篇論文中,他還提出矽膠能強烈吸附堿,吸附的順序為lioh>aoh>oh>h4oh;但隻能吸附少量有機酸(0種),不能吸附無機酸(4種)。同時,他還測定了這4種有機酸和無機酸的水解吸附。這篇論文對影響溶液吸附的各種因素(包括溶質、溶劑和吸附劑表麵三者的性質)所作的有指導意義的分析,已成為吸附理論的組成部分,有不少學者多次引用這一論文的結果,並認為其結果是帶有普遍意義的。另外,在美國密歇根大學學習期間,傅鷹在仔細考察潤濕熱的基礎上,進一步提出了一種用潤濕熱測定固體粉末比表麵的化學方法,這在當時也是一項開創性的工作,與著名的bet氣體吸附法相比,這項工作要早八年,而且不必假設吸附分子的麵積,在許多膠體化學的經典著作中都對這一方法作了介紹。這些工作一直受到國際學術界的關注和肯定。
作為物理化學內容之一的電化學研究,在中國是一個極少引人注意、發展遲緩的分支學科。各大學的課程表中列入了電化學的,不論是選修還是必修,都是寥寥無幾,自然就談不上專門的實驗課了。然而即使在這種狀況下,中國學者也有較為出色的工作。早在99年,在美國哥倫比亞大學就讀的劉樹杞(890—935)就完成了很有價值的《從鉻酸鹽廢液中電解再生鉻酸的連續方法》的博士論文。用這種方法,能將有機物銷毀而將鉻酸和硫酸回收,在回收有用物質的同時減少了環境汙染,因而在學術價值和實際應用兩方麵都具有重要意義,經應用後頗受廠家歡迎,並申請了美國專利。直到四十年代,劉樹杞這一博士論文的結果,還在一些學者的專著中被引用。他是中國最早研究鍍鉻的人。929年,劉樹杞再度赴美後很快完成了《電解製造鈹鋁合金》的著名論文。鈹鋁合金具有質量輕、強度高、抗腐蝕等許多優良特性,隨著航空工業、機器製造工業的飛速發展,它成為一種越來越重要的新型材料,但很多年來,化學界普遍認為它的製造問題很難解決。因此,劉樹杞的成功研究,成為當時化學界公認的卓越發明,並在美國商部注冊,歐美的學術刊物和報紙爭相報道。劉樹杞深深地了解中國富藏各種金屬,他選擇製造鈹鋁合金及電解取鎢、取鋁等項目,就是力圖通過自己的研究,充分利用中國的資源,以解決國際民生的大問題,他親自籌劃和安裝的中央大學熔鹽電化學實驗室、主持建設的北京大學電化實驗及科研室,都是中國最早進行專題實驗和科學研究的場所。
934年,黃子卿(900—982)赴美國麻省理工大學從事科學研究,致力於三相的測定工作。水的三相是熱力學研究中的重要數據,而當時並沒有一個得到公認的精確數據。黃子卿精心設計了實驗裝置,運用簡單的儀器,經過長達一年的反複測試,終於測得了當時最精確的水的三相為熱力學的研究了重要的標準數據,受到科學界的重視。其後美國國家標準局組織人力重複驗證這一數據,所得結果與黃子卿的測定值一致。從此,黃子卿測定的三相被公認為國際上通用的標準數據。三相是溫標研究中必須的幾個標準之一,沒有準確的三相數據,會使熱力學的理論計算受到影響。因此,三相的精確測定不僅推動了當時的熱學計量工作,而且對熱力學和物理化學的發展都具有意義。黃子卿由於三相的精確測定,被選入948年美國所編的世界名人錄。直到954年,在巴黎召開的國際溫標會議,還再次確定黃子卿測定的數據,並以此為標準確定絕對零度為—2735。四十年代以後,黃子卿又專注於溶液理論的研究工作,947年。他在“間硝基苯甲酸在水中的溶解度鹽效應”一文中,對電解質溶液中離子溶劑、離子離子間的相互作用問題,提出了新看法。此後他一直對這個課題不間斷地做研究工作,他的論文逐漸受到國內外溶液理論工作者的重視。94年,一位德國學者就在其博士論文中引用黃子卿的鹽效應理論,來解釋自己的實驗結果。現在,已經有越來越多的人關注並從事這方麵的研究。在黃子卿測定三相的同一年,還有一位中國學者也在物理化學領域做出了卓越的成績,孫承諤與美國化學家合作,發表了有關活化能計算結果的論文。97年,在美國化學會百周年紀念時發表的“物理化學一百年”專文中,還將此列為百年成就之一,稱之為“曆史上第一個相當準確的計算,並用現代精確實驗證實”。在當時,孫承諤是國內最年輕的一位化學家,在美國留學時先是從事偶極距的測定,後來又致力於量子化學的計算,回國後在北京大學任教,仍然從事這兩方麵的研究,發表了不少論文,深受化學界前輩的器重。
