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科学史表明，伟大的科学家不一定是巨人，但伟大的导师却不可能不是巨人。比起其他化学家，李比希之所以在科学史上被人们连篇累牍地介绍和评价，主要原因就在于他创立了科学史上第一个自然科学研究学派，在大学中引入了现代科学教育模式。
◀这幅漫画表现了李比希在当时的慕尼黑文化生活中的领军地位。画中的李比希站在车身上，前有妇女拉着，后有绅士推着，李比希的重要性可见一斑。
1803年5月12日，在德国黑森大公国的首府，一个幼小的生命诞生了，他的第一声啼哭是那样洪亮有力，似乎是在向世界宣告他的不平凡。伴随着这个幼小生命的成长，一个响亮的名字注定要在人类的历史上留下光辉的印记，这个名字就是尤斯图斯·李比希（Justus von Liebig）。时值今日，缅怀这位伟大的化学家和化学教育家，我们仍然怀有由衷的敬佩之情。作为一代化学大师，李比希的许多贡献具有开拓性，体现为对有机化学实验和理论做出了许多奠基性的研究，被誉为“德国化学之父”；开创了现代科学教育之先河，创建了科学史上第一个自然科学研究学派；将化学研究用于为人类谋福利，成为后世科学家将科学发展与人类进步密切联系在一起的典范。
作为一个注定要被历史记载的人物，李比希在他的少年时代就表现出不同于他那个时代的个性与兴趣，不喜欢拉丁文和希腊文等古典科目，而对自然科学感兴趣，尤其是化学成为他向往研究的学科。立志要成为化学家的李比希在得到父亲同意之后，于1820年来到波恩大学（The University of Bonn）学习化学。由于受到整个传统文化的影响，德国大学教育被古典主义与浪漫主义所统治，自然科学得不到足够的重视，16、17世纪就被确立的实验和理性方法在德国的科学研究中得不到贯彻。这种状况自然不能满足一心想成为化学家的李比希的愿望和要求。不幸的遭遇和偶然的幸运帮助了李比希。1822年，李比希到达当时仍是科学活动和化学活动中心的法国，开始了影响他一生的求学经历。
在当时云集法国著名科学家的索邦神学院（la Sorbonne，巴黎大学的前身），李比希亲耳聆听了许多著名科学家的讲演，这些以实证为主的自然科学讲演不仅使初来乍到的李比希受到科学研究理念的熏陶，而且使他深切感受到科学研究方法的真谛。更为重要的是李比希在这里圆了少年时代就有的梦想，在真正意义上的实验室里开始了化学研究。在一位化学家的实验室里，李比希继续他在德国时的雷汞研究。经过研究，李比希发现雷汞就是雷酸盐。他接着研究了雷酸的性质，制备了多种雷酸化合物。这项研究也为李比希带来了千载难逢的幸运机会。因为他以此研究所写成的论文有幸得到法国的化学泰斗盖-吕萨克（J.L.Gay-Lussac,1778—1850）在法国科学院例会上的宣读。通过这篇文章，盖-吕萨克不仅知道了年轻的李比希的名字，而且对他留下了很好的印象。经过德国著名科学家洪堡（Alexander von Humboldt,1769—1859）的引见，盖-吕萨克同意李比希到他的私人实验室里从事化学研究。在这种难得的机会中，李比希接受了正规的化学研究技能和化学研究方法的训练。在这里，李比希体会到了实验室对科学研究的重要性。他认识到化学作为一门实验性较强的科学，实验是它立足的必要前提，没有一定的实验支撑，任何化学研究都将寸步难行；另一方面，李比希感到，要将化学作为一种事业来发展，就必须突破化学实验室为私人所有的模式。因为私人实验室只能为少数有条件的化学家提供研究场所，而大多数有志于化学研究的青年却被拒之门外。要想扩大化学发展的规模，让每一个想从事化学研究的青年有机会进入化学领域，就必须将化学实验室从私人性质转向公共性质。怀着这样的感受和体会，李比希结束了他的法国求学经历。在回国途中，李比希开始思索如何将自己的体会变为现实，他想到首先要做的事情是在自己任教的大学里建立一个公共实验室。这一想法不仅实现了李比希将化学发展成一种事业的理想，而且成就了他作为一代化学大师的雄心壮志。
