Cato M Guldberg

Matematiker og fysiker. Foreldre: Bokhandler, forlegger og tidsskriftredaktør, senere sogneprest Carl August Guldberg (1812–92) og Hanna Sophie Theresia Bull (1810–54). Gift 30.6.1863 med sin kusine Bodil Mathea Riddervold (20.1.1830–21.7.1905), datter av biskop og statsråd Hans Riddervold (1795–1876) og Anne Marie Bull (1803–70). Bror av Axel Guldberg (1838–1913), Cathinka Guldberg (1840–1919), Hans Riddervold Guldberg (1843–96; se NBL1, bd. 5), Carl Johan Guldberg (1846–1906; se sst.), Fredrik Oscar Guldberg (1848–1905; se sst.) og Gustav Adolph Guldberg (1854–1908); halvbror av Ansgar Guldberg (1868–1924); svoger til Peter Waage (1833–1900).

Cato Guldberg er mest kjent som en pioner i fysikalsk kjemi. Massevirkningsloven som han utarbeidet sammen med sin svoger Peter Waage er en hjørnestein i kjemisk reaksjonslære, og han var blant de første som tok i bruk molekylkinetiske og termodynamiske metoder i kjemien. Men han gjorde også nyskapende arbeid i meteorologi, og han var en aktiv deltaker i sin tids teknisk-vitenskapelige miljø.

Cato Guldberg var den eldste i en stor søskenflokk, og skal vi dømme etter hvor mange av søsknene som senere gjorde seg bemerket i samfunnslivet, må barndomshjemmet ha vært uvanlig stimulerende. Faren hadde vide interesser i litteratur, samfunnsforhold og naturfag, og barna vokste opp i et hjem med rik tilgang på tidsskrifter og bøker. Men de var minst like opptatt av bading og båtliv ved landstedet på Bekkelaget og senere, da faren 1847 ble prest i Nannestad, av turer og jakt i Romeriksåsene. Friluftsliv, jakt og fiske ble en livslang lidenskap for mange av dem. Helt til sine siste år likte Cato Guldberg å begynne dagen klokken seks med et bad i Christianiafjorden og en lang spasertur før frokost. Sine fritidssteder i Nannestad og ved Atnasjøen brukte han ivrig til sin siste sommer, til turer og jakt og til samvær med gode venner. “Han besad et smukt talent som deklamator og festtaler og forstod på en fri og harmløs maade at forene humor og alvor saaledes, at hverken det første kunde saare, eller det sidste tynge,” for å sitere Elling Holsts nekrolog.

Den første skolegangen fikk barna hjemme, men rett før Cato fylte 14, flyttet han til sin farmor i Fredrikstad. Han drømte om å bli sjøoffiser, og siden hun blant annet drev skipsrederi, sendte hun ham med en av sine skuter til Frankrike. Lysten på sjølivet gikk over, og han begynte på Fredrikstads borgerskole. Han hadde vansker med norsk stil, men var god i matematikk, og skolens rektor fikk en av offiserene ved garnisonen i byen til å gi ham mer videregående matematikkundervisning. Det siste skoleåret gikk han på Aug. Holths private latinskole i Christiania. Han tok examen artium 1854 og begynte å studere realfag med hovedvekt på matematikk og fysikk; kjemi var den gang ikke eksamensfag. Siste del av studietiden bodde han “som sønn i huset” hos statsråd Hans Riddervold, som var gift med hans mors søster og som senere ble hans svigerfar.

Realfagsstudiet var nytt (opprettet 1851) og trakk til seg gode studenter i et entusiastisk miljø. Guldberg sluttet seg særlig til Peter Waage og Henrik Mohn. Begge var et par år eldre enn ham, og begge ble senere professorer, henholdsvis i kjemi og meteorologi. Disse tre, sammen med farmasøytene Hans Hvoslef og Franz P. Møller og Mohns yngre bror Theodor, hadde 1858–60 en privat “Fysisk-kemisk Forening”, med formål “at drøfte Materier af fysisk-kemisk Natur”. De møttes hver lørdag etter aftensmat, skiftevis hjemme hos hverandre. Verten skulle holde et foredrag eller legge frem et tema for diskusjon, og skaffe to flasker bayersk øl til avslutningen av møtet. Emnene varierte vidt, fra optikk og astronomi til fabrikkmessig fremstilling av aluminium; det meste lå i grenseområdet mellom fysikk og kjemi. Guldberg bidrog bl.a. med et foredrag om “mekanisk varmeteori” og flere om hvordan smeltepunktet for metallegeringer og andre blandinger endrer seg med blandingsforholdet. Resultatene av disse siste arbeidene ble trykt i Videnskabs-Selskabet i Christianias skrifter 1860.

