Sự trỗi dậy của phòng thí nghiệm: Siemens, Hofmann, Bayer, Zeiss

Không ai minh họa rõ hơn những thay đổi diễn ra ở Đức trong thế kỷ 19 bằng Werner Siemens. Chỉ là một dấu hiệu cho thấy, ông trở thành Werner von Siemens vào năm 1888. Sinh năm 1816, là con thứ tư trong số mười bốn người con của một nông dân tá điền ở Lenthe, gần Hanover, Werner phải rời Trường thể dục của mình vào năm 1834 mà không tham gia các kỳ thi vì tình hình tài chính bấp bênh của gia đình. để anh ta có thể gia nhập quân đội Phổ và được đào tạo kỹ thuật theo cách đó. Anh ấy đã có tầm nhìn xa, khi còn đi học, bỏ tiếng Hy Lạp và học thêm toán và khảo sát đất đai.

Sau đó, anh ấy nói rằng ba năm anh ấy học tại Trường Pháo binh và Kỹ thuật Berlin là khoảng thời gian hạnh phúc nhất trong cuộc đời anh ấy. Trong số các giáo viên của ông có Martin Ohm, anh trai của nhà vật lý Georg Ohm. 1 Khi còn ở trường, Werner bắt đầu tạo ra phát minh đầu tiên mà ông đã chứng tỏ mình rất lão luyện. Mạ vàng và mạ bạc được quan tâm sớm nhất, một quy trình mà ông đã bán cho một nhà sản xuất bạc của Đức.

Anh ấy bắt đầu quan tâm đến lý thuyết bảo toàn năng lượng (anh ấy đã quen thuộc với công trình của cả Mayer và Helmholtz) và điều này đã thúc đẩy anh ấy quan tâm đến động cơ (anh ấy đã xuất bản một số ý tưởng ban đầu của mình trong Annalen của Poggendorff ) - tất cả điều đó có nghĩa là anh ấy đã một trong những người đầu tiên đánh giá cao tầm quan trọng to lớn của điện báo. 2 Thời gian trong quân đội đã dạy cho ông, trong số những thứ khác, nhu cầu liên lạc nhanh chóng, đáng tin cậy, và vì vậy vào năm 1847, ông đã sản xuất một máy điện báo con trỏ, đáng chú ý về độ tin cậy của nó, sự tin cậy này đặt nền móng cho Siemens & Halske Telegraph Công ty Xây dựng do ông cùng với Johann Georg Halske, một thợ cơ khí, thành lập tại Berlin cùng năm đó. 3

Khi đã có một chiếc điện báo đáng tin cậy, Siemens đã nhìn thấy nhiều khả năng của nó. Ông đã đặt đường dây ngầm dài đầu tiên, từ Berlin đến Grossbeeren, gần 20 dặm về phía tây nam. Ông nhận ra rằng việc phát minh ra guttapercha ở Anh sẽ cho phép cách điện đường dây, điều đó có nghĩa là dây điện báo có thể được trải rộng khắp thế giới, ngay cả ở Mỹ sau Nội chiến. Tiếp theo là một tuyến tàu điện ngầm từ Berlin đến Frankfurt am Main, Frankfurt là nơi Quốc hội Đức đang họp. Đường dây đã được chôn cất để giữ an toàn hơn vào những thời điểm chính trị khó khăn. 4

Năm 1851, Siemens công bố thứ sẽ trở thành phát minh vĩ đại nhất của ông - máy phát điện. 5 Ông đã thấy trước rõ ràng sự phát triển phi thường của kỹ thuật điện, với việc Siemens & Halske liên tục giới thiệu các ứng dụng mới cho dòng điện: năm 1879, tuyến đường sắt chạy bằng điện đầu tiên được giới thiệu tại Hội chợ Thương mại Berlin, và những chiếc đèn đường điện đầu tiên được lắp đặt tại Kaisergalerie của Berlin; năm 1880 chiếc thang máy điện đầu tiên được chế tạo ở Mannheim; năm 1881 xe điện đầu tiên trên thế giới đi vào hoạt động ở Berlin-Lichterfelde; năm 1886 chiếc xe buýt điện đầu tiên xuất hiện; năm 1887 nhà máy điện Berlin Mauerstrasse khai trương; năm 1891, máy khoan điện đầu tiên được chế tạo; và vào năm 1892, đồng hồ điện, cho thấy sự chấp nhận rộng rãi của máy điện, đã được lắp đặt. Cái tên Siemens đồng nghĩa với Elektrotechnik , một từ do chính Siemens đặt ra. 6

Năm 1879, ông đã giúp thành lập Elektrotechnischer Verein (Hiệp hội Kỹ thuật), một trong những mục tiêu của họ là giới thiệu các khoa kỹ thuật điện tại technische Hochschule. Đến lúc đó, ông đã được bầu làm thành viên của Viện Hàn lâm Khoa học Berlin vào năm 1874, một vinh dự hiếm có - và có lẽ là duy nhất - đối với một người không có bằng Tiến sĩ.