科学史表明，伟大的科学家不一定是巨人，但伟大的导师却不可能不是巨人。比起其他化学家，李比希之所以在科学史上被人们连篇累牍地介绍和评价，主要原因就在于他创立了科学史上第一个自然科学研究学派，在大学中引入了现代科学教育模式。
1824年，李比希从法国回到德国之后，他立志要对德国的科学教育和科学研究进行一次革命性的变革。在他看来，首先应当改变大学科学教育中没有系统的教学大纲和教育方法的局面，他开始利用自己的所学编制化学教学大纲。在教学大纲里，李比希充分贯彻了他的教育理念，规定“首先，学生在学习讲义时，还要做实验，先使用已知的化合物进行定性分析和定量分析，然后从天然物质中提纯和鉴定新的化合物，以及进行无机合成和有机合成；学完这一课程后，在导师指导下进行独立的研究，作为毕业论文项目，最后通过鉴定获得博士学位” [1] 。可以看出，李比希的教育理念是非常明确的，那就是让学生在实验中获得系统的训练，并从中体会科学研究的技巧，最终达到能独立进行研究。李比希的教育模式开创了将科学的系统化教育（包括知识的积累、实验技能的培养、研究方法的训练）引入到大学教育的先河，并使这种系统化教育成为大学教育最重要的一环。可以想见，这种教育的实施必然使接受化学教育的学生能够获得切实可行的科学研究技巧和系统化的研究方法，有助于学生独立从事科学研究能力的培养。
在提出新的教育模式之后，李比希开始考虑建立一个既适于教学又适于研究的大学化学实验室，与其化学教育改革相配套。为此，李比希多方奔走，终于在1826年建立了世界上第一个公共性质的大学化学实验室——吉森大学化学实验室。这一具有历史性意义的事件，标志着现代实验组织和教育相结合的开端。不同于以往那种只供少数人利用的私人实验室，吉森实验室是可以同时容纳许多学生的教育和研究的中心机构，是近代科学在大学中机构化的表现 [2] 。吉森实验室的建立为李比希推行教育改革作好了铺垫，也为他的学派的成长提供了训练场所。正如英国科学史家丹皮尔所评价的：“1826年，在吉森建立了一个实验室。从那时到1914年，学术研究的有组织工作在德国异常发达，远非他国所及” [3] 。作为一个具有创新意识和创造性思维的科学家和教育家，李比希不仅有着独创性的思想和娴熟的实验技巧，而且富有搞教育工作的天赋和严谨的治学态度。李比希学派的成功在于占领了当时化学研究的制高点——有机化学。我们知道，在李比希实施他的化学教育和创立学派时，有机化学还是一片正在等待开发的丛林，进入这片丛林进行创造性的研究当然是非常困难的，但是正由于它还是一片未开垦的不毛之地，所蕴藏的成功机遇比起那些已被开采的领域要多得多。也就是说有机化学在当时是化学研究的富矿，谁能敏锐地洞察到这一点，谁就可能占领这块蕴藏无限生机的科学研究领地。李比希充分展现了他作为一代化学大师的聪慧和风采，他站在当时化学领域的最前沿阵地，对于化学研究发展的形式具有敏锐的洞察力，并能够高瞻远瞩，随时掌握化学发展的新动向，从而能指导学生紧跟时代的脉搏思考自己未来的研究课题。在具体的教学中，李比希更是始终贯彻他的科学研究思想，除了给学生讲授基础化学知识外，还亲临实验室指导学生做实验，教给学生进行化学研究的方法和技巧。在这样的教学中，李比希不仅将化学知识和化学研究的技能传授给了学生，而且将科学研究的实证精神赋予了学生。正如他的学生、美国耶鲁大学农业化学教授约翰逊所体会的“李比希对于世界各地到吉森实验室来学习的学生始终贯彻这么一种精神：即让他们学习在科学上有所发现的方法。要求他们检验某些观念是否真实，某些结果是否正确。此外，还要为了提出新的观念进行新的观察和发现。李比希不是为了好奇和荣誉来追求发现，他把真实性放在首位。他耐心听取同学们每天的进展，思考他们的研究计划，观察他们仪器的安排和设计，验证他们的观察，听取他们的想法。李比希对同学们加以鼓励也加以批评。他提出问题，以及怀疑和相反的意见。他不仅要求学生积累资料，对事实加以思考，同时要他们根据比较、分类和论证，把资料加以联系和补充，并且引导他们对于理论上的每个弱点加以批评，通过各方面的仔细考察来证实或否定他们所提出的结论” [4] 。