早在928年赴美留學期間,李方訓(902—92)注意到grigard試劑在乙醚溶液中的電輸現象有著出乎意料的結果。grigard反應作為有機金屬化學方麵的一個重要反應,當時雖已應用,但對其機理還未闡明。李方訓從這個異常現象出發,開創了grigard試劑非水溶液中一係列性質的研究,並首先在世界著名期刊上發表了多篇這方麵的論文,對了解grigard試劑在非水溶液中的作用機理作出了貢獻。抗戰期間,他係統地對溶液中離子的性質這個物理化學中占有重要地位的問題,進行了廣泛的研究,連續發表了有關離子的水合熱、水化熵、離子的表觀體積、等張比容、離子的極化和半徑、離子的抗磁性磁化率等幾十篇論文,為國際化學界所公認,被許多中外專著所引用,從而取得了優異成果。947年,他代表中國化學會出席國際純粹與應用化學會議並提交了論文,還出席了英國化學會成立一百周年的慶祝大會。會後他應邀到英國和美國講學,講學期間,為了表彰他在溶液理論方麵的卓越貢獻,美國西北大學於948年特授予他“榮譽科學博士”學位並贈予象征已打開智慧之門的金鑰匙。
自從93年玻爾(ielsbohr,885—92)應用量子理論解釋原子光譜以後,光譜學研究迅速發展起來,從原子光譜擴展到雙原子分子光譜,進而到複雜的多原子分子光譜,於是逐漸形成了一個新的研究領域——分子光譜學。二十世紀的前一二十年裡,中國幾乎沒有人從事分子光譜學的研究,進入930年代後,研究之風驟起,而且是在緊緊追隨著世界的研究趨勢,甚至於出現了在所發表的物理化學方麵的論文中以分子光譜的為最多的局麵。當然這其中物理學家所做的工作居多,但作為中國分子光譜學研究的先驅者之一的吳學周(902—983),他的貢獻是非常突出的。933年,吳學周由德國歸來,在中央研究院化學研究所任研究員,他先後帶領柳大綱、朱振鈞、武遲、張滂、朱晉錩等人,開展了分子光譜學的一係列基礎性研究,取得了許多具有較高水平的研究成果,在美國《物理化學雜誌》、《中國化學會會誌》、德國《物理化學雜誌》、英國《化學雜誌》等刊物上共發表了篇學術論文。在吳學周的數十篇分子光譜論文中,有20多篇影響較大。通過這些工作,他發現了一些新的光譜帶係,解決了多原子分子的一些重要結構和化學反應機理等問題,在930年代,分子光譜理論和實驗技術尚處於創建初期,這些開拓性工作,對發展量子學的物質結構理論,創建物理化學的分子結構學科,作出了很大貢獻,在國際上也處於領先地位,受到了國際學術界的推崇,在某些方麵至今還為人們所引用。
5分析化學。
在化學的各門分支學科中,分析化學的發展最為遲緩,最初它被看作僅僅是一種工具學科而不受學者們的重視。而在中國,這種偏見也不是絕無僅有的,它導致了近代中國萌芽時期分析化學研究工作的數量稀少,質量也較其他學科遜色。
王璡是中國近代分析化學的開創者,923年他在分析五銖錢的化學成分時,首先對分析方法的準確度進行了研究,這在中國化學界是屬於開創性的。他用半克重的古錢樣品進行定量實驗,而後又將純的銅片、錫塊、鋅粉、鉛粉按普通古錢的比例配成混合物進行化驗。用這種方法分析古錢,能得出較為準確的結果。927年,王璡采用化學分析方法,對南京水源進行化驗,通過對長江水、九眼井水、雨花台水、胭脂井水和錢塘水中的化學需氧量、氨態氮、蛋白氮、亞硝態氮和硝態氮的分析,提出了南京飲用水的研究報告,這是中國最早的關於水質分析的研究報告。