Guldberg tok sin embetseksamen 1859, og samme år fikk han Kronprinsens gullmedalje for sitt eneste renmatematiske arbeid, Om Cirklers Berøring. Det er et ryddig og solid arbeid, men hvorfor fakultetet valgte et så sterilt emne for oppgaven, er en gåte. Etter eksamen ble han lærer ved Nissens skole og underviste dessuten i matematikk ved Krigsskolen; han ble medarbeider i Polyteknisk Tidsskrift (nåværende Teknisk Ukeblad), og han fortsatte sitt vitenskapelige arbeid. 1861 fikk han et års reisestipend for å studere anvendt matematikk og maskinlære i Tyskland, Sveits og Frankrike. Da han kom hjem, ble han ansatt i en nyopprettet lærerstilling ved Den militære Høiskole, og 1863 giftet han seg med sin kusine Bodil Mathea Riddervold. De fikk to døtre. Peter Waage hadde litt tidligere giftet seg med Bodils søster Johanne. Hun døde 1869, og året etter giftet Waage seg med Guldbergs søster Mathilde Sofie. Guldberg og Waage ble altså svogere to ganger.

Guldbergs vitenskapelige aktivitet gjorde det naturlig å få ham knyttet til universitetet, og 1867 ble han universitetsstipendiat. En offentlig komité ledet av professorene O. J. Broch og H. C. Christie hadde da nylig lagt frem forslag om å opprette en høyere teknisk utdanning ved universitetet, og Guldberg ville bli en glimrende lærer der. Dessverre mente universitetsledelsen (med meget knapt flertall) at slik undervisning ikke hørte hjemme ved universitetet, og da Stortinget fant at andre løsninger ville bli for dyre, ble Guldbergs utsikter til en fast universitetsstilling usikre. Men 1869 søkte Broch avskjed fra sitt professorat i ren matematikk fordi han ble marineminister, og da grep Christie og hans meningsfeller (blant dem professorene Mohn og Waage) sjansen til å styrke den teknologivennlige fraksjonen ved universitetet. Professoren i anvendt matematikk, C. A. Bjerknes, ble overtalt til å søke seg over til Brochs stilling, og høsten 1869 ble Guldberg professor i anvendt matematikk. Ludvig Sylow, som ellers ville vært selvskreven til Brochs stilling, forble overlærer i Halden i 25 år til.

Noen styrket teknisk undervisning fikk vi likevel ikke. Guldberg foreleste riktignok som sine forgjengere litt maskinlære for de bergstuderende (bl.a. om Pumper og Blæseverk og Heiser og Løftemekanismer), men realfagsstudiet var og forble en lærerutdanning, og Guldberg la opp sin undervisning deretter. Dessverre kom han heller aldri til å forelese over sine egne spesialiteter, og hans vitenskapelige arbeid ble fortsatt i utlandet, ikke her hjemme.

Samarbeidet med Waage om massevirkningsloven begynte straks Guldberg var hjemme fra sin stipendiereise. De to utfylte hverandre: Waage, som var universitetslektor i kjemi fra 1861 (professor 1866), var en utmerket kjemiker og en omhyggelig eksperimentator, Guldberg bidrog med matematiske og fysiske ideer som var nye og uvante i tidens kjemi.

Guldberg og Waage tok utgangspunkt i at kjemiske prosesser er reversible og forløper mer eller mindre ufullstendig. Hvis en reaksjon mellom to stoffer A og B gir nye stoffer C og D, så vil også C og D kunne gi A og B. Overlates blandingen til seg selv, vil det ende med en likevekt der alle fire stoffene er til stede. I sin første artikkel om emnet (1864) tenkte Guldberg og Waage seg “at der ved en given kemisk Proces gjør sig to modsatte Kræfter gjældende, en der streber at danne nye Stoffer og en, der streber at restituere de oprindelige Forbindelser af de nye”, og det er da “indlysende, at naar i den kemiske Proces disse Kræfter blive ligestore, da er systemet i Ligevægt”. Disse kreftene tenkte de seg proporsjonale med massene av stoffene som reagerte (herav navnet massevirkning), og omvendt proporsjonale med volumet. Senere foretrakk de å arbeide direkte med reaksjonshastighetene i stedet for med disse lite håndgripelige “kreftene”. De tenkte seg da at de to motsatte reaksjonene foregår samtidig, og at det vi observerer er nettoresultatet. Likevekten består i at begge prosessene foregår like fort, slik at det utenfra ser ut som om intet skjer. Hastighetene, antok de, er proporsjonale med produktet av passende potenser av konsentrasjonene av de stoffene som reagerer. Dette gir en beskrivelse av situasjonen i form av relativt enkle ligninger, som gjør det mulig å beregne forløpet av reaksjonen ut fra hvor mye av de enkelte stoffene man starter med. Teorien kontrollerte de mot tidligere publiserte forsøk av andre kjemikere og mot flere hundre analyser de selv hadde gjort.