之所以将李比希看做现代科学教育的开山鼻祖，不仅在于他成功地实施了既定的教育改革目标，而且在于他开拓性地创立了历史上第一个自然科学研究学派，为现代科学研究构建了一种行之有效的科研组织模式，这种模式脱离了科学家在私人实验室里独自进行研究的形式，将众多科学家组织起来，在学派领袖的带领下，发挥集体创造的优势，进行科学研究。由于这种学派组织形式集中了学派领袖和学派成员的集体智慧，比起科学家单打独斗的研究具有整体功能和效应，是对单个科学家研究加和效应的放大，因而具有事半功倍的效能。难怪在李比希之后，许多科学家纷纷效仿他的做法，各自创立自己的学派，在数学方面有法国的布尔巴几学派；在物理学方面有丹麦的玻尔学派，德国的玻恩学派，英国的卢瑟福学派；在化学方面有德国的霍夫曼学派，俄国的齐宁学派。在当时，创建学派在世界各国蔚然成风，这种情况一直延续到20世纪40—50年代当代科研组织形式的出现，即国家资助的研究所、工业实验室、大学研究组织等。从前后相继关系来看，可以说，学派形式的科研组织是当代科研组织的前身，对当代规模化的科研组织形式的出现起到了奠基性作用。而学派作为科学研究组织的一种有效形式对科学发展起到的推动作用更是无与伦比。首先，学派由于具有特殊的师承关系，有助于杰出科学人才的培养。李比希学派成功的一个标志就是他培养了许多著名的化学家，如霍夫曼、凯库勒、齐宁等，而那些师从李比希或李比希门徒的化学家从他那里获得的收益更是不胜枚举，仅就获诺贝尔奖一项来看，迄今为止，李比希的弟子们仍高居榜首。其次，学派是带头发展科学的重要力量，如李比希学派从事的有机化学研究、玻尔学派从事的量子物理学研究都是当时具有奠基性的研究领域。第三，学派所具有的纽带作用有利于科学的继承和发展。无论是李比希的弟子们，还是玻尔的学生，他们所创立的学派都或多或少受到老师的影响，所采用的科学研究方法都与老师一脉相传，这正是学派研究组织形式所独有的特殊风采。最后，学派之间的争论对科学发展具有促进作用。学派的出现标志着同一研究领域存在不同的学术观点、研究方法和研究视角，而这些不同一方面表征了各个学派的特点，另一方面也是学派之间进行学术争论的基础，各个学派坚持自己的观点，批驳其他学派的不足，通过这样的争论，互相取长补短，获得发展的动力。同时，这种争论对于整个科学发展也是一种推动，借助这种推动，科学研究方法得到改进，科学概念得到修正，科学理论得以完善。
19世纪初叶，同已发展成熟的无机化学相比，有机化学还是一个全新的研究领域，人们对有机化学的认识还十分粗浅，只知道这类物质来自于有机体，组成它们的元素通常是碳、氢、氧、氮、磷等。除此之外，有机化学领域还存在着一些认识上的问题：首先是生命力论的渗透使有机化学蒙上了一层神秘的面纱，阻碍着化学家采用实证研究方法对其加以认识；其次，有机分析化学方法还不完善，化学家对于有机化合物的组成和性质不能进行清楚的认识，这一方面是由于有机化合物的组成比较复杂，仅仅三四个元素就能组成许多化合物，另一方面，化学家还未找到适宜于有机化合物的、有效的研究方法；第三，无机化学中用于解释物质结合原因的电化二元论虽然已经在有机化学中得到推广，但是这种推广并不能帮助有机化学家分析和认识有机化合物的组成和性质，相反，不但不能解释这类物质的特征，反而使其分子式的确定显得非常复杂，甚至是混乱不堪。正如1835年维勒（Friedrich Wöhler,1800—1882）在写给他的老师的信中所描述的“有机化学当前足以使人发狂，它给我的印象就好像是一片充满最神奇东西的热带原始丛林；它是一片无边无际的使人无法逃得出来的丛莽，也使人害怕走进去。” [1] 但是这一切对于富有挑战精神的李比希似乎不构成威胁，相反，他义无反顾地一头扎进有机化学的热带丛林中，大刀阔斧地开始了这一新领域的探索。