SỰ TIẾN HÓA MÀU SẮC _

Năm 1862, Nữ hoàng Victoria tham dự Triển lãm Quốc tế Luân Đôn ở Nam Kensington với chiếc váy màu hoa cà sống động. Diarmuid Jeffreys cho biết sự lựa chọn này có ý nghĩa quan trọng hơn những gì có thể xuất hiện vì một trong những vật trưng bày chính tại triển lãm là một cột thuốc nhuộm màu tím khổng lồ. “Ngồi bên cạnh chiếc cọc là nhà phát minh/khám phá ra nó, William Perkin.” 7

Perkin, giống như Siemens, luôn quan tâm đến kỹ thuật và hóa học. Anh ấy từng là sinh viên của Trường Cao đẳng Hóa học Hoàng gia mới, được thành lập do nhận thức ngày càng tăng ở Anh rằng nền khoa học của nước này đang tụt hậu so với các đối thủ cạnh tranh ở lục địa, đặc biệt là Đức. Trong số những nhà hảo tâm của trường đại học có Hoàng tử Albert, hoàng tử phối ngẫu, như đã đề cập trong một chương trước, đã thuyết phục nhà khoa học nổi tiếng người Đức, August Wilhelm von Hofmann (khi đó mới 28 tuổi) làm giáo sư đầu tiên tại Đại học Hoàng gia. . Perkin bắt đầu với tư cách là một trong những học trò của mình, nhưng đến năm 1856 thì được bổ nhiệm làm trợ lý phòng thí nghiệm riêng của Hofmann. số 8

Hofmann bắt đầu sự hợp tác này bằng cách đề nghị Perkin cố gắng tổng hợp quinine. Hầu như mọi nhà hóa học chuyên nghiệp đã cố gắng làm điều này trong nhiều năm, như một phương pháp tổng hợp chữa bệnh sốt rét (rất quan trọng trong thời đại mở rộng thuộc địa). Giống như những người khác, Perkin đã thất bại nhưng sau đó anh ta đùa giỡn với một chất gọi là allyl toluidine và “bởi một trong những điều khoa học đó,” anilin mà Perkin sử dụng có chứa tạp chất. Hoàn toàn bất ngờ, anh phát hiện ra rằng bùn đen để lại, khi được rửa sạch bằng nước, chuyển sang màu tím sống động.

Trong suốt lịch sử cho đến thời điểm đó, mọi người có rất ít sự lựa chọn về màu sắc có sẵn cho quần áo của họ. Có nguồn gốc từ động vật, thực vật và các chất khoáng, “màu của đất”—đỏ, nâu và vàng—cho đến nay là phổ biến nhất và rẻ nhất. 9 Kết quả là những màu hiếm hơn được săn đón nhiều, đặc biệt là màu xanh lam và tím. Ngoài ra, dưới cuộc cách mạng công nghiệp, hàng triệu mét vải bông đã được sản xuất bởi các nhà máy dệt mới chạy bằng máy ở Lancashire và các nơi khác, đồng thời mở ra cơ hội cho những màu sắc rẻ hơn và thú vị hơn. 10 Do đó, Perkin đã lấy bằng sáng chế về thuốc nhuộm màu tím của mình và thành lập một nhà máy ở London. Anh ấy gọi màu mới của mình là màu hoa cà , hay màu hoa cà, và nó nhanh chóng trở nên phổ biến, nhờ sự giúp đỡ của Hoàng hậu Eugénie, vợ của Napoléon III, người đã mặc nó vì cho rằng nó hợp với mắt mình. Ở tuổi 35, Perkin đã trở nên giàu có.

Người Đức, thông qua Hofmann, đã nhúng tay vào việc giáo dục Perkin. Bây giờ họ đã nhìn thấy cơ hội để nhận được cổ tức. Với nguồn than dồi dào ở vùng Ruhr và nhiều nhà hóa học hơn bất kỳ nơi nào khác, các công ty nhuộm than mọc lên khắp nước Đức. Rất nhiều loại thuốc nhuộm tổng hợp mới đã nhanh chóng được phát hiện và chẳng mấy chốc các công ty thuốc nhuộm của Đức đã dẫn đầu thế giới. 11 Thuốc nhuộm nhựa than đá phát triển nhanh đến mức, trong vài thập kỷ cuối thế kỷ này, chúng hầu như đã loại bỏ các màu tự nhiên khỏi thị trường. Khi màu sắc đã trở nên chuẩn hóa (không dễ dàng với các sản phẩm tự nhiên), một sự ổn định đã được đưa ra thị trường mà trước đây chưa từng có.

