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ヴィルヘルム・フリードリヒ・オストヴァルト（ドイツ語: [ ˈvɪlhɛlm ˈɔstvalt ]ⓘ ;1853 年9 月 2 日[OS8 月 21 日]– 1932 年 4 月 4 日）は、バルト・ドイツ人の化学者、哲学者ヤコブス・ヘンリクス・ファン・ト・ホッフ、、スヴァンテ・アレニウスとともに、物理化学の分野の創始者の一人として知られてい。 [ 1 ] 彼は、触媒作用、化学平衡、反応速度の分野への科学的貢献により、1909 年にノーベル化学賞。 [ 2 ]
1906年に学界を引退した後、オストワルドは哲学、芸術、政治に深く関わるようになった。彼はこれらの各分野に多大な貢献をした。[ 3 ]彼は博学者と評されている。[ 4 ]
オストヴァルトは、ロシア帝国（現在のラトビア）のリガで、樽職人のゴットフリート・ヴィルヘルム・オストヴァルトとエリザベート・ロイケルの間に、バルト・ドイツ人として生まれた。彼は3人兄弟の真ん中で、オイゲンの後に生まれ、ゴットフリートの前に生まれた。[ 5 ]オストヴァルトは幼い頃から科学に興味を持ち、特に花火や写真に関する実験を自宅で行っていた。[ 4 ]
オストワルドは1872年にドルパット帝国大学（現在のエストニアのタルトゥ大学）に入学し、1875年に同大学でカンディダテンシュリフト試験に合格した。 [ 2 ] [ 3 ]ドルパット在学中、オストワルドは人文科学、芸術、哲学に深く触れ、1906年に学界を引退した後は、これらの分野が彼の研究の中心となった。[ 3 ]
オストワルドは1875年にドルパット大学で無給の独立研究者としてキャリアをスタートさせた。彼は同時代のヨハン・レンベルクと共にカール・シュミットの研究室で働いた。レンベルクはオストワルドに無機化合物の分析の基礎や平衡と化学反応速度の測定の基礎を教えた。レンベルクはまた、多くの地質学的現象の化学的基礎もオストワルドに教えた。これらの取り組みは、オストワルドのその後の研究活動の主題の一部となった。[ 3 ] カール・シュミットの研究室での仕事に加えて、オストワルドは大学の物理学研究所でアーサー・フォン・エッティンゲンと共に研究も行った。[ 2 ]
1877年頃、ドルパット大学の化学研究所で無給の研究員として働き続けていたオストワルドは、エッティンゲンの助手がリガに移った後、物理学研究所の有給助手となった。[ 3 ] [ 6 ] また、ドルパットの高校で数学と科学を教えることで、しばらくの間生計を立てていた。[ 7 ]
オストワルドは、化学親和性の問題や化学化合物の形成反応に深く関心を持っていた。これは当時、化学者が直面していた中心的な理論的問題であった。初期の研究の一環として、オストワルドは温度の影響と酸および塩基の親和定数を考慮した3次元親和性表を開発した。[ 3 ]オストワルドはまた、質量作用、電気化学、化学動力学についても研究した。[ 2 ]
オストヴァルトは1877年にドルパット大学で修士号を取得し、講義を行い、授業料を徴収できるようになった。[ 8 ]オストヴァルトは1878年にドルパット大学で博士論文 を発表し、カール・シュミットが論文指導教官を務めた。博士論文のタイトルはVolumchemische und Optisch-Chemische Studien（「体積化学および光学化学研究」）であった。 [ 4 ] 1879年、彼はカール・シュミットの有給助手となった。[ 9 ]
1881年、オストワルドはリガ工科大学（現在のリガ工科大学）の化学教授に就任した。1887年、彼はライプツィヒ大学に移り、世界で初めて任命された物理化学の専門教授となった。[ 5 ]オストワルドは1906年に退職するまでライプツィヒ大学の教員を務めた。
彼はまた、 1904年と1905年にハーバード大学で最初の「交換教授」を務めた。[ 2 ] [ 10 ]
オストワルドの研究者としてのキャリアの中で、彼は多くの研究学生を指導し、彼らはそれぞれ優れた科学者となった。その中には、後にノーベル賞を受賞するスヴァンテ・アレニウス、ヤコブス・ヘンリクス・ファン・ト・ホッフ、ヴァルター・ネルンストなどが含まれる。その他の学生には、アーサー・ノイズ、ウィリス・ロドニー・ホイットニー、池田菊苗などがいる。これらの学生は皆、物理化学への貢献で有名になった。[ 2 ] [ 11 ]