在研究之初，李比希就毅然抛弃了生命力论的思想，在他看来，有机化学同无机化学一样，都是由实在的物质构成的，并不存在特殊的所谓“生命力”。在确定了这样的思想之后不久，他的好友维勒在实验室中合成了有机物尿素的消息更增加了李比希对其想法的自信，但是只有想法，没有实际的研究方法仍然难以在有机化学领域取得突破。于是，李比希开始思考如何进行有机化学研究。他想到，要弄清有机化学的性质和其反应机理，首先要解决的问题是搞清有机化合物的组成，而这一切必须依赖精确的定量分析方法。在确定了基本的研究思路之后，李比希开始考察已有的有机分析化学方法，他认为既然可以在实验室从无机化合物中合成有机化合物，那二者也同样具有研究方法上的共通性。经过考察，李比希发现已有方法分析有机化合物非常复杂和繁琐。在李比希看来，既然科学理论的构造能实现简单性原则的要求，作为构建科学理论基础的实验也必然蕴涵着简单性。在这样的信念指导下，李比希决定发展一种适宜于有机分析化学的更为简单、可靠、方便、快速的有机元素分析方法。这对于惯于实验操作和实验仪器制作的李比希并不十分困难，他巧妙地进行了关键性的技术创新，“采用一种燃烧装置，利用有机物的蒸气在与红热的氧化铜接触时，可以很好地得到燃烧这一点，把样品放在一根装有氧化铜的硬质玻璃管中加热燃烧。” [1] 然后再利用配有一定装置的氯化钙和氢氧化钙溶液分别吸收生成的水和二氧化碳，经过称量被吸收物的重量计算有机物中碳和氢的含量。李比希设计的这种分析方法，不仅便于操作，而且精确、可靠。到1840年时，李比希的碳氢分析方法进一步被发展为精确的定量分析技术，并成为化学界的标准分析程序。同时，这套准确简捷而又迅速的有机元素分析方法成为李比希学派分析有机化合物的基本方法，帮助这一学派在短短几年内取得了大批有机化学研究成果，为学派的迅速崛起和成长立下了汗马功劳。
作为一名具有敏锐思想和独特思维的科学家，李比希不会将自己的研究视角仅仅停留在有机化学的实验室分析中，在他的心中蕴藏着更高的目标和理想，这就是构建有机化学的理论大厦。应该说，李比希进入有机化学领域有一个过程。同分异构现象的发现是他从无机化学转向有机化学的敲门砖。19世纪20年代，李比希和维勒几乎同时研究雷酸银和氰酸银，当时他们并不知道二者是同分异构体。但是经过研究，他们发现两种物质的组成完全相同，而它们的性质却不同，这种现象与当时在化学界普遍流行的物质的组成决定物质的性质的看法相互矛盾。如何解决矛盾？李比希首先重新对两种物质进行了更为详细的实验分析，确证了两种物质组成相同而性质不同的现象的真实存在，然后试图从理论上对现象作出合理的解释。他借用了贝采里乌斯（J.J.Berzelius,1779—1848）在1830年提出的“同分异构”的概念，认为雷酸银和氰酸银是一对同分异构体。在此基础上，李比希进一步对同分异构的含义进行了解释，他说正像几个相同的字母，如果采取不同的组合方式，就会形成不同的单词一样，几个相同的原子，如果以不同的方式化合，便会产生极不相同的物质。 [1] 而且李比希认为同分异构是有机界存在的一种普遍现象，需要化学家作进一步的探索。这样，李比希和维勒发现的同分异构现象实际上是在有机化学领域开了一个口，同时也为化学家进一步深入有机化学，构建有机化学理论体系做好了铺垫。因为同分异构现象的揭示明确了化学家的任务，“这就是必须判别出各种反应中不发生变化的各种复杂的原子团（又称基团），弄清楚能够说明同分异构现象的原子团的内部联系。” [1] 同样，同分异构现象的发现也将有机化合物的结构研究摆在了化学家的面前，使他们从关注有机化合物的组成转向研究其结构，从而使有机化学在方法论上表现出同无机化学不同的独特之处。同分异构现象的发现还将李比希学派带到了有机化学的边缘，为李比希带领他的弟子们闯入有机化学这一新兴领域开辟了道路。
