奧斯特瓦爾德
一、童年花葩
1853年9月2日，威廉·奧斯特瓦爾德出生在拉脫維亞的首府裏加。這是一個瀕臨波羅的海的城市，當時是俄國的領地。裏加是一座約有千年曆史的古城，其建築風格和典章製度與德國的呂貝克市相仿。城中的上流社會和中產階級，如貴族、大地主、文士、商賈，以及下層貧民都講德語，其風俗習慣和精神生活也根植於德國文化。伊曼努爾·康德的《純粹理性批判》初版（1781年5月）就是由裏加書店出版的。
威廉·奧斯特瓦爾德的雙親都是德國移民的後裔。他的父親戈特弗裏德·奧斯特瓦爾德是一貧如洗的手藝人，長期在俄羅斯流浪，後定居在出生地裏加，靠製木桶為生。他的母親伊麗莎白·洛伊克爾是麵包師傅的女兒，純粹的德國血統，生於莫斯特，祖輩是從德國黑森移居而來的。他們結合後，在裏加安頓下來。因此，小威廉無論在理智上還是在感情上，都認為自己是德國人。後來，他在求學期間極力反對沙皇俄國推行的泛斯拉夫運動，對強迫用俄語授課十分反感，並由衷地厭惡那些沒有民族氣節的德國人。這就是他所謂的“德國魂”。
製桶師傅和麵包師傅的女兒結婚時還沒有自己的房子。婚後，他們起早貪黑，省吃儉用，好不容易積攢了一筆錢，買下了一座簡陋、破舊的小屋。剛剛懂事的小威廉感到十分心滿意足，畢竟有自己的家了！為了節約家庭的日用開支，母親經常把父親工棚裏的鋸末收集起來當柴燒。經過幾年的慘淡經營，他們買了新居，擴大了營業規模，家境逐漸有了改善，但仍談不上殷實富有。
威廉的父親身材魁梧，性格暴躁，孩子們都怕他，盡量設法躲他。不過，他倒也內秀，天分高，心靈手巧，喜歡畫畫。母親身材纖瘦，機敏聰慧，幹起活來幹脆利落，是一位十分稱職的家庭主婦。母親除了給全家做飯外，還要照管孩子，操持家務，母親的負擔是很重的。盡管如此，母親不僅把家務料理得井井有條，而且還能擠出點時間讀書看報，在有限的餘暇內調劑一下精神生活。母親酷愛藝術，尤其喜歡戲劇，隻要經濟允許，父親總是給她在市立劇院預定座位。
威廉上有哥哥，下有弟弟，沒有姐妹。他的兄弟長得都像父親一樣高大，愛做熱鬧、粗野的遊戲。而威廉的身材、秉性和情趣都與母親相似，喜歡一個人安靜地做自己的事情。母親的言傳身教，不僅對他的思想發展和知識積累有明顯的影響，而且也給他注入了藝術家的素質。不過，他愛好繪畫的天性和製造器物的技巧，恐怕主要得益於他的父親。父親在多年的漂泊生活中備嚐艱辛，這既錘煉了他的意誌，也使他見多識廣。他定下了一條神聖不可變更的家規：寧可作出最大的犧牲，也要為孩子的智力成長和出人頭地提供一切機會。也就是在這條不成文家規的庇護下，威廉在青少年時代充分發展了未來創造者的個性和才能。
在威廉·奧斯特瓦爾德的記憶中，他首次科學實驗是在離家不遠的小河釣魚。他坐在河渠邊，等待魚兒上鉤。他父親的一個朋友看見了，嚴厲警告他當心點，免得被水蛭咬傷而落入水中。開始，他感到十分恐懼，但不一會就鎮定下來。他想，如果水蛭咬我，我可以丟掉魚竿跑到岸邊。就這樣，他繼續安心釣魚，但是結果並不是像他所想的那樣令人滿意：水蛭沒有咬他，他也沒釣上魚來。
後來，這條河渠及其周圍地區成了一幫幼小研究者的活動地盤。小奧斯特瓦爾德和他的兄弟以及他們的朋友徹底地探索了河渠內都有些什麼東西，每一個新發現都由整個小組廣泛地進行討論。這種活動極大的吸引著他，盡管母親有點不大高興，因為這常常給家裏惹下麻煩。不過，母親並沒有阻攔他的活動。