Ngành công nghiệp màu mới cũng tồn tại nhờ sự phát triển đồng thời của hai đổi mới công nghiệp/khoa học khác. Một là sản xuất quy mô lớn khí chiếu sáng, sản phẩm phụ của nó là hắc ín. Thứ hai là sự gia tăng của hóa học hữu cơ có hệ thống trong phòng thí nghiệm (xem Chương 13). Điểm khởi đầu xảy ra vào năm 1843 khi Justus von Liebig hướng dẫn một trong những trợ lý của ông phân tích một số loại dầu than nhẹ được gửi cho ông bởi một học trò cũ, Ernest Sell. 12 Trợ lý được von Liebig chọn để phân tích dầu của Sell là Hofmann, người vừa lấy bằng tiến sĩ tại Giessen. Phân tích của Hofmann tiết lộ rằng dầu nhựa than đá có chứa anilin và benzen, hai chất mà bản thân chúng sẽ trở nên quan trọng về mặt công nghiệp và thương mại. Bản thân Hofmann ban đầu quan tâm nhiều hơn đến việc giảng dạy và nghiên cứu, và mối quan tâm của ông đối với thuốc nhuộm chỉ tăng dần. Bởi vì anh ấy quan tâm nhiều hơn đến lý thuyết, nên thành phần của thuốc nhuộm mới quan trọng đối với anh ấy, và do đó, cuộc điều tra của anh ấy về fuchsin, do người Pháp sản xuất và được đặt tên theo hoa fuchsia vì màu sắc của nó tương tự, có hệ thống hơn bất kỳ ai khác. Đặt tên khoa học cho chất này là rosaniline, ông đã sớm chứng minh được mối quan hệ cấu trúc của nó với màu vàng anilin, màu xanh anilin và màu tím hoàng gia, tất cả đều mới được phát hiện gần đây. 13 Vì những kết quả này, giờ đây có thể thao tác một cách có hệ thống cấu trúc rosaniline cơ bản, thêm các nhóm chức năng mới làm thay đổi sắc thái được tạo ra. Bản thân Hofmann đã sản xuất triethyl và trimethyl rosaniline, hai loại thuốc nhuộm ngoạn mục được bán trên thị trường với tên thương mại là “Hofmann's violet”. 14

Theo John Beer trong nghiên cứu nổi tiếng của ông về ngành công nghiệp thuốc nhuộm của Đức, năm loại thuốc nhuộm này—màu hoa cà, màu hoa cà, màu xanh anilin, màu vàng và màu tím hoàng gia—“là những màu nhựa than quan trọng nhất mà ngành công nghiệp thuốc nhuộm anilin non trẻ đã tạo ra…Nó chỉ là 5 năm kể từ khi ngành công nghiệp này được thành lập và đã có 29 công ty sản xuất thuốc nhuộm ở Tây Âu hoạt động đủ tốt để mạo hiểm danh tiếng của họ trong cuộc cạnh tranh quốc tế.” Nhưng Beer cũng cho thấy rằng, trong thập kỷ tiếp theo, trong khi ngành công nghiệp Đức ngày càng phát triển mạnh mẽ, thì cả ngành công nghiệp của Pháp và Anh đều lụi tàn. “Ngành công nghiệp của Pháp không thịnh vượng do thiếu kỹ thuật viên được đào tạo và cách tiếp cận lý thuyết quá mức của École Polytechnique, trong khi ngành công nghiệp của Anh sa sút sau năm 1873, một phần là do tình trạng lạc hậu của hóa học hữu cơ (mà Hofmann đã cố gắng khắc phục), việc các nhà tư bản Anh không sẵn sàng hỗ trợ nghiên cứu, và bởi vì nghề hóa học hoặc kỹ sư ít có uy tín trong giới trí thức hoặc xã hội nói chung. 15

Ngược lại, ngành nhuộm của Đức và Thụy Sĩ phát triển thịnh vượng nhờ sao chép các quy trình của Pháp và Anh - từ thép Bessemer đến giấy không thấm nước. Rất nhiều người Đức đã học nghề của họ ở Anh trước khi trở về Đức. Một tác động quan trọng của việc này là tăng sản lượng vải của Đức lên gấp năm lần đối với len từ năm 1842 đến 1864, và gấp bốn lần đối với bông từ năm 1836 đến 1861.16

Hai yếu tố khác góp phần vào thành công của Đức và Thụy Sĩ. Đó là việc thành lập các viện bách khoa và các phòng thí nghiệm nghiên cứu của nhà máy, cùng nhau hỗ trợ nhu cầu ngày càng tăng của ngành đối với các nhà khoa học và kỹ sư được đào tạo. 17

Học viện bách khoa ( technische Hochschule ) được mô phỏng theo École Polytechnique mà Napoléon thành lập ở Paris để đào tạo các kỹ sư cơ khí, dân dụng và quân sự. Hochschulen của Đức phải mất khá nhiều thời gian để bắt kịp và bắt kịp, nhưng trong những năm 1860 và 1870, một nỗ lực phối hợp đã bắt đầu để đạt được sự bình đẳng hoàn toàn cho họ với các trường đại học truyền thống. Họ đã được giúp đỡ nhờ sự mở rộng của kỹ thuật nhờ những tiến bộ trong hiểu biết về điện, từ tính và bảo tồn năng lượng, các hình thức vận chuyển mới (đặc biệt là đường sắt và vận tải biển), và những tiến bộ khác trong toán học, vật lý và toán học cao hơn. hóa học được đề cập trong các chương trước. Dần dần, các tiêu chuẩn trúng tuyển được tăng lên cho đến khi chúng ngang bằng với các trường đại học - đến mức, vào năm 1900, “Diplom Ingenieur” ngang bằng với bằng tiến sĩ và thường được ngành công nghiệp ưa chuộng hơn. 18 Các trường bách khoa sau đó được phép trao bằng cấp/chức danh “Tiến sĩ”, loại bỏ sự kỳ thị cho đến nay gắn với “kỹ sư”.

