瓦爾特·赫爾曼·能斯特，1889年攝，現(xiàn)存于史密尼森圖書(shū)館

撰文 | 祁天杰， 尹曉冬

瓦爾特·赫爾曼·能斯特（Walther Hermann Nernst，1864—1941）是德國(guó)著名物理學(xué)家、物理化學(xué)家和化學(xué)史家。他發(fā)現(xiàn)了能斯特方程，創(chuàng)造了能斯特?zé)?，提出和完善了熱力學(xué)第三定律，能斯特因熱化學(xué)方面的工作獲得了1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。能斯特一生共獲得過(guò)86次諾貝爾獎(jiǎng)提名，其中物理學(xué)10次、化學(xué)76次。

能斯特1887年擔(dān)任物理化學(xué)創(chuàng)始人之一奧斯特瓦爾德（Friedrich Wilhelm Ostwald，1853—1932）教授的助手，在他的實(shí)驗(yàn)室從事溶液化學(xué)領(lǐng)域研究。1890年成為哥廷根大學(xué)物理化學(xué)副教授，并在1895年成為物理化學(xué)教授及系主任，建立了哥廷根大學(xué)物理化學(xué)研究所。1904年成為德國(guó)政府樞密顧問(wèn)，次年成為柏林大學(xué)的物理化學(xué)教授，并建立了一個(gè)物理化學(xué)研究所。1922年，能斯特?fù)?dān)任德國(guó)帝國(guó)技術(shù)物理研究所（PTR）所長(zhǎng)。1932年成為英國(guó)皇家學(xué)會(huì)外籍會(huì)員。

外界的名聲與榮譽(yù)并不是能斯特追求的目標(biāo)，他的理想是在物理和化學(xué)兩門學(xué)科的交叉領(lǐng)域不斷進(jìn)行探究，將德國(guó)的物理化學(xué)發(fā)展成為一門真正的學(xué)科。目前國(guó)內(nèi)已有的文獻(xiàn)多集中在對(duì)他的學(xué)術(shù)貢獻(xiàn)的研究，本文利用能斯特的英文傳記、他本人的科學(xué)論著等文獻(xiàn)，結(jié)合德國(guó)科學(xué)的發(fā)展，概述瓦爾特·能斯特的成長(zhǎng)經(jīng)歷和科研經(jīng)歷，試記述德國(guó)科學(xué)發(fā)展與他成功因素之間的關(guān)聯(lián)。

能斯特于1864年6月25日出生在布里森（Briesen，今屬波蘭），來(lái)自一個(gè)顯赫的普魯士家庭。能斯特曾祖父約翰·大衛(wèi)·能斯特（Johann David）是村子里的牧師。他的祖父菲利普（Philipp Nernst）是騎兵少尉，父親古斯塔夫（Gustavus）是一名律師，母親是農(nóng)場(chǎng)主的女兒。能斯特是他們的第三個(gè)孩子。

后來(lái)因?yàn)楣潘顾虮惶岚螢榭h法官，他們一家搬到了格勞登斯（Graudenz），這是一座邊境城鎮(zhèn)，位于維斯杜拉（Vistula）的左岸。能斯特在這里度過(guò)了他的童年，他時(shí)常在叔叔的農(nóng)場(chǎng)里度過(guò)愉快的周末和假期（[1]，pp. 9—10）。

能斯特從小就表現(xiàn)出對(duì)科學(xué)的興趣，這與他在中學(xué)受到的培養(yǎng)是分不開(kāi)的。1874—1883年能斯特在格勞登斯的皇家新教中學(xué)（the Royal Protestant Gymnasium）學(xué)習(xí)，以優(yōu)異的成績(jī)畢業(yè)?；始倚陆讨袑W(xué)有較高的教學(xué)水平和豐富的圖書(shū)資源，在人文學(xué)科領(lǐng)域和科學(xué)領(lǐng)域有著豐富的資源與優(yōu)秀的教師（[1]，pp. 11—12）。

最初能斯特十分喜愛(ài)文學(xué)，尤其熱衷于詩(shī)歌、拉丁文學(xué)和戲劇藝術(shù)，對(duì)科學(xué)類課程不太感興趣。但是在化學(xué)老師的引導(dǎo)下，能斯特開(kāi)始關(guān)注自然科學(xué)。當(dāng)學(xué)校的實(shí)驗(yàn)已漸漸不再滿足他的興趣時(shí)，能斯特就在家中建了一個(gè)小實(shí)驗(yàn)室，自己進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。這所學(xué)校是影響能斯特人生道路的第一個(gè)科學(xué)之地，在這里，他獲得了科學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)，對(duì)自然科學(xué)產(chǎn)生濃厚的興趣。

德國(guó)大學(xué)自由的學(xué)術(shù)氛圍利于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣，學(xué)子在追求學(xué)業(yè)的過(guò)程中還能夠有效地利用不同大學(xué)的優(yōu)秀教育資源，選擇性學(xué)習(xí)對(duì)自己有益的課程。能斯特大學(xué)時(shí)期在多所學(xué)校學(xué)習(xí)。