奧斯特瓦爾德的父親的最大的癖好是狩獵。在距家10公裏的地方，有一大片湖沼，春天各種野鳥都飛到這裏安家，冬天有野兔和狐狸，臨水的山崖還有山雞。小奧斯特瓦爾德非常喜歡和父親一起外出，但他並不願意父親開槍打中那些毫無戒備之心的動物，每當父親讓他送獵物給親友時，他心裏總是隱隱作痛，不忍看獵物的慘狀。奧斯特瓦爾德自幼喜愛動物，後來從通俗科學書籍中接受的愛動物的教育更增強了他的惻隱之心。在上小學時，不少小朋友放學後，用竹槍打鳥，他常常趁小朋友還未瞄準小鳥時，設法趕走它們。為此，小朋友對他產生不滿。
接受了4年啟蒙教育後，在10歲時，父親決定把他送入一所新型的實科中學，盡管當時裏加也有教會學校和古典式的中學。這所學校的學製為5年。頭一年開始學俄語，依次還要學法語、拉丁語，還開設了數學、物理、化學等自然科學課程，不過化學要到第5學期才開始講授。最後一年還容許學習大學的一些教學內容。學校裏配備最優秀的教師，實行的是感化教育和啟發教學。因此，父親的這一果斷決定對奧斯特瓦爾德未來的全麵發展具有決定性的意義。他的創造天性和廣泛誌趣不僅未受到壓抑，而且還培養了他未來作為科學家和組織者的素質和才幹。
在實科中學，奧斯特瓦爾德頭一年還是一個十分順從的聽話的學生，各科成績均名列前茅。後來，由於閱讀形形色色的書刊，在他的眼前展現了一個五彩斑爛的世界。他在精神上逐步獨立起來，開始比較自覺地、有意識地選擇自己的發展和成長道路。
11歲時，他偶爾看到一本製作煙花的書，著者是韋伯斯基。書中提到的化學藥品除慣用名和學名外，還標注了化學式。奧斯特瓦爾德向老師詢問化學式的意義，老師隻是告訴他，到五年級時就會明白的。就這樣，他隻好在無人指導的情況下自己動手摸索，設法製作煙花。父母對他的舉動都很支持。母親把省下的零用錢全交給他，用於購買硝石、硫磺、銻等化學藥品，還把廚房的研缽、篩子、器皿讓給他用，父親明知在木工鋪裏製作煙花有危險，還是把地下室的一間屋子騰了出來，供他進行實驗。即使這樣，他還是沒有足夠的錢去購買用於製取濃硝酸的曲頸瓶、玻璃管等器具。奧斯特瓦爾德一方麵利用冬休到建築工地幹零活掙錢，一方麵作貼花畫籌措銅幣。在備足了起碼的藥品和儀器後，他按照書中的說明和圖示精心操作、反複試驗，終於成功地製出了他渴望已久的煙花。望著五彩繽紛的焰火衝向夜空，奧斯特瓦爾德真是喜出望外。
通過製作煙花，增強了他對化學的興趣，為他打下了化學訓練的基礎。美麗的焰火點燃了他滿腔的熱情，打開了他心靈的窗戶，照亮了他人生前進的道路。
試製煙花這一件事，在奧斯特瓦爾德的一生中的確是具有決定性的。他深深地體會到：無論是科學還是技術，通過印刷品保存下來，對後來人都有著巨大的教益；另外，僅僅看書是不夠的，還要親自動手去做，去實踐，才能得到比書本所講的還要多得多的東西；但是，要完成任何一件值得花時間去做的事情，僅憑良好的願望和熱情還是不夠的，還需要堅強的意誌和毅力以及科學的方法。在成功之時，奧斯特瓦爾德還體驗到一種近於痛苦的深奧的幸福。這種幸福，恐怕隻有身臨其境的人才能體驗到。奧斯特瓦爾德晚年發明的幸福公式，也許與此不無關係。
煙花試製成功後，奧斯特瓦爾德又認真地考慮了製作真正的火箭的可能性。在猶豫了一段時間後，他作了真誠的嚐試，並在小朋友的幫助下最終完成了這項工作。在什麼地方發射它呢？他們決定在廚房的煙筒道裏發射火箭，在這裏不會有什麼破壞。火箭終於發射成功，這一勝利鼓舞了他們，他們幾乎以工場的規模開始生產煙花爆竹了。
