第八十三回　化学结构奠基人，洋务运动促大神

洋务运动的代表人物李鸿章诞生5年后，1828年9月3日，在俄罗斯也诞生了一个重要人物，他就是亚历山大·米哈依洛维奇·布特列洛夫；此人后来成了著名化学家，是化学结构理论的主要创始人。

其实，1828年是化学界的丰收之年，不但诞生了本回主角，而且德国化学家维勒合成了人工尿素、瑞典化学家贝采尼乌斯发现了新元素钍。但本回为啥在开篇醒目地抛出了“洋务运动”几个字呢？因为，当时的俄罗斯也正处于“洋务运动”中，所以，俄罗斯国内的许多社会矛盾对中国读者来说就不陌生了。比如，俄罗斯老百姓主要分为两大派：其一是“德派”或“洋务派”，主要由在俄的外国知识分子特别是德国教授及其支持者组成，他们占据着诸如俄罗斯科学院等尖端“战略高地”；其二是“俄派”或“保守派”，主要由俄罗斯“爱国人士”组成。当然，俄罗斯的“洋务运动”持续时间更长、过程更温和，所以，最终以胜利告终，催生了包括本回主角在内的一大批世界级“洋务派”科学家。实际上，在布特列洛夫一生中，“洋务运动”的痕迹非常明显：一方面，他的工作和生活在国内受到了“保守派”的严重刺激和干扰；另一方面，从选题和科研等角度来看，若无“洋务派”的强力支持，布特列洛夫压根儿就不能接触到学科前沿，更无缘获得国际“大腕”的指点和帮助。好了，闲言少叙，书归正传。

布特列洛夫，小名萨沙，出生在俄罗斯喀山省的一个地主家庭，生活比较富裕，衣食无忧。但不幸的是，妈妈在他出生后的第11天就去世了；从此以后，老爸既当爹又当娘，一把屎一把尿把萨沙抚养长大。由于老爸年轻时曾参加过抵抗拿破仑的战争，所以知道战争的惨烈，更知道发达国家有多厉害；因此，在其潜意识中，老爸便对“洋务派”有了一定的认同感。萨沙从小就以有教养且谦虚的父亲为荣，不但穿着整洁，而且喜欢“洋装”，自然也成了一个“洋务派”坯子，为此还吃过不少苦头呢；此乃后事，这里暂且按下不表。

8岁时，萨沙进入了当地的一所中小学连读寄宿学校。刚报到时，他就被“保守派”盯上了，并计划给他来个“下马威”。原来，萨沙很讲究穿戴，做事又中规中矩，宿舍也收拾得井井有条，怎么看都像是一个不受待见的“小洋奴”。但由于小萨沙成绩很好，学习很用功，有空就读书，再加其综合才能明显高于同龄人，故深得老师喜欢，甚至被个别老师“包庇和纵容”；当然，这样的老师自然也被“保守派”贴上了“假洋鬼子”的标签。闲暇时，小萨沙要么绘画，要么与几个好朋友在花园里玩耍：一边捉蝴蝶，一边讲故事，不亦乐乎。而对来自“保守派”的冷嘲热讽，小萨沙则以老爸为榜样，尽量冷静相处，能让则让，能忍则忍；所以，“保守派”始终未能找到实施“下马威”的借口。

直至8年后的1844年夏季，“保守派”终于名正言顺地找到了理由，于是，数名耀武扬威的学生干部，连续3天在正午12点，不由分说就把“严重违反校规校纪”的16岁萨沙押送到通往饭堂的必经之路游行示众。此时的萨沙，微卷的黄发早已凌乱不堪，眉毛已被烧得焦煳，脏兮兮的衬衫也只剩一个纽扣，左边裤腿卷着，右边裤腿破着，胸前更挂着一个大黑牌子，上面醒目地写着“伟大的化学家萨沙”，并在其名字上打了一个大大的红叉。义愤填膺的“保守派”纷纷以“铁的事实”控诉着“洋奴”萨沙的种种罪行。

“他躲在宿舍里偷偷做化学实验，而且屡教不改”，同学甲怒吼道，“看，这便是从他床下搜出来的烧杯、试管和化学药品等。”

“他是凶手，他肯定想炸掉学校”，同学乙指着萨沙那稀疏的眉毛说，“看，这就是他上次做化学实验时，炸校未遂却烧掉了自己眉毛的证据。”