1883年的4—7月能斯特成為了蘇黎世大學(xué)的一名學(xué)生，師從化學(xué)家維克多·梅茲（Victor Merz，1839—1904）和數(shù)學(xué)家阿諾德·邁耶（Arnold Meyer）。同年10月能斯特進(jìn)入柏林大學(xué)，聆聽(tīng)了亥姆霍茲（(Hermann von Helmholtz，1821—1894）的熱力學(xué)課程，這為能斯特后期研究熱力學(xué)奠定了理論基礎(chǔ)。物理化學(xué)家漢斯·蘭多爾特（Hans Landolt）是他在柏林大學(xué)的主要學(xué)術(shù)老師。名師的教導(dǎo)使能斯特在柏林大學(xué)了解與學(xué)習(xí)到了當(dāng)時(shí)前沿的物理知識(shí)和概念，這是他開(kāi)始科學(xué)研究之路的開(kāi)端。除了物理，能斯特還在柏林大學(xué)選修了化學(xué)和天文學(xué)的課程（[1]，p. 18）。

1885年能斯特前往格拉茨大學(xué)學(xué)習(xí)，在格拉茨大學(xué)的學(xué)習(xí)時(shí)光是他從理論學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)向?qū)嵺`研究的重要階段。當(dāng)時(shí)玻爾茲曼（Ludwig Edward Boltzmann，1844—1906）教授在格拉茨大學(xué)授課，他的教學(xué)能力和科研實(shí)力使得能斯特慕名前來(lái)。能斯特本來(lái)想在格拉茨大學(xué)聽(tīng)玻爾茲曼講述理論物理的課程，但是這個(gè)學(xué)期玻爾茲曼開(kāi)設(shè)的是針對(duì)初學(xué)者的物理課程，所以1885—1887年期間，玻爾茲曼推薦能斯特跟著他的一名學(xué)生埃庭斯豪森（Albert Von Ettingshausen）研究。能斯特曾在1930年的筆記中寫道：

這兩位物理學(xué)家的主要研究方向是電學(xué)和磁學(xué)，受到兩位老師的影響，能斯特開(kāi)始了對(duì)電學(xué)與磁學(xué)的研究。能斯特還加入了埃庭斯豪森的實(shí)驗(yàn)研究中，這為他后來(lái)研究電化學(xué)奠定了理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，這也是他從優(yōu)秀的學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)槌錾芯咳藛T的過(guò)渡時(shí)期。

能斯特的第一篇論文“關(guān)于通過(guò)熱流的金屬板中磁性引起的電動(dòng)勢(shì)”（About the electromotive forces raised by magnetism in metal plates passing through a heat stream）發(fā)表了埃庭斯豪森與他的研究成果，討論了在金屬上溫度梯度和磁場(chǎng)對(duì)電位差產(chǎn)生的綜合效應(yīng)，這一效應(yīng)被稱為埃庭斯豪森-能斯特效應(yīng)[2]，并使他開(kāi)始在物理學(xué)研究領(lǐng)域小有名氣。

1887年能斯特前往維爾茨堡大學(xué)學(xué)習(xí)，在這里他跟隨物理學(xué)家科爾勞什（Friedrich Wilhelm Kohlrausch，1840—1910）教授學(xué)習(xí)?？茽杽谑步淌谑堑聡?guó)著名的實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家，也是一位非常優(yōu)秀的學(xué)術(shù)老師。能斯特加入了科爾勞什教授的實(shí)驗(yàn)室，與一些來(lái)自不同國(guó)家的年輕科學(xué)家一起相互學(xué)習(xí)和了解，鍛煉了自己的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?/p>

埃庭斯豪森-能斯特效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)還為能斯特的博士論文提供了材料，他以在格拉茨大學(xué)與埃庭斯豪森教授進(jìn)行實(shí)驗(yàn)獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ)，詳細(xì)地對(duì)其進(jìn)行分析和論述，1887年5月在科爾勞什教授的指導(dǎo)下完成了博士論文“熱通過(guò)金屬板由磁力變化所產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)”（On the electromotoric forces generated by the magnetism within metal plates through which a heat current is flowing），并在維爾茨堡大學(xué)獲得了博士學(xué)位。

四年來(lái)，在諸多名師的指導(dǎo)和影響下，能斯特從開(kāi)始了解物理學(xué)，到深入研究物理學(xué)中的電學(xué)和磁學(xué)，并在領(lǐng)域內(nèi)做出了一定的成就，這與德國(guó)大學(xué)19世紀(jì)以來(lái)強(qiáng)調(diào)教學(xué)與科學(xué)研究并重的教學(xué)模式和教育宗旨也是分不開(kāi)的。幾年的高效學(xué)習(xí)不僅使他具備了過(guò)硬的專業(yè)技能，更為他之后的研究道路打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

能斯特在大學(xué)學(xué)習(xí)時(shí)的主要研究方向是物理學(xué)，與此同時(shí)他也開(kāi)始接觸到一個(gè)新興的學(xué)科——物理化學(xué)。這與他在維爾茨堡大學(xué)結(jié)識(shí)的一位瑞典出色的物理化學(xué)家密不可分，這個(gè)人就是研究溶液電離并創(chuàng)立了電離學(xué)說(shuō)的阿倫尼烏斯（Svante August Arrhenius，1859—1927）。

