养活一半地球人的科学发明，竟然是被学界大佬逼迫出来的

人类进入农耕社会已经将近一万年了，但是直到100多年前他们才意识到施肥的重要性。没有足够的肥料，粮食产量不会高。

这张照片来自皮克斯拜。

植物循环是一种施肥方法，但实际上只是沧海一粟。第一批大量施用的肥料来自沉积在海岛上的鸟粪，硝酸盐矿耗尽后会再次使用。

然而，硝酸盐矿毕竟是一种不可再生资源，总有一天会被开采出来。自19世纪末以来，“转向化学”已成为有识之士的共识。空气中充满氮气，氢气不难获得。如果氨可以由它合成，那么将会有无穷无尽的氮肥来源。

一个又一个化学家尝试了许多方法，但没有取得任何有意义的成功。

1904年，德国化学博士弗里茨·哈珀(Fritz Harper)接受了一个课题:用实验数据来判断“由氮和氢合成氨”是否可行。事实上，哈珀的个人态度倾向于“不能”。然而，作为一名科学工作者，他不需要自己的“倾向”来替换数据，或者他总是需要在收到研究资金时做一些事情。他和他的助手一起做实验。在约1000℃的高温下，使用铁作为催化剂可以合成氨，但转化率仅为0.012%。

弗里茨·哈伯

这样的转换率几乎没有生产价值，作为结论，他准备终止这项研究。

那时，有一个叫能斯特的化学家，他已经是一个著名的伟大的学者。他因提出热力学第三定律而获得1920年诺贝尔化学奖。他计算出的合成氨转化率显然比哈珀的实验结果低得多。他指出哈珀的结果是错误的，哈珀受到了极大的刺激，不得不重复先前的实验。这一次，结果更加准确，非常接近能斯特的理论值，但仍然更高。

在大多数情况下，实验值和理论值之间的一些偏差是可以接受的。然而，能斯特不这么认为。他公开质疑哈珀的结果，暗示他的实验存在问题。

哈珀当时还不出名，学术领袖们的激烈斗争给他带来了巨大的压力。他和他的助手用能斯特的方法改进了实验，并试图证明他们没有犯错误。出乎意料的是，在实验过程中，他们发现如果压力增加到更高的水平(当时能达到的最大压力是200个大气压)并且反应温度降低到大约600℃，合成氨的转化率可以达到大约8%。

这种转化率具有生产价值。

这一发现彻底改变了合成氨的前景，与能斯特的竞争也无关紧要。哈珀和他的助手设计了一种新的实验装置，并于1909年7月2日展示。合成氨转化率达到10%。

那天，他们生产了100毫升液氨。这标志着人类已经克服了从元素气体合成氨的挑战，使人们能够“转向化学”生产肥料。

当然，这个实验装置只显示了原理，要真正进行工业化生产，还有太多的实际困难需要克服。巴斯夫的卡尔·波什接受了这项任务。经过两年多的努力，他终于在1912年生产出日产量超过1吨氨的设备。

卡尔·博施

能斯特可能没有想到短暂的情感纠纷会促使哈珀和波什突破氨合成的“理论可能性”成为“商业生产”。他质疑哈珀的专利，称哈珀的实验是基于他自己的。经过谈判，巴斯夫支付了10，000马克，为期五年，作为交换，能斯特撤回了对哈珀专利的反对。

到1914年，巴斯夫氨厂的年产量达到7200吨。这些氨可以生产36000吨硫酸铵肥料。第一次世界大战爆发后不久，本应用于农业生产的氨也被*征用来生产炸药和武器。

第一次世界大战后，哈珀获得了1918年诺贝尔化学奖。因为哈珀在战争中成了德国*的帮凶，他研发的化学武器在首次使用时就杀死了5000人。这个奖项的决定引起了来自世界各地科学家的*。然而，获得该奖项的瑞典科学院坚持认为合成氨将造福人类。事实是20世纪的人口激增。如果没有基于合成氨的绿色革命，一半的人口将陷入饥荒。

能斯特迫使已经放弃氨研究的哈珀比能斯特早两年回来并获得诺贝尔化学奖。博斯的氨合成原理已经扩展到商业生产规模，在哈珀研究化学武器时，他继续改进工艺，完善高压化学反应，并将其应用于其他生产。1931年，他还获得了诺贝尔化学奖。