De første resultatene ble lagt frem 1864 i Studier over Affiniteten; en revidert utgave, Études sur les affinités Chimiques, kom 1867. Begge ble trykt i Norge, og det tok tid før de ble kjent utenlands. Gjennombruddet kom da W. Ostwald 1876 tok i bruk deres metoder og J. H. van't Hoff året etter utledet massevirkningsloven på nytt ad andre veier. Da publiserte Guldberg og Waage en tredje omarbeidet fremstilling av sine resultater i Journal für praktische Chemie (1879). Der trakk de også inn molekylkinetiske ideer; det mangler merkelig nok i de tidligere arbeidene.

Parallelt med arbeidet med massevirkningsloven publiserte Guldberg en serie andre arbeider om molekylvolumer, smelte- og kokepunkter, dissosiasjon i oppløsninger og annet. En del av det var så langt forut for sin tid at det vakte liten interesse og ble gjenoppdaget av andre da tiden var mer moden for disse problemstillingene. Eksistensen av et kryohydratisk punkt for oppløsninger fant han teoretisk før det var eksperimentelt påvist. Han utredet forbindelser mellom et stoffs oppløselighet og dets løsningsvarme og mellom oppløsningers damptrykk og deres frysepunkt. En “regel” som fortsatt bærer hans navn, og som relaterer væskers kokepunkt til molekylvolum og vekt, kom så sent som 1890. Til å begynne med publiserte han mest i Videnskabs-Selskabet i Christianias skrifter, senere brukte han også Ostwald og van't Hoffs internasjonalt mer tilgjengelige Zeitschrift für physikalische Chemie.

Mange av Guldbergs fysikalsk-kjemiske arbeider var motivert av håpet om å finne en generell tilstandsligning for gasser, væsker og faste stoffer. Innledningen til et foredrag han holdt 1868, kan vi kanskje lese som et program: “Ved hjælp af den mekaniske Varmetheori kastes et nyt Lys over den indre Sammenheng, der finder Sted mellem et Legemes physikalske Egenskaber. Medens vi nu ved Beskrivelsen af et Legeme opregner disse og f. Ex angiver dets Varmekapacitet, dets Udvidelseskoefficient, dets Smeltepunkt, Kogepunkt o. s. v., saa vil den Tid ikke være fjern, hvor vi blot anføre Legemets Fundamental-ligninger, hvoraf alle disse Størrelser kunne udledes.”

Et helt annet område Cato Guldberg har gitt varige bidrag til, er meteorologien. Henrik Mohn, Norges første professor i meteorologi, hadde gitt ut et Storm-Atlas med værkart over vel 100 uvær. Det gav et bilde av hvordan lavtrykksaktiviteter – sykloner – ser ut, og dermed også grunnlag for en bedre fysisk forståelse av dem. Værkartene viser at luften roterer rundt lavtrykket i en slak spiral, med lavtrykket til venstre for vindretningen (til høyre hvis det er sør for ekvator). Jordrotasjonens avbøyende kraft, den såkalte corioliskraften, presser luftstrømmen mot høyre. Vindretning og vindstyrke bestemmes av en balanse mellom trykkgradienten, jordrotasjonen og sentrifugalkreftene i virvelen, og Guldberg satte opp ligninger for denne balansen. Ved hjelp av disse ligningene kan man tilnærmet beregne vinden ut fra et kart over lufttrykket. Resultatene publiserte han i Polyteknisk Tidsskrift 1872. Deretter utarbeidet han og Mohn sammen en mer omfattende syklonmodell (Études sur les Mouvements de l'Atmosphère, 1876 og 1880), og stort lenger kom ikke meteorologien på den vei før Vilhelm Bjerknes' “Bergensskole” innarbeidet modellen i sin polarfrontteori 40 år senere.