“打倒洋奴，祖国万岁！”群情激愤的“保守派”早已振臂高呼，口号声此起彼伏，响彻云霄。

本书作为科学家传记，此处为啥要保留这段看似与科学无关的故事呢？因为，正是这次批斗会，正是胸前的“伟大的化学家”几个字，才刺激萨沙下定决心今后偏要与“保守派”对着干，偏要成为名副其实的“伟大的化学家”。于是，批斗会结束后，萨沙昂首挺胸，放弃了这所“保守派”学校，也放弃了自己的小名萨沙，以正式的学名“布特列洛夫”转入了喀山第一中学。

果然，在新学校里，“保守派”相对收敛，老师经验丰富、学识渊博、善于启发学生、善于调动大家的积极性；布特列洛夫也终于如鱼得水，学业全面进步，更可以大张旗鼓地做各种化学实验。布特列洛夫尤其喜欢博物学，热爱大自然；他已不满足于走进大自然，而是要把大自然搬回家：他在家里圈养着各种奇怪的小动物，像什么小乌龟呀、小白鼠呀、花蝴蝶呀等，更有令人毛骨悚然的毛毛虫和它们产下的蛹！老爸虽不反对他的博物学爱好，但仍希望儿子学好数理化。

1845年，17岁的布特列洛夫进入喀山大学博物学专业，并于1849年，以《乌拉尔动物区系的蝶类研究》为毕业论文顺利毕业，然后留校任教。整个大学期间，布特列洛夫本该平淡无奇，无非是在所学专业上如何如何优秀而已；但是，出乎意料地发生了改变他人生轨迹的两件大事。

其一，是家里的事。大约在大二时，布特列洛夫参加了学校组织的一次野外考察，但不幸染上了伤寒；在他生命垂危之际，老爸连滚带爬赶来照顾儿子；最后，儿子虽被抢出了“鬼门关”，但老爸却因感染伤寒被拉进了“鬼门关”！

其二，是专业上的事。老爸的去世，让儿子深感自责，而此事的最初起因显然是博物学专业必需的野外考察；所以，布特列洛夫决定放弃自己最喜欢的博物学专业，只要能拿到文凭就够了。因此，在大学的后两年里，他把主要时间都用于了跨专业的化学课程学习，特别是做了大量的结晶化学实验。

由于布特列洛夫在读书期间跨专业的杰出表现，本来是博物学专业毕业的他，刚一留校就被全校唯一的化学教授克拉乌斯聘为自己的助手；从此，布特列洛夫便走上了化学之路，而博物学则反而成了他的业余爱好。1850年，布特列洛夫通过化学硕士学位考试，并于次年以“有机化合物的氧化”为题的硕士论文获得了喀山大学硕士学位；随即便着手撰写题为“论香精油”的博士论文。

既然是在职研究生，布特列洛夫的压力当然就更大，既要作为老师给学生讲课和备课，又要作为学生完成听课、考试和写论文等工作。不过，幸好房东老太太对他很好：租金嘛，多点少点没关系，迟点早点也没关系；伙食嘛，想吃啥就做啥，想啥时吃就啥时吃；此外，诸如收拾房间啦，换洗衣服啦等，全都免费包了。更加幸福的是，布特列洛夫在房东家发现了一双美丽的大眼睛、一个聪明的高额头、一张端庄俏丽的小脸蛋；哇，它们都属于房东家的那位妙龄闺女。妈呀，自己还在博士论文中论啥“香精油”，走路阵阵香风的她不是现成的“香精中的香精”吗！于是，这位租户，先讨好房东，再搞定七大姑八大姨，最后以“迅雷不及掩耳盗铃”之势果断“收网”，就把心爱的媳妇娶回了家。后来他才发现，哈哈，螳螂捕蝉，焉知黄雀在后；原来，媳妇才是那只“黄雀”，她早就瞄准了自己的如意郎君，只是还没来得及出手，结果布特列洛夫就“自投罗网”了。婚后，夫妇两相亲相爱，并在第二年收获了爱情的结晶；在布特列洛夫眼里，这个“结晶”显然是全球最漂亮的生物结晶，比自己以往得到的任何化学结晶都漂亮十倍百倍。只可惜，这个胖乎乎的“活结晶”不能写进博士论文，最多与老婆一起被写进论文结尾的“致谢”部分。