要回顧中國分析化學初創時期的曆史,就必須要提到韓組康(894—98)的工作,他是中國科學家中少數幾位未留過學中的一個,但他不僅在國內有一定影響,在國際上也享有一定聲譽。他在美國化學雜誌上發表的鉻礬中氧化鉻的碘量法測定(929)、一種化學調味品穀氨酸鈉(929)、用聯苯胺測定醋酸鉛中的醋酸(93)、氫氧化鈉溶液中碳酸鹽含量的容量測定法(932)、arder碳酸鹽測量法的改良(934)、用乙酰化作用測定在香精油中的乙醇(940)等十幾篇論文,得到國際上的公認,有的被再版,有的被許多著名學者收入教科書、手冊或專著中,是世界名著中最早引用的中國分析化學家的工作。他還設計了不少分析用儀器,如氫氧化鈉、氯化亞鈦等不能與空氣接觸的標準溶液用的滴定儀器、蒸發液體或驅逐氣體用的玻璃棒,以及容積於50毫升的標定溶液時用的吸管。值得一提的是,從924年起,他用自己的工資積蓄,逐漸買了一套實驗儀器和化學藥品,在上海北四川路05號家中裝置了一個相當完整的分析化學實驗室(包括當時較先進的比色計和酸度計等)。他的許多論文就是在這個家庭實驗室中完成的。934年他因病沒錢治療,才把實驗室賣掉。在歐洲,十八至十九世紀時有很多科學家自己建立實驗室,而在中國,韓組康是唯一在自己家中設實驗室的化學家。
對於定性分析的研究,中國化學家的貢獻是很大的。早在00多年前,陽離子分析就已經有了係統的分組,比較完善了,但陰離子的分析係統卻始終沒有較好地建立起來。在這方麵,趙廷炳做了很多工作。他將2種普通陰離子,根據其鈣鹽、鋇鹽、鎳鹽及銀鹽的溶解度不同,分為了六組。使用這一係統分析陰離子,便可像陽離子一樣有條不紊,取得較為滿意的結果。當然趙廷炳的這一方法並沒有達到十分完善的程度,但我們今天所采用的陰離子分析係統,就是在這一方法的基礎上屢加改進而形成的。
在稀有元素的分析方麵,934年高崇熙和張青蓮提出應該把錸元素加進去,使錸離子在碲組中沉澱析出,然後用雙錐正交晶體r
eo±4顯微法加以鑒定。早在925年,德國化學家就發現了錸,但在稀有元素定性分析係統中,卻一直沒有把錸列入,因此,高崇熙等人的工作,是對稀有元素定性分析係統的一大補充和完善。另外,他還研究了以對甲基水楊醛肟作為銅的鑒定劑,創造了一種新的鑒定方法。
939年在德國亨尼希米德(hoeigshid)實驗室學習的梁樹權(92—),發表了博士論文《鐵原子量的修訂》。他是用定量分析方法來測定鐵原子量的,先製備極純的鐵(光譜純)和溴,然後合成溴化亞鐵,以比濁法和重量法測定fe
2∶g∶g
的比例,從而求得鐵的原子量應為這一結果與質譜儀所測值相吻合,於是在940年正式為國際原子量委員會所采用,並且沿用多年。
綜上所述,由於協和醫學院的努力,生物化學與生理化學在中國發軔較早、發展較為迅速,同時成績也較為顯著。除此之外,有機化學在920年代也是頗為發達的一個化學研究領域。至於無機化學、分析化學、物理化學等,儘管在研究的質與量上都不如前二者,但它們在中國都同樣是從無到有,一齊構成了中國的完整的化學學科體係。
第六十章地學第一節留學生與近代地學思想的傳入本世紀二十年代以後,中國地學發展進入了一個新的曆史階段。傳統地學研究基本上被淘汰,西方先進的地學理論則被全麵地介紹到中國,推動了中國近代地學的進步。在當時地學界影響較大的《地學雜誌》於92年開始刷新內容,計劃介紹西方的地理學理論以及地理學名著。大量的西方地學代表作在本世紀二十至三十年代被翻譯、介紹到中國,如亨丁頓的《人生地理學原理》、弗爾格裡夫的《地理與世界霸權》、辛普爾的《地理環境之影響》、白呂納的《人地學原理》、馬東的《自然地理學專論》、哈第的《世界植物地理》等等。而這一時期對近代地學理論傳播貢獻最大的,應屬中國第一代地學人才,其中多數為歸國的留學生。