Việc thành lập phòng thí nghiệm của nhà máy là một sự kiện “có ý nghĩa lịch sử… nằm ở những thay đổi mà nó mang lại trong các kỹ thuật nghiên cứu khoa học—những thay đổi thúc đẩy sự kiểm soát của con người đối với tự nhiên đến mức mà mọi tổ chức lớn kể từ đó đều bị ảnh hưởng.” Không chỉ vậy mà sự hợp tác của một số chuyên gia đã tạo ra kết quả nhanh hơn so với việc điều tra riêng lẻ “và do đó, nhóm nghiên cứu do một giám đốc nghiên cứu chỉ đạo đã ra đời… Do đó, có thể tìm thấy những vị trí dành cho những nhà lý thuyết phi thực tế nhưng có năng khiếu, cho những người hoàn toàn 'có đầu óc' nhưng khéo léo những người làm thí nghiệm và cho những người quan sát kém nhưng có thể tạo ra mối liên hệ giữa những sự kiện cũ và mới được khám phá.” Ngành công nghiệp thuốc nhuộm của Đức đã giành được vị thế “bằng cách lấy đi hàng nghìn sự thật nhỏ từ tự nhiên bằng một cuộc tấn công tập thể”. 19

Có lẽ thành tựu to lớn của phòng thí nghiệm là cách nó biến ngành công nghiệp thuốc nhuộm từ nhựa than đá sang ngành dược phẩm. 20 Dược phẩm ra đời vào những năm 1880 và 1890, một phần vì lúc này thuốc gây mê bắt đầu được sử dụng phổ biến, chloroform và ether trở thành những chất sinh lời cho các công ty sản xuất thuốc nhuộm. Và một phần bởi vì, với quan niệm về lý thuyết vi trùng gây bệnh (xem Chương 20), đã nảy sinh nhu cầu về thuốc sát trùng. Đây gần như là tất cả các phenol, mà các công ty thuốc nhuộm đã sử dụng trong nhiều năm làm thành phần thuốc nhuộm. 21

Thuốc hạ sốt và thuốc giảm đau được phát hiện giống như màu hoa cà - một cách tình cờ trong quá trình tìm kiếm thứ khác. Tiến sĩ Ludwig Knorr tại Erlangen là một trong số những người đang tìm kiếm chất thay thế quinine khi ông phát hiện ra rằng hợp chất pyrazolone mà ông vừa sản xuất có đặc tính giảm đau và hạ sốt. Höchst, ban đầu là một công ty thuốc nhuộm gần Frankfurt, đã mua bản quyền loại thuốc này vào năm 1883, và sau đó nhanh chóng là các chất có tác dụng tương tự, trong đó đáng chú ý nhất là “Antifebrine” (1885), acetanilide tinh khiết, Phenacetin hoặc p-ethoxyacetanilide ( 1888), dimethylaminoantipyrine, được Höchst (1893) bán dưới dạng “Pyramidon” (1893) và aspirin (1898). Thuốc an thần xuất hiện vào những năm 1890—“Sulfonal” và “Trional” (Bayer) và “Hypnal” và “Valyl” (Höchst). Công trình của Koch và Pasteur về miễn dịch học (cũng trong Chương 20), đã đưa Höchst vào việc sản xuất huyết thanh và vắc-xin quy mô lớn để điều trị những căn bệnh đáng sợ như bạch hầu, sốt phát ban, tả và uốn ván.

Theo sau Höchst, và Bayer, một công ty dược phẩm và thuốc nhuộm khác, tại Elberfeld, Westphalia, sự quan tâm đến dược phẩm tăng vọt, với nhiều công ty thuê các nhà vi khuẩn học, bác sĩ thú y và các chuyên gia khác. 22 Lĩnh vực thuốc trừ sâu mới đã chứng kiến việc xây dựng các phòng thí nghiệm-nhà kính nơi các nhà thực vật học và côn trùng học thử nghiệm khả năng tiêu diệt của thuốc trừ sâu. Phim chụp ảnh, giấy và hóa chất phát triển bao gồm một nhánh mới khác của chuyên môn hóa phòng thí nghiệm. Nhưng hai quy trình quan trọng khác đã được phát hiện/phát minh vào thời điểm đó là quá trình cố định nitơ, được thực hiện tại Ludwigshafen và cao su nhân tạo, được phát triển tại Bayer. 23