在李比希建构有机化学理论方面最能反映他深厚的理论概括能力的是有机基团理论的提出。在对苯的取代物苦杏仁油、安息香酸、苯甲酰氰、苯甲酰胺进行了一系列研究之后，李比希发现它们都有共同的部分 C 7 H 5 O，而且这些物质在一些性质方面有相似之处，李比希想这说明什么问题呢？是不是可以将C 7 H 5 O看做一个整体？如果将它们看做整体的话，如何在理论上给出合理的解释？李比希想到了贝采里乌斯的“不变基团”概念，并汲取了“取代说”中基团可以被其他原子或原子团取代的思想，给出了有机基团的科学定义。李比希提出有机基团理论是建立在他认为有机物无论多么复杂，其追求简单性的倾向同无机物是一样的，因而在它们的结构中必然对简单性要有所反映，基团的存在就是有机物向人们的一种昭示，它提示人们面对复杂的有机物的结构可以进行简单化处理。李比希的这种追求科学认识简单性的思想在他的发现基团理论的论文中毫无保留地表露出来，他说“有机化学拥有自己的元素，它们的作用有些像无机化学中的氯或氧，有些则相反像金属一样。氰基、胺、苯甲酰基、脂肪类化合物、乙醇及其类似合物——这些都是有机化学赖以建立的真正元素，而不是只有当有机物完全分解后才出现的终极元素——碳、氢、氧和氮。无机化学的基团是单质的，有机化学的基团是复合的，这是两者唯一的区别。其他化合和反应定律在化学的这两个分支都是适用的” [6] 。有机基团理论的提出使杂乱无章的有机化学领域终于显现出了光明的前景，化学家可以在这一理论的指导下对复杂的有机化学进行有条理的分析和归类，这就大大简化了有机化学认识的复杂性。从此，李比希和他的学生及其他有志于有机化学研究的化学家在这个领域可以大踏步地向前挺进了。
除了提出基团理论之外，李比希在有机发酵理论、有机多元酸理论等方面也展示了他善于将观察、实验提升为理论解释的杰出才能，而每一种理论的确立都是李比希实证研究与理论概括相结合的科学思想的体现。也正是仰仗这种正确的科学研究思想，李比希在有机化学方面为人类作出了许多具有开拓性的贡献，他的学派也在其正确思想的引导下成为科学史上取得巨大成就的科学研究学派。
在吉森大学任教的14年中，李比希的工作基本上是专门围绕有机化学的实验和理论构建而展开的，仅就这一期间的功绩而论，称他为第一流化学家也是当之无愧。然而，作为一个伟大的科学家，李比希似乎并不满足于已获得的成就，在他的心中蕴藏着他那个时代其他科学家很少有的一个理想，那就是将科学用于造福人类。1837年，当李比希应邀出席英国科学促进会的年度大会时，他的这一想法终于找到了变为现实的契机。大会委托李比希提出有机化学研究现状的详细报告。为了完成这一任务，李比希想报告中不仅要反映有机化学已经取得的成就，还应当反映有机化学的应用前景。于是，他决心写一部关于运用已知事实和定律造福人类的著作，这一想法促成了他的研究兴趣从有机化学向农业化学和生理化学的转变。促成这一转变的另一个动机是李比希当时正在着手写一部《化学大辞典》。在查阅文献时，他发现虽然化学在理论方面已经取得了长足的进步，但是化学在工业和农业生产实践中的运用却非常少。具有敏锐洞察力的李比希立即意识到将化学研究用于为人类造福是一个有必要探讨的问题，它所蕴藏的前景也是非常广阔的。进行了一番思考之后，李比希决定停下正在思考的有机化学研究，转入农业化学的研究。