通過(guò)阿倫烏尼斯的介紹，能斯特認(rèn)識(shí)了物理化學(xué)學(xué)科的創(chuàng)始人之一奧斯特瓦爾德教授。1887年9月，奧斯特瓦爾德前往萊比錫大學(xué)就任教授。在了解到奧斯特瓦爾德建立實(shí)驗(yàn)室面臨著繁重的任務(wù)后，阿倫尼烏斯把能斯特推薦給奧斯特瓦爾德，專門負(fù)責(zé)實(shí)驗(yàn)室中物理化學(xué)這部分工作（[3]，p. 48）。

能斯特抓住了這一機(jī)遇，并展露出在物理化學(xué)領(lǐng)域上的才華?？梢哉f(shuō)是阿倫烏尼斯把能斯特“引進(jìn)了物理化學(xué)領(lǐng)域”，從這時(shí)起，能斯特由物理轉(zhuǎn)為化學(xué)研究，開(kāi)啟了物理通往化學(xué)之路的大門。1887年的這個(gè)秋天，能斯特迎來(lái)了他“科學(xué)的轉(zhuǎn)折點(diǎn)”。

奧斯特瓦爾德成立的物理化學(xué)研究所使萊比錫成為世界物理化學(xué)的研究中心。這個(gè)研究所吸引了大批出色的青年科學(xué)家，在這些學(xué)者的影響下，能斯特的研究興趣開(kāi)始轉(zhuǎn)向物理化學(xué)領(lǐng)域。能斯特從濃度積關(guān)系開(kāi)始研究，引入濃度積概念來(lái)解釋沉淀平衡。同時(shí)還研究了溶液擴(kuò)散問(wèn)題，并發(fā)表了計(jì)算無(wú)限稀溶液中擴(kuò)散系數(shù)的公式。

1888年，能斯特將離子的擴(kuò)散速度與電解時(shí)離子的運(yùn)動(dòng)速度加以比較，證明了兩者是一致的。博登斯坦（M. Bodesntein）與能斯特關(guān)于鏈反應(yīng)的概念，對(duì)化學(xué)動(dòng)力學(xué)的發(fā)展也做出了重要貢獻(xiàn)。1889年，能斯特通過(guò)研究電池的滲透理論，得到了著名的能斯特方程，將電池的電動(dòng)勢(shì)與電池各個(gè)方面的性質(zhì)聯(lián)系起來(lái)，反映了可逆電池電動(dòng)勢(shì)E與溫度T及參與電池反應(yīng)各物質(zhì)活度之間的關(guān)系。這個(gè)方程使年僅25歲的能斯特在物理化學(xué)領(lǐng)域嶄露頭角，該方程沿用至今。

1889年夏天，在獲得博士任教資格（Habilitation）后，能斯特進(jìn)入海德堡大學(xué)，擔(dān)任資深化學(xué)教授朱利葉斯·布羅爾（Julius Brohl）的助理。1890年能斯特受到哥廷根大學(xué)物理學(xué)教授愛(ài)德華·里克（Edward Rick）的邀請(qǐng)去該校物理學(xué)院做講師，由此他開(kāi)始了在哥廷根大學(xué)長(zhǎng)達(dá)15年的教學(xué)生涯。他對(duì)哥廷根大學(xué)感情深厚，這里不僅是能斯特取得科學(xué)成就的舞臺(tái)，也是他收獲幸福與家庭的美好地方。

在到達(dá)哥廷根幾個(gè)月后，能斯特在一場(chǎng)舞會(huì)上遇到了小他7歲的艾瑪·洛梅耶（Emma Lohmeyer）。1892年9月1日，在與艾瑪·洛梅耶訂婚半年后，能斯特與艾瑪結(jié)婚，這場(chǎng)和諧而美好的婚姻持續(xù)了近50年，他們育有兩個(gè)兒子和三個(gè)女兒（[4]，p. 42）。

在哥廷根大學(xué)的15年里，能斯特繼續(xù)他在萊比錫從事的電化學(xué)研究，并開(kāi)始對(duì)物理化學(xué)的一般問(wèn)題進(jìn)行研究。這15年的研究基本可以劃分為兩個(gè)時(shí)期。

第一個(gè)時(shí)期是1890—1894年，在這幾年間能斯特的研究基本上涉及當(dāng)時(shí)物理化學(xué)的幾乎所有方面。例如，添加混合晶體的溶解度，滲透壓，以及沸點(diǎn)和熔點(diǎn)理論。其中1890—1891年，能斯特對(duì)溶液理論做出的一個(gè)重要貢獻(xiàn)就是提出了能斯特分配定律，這是關(guān)于一個(gè)溶質(zhì)在兩個(gè)互不相容的液相中的平衡分配問(wèn)題。