一直到1854年6月4日，26岁的布特列洛夫才最终顺利通过答辩，获得了莫斯科大学化学和物理学博士学位。从此，布特列洛夫的事业就走上了“快车道”：刚获博士学位便被聘为喀山大学代理化学教授，3年后晋升为正教授；紧接着，29岁那年就获准出国访问1年，这对当时落后的俄罗斯学者来说绝对是千载难逢的机会。于是，背负祖国厚望的布特列洛夫，经柏林转波恩，访问了德国、瑞士、意大利和法国等发达国家，结识了凯库勒等著名化学家；后来到达当时全球的化学研究中心—巴黎，并在武慈教授的实验室里工作了两个月；然后，于1858年按时返回喀山大学。他这次出国访问，时间虽很短，但成果颇丰，比如发现了制备二碘甲烷及其衍生物的新方法、合成了六次甲基四氨和甲醛的聚合物并发现这些聚合物经石灰水处理后会转变成糖类。这些成果，受到欧洲化学家的称赞；特别是对糖类的合成，更被看作重大突破。

其实，对布特列洛夫来说，这次出国访问的最大收获是接触到了当时化学界的国际前沿，抓到了“有机化学结构理论接力赛”的第四棒，并在随后的激烈竞争中“获胜”（即于1861年基本完成了化学结构理论），成就了自己辉煌的历史地位，因为该理论如今已成为化学领域的普遍法则。简单来说，布特列洛夫发现：形成有机分子的原子，在分子中会相互结合、相互影响，并与该化合物的性质密切相关；或更简略地说，物质的化学结构与性质，相互决定。

由于化学结构理论过于高深莫测，所以，此处只简介一些创建该理论的“接力赛”背景，并借机点明参赛选手几乎都是当时的国际顶级“大腕”，由此推知“赛事”的级别之高。

第一棒，绝对是“超级梦之队”的阵容！你看，早在19世纪初，人类就开始探索结构理论。比如，1827年，贝采利乌斯就提出了同分异构概念，并指出异构体的差异其实源于分子中各原子的不同结合。1828年，维勒和李比希等也都发现：每种化合物皆有自己的特定组成。

第二棒，杀出了一匹“黑马”！1850年，英国化学家弗兰克兰发现，在某些金属分子中有机基团的数目与原子的数目密切有关，因而提出：金属与其他元素化合时，具有某种特殊的结合力。这就为有机化合物的结构理论建立了先决条件。

第三棒，也是“超级明星”队。1857年，著名化学家凯库勒发现：化合物的分子由不同原子结合而成，与某一元素相化合的其他元素的原子数目取决于各成分的原子价，比如碳的原子价为4。英国化学家库帕也于1858年独立发现：碳是4价，碳原子间可组成链状结构。

第四棒，终于由布特列洛夫于1861年锁定了“胜局”。因为，他从整体上基本完成了结构学说，并指出：物质的分子不是原子的简单堆积，而是原子按一定顺序的排列；原子间存在着相互作用的复杂化学力，一种分子只有一个结构；因此，从化学性质便可推知化学结构，反之亦然。更进一步，布特列洛夫还成功合成了叔丁醇，从而验证了其结构学说的正确性。在此后的十几年中，布特列洛夫还利用该理论准确预测并合成了若干有机化合物，如异丁烷等。

创立化学结构理论后，布特列洛夫本该一鼓作气继续完善并发展该理论；但是，受俄罗斯“洋务运动”的斗争影响，喀山大学的“小气候”被严重污染，以至使得“化学结构理论最终完成者”这顶闪闪发光的桂冠被阴差阳错地戴在了德国有机化学家肖莱马的头上。客观地说，这位肖教授捡了一个大便宜，并顺利跑完了“接力赛”的第五棒，也是最后一棒；因为他只是在1864年弥补了布特列洛夫理论的几个瑕疵而已，比如解决了“烷烃是否有两大异物系列”和“碳原子的四个价键是否相异”等问题。

那么，当时喀山大学的“小气候”到底差到啥样呢？这样说吧，甚至连老师都分成了相互敌对的“洋务派”和“保守派”，更不用说本来就血气方刚的学生了。不过，总的来说，“洋务派”在民间处于守势，但在官方却受到重用和保护；而“保守派”则刚好相反，因此，他们经常举行各种大规模示威游行，强烈抗议“洋教授”，对布特列洛夫这样的“半洋教授”则是又爱又恨，而对“保守派”阵营中的“土教授”则疯狂崇拜，以至官方不得不统一规定：严禁向俄籍教师鼓掌致敬。

