一個人的真正價值首先在於他在什麼程度上和在什麼意義上自我解放。——愛因斯坦
回到十八世紀。1765年，英國人哈格裏夫斯發明瞭珍妮紡紗機，揭開了工業革命的序幕，人口快速增長。1798年，馬爾薩斯匿名出版人口論，並於1803年再版。他的基本思想是：如沒有限制，人口是呈幾何速率（即：2，4，8，16，32，64，128等）增長，而食物供應呈算術速率（即：1，2，3，4，5，6，7等）增長。只有自然原因、災難、道德限制和罪惡能夠限制人口過度增長。
馬爾薩斯的觀點對政治和經濟、神創論和進化論都産生了深遠影響。1800年，英國取消了《濟貧法》，並於1801年實施了第一次現代人口普查。1802年，自然神學家佩裏大主教發表《自然神論》，認為馬爾薩斯證明了神的存在。1859年，達爾文在《物種起源》中説，他的理論是馬爾薩斯理論在沒有人類智力干預領域裏的應用。達爾文終生都是馬爾薩斯的崇拜者，稱他為“偉大的哲學家”。“我所閱讀過的最重要的書”，是華萊士對馬爾薩斯著作的評價，並對他和達爾文通過學習馬爾薩斯理論，各自獨立地發展出進化論，稱為“最有趣的巧合”。
事實上，工業革命後，人口快速增長，糧食問題成為威脅人類生存的頭號難題。在馬爾薩斯等人看來，人對土壤肥力影響甚微，除了控制生育，此題無解。1801年，蘇格蘭農業經濟學家安德森在《關於導致不列顛目前糧荒的情況的冷靜考察》中認為，城鎮與農村的分離導致自然肥料資源的喪失。他寫道：“大凡聽説過農業的人都知道，動物肥料用於土壤能增加土壤的肥力，當然他還必須清楚地意識到任何傾向於剝奪土地使用這種肥料的行為都應視為不經濟的浪費，應受到嚴厲譴責。”他斷言，只要合理利用人畜肥料，“就能夠長久維持土壤肥力而不需添加別的肥料”。然而在倫敦，這種自然肥料資源“每天都被帶進泰晤士河，在造成巨大浪費的同時，也使河水流經的下游城市居民不得不忍受臭氣熏天的氣味”。安德森以這種批判性分析和歷史視角為武器，奮力抨擊了馬爾薩斯關於“農業與社會危機是由於人口增長和有限土地的壓力而造成”的觀點。19世紀初期，歐洲十分流行德國學者泰伊爾的腐殖質營養學説。他認為，土壤肥力取決於腐殖質的含量。
健客：聽起來很有道理，堆肥就是利用細菌等微生物發酵製造腐殖質嘛。
雲飛：讓我們聽聽李比希怎麼説。
如果植物的原始養分只能是動植物的腐殖質，那麼植物是怎麼産生的？1837年，在英國利物浦召開的學術會議上，李比希做了關於“當前有機肥學理論現狀”的報告，認為在地球上，腐殖質出現于植物之後，而不是植物之前。因此，植物的原始養分只能是礦物質。他提出進入植物體內的礦物質為植物生長提供了必需的營養物質；進入植物體內的礦物質不是偶然的，而是植物生長和形成産量所必須的；植物種類不同，對營養的需要量也不同，需要量的多少可通過測定正常植物的成分來確定。
健客：從生物進化的時空尺度，溯源土壤肥力的物質基礎。我怎麼沒想到呢？李比希真是雄辯家啊！
雲飛：嗯，但科學離不開驗證。
在英國，李比希的觀點對富有的土地主和農業經濟學家勞斯産生了影響。1838年，他發現用硫酸處理磷礦石生成過磷酸鈣，對農作物有速效增産的作用。1842年，勞斯獲得磷肥專利，世界上誕生第一種化肥。同年，勞斯與另一位英國科學家吉爾伯特建立實驗站，開展大規模土壤肥力田間實驗。
李比希化肥田間實驗連遭失敗，仍堅持研究，直到1850年，他受一位英國農業化學家啟發，把製作肥料的不溶性鉀鹽改為水溶性鉀鹽，才獲得成功。當時德國北部多是沙地，根本不能種植農作物。但李比希把鉀肥撒進沙土地，並種上農作物。很多人認為：“沙裏摻鹽種莊稼，簡直是騙人”，並把李比希看作是瘋子。但一年後，沙地上長滿了美麗的蕪菁、大麥、黑麥和馬鈴薯。在農民眼裏，李比希變成了神仙。