後來，奧斯特瓦爾德又迷上了照相，奧斯特瓦爾德手頭什麼照相器材也沒有，一切都得從頭做起。他用父親裝雪茄的空匣子作照相機暗箱，用母親的觀劇鏡作鏡頭，用塗有藥液的硬紙片作顯影紙，拆下窗格上的玻璃作底板。在裏加買不到的化學藥品，他便設法用容易買到的物質製取。在其他人看來，這簡直是毫無希望的可笑之舉，然而奧斯特瓦爾德卻出人意料地洗出了照片，他當時比燃放煙花還要興奮。要知道，奧斯特瓦爾德所取得的試驗成功的當時，他還沒有上過化學課哩！
1905年12月19日，奧斯特瓦爾德在萊比錫大學物理化學研究所發表聖誕節講話時回憶起這一經曆。他說：“在這一切困難麵前，我發現應用一個原則是有用的……無論何時你想去作某事，但又沒有成功的把握，你會發現，最好的幫助是大聲吹噓：你將在某某時候完成這一業績。這樣，你就會責成自己正規地、持續地去作這項工作，而且你也會十分樂於承擔這項任務。每天早晨，你都必須與自己作鬥爭，以便重新抓住它，正如你清楚地了解的，隨著時間的推移，鬥爭顯著地增加了……我把全部精力都投身到這一艱苦的事情中去，終於按時拿出了照片。”奧斯特瓦爾德的這一經驗之談充分體現了他的鮮明的個性——言必信，行必果。
奧斯特瓦爾德的興趣相當廣泛。他曾一度埋頭於繪畫，在鄰近的藥劑師的幫助下，自己動手混合顏料。這對他晚年研究顏色學很有幫助。他後期工作的風格和內容，都是由他年輕時代對周圍世界和內心世界的感受決定的。他首次聽到震撼人心的音樂是在教堂舉行的聖誕音樂會上，從此激發了他學習音樂的欲望，這種欲望由於父母的支持而得到極大的滿足。音樂不僅使他得到了直接的藝術享受，而且也使他受到美的熏陶。音樂素養後來在他的科學工作和社會文化工作中都起了無形的作用。
多方麵的興趣和愛好，分散了他的時間和精力，本來五年製的中學，奧斯特瓦爾德卻不得不讀了7年。總的來說，奧斯特瓦爾德在實科中學的自我感覺還是良好的。
奧斯特瓦爾德中學畢業後找了一個臨時工作，當家庭教師，為幾個準備升入中學的孩子補習功課。這是他第一次從事教育工作的嚐試，他體會到一種非同尋常的滿足感。家庭教師的工作給他帶來了一筆從未有過的收入。他用這錢給母親買了台縫紉機，母親當時高興得合不攏嘴，眼角流出了幸福的淚花。父親希望自己的兒子進裏加工學院深造，將來作一名工程師。奧斯特瓦爾德也感到，他完全有條件成為一個優秀的技術人員。但是，他更渴望成為一名純粹的化學家，盡管這意味著收入不可能那麼豐厚，對於奧斯特瓦爾德來說，豪華的住宅，時髦的衣服和美味佳肴並不是他追求的目標，他需要的是感興趣的工作和豐富的精神生活。父親尊重兒子的選擇。18歲半的奧斯特瓦爾德於1872年1月進入多帕特大學學習。這裏有他夢寐以求的化學實驗室和浩如煙海的化學文獻。
在大學的頭三個學期，奧斯特瓦爾德並沒有規規矩矩去聽課，而是把時間花在參加各種社交活動上，他還和一些誌同道合者組織了一個弦樂四重奏樂隊，他拉中提琴。就這樣，一年半的時間舒舒服服地過去了，父親為他的學業深感憂慮。突然，年輕人的個性和健全的道德力量起了作用，他良心發現了。奧斯特瓦爾德憑著驚人的記憶力和極強的自學能力，不久就補上了落掉的課程。他在施密特教授的指導下學習化學，在奧丁根教授的指導下學習物理，進步相當顯著。奧斯特瓦爾德在1875年1月獲準大學畢業。
二、嶄露頭角