在双方密集炮火的狂轰滥炸下，喀山大学的老校长终于被赶下了台。更惨的是，在著名化学家门捷列夫等的善意推荐下，布特列洛夫接替了喀山大学校长一职。于是，可怜的布校长，一会儿“啪”的一巴掌，被“保守派”打得两眼冒金；一会儿又“嘭”的一拳，被“洋务派”揍得鼻青脸肿。伴随着一声声凄厉的惨叫，布特列洛夫三番五次申请辞去校长之职，但始终未获批准；哪怕躲进了化学实验室，各种杂务矛盾等也仍然蜂拥而至。在如此混乱的状况下，布特列洛夫哪有心思做科研；于是，他干脆猫在家里浇花、剪草、看孩子。局面稍微平静后，布校长便开始将自己的理论编成教材，终于，“五年磨一剑”，其代表作《有机化学概论》于1864年出版了；接着，在随后的两年中，该部教材又被连续再版3次；1867年更被译成德文，此后不久，欧洲各国的译本也都相继问世。该书被评价为“（当时）有机化学领域中，绝大多数论著的指路明灯”，因为，它运用化学结构理论解决了许多著名难题，扩展了前人的成果。

眼见布校长就要重蹈前任老校长的覆辙了，于是，俄罗斯政府不得不赶紧出面，替喀山大学“救场”。

首先，1867年8月末，政府再次派遣布特列洛夫出国，访问德国、法国、意大利、阿尔及尔和多个阿拉伯国家等。不过，这次出访的目的很明确，那就是面对德国化学家已跑完“第五棒”的事实，布特列洛夫要向全世界证明：化学结构理论创立于喀山，该理论的荣誉永远属于俄罗斯。至于最终的游说效果如何，我们不得而知；但根据相关权威传记的资料，这次出访的主要收获是“从意大利带回了两箱蜜蜂。”

其次，仍然是在门捷列夫的推荐下，1868年10月，布特列洛夫被莫斯科大学聘为化学教授，并于1869年1月正式登上了新大学的讲台。据说，在首次讲课时，他的教室被挤得水泄不通；看来，莫斯科大学的“斗争气势”确实弱于喀山大学。从此以后，布特列洛夫便安心在这里教书，直至1885年因体力不支而挥泪告别讲台。

在化学教学和人才培养方面，布特列洛夫也有杰出贡献。他的学生遍及俄罗斯各大学和科研单位，很多学生也都成了业务骨干。比如，他在喀山大学的18年中，培养出了包括马尔柯夫尼可夫、波波夫和查依采夫等在内的一大批优秀化学人才；在莫斯科大学的17年中，也培养出了法沃尔斯基等一大批著名学者。作为教育家，布特列洛夫在多方面为学生树立了榜样：他治学严谨，精益求精，工作尽心竭力，事必躬亲。他的学生和同事都一致称赞他是“无与伦比的人物”，都以“与他一起共过事”而自豪。布特列洛夫还是俄罗斯“喀山学派”的领袖；该学派荟萃了一大批俄罗斯化学精英，在世界化学史上也有深远影响。

1886年8月17日，久病初愈的布特列洛夫心情格外爽朗，一大早就牵着猎犬，扛着猎枪，兴冲冲扑向森林。风儿，抢着在前面带路；树儿，向他弯腰致敬；花儿，向他点头问好；鸟儿，为他殷勤歌唱；至于兔儿和羊儿们嘛，嘿嘿，个个精神抖擞，早就下定决心，既要与他藏猫猫，也要逗他个乐陶陶，当然更不能拿自己的生命开玩笑。就在扳机扣动前的一刹那，突然，布特列洛夫听到“嘭”的一声，顿觉胸膛爆炸，剧痛钻心，头晕目眩，憋闷异常，全身抽搐，面孔变形。当医生赶到现场时，一切都晚了：伟大的化学家布特列洛夫，就这样因突发脑血栓而逝世，年仅58岁。

时年，中国洋务运动的产物—北洋舰队的铁甲舰“定远”号，正耀武扬威地访问日本。中国的洋务运动也进入高潮：矿业、邮政、铁路、电报业等相继出现，轻工业也大力发展；左宗棠已在6年前创办了兰州织呢局，成为中国近代纺织业鼻祖；轧花、造纸、印刷、制药、发电厂、自来水厂、机器缫丝、玻璃制造等也都开始热火朝天。总之，在洋务运动的推动下，中国民用工业得到迅速发展。可惜，仅仅十年后，在“保守派”的疯狂反扑下，随着北洋海军在中日甲午战争中的全军覆没，持续30余年的中国洋务运动终于宣告结束。