此外，他還編寫了關(guān)于化學(xué)動(dòng)力學(xué)的論文，以及進(jìn)行電化學(xué)中濃度鏈、介電常數(shù)的相關(guān)研究。能斯特關(guān)于介電常數(shù)的論文曾被諾貝爾獎(jiǎng)得主理查德·威利斯泰爾（Richard Willstatter）評(píng)價(jià)為“能斯特發(fā)表了一篇博學(xué)而重要的論文，他的時(shí)代正在崛起”（[1]，p. 66）。

1895年開(kāi)始了能斯特在哥廷根的第二個(gè)研究時(shí)期。能斯特升任該校第一任物理化學(xué)教授并擔(dān)任系主任，主持物理化學(xué)教研工作，成為德國(guó)當(dāng)時(shí)除奧斯特瓦爾德以外的第二個(gè)物理化學(xué)教授。哥廷根大學(xué)專門為能斯特建立了一間獨(dú)立的物理化學(xué)研究所（The G?ttingen physicochemical institute）供他在物理化學(xué)方向施展才能。

能斯特在研究所期間主要有三個(gè)方面的成就：能斯特?zé)舻膭?chuàng)造與發(fā)展、以能斯特名字命名的電神經(jīng)刺激閾值的規(guī)律、氣體化學(xué)反應(yīng)化學(xué)平衡的研究。

1897年，他發(fā)明了能斯特?zé)?，用ZrO2及其它鑭系氧化物作為電燈的燈絲替代碳絲，并獲得了專利。只是由于后來(lái)一鎢絲為燈絲的白熾燈的出現(xiàn)，他的專利才沒(méi)有被廣泛利用。

1905年，能斯特接受普朗克的邀請(qǐng)回到柏林大學(xué)，繼任漢斯·蘭登特（Hans Landolt）擔(dān)任物理化學(xué)系主任，并成為柏林物理化學(xué)研究所的所長(zhǎng)。1905年11月24日，能斯特被選為柏林皇家普魯士科學(xué)院院士。早在1902年時(shí)雷查德（T. W. Richard）就在測(cè)定了若干達(dá)尼爾（Daneil）型原電池的電動(dòng)勢(shì)時(shí)發(fā)現(xiàn)溫度越低，電池反應(yīng)的自由能變化和它的等壓反應(yīng)熱越接近，這一發(fā)現(xiàn)促使能斯特開(kāi)始研究熱化學(xué)，為他提出熱力學(xué)第三定律提供了重要線索。

能斯特開(kāi)始對(duì)物質(zhì)在絕對(duì)零度下的比熱進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)許多物質(zhì)在接近絕對(duì)零度時(shí)的比熱趨向于零，這表明物質(zhì)在絕對(duì)零度附近的等壓反應(yīng)熱不再受到溫度的影響。這不僅僅是對(duì)能斯特能力的肯定，更是成就他科學(xué)頂峰的重要舉措之一。

1906年，能斯特提出了著名的能斯特?zé)岫ɡ恚骸澳Y(jié)系統(tǒng)中的恒溫物理和化學(xué)變化的熵變隨熱力學(xué)溫度趨于零”。在柏林期間，能斯特把主要精力投入到用實(shí)驗(yàn)證明由他提出的熱定理上。這條定理在1912年能斯特的著作《熱力學(xué)與比熱》中被表述為熱力學(xué)第三定律，其通用說(shuō)法為“不可能通過(guò)有限的循環(huán)過(guò)程，使物體冷到絕對(duì)零度”，即絕對(duì)零度不可能達(dá)到。

這條定律的出現(xiàn)解決了困擾當(dāng)時(shí)化學(xué)界的一大難題，為計(jì)算化學(xué)反應(yīng)在不同溫度下的平衡常數(shù)提供了準(zhǔn)確有效的方法。1918年，他出版了總結(jié)性的理論著作《新熱學(xué)定律的理論與實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)》。為表彰能斯特在熱化學(xué)方面的工作，他獲得了1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。1925年，能斯特?fù)?dān)任柏林大學(xué)原子物理研究院院長(zhǎng)。

1904—1933年，能斯特在柏林工作，他對(duì)學(xué)科研究方向很敏感，能夠抓住時(shí)下研究熱點(diǎn)，并且樂(lè)于跟同事和學(xué)生進(jìn)行探討。能斯特在這期間不僅研究了化學(xué)熱力學(xué)、低溫固體物理和量子理論，還對(duì)其它學(xué)科領(lǐng)域進(jìn)行了研究，例如放射化學(xué)研究和光化學(xué)研究。雖然能斯特晚年并沒(méi)有做出任何杰出的貢獻(xiàn)來(lái)推進(jìn)德國(guó)物理學(xué)的發(fā)展，但是他并不是一個(gè)沉默的旁觀者。他每周都會(huì)去參加柏林物理座談會(huì)，在那里他會(huì)同近期匯報(bào)工作的年輕科學(xué)家們進(jìn)行辯論。1932年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)授予能斯特外籍會(huì)員。

1933年以后，能斯特因不愿意與納粹往來(lái)而在德國(guó)的官方場(chǎng)合中被排擠，他于當(dāng)年申請(qǐng)退休，回到了齊貝里莊園別墅安度晚年。1941年能斯特由于心臟病發(fā)作去世，終年77歲。1951歲，為了表達(dá)對(duì)這位在德國(guó)頗具聲望的物理學(xué)家、化學(xué)家的敬仰，能斯特的骨灰移葬于哥廷根大學(xué)的校園里。

