به گزارش آماج، داستان فریتز هابر یکی از عجیبترین و متناقضترین روایتهای تاریخ علم است؛ شیمیدانی که با حل یکی از بزرگترین معماهای علمی قرن بیستم، امکان تولید انبوه کود و افزایش چشمگیر تولید غذا را فراهم کرد، اما همان دانش را در مسیر توسعه سلاحهای شیمیایی نیز به کار گرفت. زندگی او نمونهای تکاندهنده از دوگانگی علم و پیامدهای اخلاقی استفاده از دستاوردهای بشری است.
در بهار ۱۹۰۹، یک شیمیدان آلمانی ساعتها به دستگاهی فلزی خیره شده بود. وقتی نخستین قطره از لوله آزمایش چکید، از خوشحالی در راهروهای آزمایشگاه دوید و فریاد زد: «آمونیاک!» آن قطره کوچک سرآغاز تحولی بود که بعدها غذای میلیاردها انسان را تأمین کرد؛ اما همین کشف، امکان تولید انبوه مواد منفجره و توسعه جنگافزارهای شیمیایی را نیز افزایش داد.
بحران نیتروژن؛ مادهای حیاتی که جهان کم داشت
برای درک اهمیت کشف هابر باید به بحران نیتروژن در قرن نوزدهم بازگردیم. نیتروژن یکی از عناصر حیاتی برای حیات است و در ساخت اسیدهای آمینه، پروتئینها، هموگلوبین و DNA نقش دارد. گیاهان نیز برای رشد به نیتروژن موجود در خاک نیاز دارند.
اما با افزایش جمعیت جهان و کشت مداوم زمینهای کشاورزی، ذخایر نیتروژن قابلاستفاده خاک بهتدریج کاهش یافت. در نتیجه، نگرانی از کاهش تولید محصولات کشاورزی و وقوع قحطی گسترده افزایش پیدا کرد.
کشاورزان امپراتوری اینکا قرنها پیش متوجه شده بودند که گوانو، یعنی فضولات انباشتهشده پرندگان دریایی، میتواند خاک را دوباره حاصلخیز کند. در قرن نوزدهم ارزش گوانو چنان افزایش یافت که قدرتهای مختلف برای کنترل منابع آن در آمریکای جنوبی رقابت میکردند.
با افزایش تقاضا، ذخایر گوانو نیز رو به کاهش گذاشت. سال ۱۸۹۸، ویلیام کروکس، شیمیدان برجسته بریتانیایی، هشدار داد که ادامه این روند میتواند جهان را با بحران جدی غذا روبهرو کند و دانشمندان باید راهی برای تأمین مصنوعی نیتروژن پیدا کنند.
مشکل اینجا بود که اگرچه حدود ۷۸ درصد جو زمین از نیتروژن تشکیل شده، این نیتروژن به شکل مولکولهای N2 وجود دارد و پیوند سهگانه بسیار قدرتمندی میان دو اتم آن برقرار است. همین ویژگی باعث میشود استفاده مستقیم گیاهان از نیتروژن موجود در هوا تقریباً غیرممکن باشد.
پیوندی که یک قرن دانشمندان را شکست داد
شکستن پیوند سهگانه نیتروژن به انرژی بسیار زیادی نیاز دارد. در طبیعت، صاعقه و برخی باکتریهای خاک میتوانند این فرایند را انجام دهند، اما سرعت این روشها برای تأمین نیاز غذایی جمعیت رو به رشد جهان کافی نبود.
شیمیدانها برای دههها تلاش کردند این مانع را پشت سر بگذارند. آزمایشهای مختلفی انجام شد، اما هیچکدام راهکاری عملی برای تولید گسترده ترکیبات نیتروژنی ارائه نکردند.
به این ترتیب، یکی از مهمترین چالشهای علمی عصر مدرن شکل گرفت: چگونه میتوان نیتروژن موجود در هوا را به مادهای تبدیل کرد که گیاهان بتوانند از آن استفاده کنند؟
فریتز هابر و جستوجوی راهی برای «تولید نان از هوا»
سال ۱۹۰۴، فریتز هابر تصمیم گرفت این چالش را دنبال کند. او استاد ۳۶ ساله دانشگاه کارلسروهه بود و ایدهای جسورانه داشت: ترکیب نیتروژن و هیدروژن در دما و فشار بالا و استفاده از یک کاتالیزور برای تسهیل واکنش.