由于有深厚的理论知识功底，李比希在转向应用化学研究之后，仅仅进行了三个月的实验就总结出农业化学的基本特点，于1840年写出了《化学在农业和生理学上的应用》这部颇受学术界欢迎的专著。在书中，李比希提出了有关使用肥料促进农作物提高产量的思想，这一思想立刻引起化学家的重视和对应用研究的兴趣，从这一点上说，李比希从有机化学的理论研究转向化学的应用研究，为化学走向工业和农业的生产应用开了一个好头，也为化学同社会的联系指明了一条道路。从此，化学家意识到化学研究的意义不仅在于为化学知识的积累添砖加瓦，而且最终目的是为人类谋福利。值得一提的是，李比希研究农业化学时的思想理念在今天的人们看来是非常具有生态整体观意义的。李比希农业化学的整个理论基础是他的一种自然界有机过程再生循环观念：“整个动物、植物、矿物界的各种现象之间，存在一种具有规律性的相互关系。这种相互关系是地球表面上生命赖以生存的基础” [4] 。基于这种生态整体观思想，李比希提出了他的农业化学的核心理论，即物质补偿法则。在这一理论中，李比希认为“植物的栽培致使土壤肥力逐渐衰退。为了恢复土壤的肥力，必须把损失的土壤成分全部归还给土壤，这样才能提高农作物的产量” [1] 。由此，农业化学的任务就是研究那些设法补偿农作物从土壤中夺走的营养物质，将有利于自然界良性循环和保障这种良性循环置于化学研究的首位，这可以说是值得我们今天的科学研究者学习和借鉴的。
在将化学用于造福人类的研究方面，李比希的贡献是多元的，既有对农业化学和生理化学开创性的研究，也有对工业化学研究决定性的影响。李比希对化学工业与德国经济密切联系的影响主要体现在两个方面：一方面，积极参与化学工业的应用研究。从1845年开始，李比希着手进行化学肥料的实验研究，制成“李比希专利肥料”，经过多次改进之后，于1850年研制出能用于增加土壤肥力的可溶性化学肥料，并促使德国建立起化学肥料工业。除此之外，李比希还利用所发现的银镜反应，发明了新的镜面制造技术，并且成功地将其应用于工业生产，取代了对生产者有危险的镀汞技术。另一方面，李比希创造性地将自己的研究成果申请专利，为后世科学家将科学研究成果商品化做出了榜样。“李比希肉精公司”就是李比希与企业界人士联合将其研制出的产品投入工业生产的一个典型例子，虽然这一标有“李比希”名字的肉精不像人们想象的那么富含营养，但是这一尝试性的举措成为科学研究、应用与开发同工业密切联系的典范，以至于到今天，“李比希肉精”作为高级调味品仍然销路广泛。另外，李比希与默尔克（Merck）合作，使实验室中使用的化学试剂的生产走向了商业化，特别是默尔克在李比希的建议下，建立了具有现代意义的跨国公司，生产植物精（或味精）。在李比希的影响下，德国在19世纪后期，科学与工业，尤其是化学与工业的联系非常紧密，在当时的德国，在6个大的化学工厂中就有650名以上的化学家在工作，而在同一时期的英国，同样工厂中，化学家人数只有德国的1/20；到1911年，德国生产染料的工厂中，共有7000名工人，而拥有的化学专家高达1500人 [7] 。科学与工业的联合不仅为德国在19世纪末20世纪初带来了经济的繁荣和世界科学活动中心的地位，而且造就了第二次世界大战之后世界性的科学与社会、经济的联盟，从这个意义上说，李比希的贡献已经远远超出了科学领域，具有促进人类进步的非同凡响的功绩。
[1] 李三虎.热带丛林苦旅——李比希学派.武汉：武汉出版社，2002: 21,67.
[2] 张家治，邢润川.历史上的自然科学研究学派.北京：科学出版社，1993: 28.
[3] 丹皮尔.科学史.北京：商务印书馆，1979: 389.
[4] 李比希.化学在农业和生理学中的应用·代序.北京：农业出版社，1983: 27.
[5] 梅森.自然科学史.上海：上海人民出版社，1977: 433.
[6] Liebig,Justus.“An Autobiographical Sketch”in Cambell Brown,Essays and Addresses.London, 1952: 325~327.
[7] 郭保章，董德沛.化学史简明教程.北京：北京师范大学出版社，1985: 436.