在取得學位考試的同時要求提交一篇使原先的研究成果具體化的短論文。奧斯特瓦爾德的研究工作在施密特教授的指導下進行著。施密特是德國化學奠基人和振興化學工業巨擘李比希的學生，早期因生理化學方麵的工作遐邇聞名。當奧斯特瓦爾德來到多帕特時，施密特就天然水中礦物成分的課題已研究多年，他的助手約翰·倫伯格正從事岩石和礦物成份的研究。倫伯格促使奧斯特瓦爾德注意化學平衡、質量作用和反應速度等問題，並使他認識到自然界不存在絕對不溶解的物質。在倫伯格的建議和啟示下，奧斯特瓦爾德看到認真對待化學過程中的質量作用的重要性，他恰當地選擇了自己的課題，並以此寫出廣論文——《關於水的化學質量作用》。這篇論文摘要發表在1875年的《實用化學雜誌》第120卷上，它是奧斯特瓦爾德眾多論著中的頭一篇。這篇處女作預示著，這位20歲出頭的青年人正在步入科學殿堂。
奧斯特瓦爾德在取得學位證書後，他作了物理學教授奧丁根的助手，一邊從事化學實驗研究，一邊準備他的碩士論文。他幫助奧丁根建立實驗設備，任務並不是很繁重，有不少空餘時間。奧丁根勸告他，要利用自由時間獨立進行研究：“在您的一生中，永遠也不會再有現在這樣安靜的，不受幹擾的工作時間了。”
奧斯特瓦爾德以極大的熱情開始研究自己的問題，以化學親和力的測量和比較問題開始了他的科學生涯。奧斯特瓦爾德看到，研究均勻溶液中的化學平衡的最好方式，從而比較親和力的最好方式是利用物理性質或物理效應。通過測量熱的放出、丹麥化學家湯姆森在他的《熱化學探討》一文中成功地比較了酸在水溶中對適量的堿的親和力。當奧斯特瓦爾德讀了湯姆森的論文後，突然像閃電一樣，一種思想浮現在他的腦際：任何其他性質也能夠同樣完善地指示物質在水溶液中的狀態。在他的實驗操作方法中，最方便的是測量體積（或密度）的變化。他十分相信他的方法的普遍意義，以致他創造了“體積化學”這個新名詞，它標示著與熱化學具有同等重要性的研究領域，熱化學和體積化學都是進行化學親和力研究的有效方法。
1876年底，奧斯特瓦爾德提交了碩士論文《關於親和力的體積化學研究》，這篇論文於同年發表在《波根多夫年鑒》上，取得碩士學位後，就可以在大學作無公薪講師了，這也是通向博士學位的必由之路。他開設了物理化學課，每周兩小時，他同時為自己準備撰寫的教科書收集資料。但是，更多的時間則用於體積化學和光化學的研究，這是他擬議中的博士論文內容。通過大量的、反複的實驗，他編寫出了12種酸的親和力表。
1878年底，即在被授予碩士學位後僅僅一年，奧斯特瓦爾德又獲得了博士學位，時年25歲。在題為《體積化學和光化學研究》的博士論文中，他擴大了以往的研究範圍，確定了大量的酸堿反應和其他複分解反應的折射係數。這時，奧斯特瓦爾德在物理化學中的重要地位已經得到公認。
劍橋大學的米爾在1879年的《哲學雜誌》上發表了一篇關於化學親和力的評論文章，其中這樣寫道：“近年來，對最終解決化學親和力問題所作出的最重要的貢獻，包含在古德貝格與瓦格的兩篇論文和威廉·奧斯特瓦爾德的三篇論文中。”米爾在十分詳細地介紹了這些論文的概要後得出結論：“他們所得到的結果對每一個化學家來說必然是顯而易見的……奧斯特瓦爾德給化學提供了解決某些最困難的問題的新方法，而古德貝格和瓦格在把數學推理用於化學科學的事實中帶了路。”這表明，年輕的奧斯特瓦爾德已經躋身於第一流科學家的行列。