Cố định đạm là thành tựu ban đầu vào năm 1902 của hai người Na Uy, Kristian Birkeland và Sam Eyde, họ đã chứng minh rằng các oxit của nitơ có thể được tạo ra đơn giản bằng cách đốt nóng không khí đến nhiệt độ rất cao bằng hồ quang điện. Điều này khả thi về mặt thương mại ở Na Uy vì năng lượng thủy điện rất dồi dào và quá rẻ, nhưng những điều kiện này được áp dụng ở một số địa điểm khác. Trong quá trình tìm kiếm một phương pháp cố định nitơ tiết kiệm hơn, Fritz Haber tại Badische Anilin und Soda-Fabrik, gần Mannheim, nhà máy nhuộm lâu đời nhất của Đức, đã tìm ra phương pháp này vào năm 1909 bằng cách tổng hợp amoniac từ nitơ và hydro dưới áp suất và nhiệt độ cao. Carl Bosch đã cải tiến quy trình của Haber để một nhà máy amoniac hoạt động tại Oppau gần Ludwigshafen vào năm 1913, tạo nên vị thế hàng đầu của công ty trong ngành phân bón và vũ khí.

Ý nghĩa cuối cùng mà ngành hóa chất/thuốc nhuộm đóng vai trò quan trọng là tổ chức thương mại của nó. Sau khi nước Đức thống nhất vào năm 1871, các nhà sản xuất thuốc nhuộm đã thành lập một tổ chức có cái tên cực kỳ dài, Hiệp hội Bảo vệ Quyền lợi của Ngành Hóa chất Đức—Hiệp hội đã Đăng ký. Tồn tại từ năm 1876, hầu hết mọi người biết đến nó với cái tên Verein và chính Verein đã góp phần tạo nên tập đoàn và công ty hóa chất IG Farben. 24

Các-ten phát triển mạnh vào những năm 1880 cho đến năm 1905, Bộ Nội vụ Đức thống kê được có 385 băng ở Đức, 46 trong số đó hoạt động trong ngành hóa chất. Đến năm 1908, công ty Bayer là thành viên của 25 hiệp định cartel.

Sự xuất hiện của các-ten là một phản ứng đối với các điều kiện làm việc thay đổi liên quan đến khoa học. Khi cạnh tranh thương mại gia tăng, lợi nhuận giảm đến mức không thể biện minh cho vốn và đầu tư dài hạn và nghiên cứu. Kết quả là, cartel đã ấn định giá và thị phần. Một trong những biện pháp kiểm soát đầu tiên như vậy diễn ra vào năm 1881, ấn định giá alizarin (nếu không sẽ có màu đỏ hơn) và phân bổ cho mỗi nhà sản xuất một phần thị trường nhất định. (Từ năm 1869 đến ngày thành lập cartel, giá alizarin đã giảm từ 270 mark một kg xuống còn 17,50.) Cartel này không tồn tại, một phần vì, như John Beer nói, các đối thủ cũ không thể chôn vùi cái rìu qua đêm, mà còn bởi vì các công ty thuốc nhuộm của Thụy Sĩ không tham gia vào thỏa thuận. Các tập đoàn sau này đã hoạt động, chủ yếu là vì, thay vì phòng thủ, họ phát hiện ra rằng sẽ hiệu quả hơn nếu tập hợp các bằng sáng chế của mình và chia sẻ lợi nhuận theo tỷ lệ định trước. Các đối thủ trước đây giờ trở nên hợp tác hơn khi họ chia sẻ miếng bánh lớn hơn. 25

Từ tiếng Đức của cartel là Interessengemeinschaft , hoặc IG. Tập đoàn của ngành công nghiệp da màu, IG Farben, sẽ tạo ra một sự phẫn nộ khét tiếng sau Thế chiến thứ nhất. 26

F ROM D CÓ ĐẾN D THẢM

Giống như Werner Siemens là ví dụ điển hình nhất về mối liên hệ giữa khoa học lý thuyết và khoa học ứng dụng ở Đức trong thế kỷ 19, Friedrich Bayer và Johann Friedrich Weskott là những ví dụ điển hình nhất về bước chuyển quan trọng từ thuốc nhuộm sang dược phẩm. Bayer, xuất thân từ một gia đình dệt lụa ở Barmen, sinh năm 1825, là con trai duy nhất được bao bọc bởi 5 chị em gái. Gia đình của Weskott đã chuyển đến Barmen vì sông Wupper cung cấp nguồn nước tuyệt vời cho công việc tẩy trắng của họ. Cả hai người đàn ông đều có tham vọng và vào năm 1863 đã đồng ý thành lập một liên doanh, Friedrich Bayer & Company. 27

Công việc kinh doanh thành công, nhưng chỉ đến khi hai nhà sáng lập qua đời vào đầu những năm 1880 và Carl Rumpff, con rể của Bayer, tiếp quản quyền lực, thì hướng đi của công ty mới bắt đầu thay đổi. Rumpff đưa Bayer ra công chúng và với số vốn huy động được, ông đã tuyển dụng một số sinh viên trẻ mới tốt nghiệp ngành hóa học, một trong số đó là Carl Duisberg. Duisberg được giao nhiệm vụ tìm kiếm những lĩnh vực mới mà công ty có thể mở rộng. 28

Tình cờ là vào giữa đến cuối những năm 1880, một chất mới đã xuất hiện trên thị trường ở Đức, được gọi là Antifebrine, và điều này sẽ mở ra cho Duisberg một thế giới hoàn toàn mới.