19世紀(jì)以前的德國(guó)與英國(guó)、法國(guó)等國(guó)家相比是一個(gè)科學(xué)落后的國(guó)家。然而到了19世紀(jì)20年代以后，德國(guó)的科學(xué)事業(yè)逐漸走在了世界前列。從1801年到1900年的100年間，英國(guó)和法國(guó)取得的重要科學(xué)成果分別為198項(xiàng)和219項(xiàng), 而德國(guó)卻有356項(xiàng)[5]。德國(guó)科學(xué)發(fā)展離不開(kāi)社會(huì)因素，也離不開(kāi)科學(xué)內(nèi)部發(fā)展。社會(huì)物質(zhì)生產(chǎn)為科學(xué)的發(fā)展提供了基礎(chǔ)和條件，社會(huì)的需求是科學(xué)發(fā)展的動(dòng)力，生產(chǎn)中的技術(shù)應(yīng)用是檢驗(yàn)科學(xué)發(fā)現(xiàn)正確性的標(biāo)準(zhǔn)之一。

作為當(dāng)時(shí)德國(guó)科學(xué)界先進(jìn)代表的能斯特，其個(gè)人的科學(xué)成就與德國(guó)科學(xué)發(fā)展、德國(guó)社會(huì)之間也有著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。

能斯特對(duì)待學(xué)術(shù)不局限于單一學(xué)科的研究學(xué)習(xí)，他試圖在學(xué)科之間的邊緣交叉處取得相關(guān)的研究成果。大概有四十年的時(shí)間，能斯特在哥廷根和柏林的研究工作都是專注于擴(kuò)大和融合物理與化學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的邊界，推廣并發(fā)展了兩個(gè)學(xué)科的交叉領(lǐng)域——物理化學(xué)，并使之成為一門真正的學(xué)科。

不得不說(shuō)，能斯特的觀念是前瞻且睿智的，在對(duì)物理化學(xué)整體的掌控力是出眾的，他的眾多研究成果也促進(jìn)了物理化學(xué)這個(gè)新興學(xué)科的蓬勃發(fā)展。同時(shí)，這也推動(dòng)了物理、物理化學(xué)等學(xué)科在德國(guó)科學(xué)界的發(fā)展，并在世界范圍內(nèi)得到廣泛的認(rèn)可。

在經(jīng)過(guò)深入研究物理化學(xué)幾年之后，1893年他出版了一本物理化學(xué)教科書(shū)《物理化學(xué)》，這是該領(lǐng)域即奧斯特瓦爾德的《普通化學(xué)》之后的第二本教科書(shū)。這本書(shū)在出版30多年后仍然被廣泛使用，再版15次，被翻譯成多國(guó)語(yǔ)言，成為物理化學(xué)領(lǐng)域最具有影響力的著作之一。

能斯特與愛(ài)因斯坦等人談笑風(fēng)生

能斯特在熱力學(xué)研究方面取得了巨大的成果，不僅如此，量子理論也從能斯特的研究中獲得啟發(fā)[6]。能斯特在驗(yàn)證他的熱定理實(shí)驗(yàn)中間接證明了愛(ài)因斯坦（Albert Einstein）關(guān)于固體比熱理論的正確性。這一理論被成功證實(shí)的重要意義在于它證實(shí)了愛(ài)因斯坦將量子理論應(yīng)用于比熱研究是正確的。

通過(guò)這一研究結(jié)論，能斯特逐漸意識(shí)到量子理論是比熱解決問(wèn)題的途徑。為了進(jìn)一步研究固體比熱問(wèn)題，能斯特親自到蘇黎世訪問(wèn)愛(ài)因斯坦。正是因?yàn)槟芩固卦诠腆w比熱問(wèn)題上面發(fā)現(xiàn)了量子理論的成功，而比熱問(wèn)題又是化學(xué)家、物理學(xué)家關(guān)心已久的問(wèn)題，所以許多的學(xué)者開(kāi)始著手研究量子理論，為量子理論的迅速發(fā)展打開(kāi)了大門。

在科學(xué)開(kāi)始發(fā)展之后，科學(xué)技術(shù)的組織的交流變得非常重要?？蒲袡C(jī)構(gòu)和科學(xué)組織成為培養(yǎng)才智之士的重要園地之一。能斯特是一位有能力的科學(xué)組織者，曾擔(dān)任過(guò)不少科研機(jī)構(gòu)和科學(xué)組織的領(lǐng)導(dǎo)者。

能斯特是德國(guó)威廉皇帝學(xué)會(huì)（德語(yǔ)：Kaiser-Wilhelm-Gesellschaft zur F?rderung der Wissenschaften）的創(chuàng)始人之一。能斯特與奧斯特瓦爾德、恩斯特·貝克曼（Ernst Beckmann）等人積極溝通交流，并與德國(guó)文化與教育部、財(cái)政部等政府部門交涉，為威廉皇帝學(xué)會(huì)的成立做出貢獻(xiàn)。（[1], pp.206—213）學(xué)會(huì)以科學(xué)研究為唯一目標(biāo)，為科學(xué)家提供專心從事研究的場(chǎng)所，并接受來(lái)自企業(yè)界和工業(yè)界的捐獻(xiàn)。