這一時期留學生學成回國,促進了西方地學理論的全麵介紹。留學生回國後,深感中國地學的發展遠遠落後於西方,於是他們一方麵通過翻譯國外地學名著,另一方麵發表論著、論文介紹西方地學研究概況和新的思想。此外留學生回國後,多數從事地學教育,培養出了新一代的地學人才。更有一些留學生推動了中國與國際地學研究的合作。
章鴻釗於9年從日本學成回國,他在《地學雜誌》上先後發表了《世界各國之地質調查事業》、《中華地質調查私議》、《調查地質谘文》等文章,這些文章對中國近代地質學的發展具有重要意義。丁文江9年從英國留學歸國後,與章鴻釗等人合作創辦了地質調查所。他還積極倡導並參加野外考察,並培養出象謝家榮、葉良輔、譚錫疇等一批優秀的地質人才。翁文灝於92年從比利時學成回國。早期執教於地質研究所、地質調查所,曾參與了中國地質學會、中國地理學會以及北京大學地質係的創辦工作。他也是最早介紹大陸漂移學的中國學者之一。李四光曾在日本和英國留學,並於920年學成回國,就任北京大學地質係教授,為培養新一代地質人才作出了貢獻。還有王寵佑、朱家驊、謝家榮、葉良輔、楊鐘健、孫雲鑄等人,他們作為中國近代地質學的奠基人,對近代地質學思想在中國的傳播作出了不可磨滅的貢獻。
本世紀三十至四十年代,近代地理學主要理論均被介紹到中國。如地理環境決定論、馬爾薩斯人口論、各種政治地理學、人文地理學、工業區位論以及自然地理方麵的柯本的氣候分類學和台維斯的地貌侵蝕循環等,多數都是通過留學生傳入中國的。竺可楨於98年從美國學成歸國。從二十年代開始先後發表《地理教學法之商榷》(《科學》,922)、《何謂地理學》(《史學與地學》,92)、《地學通論》(南京國立中央大學)等論文、論著介紹西方地理學理論,探討地理學科的性質、內容和方法。三十年代,竺可楨等人編譯的《新地學》一書出版,較全麵地介紹了西方近代地理學的理論和研究概況。此外他還在本世紀二十年代創建了東南大學地學係,培養了新一代的地理學人才。又於三十年代與翁文灝、胡煥庸等人共同創立了中國地理學會。黃國璋928年從美國學成回國,先後在中央大學、清參見楊文衡主編《世界地理學史》,吉林教育出版社994年版,第49頁。華大學、北平師範大學和西北聯合大學任教,培養了大批地理學人才。他還發表了《紐約美國地理學會概況》、《爪哇農業地理見聞撮要》、《我國國防與地理》等介紹近代地理學知識。二十年代末至三十年代末的許多留學生,如林超、王成組、塗長望、任美鍔、李旭旦、徐近之等在傳播近代地理學思想方麵都做了大量的工作。
參見譚其驤主編《中國曆代地理學家評傳》,山東教育出版社993年版,第40頁。第二節地學團體、機構與地學刊物在近代地學思想的影響下,一些有識之士倡議成立地學團體以推動近代地學在中國的發展。909年,中國地學會在天津成立,第二年創刊了《地學雜誌》。民間學術團體和刊物無疑加強了近代地學在中國的傳播,推動了地學研究的深入。同時中國政府也開始設置地學研究機構。92年,中華民國臨時政府實業部礦務司下設立了地質科,93年改為地質調查所。政府的重視從人力和物力上保證了野外考察和地學研究工作的進行。
