导言:
或许很多人都听说过一个关于科学家为了躲避纳粹士兵的搜查,用王水溶解了诺贝尔奖章的故事。
但很少有人知道,故事中的科学家叫什么,他又为什么要这么做。
这个故事中的主角就是乔治·德海韦西(George de Hevesy,1885-1966,1943年诺贝尔化学奖得主),一位具有传奇人生的放射化学家。
躲避纳粹——他用王水溶解了诺贝尔奖章
一战结束后,奥匈帝国解体,排犹主义再次沉渣泛起,原本在布达佩斯任职的德海韦西辗转来到位于哥本哈根的玻尔实验室工作。二战期间,战火蔓延到了丹麦,哥本哈根沦入纳粹的魔爪。德国士兵在街道上集合,而党卫军正在挨家挨户搜查可疑分子。
在这之前,两位德国科学家詹姆斯·弗兰克(James Franck,1882-1964,1925年诺贝尔物理学奖得主之一)和马克斯·劳厄(Max von Laue,1879-1960,1914年诺贝尔物理学奖获得者)不顾纳粹禁止黄金流出德国的禁令(黄金作为战略物资,可以帮助德国换取重要物资),偷偷把诺贝尔奖章寄到了玻尔实验室,以示他们反对纳粹的态度。所以在这生死攸关的时刻,大家为怎么处理奖章而犯难。
最初,德海韦西提议将奖章埋起来。但埋在地下的奖章并不会消失,一旦被发现,后果不堪设想。但黄金的性质如此稳定,实验室中绝大部分的酸碱也不能将其溶解,到底该怎么办呢?最后德海韦西使用王水顺利将奖章溶解,帮助弗兰克和劳厄逃过一劫。战后他再次回到实验室,那两瓶茶红色的溶液安静的摆放在架子上,就像彼时的天空,曾被战火染红却又归于平静。
德海韦西的人生颇具传奇色彩,上面的故事只是其中的一例。1885年德海韦西出生于匈牙利的一个贵族家庭,他的英文名George de Hevesy译自匈牙利语Gy?rgy von Hevesy,其中的von即代表了其贵族血统。先后经历两次世界大战,辗转于欧洲多家研究机构,在“颠沛流离”中他完成了诸多具有重要科学意义的发现,并获得了1943年的诺贝尔化学奖。
(年轻时的德海韦西[1])
大战女房东——一种只属于学霸的胜利
1911年的1月,德海韦西迎着风浪远渡英国,准备去曼彻斯特大学的物理实验室学习电导率测量的相关技术。尽管他在英国的导师是大名鼎鼎的卢瑟福(Ernest Rutherford,1871-1937,就是那个曾获得诺贝尔化学奖的原子核物理之父),然而德海韦西在科研上几乎一无所获。当时卢瑟福收到了奥地利政府赠送的一批沥青矿渣,其中含有的一种镭的衰变产物RadiumD引起了他的兴趣。然而由于矿渣中存在的大量铅会屏蔽RadiumD的放射性,所以卢瑟福希望德海韦西能把RadiumD和铅分开,以便进一步研究其性质。他对德海韦西说道,“小伙子,把RadiumD和铅分开吧,你能胜任你的工作。”像所有的年轻人一样,初到英国的德海韦西乐观向上,充满斗志,他认为自己能够完成这个任务,更何况卢瑟福经常说他从来不会给自己的学生一个毫无希望的课题。
然而事与愿违,在暗无天日的地下室尝试了两年之后,分离RadiumD和铅的任务似乎要以失败告终。科研上屡屡受挫的德海韦西心情欠佳,而他所在的公寓糟糕的伙食又让他大为恼火(毕竟在大英帝国)。尽管房东太太宣称她提供的肉食都是新鲜的,但德海韦西坚信他吃剩的饭菜被她回收再加工之后又提供给了他。这两个问题始终困扰着他,直到有一天,他突然意识到该怎么解决后一个问题。某天吃完饭之后,德海韦西向自己的剩饭中加入了一点放射性的RadiumD,然后静静等待时机的到来。几天后,等到房东太太将饭菜端上饭桌后,德海韦西拿出准备已久的验电器。当他把探头移动到这盘“新鲜”的饭菜上方时,验电器开始吱吱乱响。在这确凿的证据面前,房东太太惊奇而又无奈地承认了这些肉是上次吃剩的。
(P.S.试验危险,请勿模仿。)
这件事并没有出现在正式发表的论文中,但这可能是同位素示踪法的首次实践,在前方有一片广阔的领域正等待德海韦西去开拓。
失败是成功之母——同位素示踪法的发明
在卢瑟福的实验室“碌碌无为”工作了两年之后,为了进一步研究RadiumD的性质,1913年,德海韦西决定去维也纳镭实验室工作(这里有高纯度的镭)。在那里,德海韦西发现弗里德里希·阿道夫·帕内特(Friedrich Adolf Paneth,1887-1958)和他研究了相同的课题,也一样毫无进展。于是两个人联合发表了他们的研究结果,RadiumD和铅无法通过化学方法分离。现在科学家现在对RadiumD的性质已经有了足够的了解,其实RadiumD就是放射性铅210,它和稳定铅有着几乎完全相同的化学性质,因此也就不可能使用化学方法将两者分离。尽管德海韦西当时尚未得知RadiumD的真实面貌,但由于RadiumD和稳定铅极为相似的化学性质和不可分离特性,他认为可以将RadiumD当作铅的指示剂。后来他们利用RadiumD的这个特性合作完成了硫化铅和铬酸铅的溶解度测定。
(Friedrich Fritz Paneth(图中文字大意为,稀有气体的不可反应性源于对实验结果的确认。))
放射分析技术是一类灵敏度极高的分析方法,它的检测限可以达到飞摩尔(10-15)水平。因次,化学家、生物学家和药学家等可以利用它完成很多以前难以想象的实验。在难溶盐的溶解度测定问题中,铬酸铅的溶解度极小,一吨水能溶解的量也仅有0.000058g,常规方法(二十世纪初的分析方法极为简陋,电化学分析等诸多分析手段尚未发明)对此无能为力。
使用放射化学分析方法时,向稳定铅中加入一定放射性强度的RadiumD后,溶液的放射性强度就和铅的浓度关联了起来。当铅溶液不断被稀释时,溶液的放射性强度也在下降。即便铅浓度已不可测,但其放射性仍然能够检测,铅的浓度就可以通过与稀释前放射性强度的比值进行计算而得知。
我知道你就在那里——同位素示踪法的生物应用
本文来源:不详 作者:佚名