在獲得上述引人注目的研究成果的過程中，奧斯特瓦爾德充分顯示出他也是一位技藝超群，操作嫻熟的卓越實驗家：他會吹玻璃，會木工和金工技術，尤其是善於為預定的目標設計和製造儀器設備，並靈活地裝配和使用它們達到所需要的實驗結果。他的學生和同事無不佩服他的高超的實驗技巧和透徹的理論分析能力。
奧斯特瓦爾德在多帕特的10年間，除了在工作上取得的成績外，還有件事值得一提，那就是他找到了愛妻海蓮內·馮·賴黑爾。
在多帕特的整個時期，他一直在弦樂四重奏樂團中拉中提琴，經常出入大學講師古斯塔夫·賴黑爾家。賴黑爾也對音樂十分感興趣，家裏成了一群音樂愛好者的俱樂部。奧斯特瓦爾德有時也改寫肖邦的小夜曲，用鋼琴伴奏，或練習用巴鬆管伴奏。在這裏，他遇見了聰慧、漂亮的海蓮內·馮·賴黑爾。她是古斯塔夫·賴黑爾的侄女，裏加一位外科醫生的女兒，也是一個音樂愛好者。盡管奧斯特瓦爾德在此之前曾信誓旦旦地保證他一輩子不結婚，但兩位知音還是一見鍾情、墮入愛河。
1879年4月底他們訂婚了。奧斯特瓦爾德在大學的薪俸以及他的第二職業的收入，使他有可能建立一個家庭。次年春天，這對戀人幸福地結合了。由於經濟並不寬裕，他們還不得不住在單間的學生宿舍內，但他們卻感到十分愜意。這倒真的應驗了古希臘哲人伊壁鳩魯的名言：“歡樂的貧困是美事”。與海蓮內的相識和結合，是奧斯特瓦爾德一生中的最大幸運。在52年的共同生活中，她以永恒的愛無微不至地關照他，把家庭照料得井井有條。
青少年時代的奧斯特瓦爾德有三個顯著特點，這些特點即使在後來也在他身上得到了充分的體現，這三個特點是：堅持作連續性的實驗；有意識地打開突然顯現的靈感；強烈的寫作衝動。這種組合似乎是很奇怪的，持之以恒與打開靈感，突發的創造與接受他人的工作乍看起來似乎是相互矛盾的。然而，矛盾與互補和動態平衡密切相關，這一切在奧斯特瓦爾德身上保持了“必要的張力”。至少對奧斯特瓦爾德來說，這是他許多工作成功的關鍵之所在。另一方麵，這三個特點有時也發展到傾向於過分迅速的推廣和某種程度的急躁情緒，從而打破了必要的張力平衡。
1881年，裏加工學院的化學教授職位空缺，奧斯特瓦爾德接受了院方的邀請。於是，奧斯特瓦爾德在獲得博土學位後僅三年就當上了正教授，時年28歲。科學殿堂的大門向年輕的教授敞開了。
翌年年初，奧斯特瓦爾德赴裏加就任。在這裏，他有自己的實驗室和學生，有更廣闊、更美好的前程，他也充分地把握住了這一有利的時機，裏加時期（1882——1885年），是他精力充沛、節奏緊張的研究時期。早在1879年，他就提出像硫化鋅和氧化鈣這樣的化合物被不同的酸溶解的速率可以用來作為酸的相對親和力的量度。為了再次尋找測量和比較酸的親和力性質的進一步的方法，到裏加後，他沿著這一方向開始了題為《化學動力學研究》的一係列工作。在這一研究中，他用很簡單的方法設計了一種十分有效的恒溫器，這一世界著名的恒溫器立即被許多實驗室普遍采用。他從各種測量方法所得的結果的平行性洞察到，大自然肯定在這裏隱藏著一個偉大的真理。在這些研究中，奧斯特瓦爾德也大大發展了接觸作用或催化概念。萊比錫時期他在催化研究中的大豐收，其種子早在裏加就播下了。
在裏加工學院的日子裏，他永遠銘記著1884年6月的某一天。這天發生了三件使他難以忘懷的事：他牙疼得厲害，他的妻子生了一個寶貝女兒；他讀到了名不見經傳的瑞典年輕人阿累尼烏斯一年前向瑞典科學院提交的專題論文《關於電解的伽伐尼電導率的研究》，該論文證明，酸的電導率與它們的親和力或強度成正比。這第三件事使他的心情久久難以平靜，並使他度過了許多不眠之夜。