二十年代以後,地學團體與機構更如雨後春筍般湧現,進一步促進了近代地學的繁榮。922年中國地質學會在北京成立,創刊了《中國地質學會誌》(952年改名為《地質學報》),93年創刊了《地質論評》;924年,中國氣象學會在青島成立,並於第2年創刊了《會刊》(935年改為《氣象雜誌》,94年改為《氣象學報》);928年中央研究院成立了氣象研究所;93年,中華地學會在上海成立,第二年創刊了《地學季刊》;934年中國地理學會在南京成立,創刊《地理學報》;934年禹貢學會成立,創刊《禹貢》半月刊;93年地理教學研究會和邊疆研究會成立;940年在重慶建立了中國地理研究所。此外與地學關係密切的學會還有929年成立的古生物學會、933年成立的中國植物學會、945年成立的中國土壤學會、947年成立的中國地球物理學會等等。這些團體和機構多以傳播近代地學理論、推動中國地學研究的深入為目標。他們出版地學刊物,發表了最新的研究成果,並對地學研究中的一些理論問題展開了討論。
中國地質學會會章中規定學會的宗旨是“促成地質學及其相關科學之進步”。學會不但出版地質刊物,而且基本上每年召開學術會議,交流學術論文。學會不但規模大、持續時間長,而且還有它自己的會徽和會歌。《中國地質學會誌》主要刊載會員的調查報告及會議上宣讀的專門論文,《地質論評》涉及範圍廣泛,包括論文、報告、書評、新聞等與地質學相關的內容。從925至945年,學會還先後設立了葛氏獎章、趙亞曾先生研究補助金、丁文江先生紀念獎金、學生獎學金和許德佑先生、陳康先生、馬以思女士紀念獎金等5種獎章和獎金,主要用於鼓勵對地質學、古生物學等作出突出貢獻的學者。中國地質學會對促進中國近代地質學的發展起到了積極的作用。中國氣象學會的宗旨是謀求氣象學術的進步與測候事業的發展。抗日戰爭前,學會每年召開學術會議。在具體工作過程中,學會還提倡收集氣象諺語(農諺)、協助其他單位籌辦測候所、代辦並檢定觀測儀器等,學會還曾一度設立了氣象科學獎金,以促進中國氣象事業的發展。
上海中華地學會編輯出版了《地學季刊》。在《地學季刊》的發刊辭中明確指出“惟自來言地學者,多偏重記載而於人地相應之故,置之不論。於是所謂地學,遂無異於地名辭典”。雖然《地學季刊》隻出了2卷8期,但因為其宗旨是為了研究地學“如何改造之途徑”,為了“發展地學”,因此《地學季刊》在翻譯、介紹國外地學研究概況、新的地學理論,以及發表中國學者對地學研究方法的探討和最新地學研究成果方麵作出了很大貢獻,其研究水平均站在時代的前列。
中國地理學會也是一個規模較大、持續時間較長的全國性學術團體。在參見王仰之《中國地質學簡史》,中國科學技術出版社994年版,第8理學報》創刊號“本會發起旨趣書”中提出“欲與氣象、地質學會鼎足而三”。學會的宗旨是“收集地理資料,傳播地理知識,從考察、講習、討論、出版諸方法以達到此目的”。
除了以上的學術團體和機構外,當時還有許多專門從事地圖和地學著作的出版機構,如東方輿地學社、世界輿地學社、大陸輿地社、亞光輿地學社、亞新地學社等。這些出版機構在中國近代地學史上的作用也是不容忽視的,像亞新(輿)地學社不但出版地圖和地學著作,還組織出版《地理集刊》,組織編撰《亞新輿地叢書》。社長鄒新垓在叢書序言中指出出版叢書是為了“地學理論之闡明,新知之介紹,名著之翻譯,調查報告之發表”,可見這些機構也推動了中國近代地學的發展。
第三節近代高等地學教育本世紀二十年代,是中國近代地學高等教育發展時期,全國各地建立起了一批地學係科,從而使中國的地學教育有了質的飛躍。各大學地學係在傳播近代地學思想和培養中國近代地學研究人才上,發揮了重要的作用。
93—9年,地質研究所培養了20多名地質人才,“地質研究所學生畢業之日,即我國地質調查事業發軔之時”。95年南京高等師範學校設立文史地部,92年改為東南大學,設立地學係,係內設有地理、地質、氣象三個組,928年改為中央大學,929年設立地理係,930年設立地質係。97年北京大學開辦地質學係。92年北京高等師範學校改史地部為史地係,923年該校改名為北京師範大學,928年史地係改名為地理係。924年廣東大學設有地學係。925年清華學堂改名為清華大學,929年設立地理係,932年改為地學係。此外浙江大學、東北大學、蘭州大學等也先後設立地學係,培養了不少地理學人才。