Năm 1886, hai bác sĩ ở Strasbourg, Arnold Cahn và Paul Hepp, có một bệnh nhân bị giun đường ruột và họ đã gửi đơn đặt hàng đến một hiệu thuốc địa phương để mua naphthalene, phương pháp điều trị tiêu chuẩn. Tuy nhiên, tại hiệu thuốc, có một sự nhầm lẫn và không hề hay biết, hai bác sĩ đã được gửi một chất hoàn toàn khác, một chế phẩm có tên là acetanilide. Đây là một quá trình acetyl hóa anilin, là một sản phẩm phụ khác của nhựa than đá, nổi tiếng trong ngành nhuộm, nhưng chắc chắn không phải là thuốc và trên thực tế chưa bao giờ được sử dụng cho con người trước đây. Chỉ khi Cahn và Hepp nhận thấy rằng “thuốc” này không có tác dụng gì với giun của bệnh nhân, họ mới bắt đầu đặt câu hỏi. Và những gì họ quan sát được, trong số những thứ khác, là nhiệt độ bệnh nhân của họ đã giảm đáng kể. 29

Tình cờ là anh trai của Paul Hepp là một nhà hóa học tại một công ty tên là Kalle. Tình cờ, Kalle đã sản xuất acetanilide cho ngành công nghiệp nhuộm than và Cahn và Hepp đã tiếp cận họ để xem liệu công ty có quan tâm đến việc tiếp thị acetanilide như một loại thuốc hạ sốt hay không. Các giám đốc Kalle thích ý tưởng về thuốc hạ sốt, nhưng họ gặp vấn đề vì công thức của acetanilide đã quá nổi tiếng: nếu thuốc của họ thành công, tất cả các đối thủ thương mại của họ có thể tham gia tranh giành lợi nhuận. Đó là khi ai đó ở Kalle nảy ra ý tưởng sáng tạo là tạo ra một cái tên đơn giản, dễ nhớ cho loại thuốc này. Cho đến lúc đó, các loại thuốc do dược sĩ bán luôn được biết đến với tên hóa học phức tạp, mặc dù hầu hết các bác sĩ đa khoa đều không biết gì về hóa học liên quan. Vấn đề về Antifebrine, như tên gọi của thuốc Kalle, là nó dễ nhớ hơn nhiều so với acetanilide, chính xác là cùng một chất. Phần thông minh nằm ở chỗ, theo luật của Đức, đơn thuốc của bác sĩ phải được tuân theo một cách chính xác: nếu đơn thuốc có ghi Antifebrine, Antifebrine thì nó phải như vậy.

Chứng kiến điều này, Duisberg lập luận rằng nếu nó có thể được thực hiện một lần, thì nó có thể được thực hiện lại. Anh ta để mắt đến một chất gọi là para-nitrophenol, một chất thải của ngành công nghiệp thuốc nhuộm, tương tự như acetanilide; Bayer đã có 30.000 kg đi ăn xin. Điều này có thể được khai thác? Anh ta yêu cầu một trong những người của mình, Oskar Hinsberg, xem xét nó - và chỉ trong vài tuần, Hinsberg đã phân lập được một chất gọi là acetophenatedine, nếu có, là một chất hạ sốt thậm chí còn mạnh hơn acetanilide, với ít tác dụng phụ hơn. Duisberg gọi nó là Phenacetin và, Diarmuid Jeffreys nói, nguồn gốc của ngành kinh doanh dược phẩm toàn cầu ngày nay “có thể bắt nguồn từ thời điểm đó.” 30

Các loại thuốc thành công khác theo sau, vì vậy khi Rumpff qua đời vào năm 1890 và Duisberg tiếp quản, quyết định quan trọng đầu tiên của ông là thành lập một bộ phận dược phẩm riêng biệt với một phòng thí nghiệm chuyên dụng. Một nước đi thông minh khác của Duisberg là tổ chức phòng thí nghiệm dược phẩm của Bayer thành hai phần—nhóm dược phẩm, có nhiệm vụ phát minh ra các loại thuốc mới và nhóm dược phẩm, nơi thử nghiệm các loại thuốc đó. Đây là một hình thức kiểm soát chất lượng hợp lý, được sao chép nhiều. 31 Chính trong môi trường này đã sản xuất ra loại thuốc thành công nhất mà thế giới từng biết.

CUỘC SỐNG THÀNH CÔNG CỦA THẾ GIỚI THẾ GIỚI HIỆN NAY _ _ _

Về mặt khái niệm, loại thuốc này là công trình của ba người đàn ông—Heinrich Dreser, Arthur Eichengrün và Felix Hoffmann, mặc dù chính Hoffmann mới là người thực hiện các thí nghiệm quan trọng.