1905—1908年間，能斯特?fù)?dān)任了德國(guó)電化學(xué)學(xué)會(huì)的主席，他還曾擔(dān)任了《電化學(xué)》雜志的編輯多年。1895年，哥廷根大學(xué)建立了一所物理化學(xué)研究所供能斯特在物理化學(xué)領(lǐng)域充分施展才能，他組織了一批物理學(xué)家與化學(xué)家聯(lián)合研究?jī)蓚€(gè)學(xué)科交叉的一些邊緣問(wèn)題，為物理化學(xué)學(xué)科的發(fā)展奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

1905年，能斯特?fù)?dān)任了柏林大學(xué)物理化學(xué)主任教授兼第二化學(xué)研究所所長(zhǎng)，1924年還兼任了實(shí)驗(yàn)物理研究所所長(zhǎng)。柏林大學(xué)物理化學(xué)研究所在能斯特的領(lǐng)導(dǎo)之下一直致力于熱力學(xué)的研究，集中全力用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證熱定理的正確性。他們用不同的熱化學(xué)方法測(cè)定極低溫度時(shí)的熱容和熱容的溫度系數(shù)，他們的研究成果解決了困擾當(dāng)時(shí)化學(xué)界一個(gè)多世紀(jì)的難題。能斯特的工作與20世紀(jì)熱力學(xué)和統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的相關(guān)進(jìn)展都息息相關(guān)。

能斯特不僅在學(xué)術(shù)方面支持研究所開(kāi)展相關(guān)研究項(xiàng)目，更在資金支持方面也做出了自己的貢獻(xiàn)。1897年他發(fā)明了能斯特?zé)?，這項(xiàng)專利的出售還為他來(lái)了一筆不小的收入。1898年他將部分繼承的財(cái)產(chǎn)與出售專利獲得的財(cái)富中的一部分捐贈(zèng)出來(lái)，在凱撒皇帝的批準(zhǔn)下將這筆資金用于哥廷根物理化學(xué)研究所擴(kuò)建實(shí)驗(yàn)室和增添新設(shè)備（[4]，p. 47）。能斯特在就任柏林大學(xué)物理化學(xué)研究所后，努力說(shuō)服了教育部、財(cái)政部提供資金用于擴(kuò)建研究所以容納更多的學(xué)子并開(kāi)展更多實(shí)驗(yàn)研究。能斯特的舉措對(duì)科學(xué)研究的進(jìn)一步持續(xù)發(fā)展起到了積極推動(dòng)的作用。

另外，著名的索爾維會(huì)議（Conseils Solvay）能夠成功召開(kāi)離不開(kāi)能斯特的鼎力相助。

1910年春天，索爾維（Ernst Solvay）在布魯塞爾與能斯特會(huì)見(jiàn)。在他眼中能斯特是一位具有多方面才能的人和一位能干的組織者，在哥廷根學(xué)術(shù)界有著極高的聲望和政治影響。在與索爾維進(jìn)行了思想碰撞后，能斯特產(chǎn)生了召開(kāi)一次關(guān)于物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)論和輻射量子論問(wèn)題的最高水平國(guó)際會(huì)議的想法。征得了索爾維的資助，24位當(dāng)時(shí)最有影響力的物理學(xué)家在1911年秋天相聚在布魯塞爾，進(jìn)行了一場(chǎng)劃時(shí)代的物理、化學(xué)學(xué)界的巔峰交流會(huì)[7]。

第一次索爾維會(huì)議回顧了量子理論以及自1900年以來(lái)的實(shí)驗(yàn)證明。會(huì)議的報(bào)告和討論論文集的出版對(duì)于把這些觀念傳播給更廣泛的科研人員特別是德國(guó)之外的科研人員起到了極大的推動(dòng)作用。在第一屆索爾維會(huì)議后，量子概念突破了德語(yǔ)國(guó)家的邊界，開(kāi)始被法國(guó)、英國(guó)等國(guó)家了解并研究?？梢哉f(shuō)1911年第一屆索爾維會(huì)議的勝利召開(kāi)極大地促進(jìn)了各國(guó)之間的科學(xué)交流，身為策劃者之一的能斯特功不可沒(méi)。索爾維會(huì)議如同一個(gè)歷史舞臺(tái)，見(jiàn)證物理、化學(xué)領(lǐng)域的蓬勃發(fā)展。

德國(guó)科學(xué)與生產(chǎn)密切結(jié)合的模式在20世紀(jì)初期已形成，科學(xué)技術(shù)成為生產(chǎn)發(fā)展的有力支撐，而生產(chǎn)的發(fā)展又給科學(xué)技術(shù)的研究增添源源不斷的動(dòng)力。二者相互支持，相互促進(jìn)，都得到了穩(wěn)定的發(fā)展。工業(yè)需求引發(fā)科學(xué)研究，促使誕生新的理論新的學(xué)科，從而使得科學(xué)積極發(fā)展。