地學係不但培養了大批人才,還創立了地學團體、出版地學刊物。如上海大夏大學史地社會學研究室創立了大夏史地學會,出版了《史地叢刊》(934);99年南京高等師範學校文史地部二年級學生成立地學研究會,920年改組為史地研究會,創刊《史地學報》;932年以南京大學地理係教師為主,成立人地學會,928年創刊的《地理雜誌》(後改名為《方誌月刊》),編輯出版《人地學叢書》。
由於地學教育的發展,這一時期還發表了許多有關近代地學教育的文章、出版了大量優秀的地學教材。如胡煥庸的《改進大學地理教育芻議》、張其昀的《地理教育之目標》和《地理學與大學教育》、白眉初編《最新民國地誌總論上·地文之部》、竺可楨編《地學通論》、王華隆編《自然地理》等。這些文章和教材無論從理論上,還是資料上都有較高的學術水平。解放前,絕大多數地學人才是靠高等地學教育機構培養出來的。這些人後來在地學教育及地學研究中,均作出了貢獻,成為中國近代、現代地學發展的開拓者,並為新中國建立後地學的發展奠定了基礎。
王仰之《我國早期的地質教育》,《中國科技史料》982年期。第四節中國近代地學的主要成就(一)地學理論定義。
由於許多學科不斷從地理學母體中分化出去,使地理學者產生了一種危機感,產生了地理學本身能否繼續存在與發展的問題。這促使地理學家們開始探討地理學的對象、性質和範圍。這種探討促進了中國地學理論水平的提高。
姚存吾在《地理學之解釋》(《地學雜誌》,922,)一文中指出()地理學為研求地麵自然現象真象之學問;(2)地理學為研究地麵自然環境與人類生活關係之學問;(3)地理學為綜合的科學。竺可楨也曾專門著文闡述《何謂地理學》。他在文中引用了美國學者台維斯(davis)的觀“地學者,乃研究地之一種科學,尤其是研究地與人間關係之一種科學。”周立三在《地理學的對象及其任務》2中則提出地理學的對象是地球表麵之景觀,地理學的任務是地域個性之認識。並總結“地理學乃是以地域之觀,將紛然雜陳之地表景物加以分析,依據其形態性質,機能及配列,分彆歸納成各種統一而綜合之景觀,就各景觀之分布範圍,考察其內部之相互關係,再與其他區域作比較之研究”。李長傅著文《地理學本質論》,列舉了許多西方著名學者對於地理學所下的定義,最後提出了自己的解釋“地理學是對於地球表麵自然及文化諸現象之分布,作係統的觀察,且究明其相互關係與現象分布之因果”3。任美鍔也認為地理學“是最富地域性的一種科學”。李春芬也在《現代地理學與其展望》4一文中指出“地理學是地域辨異的科學,它的對象是地域”,“它研究地表現象或要素共生共存的相互聯係並從中研究地域差異”。當時對於地理學的定義並沒有形成一種共識,早期學者多強調地理學研究中的自然和人文兩個方麵,認識到了地理學是一門介於自然科學和社會科學之間的綜合科學,已有學者明確指出了地理學應“以自然科學為立足,以社會科學為觀察”,並強調了人地關係研究的重要性;後期學者多強調地理學的區域特性,強調地理學是一門綜合性的科學。值得肯定的是,多數學者已經認識到了地理學具有綜合性和區域性這兩個主要特,並且在對地理學的定義中揭露出了地理學的整體本質,這也是地理學區彆於其他科學的關鍵所在。對地理學定義的探討影響著地理學的研究方向,當時地理學的研究向著通論和專論兩個方麵發展。
2研究方法。
中國學者深感傳統“中國地理學的最大缺憾”就是“隻有經驗的地理學,而沒有理論的地理學”,指出正是這種研究方法阻礙了中國地學的進步,紛紛倡議用新的科學方法進行地學研究。許多學者認識到“地理學近幾十年在西方的進步,重要的不在乎擴充材料,而在乎改良目的和方法”。