Trong quá trình tìm kiếm tài liệu của mình, khi kể lại câu chuyện sau này, Hoffmann đã tìm thấy một số tài liệu tham khảo về quá trình tổng hợp axit acetylsalicylic, hay ASA, được cho là làm giảm tác dụng phụ khó chịu ở dạ dày của axit salicylic, phương pháp điều trị truyền thống cho sốt thấp khớp và viêm khớp. Hoffmann sau đó bắt đầu lặp lại một số thí nghiệm này, thay đổi các chất. Do đó, theo một ghi chú trong nhật ký phòng thí nghiệm của mình, vào ngày 10 tháng 8 năm 1897, ông đã tình cờ tìm ra cách tạo ra ASA loại bỏ hầu như tất cả các tác dụng phụ đối với dạ dày. 32 Theo truyền thống hiện nay, bộ phận dược phẩm đã thử nghiệm chất này và Eichengrün thấy nó có hiệu quả. Nhưng Dreser phản đối, nhấn mạnh rằng axit salicylic “làm suy yếu tim” và ASA đã bị từ chối.

Các vấn đề trở nên phức tạp bởi thực tế là, trong cùng hai tuần mà anh ấy phát hiện ra ASA, Hoffmann đã phát hiện ra một chất khác mà Dreser tin rằng có tiềm năng lớn hơn nhiều: heroin. Diacetylmorphine, tên hóa học đầy đủ của heroin, bản thân nó không phải là mới. Nó được phát hiện vào năm 1874 bởi CR Alder Wright, người Anh, người đang nghiên cứu các dẫn xuất thuốc phiện tại Bệnh viện St. Mary ở London. Dreser đã xem báo cáo bằng văn bản của Alder Wright trong tài liệu và vì morphine thường được sử dụng làm thuốc giảm đau và điều trị các bệnh về đường hô hấp như bệnh lao, và vì một dẫn xuất thuốc phiện khác, codeine, cũng được sử dụng để điều trị ho, nên ông buộc tội Hoffmann với việc thực hiện nhiều thí nghiệm hơn. “Hai tuần sau khi điều chế ASA, Hoffmann đã tổng hợp thành công diacetylmorphine, trong quá trình này, ông đã đạt được sự khác biệt kỳ lạ là 'khám phá' trong cùng hai tuần một trong những chất hữu ích nhất được biết đến trong y học và là một trong những chất nguy hiểm nhất. 33

Dreser bắt đầu thử nghiệm chất mới trên mọi thứ, từ ếch đến thỏ, sau đó là trên chính anh ta và những người tình nguyện khác. Những tình nguyện viên này phát hiện ra rằng loại thuốc này khiến họ cảm thấy rất “anh hùng” đến nỗi nhãn hiệu của chất này “gợi ý về chính nó”. Sau các thử nghiệm lâm sàng tiếp theo, Dreser nói với Đại hội các nhà tự nhiên học và bác sĩ Đức vào năm 1898 rằng nó “hiệu quả gấp 10 lần như một phương pháp chữa ho so với codeine nhưng chỉ bằng 1/10 tác dụng độc hại của nó”. Anh ấy nói thêm, để đánh giá chính xác, rằng đó là “một loại thuốc hoàn toàn không gây nghiện và an toàn cho gia đình [và] sẽ giải quyết vấn đề nghiện morphine…” 34 Dreser thậm chí còn có kế hoạch quảng cáo loại thuốc này như một phương pháp chữa trị chứng đau bụng ở trẻ em và cúm.

Trong khi đó Eichengrün đi sau lưng Dreser. Đầu tiên, anh ấy đã thử ASA trên chính mình. Phát hiện ra rằng nó không có tác dụng rõ ràng đối với tim của mình, anh ta đã gửi một lô thuốc đến đại diện của Bayer ở Berlin, người có liên hệ tốt với các bác sĩ đa khoa ở đó và sắp xếp các thử nghiệm kín đáo. Trong vòng vài tuần, các bác sĩ đã trả lại “những đánh giá rực rỡ”, tốt hơn nhiều so với bất kỳ ai ở Bayer dám hy vọng: ASA có ít tác dụng phụ khó chịu, và trên hết, nó được phát hiện là một loại thuốc giảm đau. Thuốc đã được đưa vào sản xuất. 35

Điều đó có nghĩa là cần phải có một cái tên. Bởi vì axit salicylic có thể được lấy từ cây cỏ ngọt, tên viết tắt của chi Latin của cây, Spiraea , đã được đề xuất. Một số người khác gợi ý rằng chữ cái “a” nên được thêm vào phía trước, để thừa nhận quá trình acetyl hóa. Nhiều loại thuốc vào thời điểm đó kết thúc bằng “in”, đơn giản vì nó dễ nói. Đó là cách “aspirin” ra đời. 36

KÍNH HIỂN VI M _ _

Sự phát triển của phòng thí nghiệm sẽ không thể thực hiện được nếu không có sự phát triển song song của dụng cụ phòng thí nghiệm hữu ích nhất - kính hiển vi. Sự phát triển của quang học diễn ra vào thế kỷ 19 ở Pháp, Hà Lan, Anh và Hoa Kỳ—nhưng ba trong số những nhân vật hàng đầu là người Đức: Carl Zeiss, Ernst Abbe và Ernst Leitz.