健客：10年，從著書立説到發明化肥，李比希真能堅持啊！
雲飛：李比希牢記自己犯過的錯誤，堅持實驗出真知。
在奧登森林山區小鎮的市政廣場邊，有一座漂亮的房子。1817-1818年，李比希退學後在這裡學徒，後來，他成為世界著名的化學家。有意思的是，李比希竟被自己的中學老師稱為榆木腦袋！
1803年5月12日，李比希出生在德國的黑森·達姆斯塔特大公國的首都達姆斯塔特市，父親是醫藥和染料小作坊主。從小就喜歡動手的李比希在作坊中開始了他的化學實驗。李比希在達姆讀中學的時候，成績奇差無比，14歲時，由於在學校為同學演示實驗發生爆炸而被開除。“你就是一個榆木腦袋！你連當藥鋪學徒都不行。” 老師這樣評價李比希。他當然不服氣，跑到藥鋪當學徒，後來又因實驗爆炸被辭退。兩次爆炸使李比希遠近聞名。回到達姆，在父親的作坊中作幫手，同時堅持自學化學。
健客：哎呀，這個老師太狠了吧。
雲飛：現實中，還真就有人像李比希的中學老師，不懂開發學生的潛力，而用大眾的眼光審視千差萬別的學生。
健客：嗯，有道理。幸虧李比希沒有自暴自棄。
雲飛：我想起李白名篇《將進酒》。
君不見，黃河之水天上來，奔流到海不復回。
君不見，高堂明鏡悲白髮，朝如青絲暮成雪。
人生得意須盡歡，莫使金樽空對月。
天生我材必有用，千金散盡還復來。
烹羊宰牛且為樂，會須一飲三百杯。
岑夫子，丹丘生，將進酒，杯莫停。
與君歌一曲，請君為我傾耳聽。
鐘鼓饌玉不足貴，但願長醉不復醒。
古來聖賢皆寂寞，惟有飲者留其名。
陳王昔時宴平樂，鬥酒十千恣歡謔。
主人何為言少錢，徑須沽取對君酌。
五花馬，千金裘，呼兒將出換美酒，與爾同銷萬古愁。
知子莫若父。1819年秋，李比希的父親送兒子進入波恩大學學化學。導師很快發現他的才能，讓他做試驗助手。1821年他隨導師去埃爾朗根大學。在埃爾朗根他開始寫博士論文《關於礦物化學與植物化學間的關係》。在那裏，他參加了自由軍團。1822年3月，因參加了反對當局的示威，被警察通緝，他逃回家鄉。他的導師向黑森·達姆施塔特的大公路德維希一世推薦他，幫助他獲得去巴黎索邦大學學習的獎學金。法國是當時世界科學中心，索邦大學是當時化學教育最領先的歐洲大學。很快他關於醋酸汞的工作就引起了著名學者洪堡的注意。在洪堡的推薦下，剛剛21歲的李比希于1824年5月成為吉森大學的特殊化學和藥學教授。一年後成為正式教授。李比希對化學教學竭心盡力。他實施了一項前所未聞的計劃，那就是改革德國的傳統化學教育體制與教學方式，探索造就新一代化學家的方法。開始他的工作條件非常差，薪水很低，只有很少的錢買實驗設備、儀器和試劑等。為了自籌經費，1827-1833年，他和其他教授成立了私立藥師技術研究所，在業餘時間通過培訓藥師助手和技術人員掙錢。
當時德國大學中的化學教育，通常是把化學知識混雜在自然哲學中講授，而且沒有專門的化學教學實驗室，學生得不到實驗操作訓練。李比希深知，作為真正的化學家僅有哲學思辨是不夠的，化學知識只有從實驗中獲得。而這種實驗操作訓練在那時的德國大學中還得不到。於是李比希下決心借鑒國外化學實驗室的經驗，在吉森大學建立現代化的實驗室，讓一批又一批的青年人在那裏得到訓練，從中培養出一代化學家。吉森大學實驗室是一座供化學教學使用的實驗室，它向全體學生開放，可以同時容納22名學生做實驗，並在化學實驗過程中進行講授，講臺的兩側有各種實驗設備和儀器，可以方便地為學生演示各種實驗。