德國(guó)科學(xué)的發(fā)展離不開(kāi)工業(yè)化學(xué)革命的研究浪潮，能斯特對(duì)科學(xué)發(fā)現(xiàn)在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用方面有著不可抑制的熱情，能斯特更喜歡從實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)新的規(guī)律甚于研究研究抽象的理論知識(shí)。正是在這些熱情的推動(dòng)下，他的工作在科學(xué)研究和工業(yè)應(yīng)用的交叉領(lǐng)域起到積極的促進(jìn)作用。

他的學(xué)生西蒙（F. Simon）曾描述道：“在日常生活中沒(méi)有一個(gè)問(wèn)題是他不感興趣的，對(duì)于這些問(wèn)題，他幾乎都能夠做出突出貢獻(xiàn)。”他非常重視物理化學(xué)在實(shí)際中的應(yīng)用。他發(fā)明的熱力學(xué)第三定律在生產(chǎn)實(shí)踐中得到了廣泛的應(yīng)用，有效地指導(dǎo)了生產(chǎn)，解決了許多疑難問(wèn)題。

能斯特早期是汽車的狂熱愛(ài)好者，他一生中擁有過(guò)18輛汽車。他對(duì)汽車的態(tài)度就是“科學(xué)家歡迎技術(shù)的進(jìn)步，汽車的不斷發(fā)展就是技術(shù)進(jìn)步的標(biāo)志”。他還為汽車運(yùn)行機(jī)制所涉及的基本原理著迷，所以他曾對(duì)內(nèi)燃機(jī)與高溫下的化學(xué)反應(yīng)做過(guò)相關(guān)的研究實(shí)驗(yàn)（[4]，p. 48）。

能斯特是第一個(gè)在高壓條件下研究合成氨反應(yīng)的人，并曾建議哈伯在高壓下做合成氨的研究。雖然哈伯最初并沒(méi)有接受能斯特的建議，但是哈伯在之后的實(shí)驗(yàn)研究中還是采取了能斯特的意見(jiàn)在高壓下完成了合成氨的工業(yè)化過(guò)程。

能斯特還在合成硝酸方面做出了貢獻(xiàn)。他提出高溫對(duì)氧和氮合成硝酸的反應(yīng)是有利的，這個(gè)提議極大地推動(dòng)了合成硝酸工業(yè)的發(fā)展。此舉不僅完善了科學(xué)理論知識(shí)，更促進(jìn)了科學(xué)發(fā)現(xiàn)與工業(yè)化的進(jìn)一步融合，完成了科學(xué)與工業(yè)的雙重積極發(fā)展。這些事件表明了能斯特對(duì)待科學(xué)研究始終堅(jiān)持不懈的精神，也展示出德國(guó)科學(xué)與工業(yè)間互相促進(jìn)發(fā)展的現(xiàn)象。

能斯特花費(fèi)了大量心血在科學(xué)研究和人才培養(yǎng)上面。他不僅是一位偉大的物理化學(xué)學(xué)家，更是卓越的教育家，他為科學(xué)界輸送了許多優(yōu)秀的人才。著名的美國(guó)物理化學(xué)家歐文·朗繆爾（Irving Langmuir）就是他的學(xué)生。19世紀(jì)末開(kāi)始的美國(guó)學(xué)者的“留德熱潮”中，不少學(xué)者選擇在能斯特的研究所學(xué)習(xí)進(jìn)修。

如美國(guó)物理學(xué)家密立根（Robert Andrews Millikan）在1895年到德國(guó)求學(xué)時(shí)期曾在能斯特的實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行學(xué)習(xí)研究，能斯特敏銳的科學(xué)洞察力和對(duì)待科學(xué)研究堅(jiān)持不懈的態(tài)度對(duì)密立根影響很深，使他受益頗多[8]。能斯特夫婦在萊比錫大學(xué)設(shè)立了貧苦學(xué)生獎(jiǎng)學(xué)金，為學(xué)生專注于學(xué)業(yè)研究提供幫助。

能斯特一生漫步于物理與化學(xué)之間，他以先知者和探索者的身份在科學(xué)探索的道路上不斷前行。能斯特既具有依托于大量實(shí)驗(yàn)結(jié)論的豐富知識(shí)，又具有杰出的實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)技巧，成為繼“物理化學(xué)三杰”之后著名的物理化學(xué)家。

能斯特不僅是現(xiàn)代物理化學(xué)蓬勃發(fā)展的見(jiàn)證者，更在熱力學(xué)、電化學(xué)、固態(tài)化學(xué)和光化學(xué)等方面有著重大貢獻(xiàn)。從投身于科學(xué)事業(yè)到1941年去世，他從事科學(xué)研究50余年，不斷有科研成果問(wèn)世，一生有14部著作，有關(guān)電化學(xué)、熱力學(xué)、光化學(xué)等方面的論文共157篇，其代表作《物理化學(xué)》更是專業(yè)領(lǐng)域內(nèi)的權(quán)威著作。