1901年、アルベルト・アインシュタインはオストワルドの研究室の研究職に応募した。これはアインシュタインが特殊相対性理論を発表する4年前のことだった。オストワルドはアインシュタインの応募を却下したが、後に二人は強い相互尊重の念を抱くようになった。[ 12 ]その後、オストワルドは1910年と1913年にアインシュタインをノーベル賞に推薦した。 [ 13 ]
1906年に引退した後、オストワルドは哲学、政治、その他の人文科学の分野で活躍した。[ 2 ]
オストワルドは、アンモニアの酸化による硝酸の安価な製造方法を発明した。彼はこの方法で特許を取得した。[ 14 ]オストワルドの特許では触媒が使用され、硝酸の収率が理論上の限界に近い条件が記載されていた。この基本的なプロセスの側面は、約64年前にクールマンによっても特許取得されていた。[ 15 ]クールマンのプロセスは、おそらく安価なアンモニア源がなかったため、工業的に重要なものとはならなかった。オストワルドの発見後まもなく、ハーバーとボッシュによるアンモニア合成のための窒素固定プロセスの発明（1911年または1913年までに完了）により、安価なアンモニアが入手可能になった。これら2つの画期的な発見の組み合わせにより、ドイツが第一次世界大戦中に不足していた肥料と爆薬のより経済的で大規模な生産がすぐに実現した。[ 16 ] [ 17 ]このプロセスはしばしばオストワルド法と呼ばれます。[ 17 ]このプロセスは、硝酸の製造において現代でも広く使用されています。[ 18 ]
オストワルドは希釈理論に関する重要な研究も行い、その結果、希釈の法則の概念化に至った。この法則は「オストワルドの希釈法則」と呼ばれることもある。この理論によれば、弱電解質の挙動は質量作用の原理に従い、無限希釈では広範囲に解離する。弱電解質のこの特性は、電気化学的測定などによって実験的に観察することができる。[ 19 ]
オストワルドは、化学反応速度と反応速度の研究、および酸と塩基の研究を通して、特定の化学反応物の溶液中の酸の濃度または塩基の濃度が化学プロセスの速度に強い影響を与えることを発見しました。彼はこれがベルセリウスによって最初に明確にされた化学触媒の概念の現れであることを認識しました。オストワルドは、触媒とは反応物または生成物の一部ではないにもかかわらず、化学反応の速度を加速する物質であるという考えを明確にしました。オストワルドの化学触媒の理解の進歩は、酵素触媒などの生物学的プロセスや多くの工業プロセスに広く応用されました。オストワルドが発明した硝酸プロセスでは触媒が使用されています。[ 18 ]
オストワルドは、固体の結晶化挙動、特に多形現象として知られる、異なる形態で結晶化できる固体の結晶化挙動を研究した。彼は、固体は必ずしも最も熱力学的に安定な形態で結晶化するわけではなく、各多形形態の結晶化の相対速度に応じて、他の形態で優先的に結晶化することがあることを発見した。オストワルドは、相対速度が固体多形と液体形態の間の表面張力に依存することを発見した。鉱物やさまざまな有機化合物など、多くの一般的な物質がこの種の挙動を示す。この発見は、オストワルドの法則として知られるようになった。[ 20 ]
オストワルドは、固体または液体の溶液が時間とともに進化し続ける可能性があることに気づきました。熱力学的に好ましくない多形が最初に結晶化するかもしれませんが、溶液が古くなるにつれて、より熱力学的に安定な形態が発達し続ける可能性があります。多くの場合、これは大きな結晶の形成につながります。なぜなら、大きな結晶は多数の小さな結晶よりも熱力学的に安定しているからです。この現象はオストワルド熟成として知られるようになり、多くの状況で観察されています。日常的な例としては、アイスクリームが古くなるにつれてザラザラした食感になることが挙げられます。地質学的時間スケールでは、多くの鉱物が、鉱物の老化に伴って結晶形態が変化するオストワルド熟成を示します。[ 21 ]
溶解度と結晶化に関連して、オストワルドは固体の溶解が結晶の大きさに依存することを発見しました。結晶が小さい場合、通常は1ミクロン未満の場合、溶液相における固体の溶解度が増加します。オストワルドはこの効果を数学的に定量化し、オストワルド・フロイントリッヒ方程式として知られる関係式を導きました。オストワルドは1900年にこの発見を初めて発表し、彼の数学式は1909年にドイツの化学者ヘルベルト・フロイントリッヒによって改良されました。この数学的関係は、系内の物質の分圧にも適用されます。オストワルド・フロイントリッヒ方程式は、曲率と温度に加えて、系内の粒子の表面張力を考慮に入れています。溶解度のサイズ依存性は、溶解度の低い医薬品の製剤化において、患者による吸収を高めるために利用されることがあります。サイズ依存性は、オストワルド熟成にも関係しています。[ 22 ]