為了發展化學教學，李比希還用新體系編制了化學教學大綱。他認為，化學不僅是一門實驗科學，同時直接關係到國家的命運和人民的生活。所以他認為：“學習化學的真正中心，不在於講課，而在於實際工作。”該大綱規定：學生在學習講義的同時還要做實驗，先使用已知化合物進行定性分析和定量分析，然後從天然物質中提純和鑒定新化合物以及進行無機合成和有機合成；學完這一課程後，在導師指導下進行獨立研究，作畢業論文；最後通過鑒定獲得博士學位。他要求他的學生既會定性分析，又會定量分析，然後自行製備各種化合物。這樣就可以培養出較強的實際工作能力。李比希這種讓學生在實驗室中，從系統訓練逐步轉入獨立研究的教學體制，在他之前未被認識，前所未有；而自他開始，逐漸發展成為近代化學教育體制。由於培養出第一流的化學人才，吉森大學成了全世界化學化工工作者注目和嚮往的地方。四面八方的學生涌向吉森大學，聚集于李比希門下。在李比希的精心指導下，通過實驗室系統訓練培養出一大批聞名於世的化學家。其中名列前茅的有為染料化學和染料工業奠定基礎的霍夫曼，發現鹵代烷和金屬鈉作用，製備烴的武慈，提出苯環狀結構學説，為有機結構理論奠定堅實基礎而被譽為“化學建築師”的凱庫勒，以及被門捷列夫譽為“俄國化學家之父”的沃斯克列先斯基等。這些學生繼續仿傚李比希的做法，建立了一批面向學生的教學實驗室，使吉森的化學教育模式在全世界得到積極推廣，培養出眾多著名的化學家，並形成吉森-李比希學派，為世界化學發展作出了巨大貢獻。
1827年塔林大學、1835年哥廷根大學、1839年聖彼得堡、1841年維也納、1845年倫敦和1851年海德堡的大學均聘請他，但是都被他拒絕了。不過每次他都借機與黑森的教育部門進行談判，以此來改善經濟和工作條件。李比希于1840年當選英國皇家學會會員，1842年當選為法國科學院院士，1845年被封為男爵。巴伐利亞國王馬克西米利安二世親自致信聘請他，並且親自召見他，給他看將要建造的新的化學研究所及教授居所的計劃，並保障他教學和研究自由。他無法拒絕這個聘請。從1852年開始，他住在慕尼黑，成為德國內外許多科學研究組織成員，並獲得許多榮譽和勳章。1859年12月15日，他任巴伐利亞科學院主席。1870年慕尼黑授予他名譽市民。1873年4月18日，李比希在慕尼黑因肺炎逝世。4月21日入葬慕尼黑森林墓地，許多市民為他送行。此後，慕尼黑、達姆施塔特和吉森為他樹立紀念碑。後來吉森大學以他命名，全稱吉森尤斯圖斯-李比希大學。
健客：李比希真了不起！
雲飛：梅花香自苦寒來。
北師大版第十二冊收錄了我國著名科普作家葉永烈的文章《床頭上的標簽》，講了兩個故事。一個是失敗的故事：年輕的李比希憑空自造化合物，對科學不嚴謹、不認真，錯失“溴”元素的發現，懊悔莫及；另一個是成功的事：李比希通過認真地研究、思考與動手實踐，找出提高顏料品質，減輕工人勞動強度的方法。李比希用“床頭上的標簽”來提醒自己：對待科學要有謙虛、謹慎的態度和持之以恒、實事求是的精神。嚴謹是科學研究的前提，堅持是事業成功的條件。李比希用“錯誤之櫃”警醒自己，教育學生。
有這樣一個人，世界上最早的 60 位諾貝爾化學獎獲得者中有 42 位是他的學生或他學生的學生。他一生從沒有獲得過諾貝爾化學獎，只是因為在他去世28年後諾貝爾獎才剛剛創立。他是真正的有機化學之父，有史以來最偉大的化學教師，堪稱有機化學的天才，這個人就是德國人尤斯圖斯·馮·李比希。