Carl Friedrich Zeiss sinh năm 1816 ở Weimar và nghiên cứu toán học, vật lý, quang học và khoáng vật học tại Đại học Jena trước khi tiếp tục làm việc dưới quyền của Giáo sư Matthias Schleiden—người cùng khám phá ra tầm quan trọng của tế bào—tại Viện Sinh lý học ở đó. Zeiss mở cửa hàng của riêng mình vào năm 1846 và làm ăn phát đạt, mở rộng đều đặn nên trong 20 năm đầu tiên, công ty đã sản xuất được 1.000 nhạc cụ. Cùng năm đó, nhận thấy rằng mình cần phải có hệ thống khoa học hơn nếu công việc kinh doanh của mình phát đạt, Zeiss đã đính hôn với Ernst Abbe (1840–1905), lúc đó là một giảng viên trẻ về vật lý và toán học tại Jena. Hai người đàn ông đã thành lập một quan hệ đối tác, trong đó Abbe trở thành giám đốc nghiên cứu tại Zeiss Optical Works. Chính Abbe là người đã tìm ra cơ sở toán học/vật lý của thứ đã trở thành quang học tính toán, thứ sẽ dẫn đến nhiều thiết bị mới. Thiết bị đầu tiên trong số này, được giới thiệu vào năm 1869, là một thiết bị chiếu sáng, cung cấp ánh sáng cho các đối tượng được kiểm tra. Ba năm sau, vào năm 1872, Abbe (một nhà cải cách xã hội vĩ đại tại nơi làm việc) đã xây dựng lý thuyết sóng của ông về hình ảnh vi mô, “Điều kiện Abbe Sine”. Điều này có thể thực hiện được một loạt các mục tiêu vi mô, tất cả đều dựa trên lý thuyết toán học. 37

Zeiss và Abbe được bổ sung bởi Otto Schott (1851–1935). Lớn lên ở Westphalia, Schott hiện được coi là cha đẻ của khoa học thủy tinh hiện đại. Sự hiểu biết của ông về hóa học thủy tinh đã dẫn đến sự ra đời của hơn một trăm loại thủy tinh mới. Điều quan trọng nhất đã tạo ra thấu kính “Apochromat” đầu tiên, vào năm 1886. Thấu kính Apochromatic có hiệu chỉnh màu tốt hơn thấu kính tiêu sắc, khiến chúng đặc biệt hữu ích trong thiên văn học.

Zeiss cũng dẫn đầu trong việc sản xuất kính viễn vọng hai mắt và ống nhòm lăng kính, mỗi loại đều giúp cải thiện khả năng nhận biết độ sâu. 38 Việc phát minh ra ô tô có động cơ (xem Chương 19) đã mở ra một lĩnh vực mới, với nhu cầu về đèn pha phức tạp hơn bao giờ hết.

Tác phẩm do Ernst Leitz phát triển cũng nổi tiếng không kém. Sinh ra ở Rừng Đen năm 1843, Leitz mới sáu tuổi khi công ty sau này mang tên ông được thành lập bởi Carl Kellner, một nhà vật lý 23 tuổi, ở Wetzlar. Kellner bắt đầu chế tạo hệ thống quang học cho kính hiển vi và kính viễn vọng, đặc biệt là thị kính chỉnh hình do chính ông phát minh ra (thị kính chỉnh hình khắc phục sự biến dạng và cho hình ảnh rất phẳng). Rudolf Virchow và Justus von Liebig (xem Chương 20) là khách hàng của Kellner's.

Sau khi Kellner qua đời ở tuổi 29, một đồng nghiệp, Charles Behltle, đã tiếp quản công ty và chính Behltle là người đã tuyển dụng Leitz làm đối tác mười năm sau đó. Từ năm 1869 trở đi, khi Behltle qua đời, Leitz trở thành chủ sở hữu duy nhất của công ty, công ty sau đó đã phát triển lĩnh vực kinh doanh kính hiển vi nhiều hơn là lĩnh vực kính thiên văn. Đến năm 1889, nó cũng được mở rộng sang ống nhòm và cả máy chiếu phim và tĩnh. Ngay trước Chiến tranh thế giới thứ nhất, hai người đàn ông—Oscar Barnack và Max Berek—đã gia nhập công ty và chuyển hướng công ty nhiều hơn sang lĩnh vực máy ảnh. Chính Berek đã tính toán kích thước của ống kính máy ảnh đầu tiên mang tên công ty đã trở nên rất nổi tiếng trong thế kỷ 20 – Leica. 39

Kính hiển vi, hơn bất cứ thứ gì khác, là biểu tượng của phòng thí nghiệm. Sự trỗi dậy của nó cũng tượng trưng cho một sự thay đổi diễn ra trong khoa học khi thế kỷ 19 bước sang thế kỷ 20. Vào giữa thế kỷ 19, hóa học và kỹ thuật đã dẫn đầu—trong việc tạo ra máy điện, thuốc nhuộm và dược phẩm. Các ngành khoa học này tiếp tục phát triển, nhưng kính hiển vi cũng cho phép đạt được tiến bộ trong khoa học sinh học. Đặc biệt, nó đã thực hiện việc điều tra các vi sinh vật gây bệnh. 40