陳曉培，吳金松，馬志偉，劉俊桃，王川川

(河南牧業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)院理學(xué)部，河南 鄭州 450046)

今天，化學(xué)與其它學(xué)科一樣，形成了一系列日益專業(yè)化的學(xué)科?；瘜W(xué)在現(xiàn)代社會中是一門中心的、實(shí)用性和創(chuàng)造性的科學(xué)。在人類多姿多彩的生活中，化學(xué)可以說是無處不在。諾貝爾獎(jiǎng)獲得者伍德沃德(R.B.Woodward)說過：在老的自然界旁邊，化學(xué)家又建立起了一個(gè)新的自然界。這表明化學(xué)在人類社會發(fā)展和進(jìn)步中起著舉足輕重的作用。因此，了解化學(xué)發(fā)展史，對化學(xué)學(xué)科發(fā)展有個(gè)系統(tǒng)認(rèn)識有助于分支學(xué)科的學(xué)習(xí)，對推動化學(xué)學(xué)科的發(fā)展和社會的進(jìn)步有深遠(yuǎn)的影響。筆者將從歷史進(jìn)程的角度對化學(xué)發(fā)展進(jìn)行簡單的介紹。

1 天上的化學(xué)

化學(xué)，從字面理解就是變化的科學(xué)，它的核心就是變化。那么地球上第一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是在什么時(shí)候發(fā)生的呢？沒有人能夠知道，但是我們可以肯定得說，第一個(gè)化學(xué)反應(yīng)是發(fā)生在天上。天上的化學(xué)是以上天之手進(jìn)行的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，始于地球生命出現(xiàn)之前，它的時(shí)間坐標(biāo)應(yīng)該以億年計(jì)，在地球生命初期，生命出現(xiàn)之前，地球上一片荒涼，毫無生機(jī)[1]。大自然通過漫長的化學(xué)反應(yīng)形成了生命，這就是目前公認(rèn)的生命起源假說。美國化學(xué)家和生物學(xué)家米勒通過模擬原始的降雨過程實(shí)驗(yàn)證明了無機(jī)小分子到有機(jī)小分子的轉(zhuǎn)變，向人們證明了生命起源的第一步，即在原始條件下，從無機(jī)小分子合成有機(jī)小分子，是完全可以實(shí)現(xiàn)的。由此可以說，生命本身也是化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物。從有機(jī)小分子的生成到人類的出現(xiàn)，是一段相當(dāng)漫長的時(shí)間。

2 神仙的化學(xué)

火是人們有意利用的第一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，從東西方的神話都可以證明人們對火的膜拜。從中國的火神祝融到西方盜取天火的普羅米修斯，都表明火在人們心中的神圣地位。從古代到公元前1500年，人們學(xué)會了在火中制作陶器。在長期的生產(chǎn)和社會活動中，人們學(xué)會了冶煉，釀酒和染色，這些最早的化學(xué)工藝是在生產(chǎn)實(shí)踐的啟發(fā)，經(jīng)過長時(shí)間的摸索，但當(dāng)時(shí)并沒有形成系統(tǒng)的化學(xué)知識，此時(shí)所有的化學(xué)現(xiàn)象都充滿了神秘色彩，人們把它與神的意志聯(lián)系起來，認(rèn)為這一切都是在神的啟迪下獲得的。從公元前1500年到公元1660年，化學(xué)進(jìn)入人們過去追求永生的階段。煉丹士和煉金家正式走上了歷史舞臺。例如漢代的魏伯陽，西晉的葛洪，唐代的孫思邈就是他們中的代表。古代的煉丹家們在煉丹過程中，寫下了很多著作，為化學(xué)反應(yīng)的規(guī)律積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)。火藥和造紙術(shù)是中國在化學(xué)起源方面的另兩大貢獻(xiàn)。中國的煉金術(shù)傳到了阿拉伯國家之后，古希臘哲學(xué)與之聯(lián)合，形成了阿拉伯煉金術(shù)。近代化學(xué)是在阿拉伯煉金術(shù)傳到歐洲之后演變來的。

3 人間的化學(xué)