ドイツの化学者ラファエル・E・リーゼガングと共同研究したオストワルドは、物質が周期的に結晶化し、その結晶化挙動が空間的または時間的なパターンに従うことを認識した。特定の状況下では、この周期的な結晶化挙動の結果は、例えばさまざまな地質構造において容易に視覚的に観察できる。リーゼガングは以前にこの現象を特定の実験室実験で調査し、その結果をオストワルドに示していた。オストワルドはその後、この現象の数学モデルを開発し、観察結果を説明するとともに、周期的な結晶化挙動がいかに広く見られるかを認識した。これらの観察結果は、リーゼガング環として知られるようになった。[ 23 ]
オストワルドは1900年頃に化学用語に「モル」という言葉を導入した。彼は1モルを質量グラム単位で表した物質の分子量と定義した。オストワルドによれば、この概念は理想気体と結びついていた。皮肉なことに、オストワルドによるモル概念の発展は、原子論に哲学的に反対する彼のエネルギー論に直接関係しており、彼（エルンスト・マッハとともに）は原子論に最後まで抵抗した一人だった。彼はアーノルド・ゾンマーフェルトとの会話の中で、ジャン・ペランのブラウン運動に関する実験に感銘を受けたと説明した。[ 24 ] [ 25 ]
1906年、オストワルドは国際原子量委員会の委員に選出された。第一次世界大戦の結果、この委員としての任期は1917年に終了し、戦後も再開されることはなかった。同委員会の1917年年次報告書は、次のような異例の注記で締めくくられている。「ヨーロッパ戦争のため、委員会は通信面で大きな困難を抱えている。ドイツ人委員であるオストワルド教授は、この報告書に関して連絡が取れていない。おそらく、ドイツ国内または輸送途中の手紙の検閲により、連絡が途絶えたのだろう。」[ 26 ]
オストワルドは、化学平衡、化学親和性、酸塩基相互作用の研究の一環として、多くの確立された分析方法が研究対象の化学系を乱すことを認識しました。そのため、彼はこれらの重要な基本現象を理解するための代替方法として物理的測定に目を向けました。そのような物理的測定の1つが、液体の粘度、つまり流れに対する抵抗の測定です。オストワルドはこの目的のために、液体の貯蔵部として機能する球状部と、貯蔵部の間に毛細管（細い管）がある装置を発明しました。液体が毛細管を通って一方の貯蔵部からもう一方の貯蔵部へ流れるのにかかる時間は、液体の粘度の指標となります。基準溶液を使用することで、液体の粘度を定量化できます。オストワルドは通常、この装置を使用して水溶液中の溶質の挙動を研究しました。これらの装置はオストワルド粘度計として知られるようになり、現代では研究や品質管理の目的で広く使用されています。[ 27 ]
オストワルドは、液体、特に漿液の移送と測定に使用できるピペットを設計しました。この設計は後にオットー・フォリンによって改良されました。このタイプのピペットは、下端に球状の部分があるのが特徴です。これはオストワルド・フォリンピペットとして知られるようになり、現代でも広く使用されています。[ 28 ]
1906年に学界を引退した後、オストワルドは色彩の体系化に興味を持つようになり、それは科学的にも芸術的にも役立つと考えられた。彼は1916年から1918年の間に『色彩入門』と『色彩図鑑』を出版した。これらの出版物は、さまざまな視覚的な色彩間の関係を確立した。[ 4 ]
オストワルドは、これらを2つの円錐からなる位相立体である色空間の3次元表現として表した。円錐の一方の頂点は純白で、もう一方は純黒である。8つの原色は、2つの円錐の円周または曲面に沿って表現される。この表現では、各色は白、黒、および8つの原色の混合である。このようにして、各色を表現する3つの自由度が存在する。[ 29 ]
この色の表現は、色彩の体系化に向けた重要な初期段階であり、人間の目による色彩知覚を客観的なシステムに置き換えた。[ 29 ]オストワルドの色彩体系化に関する研究の多くは、画家や建築家の団体であるドイツ工作連盟との共同作業で行われた。[ 3 ]