19世紀(jì)末20世紀(jì)初，作為一名科學(xué)家，能斯特在德國(guó)學(xué)術(shù)界地位已經(jīng)達(dá)到了一定的高度，他不僅僅是在學(xué)術(shù)科研上取得了不菲的成就，還在新興學(xué)科推廣和德國(guó)科學(xué)發(fā)展上也做出了相關(guān)努力。這些也在他所獲得的許多獎(jiǎng)項(xiàng)和榮譽(yù)上有所體現(xiàn)，如1920年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)、本生學(xué)會(huì)榮譽(yù)會(huì)員、富蘭克林獎(jiǎng)?wù)碌取?/p>

作為個(gè)體科學(xué)家，能斯特的科學(xué)成就是值得肯定的，而在能斯特實(shí)現(xiàn)理想、取得科學(xué)成就的過(guò)程中，有諸多因素起到了作用。

能斯特自幼聰明好學(xué)，思維敏捷，善于關(guān)注生活和科研中的現(xiàn)象或問(wèn)題，敢于創(chuàng)新。相比較聲譽(yù)，能斯特更關(guān)注學(xué)術(shù)本身。這種精神促使他在物理學(xué)的會(huì)議上果斷而坦率地表達(dá)自己的觀點(diǎn)，并對(duì)別人的觀點(diǎn)提出質(zhì)疑，進(jìn)行爭(zhēng)論。愛(ài)因斯坦就曾在文章“瓦爾特·恩斯特的工作與個(gè)性”（The Work and Personality of Walther Nernst）中提道：“能斯特不是一個(gè)孤立的學(xué)者，他全面的知識(shí)使他積極地參與到實(shí)際生活中的各個(gè)方面，每次和他對(duì)話都感到精神活力充沛?！盵9]

能斯特治學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)，他所設(shè)計(jì)的大多數(shù)實(shí)驗(yàn)是以解決理論上的疑難問(wèn)題為目標(biāo)。更值得一提的是他能夠在前人的基礎(chǔ)上，通過(guò)大膽的猜想，并利用自己嚴(yán)密的理論邏輯和實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出新的理論。能斯特是一個(gè)熱衷于通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究去發(fā)現(xiàn)新規(guī)律的學(xué)者。他認(rèn)為可靠的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)才是研究繼續(xù)的重點(diǎn)，而實(shí)驗(yàn)儀器的樣子是否美觀輕便、是否原裝他并不在乎。

為了測(cè)量出實(shí)驗(yàn)中更精確的數(shù)據(jù)，能斯特還進(jìn)行過(guò)關(guān)于開(kāi)發(fā)儀器和技術(shù)的研究。他經(jīng)常自己動(dòng)手制作實(shí)驗(yàn)儀器，如變壓器、壓力即溫度控制器、微量天平等。在能斯特的實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)驗(yàn)儀器幾乎都是這樣建造的：體積小、組裝方便、節(jié)省材料、節(jié)約能源使用。

能斯特能夠取得如此成就離不開(kāi)他自身優(yōu)秀的品質(zhì)，自然也離不開(kāi)身邊同樣優(yōu)秀的伙伴。在科學(xué)生涯的一開(kāi)始，能斯特就與名師為伍，諸多良師益友可以結(jié)伴前行，共同進(jìn)步。不管是在學(xué)生時(shí)期還是任教時(shí)期，他的身邊都有著許多學(xué)術(shù)大家，例如韋伯（Wilhelm Eduard Weber）、亥姆霍茲、奧斯特瓦爾德、阿倫尼烏斯等等。同這些大師一起工作，能斯特在不斷學(xué)習(xí)，不斷進(jìn)步。

能斯特更是一位尊師重道、注重傳承的科學(xué)家，他從不吝嗇于對(duì)對(duì)自己有幫助的老師們的夸獎(jiǎng)，他還將自己的成功歸結(jié)于老師的功勞，同時(shí)也將這種優(yōu)秀的品質(zhì)傳遞給他的每個(gè)學(xué)生，并培養(yǎng)了許多的優(yōu)秀學(xué)生。

回顧能斯特多彩的一生，科學(xué)工作者只是他眾多身份中的一個(gè)，他以更加多面的身份豐富著自己的人生。不管哪一種身份，他自始至終將自己與增進(jìn)理論知識(shí)進(jìn)步和推動(dòng)德國(guó)科學(xué)發(fā)展的偉大事業(yè)緊密聯(lián)系在一起。能斯特不遺余力地發(fā)揮自己的才能，不斷地探究和拓展交叉學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)，推動(dòng)著物理化學(xué)的發(fā)展。

從科學(xué)成果被認(rèn)可，科學(xué)著作被出版并廣泛流傳，到建立專門的物理化學(xué)研究所、培養(yǎng)優(yōu)秀的科學(xué)工作者，能斯特的富有創(chuàng)造性的科學(xué)思想和嚴(yán)謹(jǐn)認(rèn)真的科學(xué)研究方法逐漸滲入到德國(guó)乃至他國(guó)科學(xué)界，推動(dòng)了科學(xué)的發(fā)展，并潛移默化地影響了一代又一代的年輕學(xué)者。

參考文獻(xiàn)：