健客：榆木腦袋變天才啦！
雲飛：教育不僅改變了一個人，而且改變了整個國家。
近現代以來，義大利-英國-法國-德國-美國相繼成為世界科學中心。經濟繁榮、思想解放、教育興盛、政府有力支援等社會因素以及科學成果涌現時機因素共同導致了世界科學中心的形成、演進與更替。意、英、法、德、美這些國家為什麼能成為世界科學中心？
科學的歷史發展不是線性的，而是有起有伏，科學的地域分佈不是平衡的，而是有的國家先進，有的國家落後。關於世界科學中心，根據一些學者的統計分析，有世界科學單中心説、多中心説、主中心與副中心説。實際上某一學科、某些學科群也有世界中心。
19 世紀初，德國出現謝林和黑格爾的自然哲學。他們反對物理學家的自然觀，企圖用主觀臆造的自然觀來取代前者。這股反科學的思潮對科學發展十分有害。比如黑格爾是 19 世紀影響很大的哲學家。他認為什麼東西都是變化的，但是變化有終極目的，這是絕對真理。普魯士國王就代表絕對真理。這是對權勢的逢迎。他不懂科學，卻要對科學指手劃腳，否定牛頓的力學理論。富有人文思想的洪堡首先奮起反擊。畢業于哥廷根大學時任普魯士內務部教育廳廳長的洪堡將新人文主義變為柏林大學具體的辦學思想付諸實施，開創了德國教育史上的洪堡時代。他協同李比希發起一場廣泛而持久的反對自然哲學的鬥爭，消除其負面影響，使德國科學發展突飛猛進。李比希創立有機化學，維勒成功合成尿素，施萊登和施旺創立細胞學説，科恩和科赫是細菌學的主要創立者，愛因斯坦提出相對論，普朗克提出量子概念，倫琴發現 X 射線，德國開始引領世界科學發展。19 世紀中期起，德國工業迅速崛起，為德國科學的崛起提供了物質基礎。開明的君主制為德國科學復興提供了政治保障，教育和科研體系具有穩定的自我增長空間而不受過多干預，使得先進的、有利於自然科學發展的制度得以存續並釋放潛力。德國文化中含有尊重科學的內在因子，且實用主義文化逐漸佔據主導地位，為科學的崛起及科研成果的轉化提供了良好的文化氛圍。洪堡等人推動現代大學制度的建立，李比希致力於科學教育改革，保證學生獲得必要的基礎知識和科研能力訓練，打破了傳統的自然哲學教學方式，編制了新的教學大綱，創造性地使理論教學與實驗教學相結合，為近代化學教育體制奠定了基礎；從此以後，不但在化學方面，世界各國大學在其他自然科學中也都開始仿傚這種科學培養人才的方法。這些是德國成為世界科學中心的重要因素。德國創建了強大的工業實驗室，把科學與企業結合起來，科學研究獲得了資金，企業獲得了基於科研的技術，有力地推動了物理、化學等學科的發展。源起于德國的有機化學、量子力學等學科，成為當時引領世界科學發展的帶頭學科。
健客：我聽過“雙一流”的提法。
雲飛：建設世界一流大學和一流學科，是中共中央、國務院作出的重大戰略決策，也是中國高等教育領域繼“211工程”“985工程”之後的又一國家戰略。到2030年，更多的大學和學科進入世界一流行列，若干所大學進入世界一流大學前列，一批學科進入世界一流學科前列，高等教育整體實力顯著提升；到21世紀中葉，一流大學和一流學科的數量和實力進入世界前列，基本建成高等教育強國。
健客：祝願偉大祖國成為下一個世界科學中心。
雲飛：一起努力！
李比希發現了氮對於植物營養的重要性。大氣成分中約五分之四是氮氣，如何將它們轉化為可以被植物利用的物質形式，“固氮”一直是科學家關注的重大課題。
欲知後事如何，且聽下回分解。
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