هابر سالها روی این مسئله کار کرد. یکی از اتفاقات مهم در مسیر تحقیقات او، دسترسی به فلز بسیار کمیاب اوسمیوم بود؛ فلزی که در آن زمان تنها مقدار محدودی از آن در سراسر جهان وجود داشت.
او تصور میکرد اوسمیوم میتواند نقش کاتالیزور را ایفا کند. پس از طراحی تجهیزات لازم، آزمایشهای فشرده او سرانجام به نتیجه رسید.
یک قطره آمونیاک که تاریخ را تغییر داد
در مارس ۱۹۰۹، هابر مخلوطی از نیتروژن و هیدروژن را در دمای حدود ۵۰۰ درجه سانتیگراد و فشار حدود ۲۰۰ اتمسفر قرار داد. شرایط شدید آزمایش سرانجام باعث شد بخشی از گازها به آمونیاک تبدیل شوند.
در پایان، تنها مقدار بسیار کمی آمونیاک تولید شد، اما همین نتیجه ثابت کرد که میتوان نیتروژن موجود در هوا را به شکلی مصنوعی تثبیت کرد. هابر که از موفقیت آزمایش هیجانزده شده بود، در آزمایشگاه فریاد زد: «بیایید پایین، آمونیاک به دست آمد!»
شرکت BASF توانست این روش را در مقیاس صنعتی توسعه دهد. کارخانهای در اوپاو ساخته شد و تولید آمونیاک بهسرعت افزایش یافت. کودهای نیتروژنه حاصل از این فرایند، بهرهوری زمینهای کشاورزی را به شکل چشمگیری بالا بردند.
فرایندی که بعدها با عنوان «فرایند هابر-بوش» شناخته شد، به یکی از پایههای کشاورزی مدرن تبدیل شد. تولید انبوه کودهای نیتروژنه امکان افزایش شدید تولید مواد غذایی را فراهم کرد و رشد جمعیت جهان را نیز تحت تأثیر قرار داد.
امروزه بخش قابلتوجهی از نیتروژن موجود در بدن انسانها بهطور مستقیم یا غیرمستقیم از فرایندهای صنعتی تثبیت نیتروژن سرچشمه میگیرد؛ به همین دلیل هابر از تأثیرگذارترین دانشمندان تاریخ کشاورزی مدرن محسوب میشود.
روی دیگر نبوغ هابر؛ ورود علم به میدان جنگ
اما داستان فریتز هابر به کشاورزی و تولید غذا ختم نشد. او در جریان جنگ جهانی اول، به توسعه و استفاده از سلاحهای شیمیایی کمک کرد و نقش مهمی در سازماندهی حملات گازی آلمان داشت.
هابر معتقد بود استفاده از سلاحهای شیمیایی میتواند به پیروزی سریعتر آلمان در جنگ کمک کند. این دیدگاه با مخالفت شدید برخی دانشمندان و نزدیکان او، از جمله همسرش کلارا ایمروار، روبهرو شد.
کلارا ایمروار، شیمیدانی برجسته و یکی از نخستین زنان آلمانی دارای مدرک دکترا در شیمی بود. او با استفاده نظامی از علم مخالف بود و معتقد بود تبدیل دانش شیمی به ابزاری برای کشتار انسانها، انحرافی خطرناک از رسالت علم است.
تنش میان این دو سرانجام به تراژدی خانوادگی منجر شد. کلارا ایمروار پس از نخستین حمله شیمیایی موفق آلمان در جبهه غرب، با سلاح هابر به زندگی خود پایان داد. هابر نیز صبح روز بعد برای نظارت بر حملهای دیگر راهی جبهه شد.
از قهرمان ملی تا دانشمند مطرود
پس از پایان جنگ جهانی اول، شرایط برای هابر تغییر کرد. آلمان شکست خورده بود و او نیز مانند بسیاری از چهرههای علمی و نظامی آن کشور با پیامدهای جنگ روبهرو شد.