Guldbergs arbeidskraft, praktiske sans og evne til å gå rett på det vesentlige i en sak kom også til nytte i mange mer dagsaktuelle sammenhenger. Han var medlem av styret for Statens Jernbaneanlegg 1874–83 og direktør for Hovedbanen 1878–83, og han ble involvert i den intense striden om hvorvidt det var smalsporede eller bredsporede baner man skulle bygge. I noen år (1872–74) satt han i styret for Norges Geografiske Oppmåling, han var medlem av komiteen som stod for overgangen til metrisk mål og vekt i Norge, av styret for Kristiania Tekniske Skole og av diverse andre offentlige komiteer og styrer. I Polyteknisk Forening var han formann i flere perioder, til sammen seks år.

Guldberg var redaktør i Polyteknisk Tidsskrift i 10 år (1863–73) og skrev flittig om mange ulike tekniske og vitenskapelige emner, fra ballistikk (Om kruttets virkning i skytevåpen, inspirert av hans jaktinteresse) til hvordan strømforholdene i Christianiafjorden ville påvirkes av den planlagte undersjøiske demningen (“jetéen”) ved Drøbak. Både der og i lærebøkene han skrev for universitet og skole, var hans fremstilling kort, klar og direkte på sak, gjerne med et konkret og slående eksempel som utgangspunkt. Luftige teoretiske utlegninger holdt han seg unna.

Cato Guldberg ble valgt inn i Videnskabs-Selskabet i Christiania (nå Det Norske Videnskaps-Akademi) 1867 og var skiftevis preses og visepreses der fra 1872 til 1895. I Det Kongelige Norske Videnskabers Selskab i Trondheim var han medlem fra 1870. Han ble utnevnt til ridder av St. Olavs Orden 1891 og fikk kommandørkorset 1896. Han ble æresdoktor ved Uppsala universitet 1877 og ridder av den svenske Vasaorden 1866, av Dannebrogordenen 1872 og av Nordstjärneorden 1882.

Verker

    Et utvalg

  • Om Cirklers berøring. Besvarelse af Universitetets prisopgave for 1859, 1861
  • Kortfattet Lærebog i analytisk Plangeometri, 1863
  • Studier over Affiniteten (sm.m. P. Waage), VSK Forh. 1864, 1865
  • Uddrag af Forelæsninger over Mekanik ved den kgl. Norske Krigsskole, 1864 (faksimileutg. Trondheim 1964)
  • Études sur les affinités chimiques (sm.m. P. Waage), 1867
  • Kortfattet Fremstilling af den mekaniske Varmeteori, 1868
  • Lærebog i Stereometri, 1868 (10. utg. 1937)
  • Regler for Vandhjuls og Turbiners Konstruktion. Udarbeidede for det metriske, norske og svenske Maal- og Vægtsystem, 1868
  • Theorien for Vandets og Luftens Strømninger på Jordens Overflade, i Polyteknisk Tidsskrift 1872, s. 68f.
  • Lærebog i Trigonometri, 1873
  • Études sur les Mouvements de l'Atmosphère (sm.m. H. Mohn), 1876
  • Lærebog i Mekanik, 2 bd., 1881–83
  • Molekylets Volum, særtrykk av Universitetets Festskrift til Hans Majestæt Kong Oscar II i Anledning af Regjeringsjubilæet 1897, 1897
  • mange artikler om diverse emner i Polyteknisk Tidsskrift

Kilder og litteratur

  • E. Holst: “Cato Maximilian Guldberg”, i Nordisk Universitetstidsskrift 2, 1902, s. 321
  • H. Goldschmidt: C. M. Guldberg (minnetale), VSK Forh. 1903 nr. 1, 1903
  • Stud. 1854, 1904
  • S. Torp: biografi i NBL1, bd. 5, 1931
  • H. Haraldsen: “C. M. Guldberg og P. Waage”, i The Law of Mass Action. A Centenary Volume, 1964

Portretter m.m.

    Kunstneriske portretter

  • Maleri (halvfigur) av August Eiebakke, u.å.; UiO (deponert i Det Norske Videnskaps-Akademi)
  • Byste (bronse) av Stinius Fredriksen, 1951; UiO

Forfatter av denne artikkelen

Det er det gjort 0 endringer i denne artikkelens nettversjon.