Валтер Херман Нернст (Walther Hermann Nernst)
25 юни 1864 г. - 18 ноември 1941 г.
Нобелова награда за химия, 1920 г.
(Като признание за работата му, свързана с термодинамиката.)
Немският химик Валтер Херман Нернст е роден в Бризен, градче в Източна Прусия (сега Вомбжезно, Полша). Той е третото дете в семейството на пруския съдия по граждански дела Густав Нернст и Отилия (Нергер) Нернст. В Грауденцката гимназия изучава естествени науки, литература и класически езици и през 1883 г. я завършва като първи ученик в класа. Нернст иска да стане поет, но учителят му по химия събужда у него интерес към науката.
От 1883 до 1887 г. Нернст учи физика в Цюрихския (при Хенрих Вебер), Берлинския (при Херман фон Хелмхолц), Грацкия (при Лудвиг Болцман) и Вюрцбургския (при Фридрих В.Г. Колрауш) университет. Болцман, който смята за значително тълкуването на природните явления, опирайки се на теорията за атомния строеж на веществата, подтиква Нернст да проучи смесеното въздействие на магнетизма и топлината върху електрическия ток. Изследването, протекло под ръководството на Колрауш, довежда до откритието, че метален проводник, нагрят от единия край и разположен перпендикулярно на електрическо поле, генерира електрически ток. За проведеното изследване през 1887 г. Нернст получава докторска степен.
Приблизително по същото време Нернст се запознава с химиците Сванте Арениус, Вилхелм Оствалд и Якоб ван`т Хоф. Оствалд и ван`т Хоф току-що са започнали да издават "Списание за физическа химия" ("Zeitschnft für physikalische Chemie"), в което съобщават за нарастващото използване на физически методи за решаване на химически проблеми. През 1887 г. Нернст става асистент на Оствалд в Лайпцигския университет и скоро започват да го смятат за един от основателите на новата дисциплина физическа химия, макар че е значително по-млад от Оствалд, ван`т Хоф и Арениус.
В Лайпциг Нернст работи и над теоретични, и над практически проблеми на физическата химия. През 1888 и 1889 г. изучава поведението на електролитите (разтвори с електрически заредени частици, йони) при пропускане на електрически ток и открива фундаментален закон, известен като уравнение на Нернст. Законът установява зависимост между електродвижещата сила (разликата в потенциалите) и йонната концентрация. Уравнението на Нернст позволява да се предскаже максималния работен потенциал, който може да бъде получен в резултат от електрохимическо взаимодействие (например максималната разлика в потенциалите на химическа батерия), когато са известни само най-прости физически показатели: налягане и температура. Така законът свързва термодинамиката с електрохимическата теория при решаване на проблеми, засягащи силно разредените разтвори. Благодарение на тази своя работа 25-годишният Нернст си спечелва световно признание.
През 1890-1891 г. Нернст се занимава с изучаване на веществата, които при разтваряне в течности не се смесват помежду си. Той развива своя закон за разпределението и характеризира поведението на тези вещества като функция на концентрацията. Законът на Хенри, който описва разтворимостта на газовете в течности, става известен по-късно като частен случай от по-общия закон на Нернст. Законът за разпределението на Нернст има важно значение за медицината и биологията, защото позволява да се изследва разпределението на веществата в различните части на живите организми.
През 1891 г. Нернст е назначен за адюнкт-професор по физика в Гьотингенския университет. Две години по-късно е публикуван неговият учебник по физическа химия "Теоретическата химия от гледна точка на закона на Авогадро и Термодинамиката" ("Theoretische Chemie vom Standpunkte der Avogadro'schen Regel und der Thermodynamik), който е издаван 15 пъти и се използва повече от три десетилетия. Считайки се за физик, занимаващ се с химия, Нернст определя физическата химия като "пресечна точка на две науки, считани в известна степен до днес за независими една от друга".
