博登斯坦的规

1983年，瑞士艺术家彼得·菲施利和大卫·韦斯推出了一部怪异的超现实主义电影，在30分钟的时间里，物体摔倒、翻滚、着火、摇摆、倾倒、嘶嘶作响和翻转。题为Der lauf Der dinge(事情发展的方式)它产生了大量的模仿者，它是对一个想法的隐喻，这个想法最初是由一位德国化学家提出的，他的工作奠定了现代化学动力学的基础。

马克斯·博登斯坦是维克多·迈耶的学生，这位有机化学家发明了一种简单的蒸汽密度测定方法．波登斯坦曾希望进行一个涉及许多色彩鲜艳的化合物的项目;相反，梅耶给他布置了一个不那么吸引人的问题，即理解碘化氢的分解。这项任务将为他的一生奠定基础。

波登斯坦用装有不同比例酸、氢和碘的密封管进行实验，将它们加热至平衡状态。在低温浴中冷冻后，他可以确定每种成分的含量。他的研究是第一批证实质量作用定律的人之一，即卡托·古尔贝格和彼得·瓦吉在大约30年前提出的平衡定律。

他的下一个目的地是莱比锡威廉•奥斯特瓦尔德把化学建立在定量的基础上。Bodenstein开始研究碘化氢的动力学，建立了速率定律。但溴化氢完全不同。在推导速率定律时，Bodenstein做了一个简化的假设，即中间产物的浓度很小，但是恒定的——即今天每个大学生都在学的稳态近似。

随着博登斯坦研究的发展，他开始使用更复杂的仪器来处理气体，就像他的许多同时代人一样。其中之一是光谱学家埃里希·拉登堡，有机化学家阿尔伯特·拉登堡的儿子，他在1873年提出了苯的棱镜结构。年轻的拉登堡对臭氧分子很感兴趣，这种分子的深蓝色自克里斯蒂安·弗里德里希(Christian Friedrich)在1840年发现以来就吸引了人们的注意Schönbein。

臭氧的极端反应性意味着用汞来测量压力是不可能的。其他化学家通常会在水银柱顶部滴一滴油或硫酸，但拉登堡想要一个绝对干净的系统。他和他的学生埃里希·莱曼(Erich Lehmann)一起设计了一个玻璃版的革命者波登压力表．他们在反应装置上安装了一个弯曲成u型的平板玻璃管。管子的密封尖端靠近一个水平的参考针。当系统被抽空时，管和针之间的间隙发生了变化，并使用小型显微镜进行测量。这种新仪器坚固可靠，拉登堡和莱曼用它发表了一项臭氧光谱学的关键研究。

波登斯坦开始在自己的实验中使用这一原理。他建造了一个装有石英毛细管和参考针的气体细胞。这些尖端可以从炉外探出，随着反应的进行，它们的分离可以被监测。这需要严格的玻璃吹制，而博登斯坦坚持要由他的学生来完成。乔治·基斯提亚考斯基加入小组后不久，博登斯坦仔细观察了他的新学生闪闪发光的真空生产线。他觉得有蹊跷，就问是谁排的队。基斯蒂亚考斯基不好意思地回答说，这是玻璃吹制工的作品，波登斯坦说:“我的学生不会让玻璃吹制工制造他们的设备!然后用手杖把它摔成碎片。基斯提亚考斯基后来成为了一位传奇的玻璃吹制工(也是美国总统德怀特·艾森豪威尔的科学顾问)。

这不是压力表的唯一变体。1908年，加拿大化学家弗雷德里克·约翰逊(Frederick Johnson)将扁管拧成螺旋形，并在底部安装了一面小镜子。当系统被清空时，镜子就会旋转，就像一个光学杠杆一样放大运动。通过调节螺旋外部的压力，该装置可以用作一个对托尔分数敏感的差示压力计。约翰逊的仪器有时被称为波登斯坦或螺旋计。

与此同时，Bodenstein已经转向了氢与氯的爆炸反应。这个反应似乎违反了爱因斯坦最近提出的量子等效原理，即一个光子只作用于一个分子，而在这里，一个光子产生了数百个氯化氢分子。1913年，博登斯坦在实验室与他的研究生沃尔特·达克斯交谈时，总是穿着无可挑剔的白色鞋，摆弄着他的金表链。他大声地想知道，光产生的每个原子是否只是一个连锁的化学放大链的开始。在一次不经意的谈话中，波登斯坦为光化学的广阔领域奠定了基础。

但这条链条还有很长的路要走。1933年，曾与爱因斯坦共事的杰出物理学家利奥·西拉德(Leo Szilard)因害怕纳粹的崛起，逃离德国前往英国。当他穿过伦敦大英博物馆附近的街道时，他突然意识到铀原子裂变释放的中子可以转化为波登斯坦链式反应，极大地放大分裂过程。西拉德开启了原子时代。

具有讽刺意味的是，在统计和概率方法已经主导了我们对世界的理解的一个世纪里，Bodenstein和Szilard提供了一个原子与另一个原子之间的确定性联系。但对于费奇利和韦斯来说，他们的装置只是对我们大脑无休止地寻找因果链的机智评论。你只是无法确定这条链条通向哪里。

鸣谢

我很感谢Tasnim Choudhury，他的螺旋规的照片开始了这篇文章。