1887 年、オストワルドは物理化学の分野における独自の研究に特化した査読付き科学雑誌Zeitschrift für Physikalische Chemieを創刊しました。 [ 7 ] [ 30 ]彼は 1922 年までその編集長を務めた。1894 年、オストワルトはドイツ電気化学協会を設立し、これが最終的に Deutsche Bunsen-Gesellschaft für angewandte physikalische Chemie [ドイツブンゼン応用物理化学協会] となりました。彼は 1889 年に雑誌『Klassiker der exakten Wissenschaften』を創刊し、250 冊以上が出版されました。[ 2 ]
哲学への関心の一環として、オストヴァルトは1902年に雑誌『Annalen der Naturphilosophie 』（自然哲学年報）を創刊した。この雑誌は、当時無名だったヴィトゲンシュタインの『論理哲学論考』を1921年にドイツ語で初めて出版したことでも今日では記憶されている。[ 31 ]
1927年、彼は雑誌『Die Farbe（色彩）』を創刊した。[ 4 ]
オストワルドはミュンヘンのディ・ブリュッケ研究所の所長の一人であり、1911年の同研究所の設立に尽力した。同研究所は、オストワルドのノーベル賞の賞金によって重要な資金援助を受けていた。オストワルドは同研究所を通じて、学術出版物の標準化されたシステムを開発しようとした。[ 32 ] 1911年、オストワルドは化学会連合を設立し、様々な化学会の組織化と効率化を図った。同連合は科学協会の一例である。オストワルドは化学会連合の初代会長を務めた。[ 3 ] [ 33 ]
ヴィルヘルム・オストヴァルトは化学の研究に加え、幅広い分野で精力的に活動した。彼の著作には数多くの哲学的著作が含まれており、その総ページ数は約4万ページに及ぶ。オストヴァルトはベルタ・フォン・ズットナーの平和運動にも関わっていた。[ 34 ]
オストワルドは、他の趣味の中でも、自分で顔料を作る画家でもありました。[ 35 ]彼は1,000点以上の絵画と3,000点のパステル画や色彩研究を残しました。[ 36 ]オストワルドにとって、科学と芸術は互いに支え合う分野でした。[ 36 ]
「科学研究で疲れ果てて道具を置かざるを得なくなったとき、詩、音楽、絵画は私に活力と新たな勇気を与えてくれた。」―オストワルド[ 36 ]
オストワルドは、科学と芸術には共通の目的があると考えており、それは「適切な概念の形成を通して、無限に多様な現象に対処すること」である[ 36 ]。この目的のために、科学は「知的観念を構築し、芸術は視覚的観念を構築する」[ 36 ] 。
オストワルドは晩年、色彩理論に強い関心を抱くようになった。彼はこの分野で『画家への手紙』（1904年）や『色彩入門』（ 1916年）などの著作を残している。彼の色彩理論はアルバート・ヘンリー・マンセルの影響を受けており、ひいてはピエト・モンドリアンやデ・ステイルの他のメンバー[ 37 ] 、パウル・クレーやバウハウスの他のメンバー[ 35 ]にも影響を与えた。オストワルドの理論はアメリカ人のファーバー・ビレンやエグバート・ジェイコブソンにも影響を与えた[ 36 ]。
彼は国際言語運動にも関心を持ち、最初はエスペラントを学び、その後イド語を支援した。彼は国際補助言語採用代表団の委員会のメンバーであった。[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]オストワルドは1909年のノーベル賞の賞金の半分をイド語運動に寄付し、[ 41 ] 1908年に彼が提案したイド語雑誌プログレソの資金を提供した。 [ 42 ]オストワルドはその後、第一次世界大戦中の極端なナショナリズムの時代に独自の言語ヴェルトドイチュを創刊した。
オストワルドの継続的な関心事の一つは、体系化による統一であった。特に、オストワルドはエネルギー効率が社会と文化のあらゆる側面における統一的なテーマであると認識していた。政治的な問題において、オストワルドのエネルギー効率への関心は、労働組織の必要性といった政治的な問題にも及んだ。[ 3 ]
オストワルドは体系化による統一に関心を持ち、一元論の哲学を応用した。[ 43 ]当初、一元論は自由主義的、平和主義的、国際的であり、社会や政治改革を支える価値観の基盤を科学に求めていた。オストワルド自身は、「エネルギーを浪費せず、最も有用な形に変換すべきである」という中心的な考えに基づき、科学に基づく倫理体系を構築した。[ 44 ] [ 45 ]