В основата на физическата химия Нернст поставя хипотезата на италианския химик Авогадро, който смята, че в равни обеми газове винаги има еднакво число молекули. Нернст нарича хипотезата "рог на изобилието" за молекулярната теория. Не по-малко значение има законът на термодинамиката за запазване на енергията, който лежи в основата на всички естествени процеси. Нернст подчертава, че основите на физическата химия се състоят в използването на тези два принципа за решаването на научни проблеми.
През 1894 г. Нернст става професор по физическа химия в Гьотингенския университет и създава Института за физическа химия и електрохимия "Кайзер Вилхелм". Заедно с присъединилата се към него група учени от различни страни той се занимава там с изучаването на проблеми като поляризацията, диелектричните константи и химическото равновесие.
През 1905 г. Нернст напуска Гьотинген, за да стане професор по химия в Берлинския университет. През същата година той формулира своята "топлинна теорема", известна днес като трети принцип на термодинамиката. Теоремата позволява да се използват топлинните данни за изчисляване на химическото равновесие, с други думи - да се предскаже колко далече ще стигне една реакция, преди да бъде постигнато равновесие. През следващото десетилетие Нернст защитава, правейки постоянно проверки, правилността на своята теорема, която по-късно е използвана за такива съвършено различни цели като проверка на квантовата теория и промишления синтез на амоняк - важна стъпка в производството на взривни вещества.
През 1912 г. Нернст, опирайки се на изведения от него топлинен закон, обосновава недостижимостта на абсолютната нула. "Невъзможно е, казва той, да се създаде топлинна машина, в която температурата на веществото да падне до абсолютната нула". Базирайки се на това заключение, Нернст предполага, че с приближаването на температурата до абсолютната нула се появява тенденция към изчезване на физическата активност на веществата. От третия принцип на термодинамиката зависи физиката на ниските температури и физиката на твърдите тела.
Още като млад Нернст е автомобилист-любител и в годините на Първата световна война служи като шофьор в доброволчески автомобилен дивизион. Работи и над създаването на химическо оръжие, което смята за най-хуманно, защото според него би могло да приключи със смъртоносното противопоставяне на Западния фронт. След войната се връща в берлинската си лаборатория.
От 1922 до 1924 г. Нернст е президент на Имперския институт за приложна физика в Йена, но когато следвоенната инфлация го лишава от възможността да осъществи в института промените, които иска да въведе, се връща в Берлинския университет като професор по физика. До края на професионалната си дейност Нернст се занимава с изучаването на космологичните проблеми, появили се с откриването на третия принцип на термодинамиката (особено така наречената топлинна смърт на Вселената, срещу която се изказва), а също така с фотохимия и химическа кинетика.
През 1892 г. Нернст се жени за Ема Лохмаер, дъщеря на известен в Гьотинген хирург. Семейството има двама сина (загинали по време на Първата световна война) и дъщеря. Човек с ярко изразена индивидуалност, Нернст обича страстно живота, умее да се шегува остроумно. През целия си жизнен път запазва увлечението си от литературата и театъра, особено се прекланя пред произведенията на Шекспир. Прекрасен организатор, Нернст помага да се свика първата Солвейска конференция, да се основе Немското електрохимическо дружество и института "Кайзер Вилхелм".
Когато през 1933 г. Адолф Хитлер идва на власт, Нернст
оказва съпротива на нацистките усилия да се постави под съмнение приносът на
Алберт Айнщайн и на другите учени-евреи, разяснявайки на колегите си, че
антисемитизмът на Филип фон Ленард, Йоханес Щарк и други ще попречи на прогреса във
физиката и химията. През 1934 г. Нернст излиза в оставка и се установява в дома
си в Лузатия, където умира внезапно през 1941 г. от сърдечен пристъп. Член е на
Берлинската академия на науките и на Лондонското кралско дружество.
Превод от руски: Павел Б. Николов