هابر در تلاش برای کمک به اقتصاد بحرانزده آلمان، حتی پروژهای برای استخراج طلا از آب دریا را دنبال کرد؛ پروژهای که سرانجام شکست خورد و نتوانست مشکلات اقتصادی کشورش را حل کند.
با قدرت گرفتن نازیها در سال ۱۹۳۳، وضعیت هابر بهدلیل ریشه یهودیاش پیچیدهتر شد. اگرچه سوابق نظامی او باعث شد مدتی از قوانین ضدیهودی مستثنی باشد، هابر در اعتراض به اخراج دانشمندان یهودی از مؤسسه تحت مدیریت خود، از مقامش استعفا داد.
او از آلمان خارج شد و سرانجام در سال ۱۹۳۴ در شهر بازل سوئیس بر اثر نارسایی قلبی درگذشت؛ مردی که بخش بزرگی از نبوغ و زندگی خود را صرف خدمت به آلمان کرده بود، در سالهای پایانی عمر از همان کشور طرد شد.
میراث تاریک هابر و ماجرای زیکلون بی
یکی از تاریکترین بخشهای میراث هابر به تولید یک حشرهکش بر پایه ترکیبات سیانیدی بازمیگردد. این محصول که برای مقابله با آفات و حشرات طراحی شده بود، با نام زیکلون بی شناخته شد.
در ابتدا برای افزایش ایمنی، مادهای با بوی هشداردهنده به آن اضافه شده بود تا انسانها بتوانند وجود گاز خطرناک را تشخیص دهند. اما بعدها نازیها از نسخهای تغییر یافته از این ماده در اردوگاههای مرگ استفاده کردند.
زیکلون بی در جریان هولوکاست به یکی از ابزارهای قتلعام تبدیل شد و میلیونها انسان، از جمله یهودیان و دیگر قربانیان سیاستهای نژادی و سرکوبگرانه رژیم نازی، جان خود را از دست دادند.
البته نسبت دادن مستقیم طراحی زیکلون بی مورد استفاده در اتاقهای گاز به شخص هابر دقیق نیست؛ این ماده پس از مرگ او و در چارچوب ساختار صنعتی و جنایتکارانه حکومت نازی مورد استفاده قرار گرفت. بااینحال، ارتباط تاریخی میان مؤسسه تحت مدیریت هابر و توسعه مواد شیمیایی مورد استفاده در این محصول، بخشی تلخ از میراث علمی او محسوب میشود.
فریتز هابر؛ قهرمان یا نماد خطر علم بدون مرز اخلاقی؟
زندگی فریتز هابر را نمیتوان بهسادگی در قالب «قهرمان» یا «شرور» خلاصه کرد. کشف او در تثبیت نیتروژن، کشاورزی مدرن را متحول کرد و به افزایش تولید غذا در مقیاس جهانی کمک رساند؛ در عین حال، او دانش شیمی را در مسیر توسعه سلاحهای شیمیایی نیز به کار گرفت.
تناقض بزرگ زندگی هابر در همین نقطه آشکار میشود: همان دانشمندی که امکان «تولید نان از هوا» را فراهم کرد، در توسعه فناوری جنگ شیمیایی نیز نقش داشت.
فرایند هابر-بوش نشان میدهد یک کشف علمی میتواند همزمان پیامدهای نجاتبخش و ویرانگر داشته باشد. علم بهخودیخود نه خیر است و نه شر؛ این شیوه استفاده انسان از دانش و تصمیمهای اخلاقی و سیاسی پیرامون آن است که مسیر نهایی فناوری را تعیین میکند.
سرگذشت فریتز هابر یادآوری میکند که پیشرفت علمی، بدون مسئولیت اخلاقی، میتواند به همان اندازه که زندگی انسانها را نجات میدهد، زمینهساز فاجعه نیز باشد.
برای مطالعه روایتهای جذاب و تحلیلی بیشتر درباره تاریخ علم و چهرههای تأثیرگذار، به آماج مراجعه کنید.