1911年、オストヴァルトはエルンスト・ヘッケルが設立したドイツ一元論協会の会長に就任した。[ 46 ] オストヴァルト（および他の一元論者）は優生学と安楽死を推進したが、それは苦痛を防ぐことを目的とした自発的な選択としてのみであった。一元論者がそのような考えを推進したことが、後の国家社会主義者の社会ダーウィニズムの受容を間接的に促進したと示唆されている。オストヴァルトは、ナチスが人種差別的なイデオロギー的立場を支持するために、優生学と安楽死を強制的な政府政策として採用し、実施する前に亡くなった。[ 44 ] [ 3 ] オストヴァルトの一元論は、カール・G・ユングの心理学的類型の特定にも影響を与えた。[ 47 ]
オストワルドはライプツィヒ滞在中、1894年にマンチェスター文学哲学協会の名誉会員に選出された。 [ 48 ] 1905年にはアメリカ芸術科学アカデミーの国際名誉会員に、 1906年には米国科学アカデミーの国際会員に選出された。 [ 49 ] [ 50 ]触媒作用の理解への貢献と、化学平衡と反応速度の根底にある基本原理の研究により、1909年にノーベル化学賞を受賞した。1904年から20回ノーベル賞にノミネートされ、自身の受賞後には他の科学者9人をノーベル賞に推薦した。これにはアルバート・アインシュタインの2回の推薦も含まれる。[ 13 ]オストワルドはノーベル賞の賞金4万ドル以上をイド語の普及のために寄付した。[ 51 ]彼は1912年にアメリカ哲学協会の国際会員に選出された。[ 52 ]
1923年、オストワルドはヴィルヘルム・エクスナー・メダルを授与された。これはオストワルドの科学的貢献が経済に与えた影響を認めるものである。 [ 53 ]
1904年、彼はオランダ王立芸術科学アカデミーの外国人会員に選出された。[ 54 ]彼はドイツ、スウェーデン、ノルウェー、オランダ、ロシア、イギリス、アメリカ合衆国の科学協会の名誉会員となった。オストワルドはドイツ、イギリス、アメリカ合衆国の様々な大学から名誉博士号を授与された。1899年、彼はザクセン王からゲハイムラートの称号を与えられたが、これは当時、オストワルドの学術的貢献が認められたものであった。[ 2 ]
ドイツのグリンマには、オストヴァルトの別荘跡地にヴィルヘルム・オストヴァルト公園と博物館がある。この施設には、オストヴァルトの多くの学術的な著作も収蔵されている。 [ 4 ] [ 55 ]
地球の月の裏側にあるオストワルド・クレーターは、ヴィルヘルム・オストワルドにちなんで名付けられました。[ 56 ]
1880年4月24日、オストヴァルトはヘレーネ・フォン・ライハー（1854年 - 1946年）と結婚し、5人の子供をもうけた。その子供たちは、リガ生まれでグロースボーテンで亡くなったグレーテ（1882年 - 1960年）、1883年にリガで生まれドレスデンで亡くなったヴォルフガング（1883年 - 1943年）、リガ生まれでグロースボーテンで亡くなったエリザベート（1884年 - 1968年）、リガ生まれでフライブルク・イム・ブライスガウで亡くなったヴァルター（1886年 - 1958年）、ライプツィヒ生まれでライプツィヒで亡くなったカール・オットー（1890年 - 1958年）である。ヴォルフガング・オストヴァルトはコロイド化学の分野で著名な科学者となった。[ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]
オストワルドはスコティッシュ・ライト・フリーメイソンに入会し、バイロイトのグランド・ロッジ「ツア・アウフゲヘンデン・ゾンネ」のグランド・マスターとなった。[ 60 ] [ 61 ]
1887年、彼はライプツィヒに移り住み、そこで残りの人生を過ごした。引退後、彼はザクセン州グロースボーテン近郊の田舎の邸宅に移り住み、「ラントハウス・エネルギー」と名付けた。彼は残りの人生のほとんどをその邸宅で過ごした。[ 8 ]
宗教観に関して言えば、オストヴァルトは無神論者だった。[ 62 ]オストヴァルトは1932年4月4日にライプツィヒの病院で亡くなり、[ 2 ]ライプツィヒ近郊のグロースボーテンにある彼の田舎の邸宅に埋葬された。[ 63 ]
オストワルドは、ジョセフ・スキベルの2010年の小説『治癒可能なロマンチスト』に登場人物として登場する。[ 64 ]
これらの学者の中で最も過激な無神論者であったヴィルヘルム・オストヴァルトでさえ、「一元論的日曜説教」という手段を用いて、合理性に関する自身の考えを広めている。