從1661年開始，化學(xué)脫去了神仙的外衣，作為一門科學(xué)來到了人間，變成了人間的化學(xué)。其標(biāo)志是波義耳在《懷疑派化學(xué)家》中對元素的定義[2]。然后，舍勒的燃素說問世之后，化學(xué)從煉金術(shù)中解脫出來。舍勒認(rèn)為可燃物質(zhì)能夠燃燒，是因?yàn)槠渲芯挥腥妓?，物質(zhì)的燃燒過程是燃素釋放的過程。舍勒發(fā)現(xiàn)氧氣以及普利斯特利的關(guān)于空氣的實(shí)驗(yàn)也提出了質(zhì)量守恒定律，這些觀點(diǎn)為近代化學(xué)思想奠定了基礎(chǔ)。從1775年左右開始，拉瓦錫的定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)開啟了化學(xué)進(jìn)入近代發(fā)展的時(shí)期。拉瓦錫用定量化學(xué)實(shí)驗(yàn)描述了燃燒氧化理論，使化學(xué)的發(fā)展走上了科學(xué)的軌道。到19世紀(jì)初，英國化學(xué)家道爾頓提出近代原子學(xué)說，意大利科學(xué)家阿伏伽德羅提出了分子的概念。自從原子分子說確立之后，化學(xué)已經(jīng)真正成為一門科學(xué)。隨著元素周期律的發(fā)現(xiàn)和有機(jī)化學(xué)結(jié)構(gòu)理論的發(fā)展，俄國化學(xué)家門捷列夫和德國化學(xué)家李比希和維勒在此做出了重要貢獻(xiàn)，也使化學(xué)成為一門系統(tǒng)的科學(xué)，促進(jìn)了現(xiàn)代化學(xué)的發(fā)展。1857年，偉烈亞力在編輯出版《六合叢談》綜合出版物的過程中確定漢語中使用的“化學(xué)”一詞[3]。在《六合叢談》中，偉烈亞力也簡要介紹了化學(xué)學(xué)科，解釋了化學(xué)的意義，即化學(xué)就是變化的科學(xué)，以研究物質(zhì)本質(zhì)變化為目的。化學(xué)學(xué)科開始為中國知識界所理解和接受，并且隨著《六合叢談》的傳播而發(fā)展。1860年以后，中國在出版科學(xué)期刊時(shí)開始使用化學(xué)一詞。例如1868年京師同文館出版的教科書《格物入門》，1873年出版的《化學(xué)指南》，1882年出版的《化學(xué)闡原》都采用了這個(gè)化學(xué)的譯名。特別是，傅蘭雅和徐壽從1858年到1883年，系統(tǒng)翻譯了中國第一套近代化學(xué)基礎(chǔ)理論著作都用化學(xué)一詞在書名上?！痘瘜W(xué)分原》和《化學(xué)鑒原》，這個(gè)化學(xué)術(shù)語在我國的大眾普及起了決定性的作用，使化學(xué)一詞隨著化學(xué)學(xué)科進(jìn)入了現(xiàn)代社會。

4 今天的化學(xué)

化學(xué)家對人類的一大貢獻(xiàn)是分離并合成了眾多的化合物。從1900年到2000年的100年間，從已知化合物從55萬種增加到了2340萬種，而且每年都以數(shù)百萬種的速度遞增。美國化學(xué)家，有機(jī)合成之父，伍德沃德曾經(jīng)說過，在上帝創(chuàng)造的世界旁邊，化學(xué)家又創(chuàng)造了另一個(gè)世界。如此眾多的化合物，使人類生活在由化學(xué)支撐的世界里[4]。我們的食品、衣服、住房和運(yùn)輸，都與化學(xué)息息相關(guān)，人人都要用到化學(xué)制品。我們生活的世界就是由化學(xué)構(gòu)成的。假如沒有發(fā)明合成氨和農(nóng)藥技術(shù)，世界糧食產(chǎn)量至少減少一半，那么人類社會就會陷入危機(jī)。如果沒有合成各種抗生素和大量新藥的技術(shù)，人類的平均壽命要縮短25年。如果沒有發(fā)明合成橡膠、合成纖維、合成塑料的技術(shù)，人類生活要受到很大的影響。一個(gè)年產(chǎn)8萬噸的合成橡膠的工廠，他們產(chǎn)量相當(dāng)于145萬畝橡膠林的天然橡膠?；瘜W(xué)促進(jìn)了科學(xué)的發(fā)展，使新材料不斷涌現(xiàn)，例如現(xiàn)代科學(xué)創(chuàng)造的奇跡之一，是發(fā)明了光導(dǎo)纖維，光纖的使用極大促進(jìn)了信息傳輸方式的改變。

5 未來的化學(xué)

化學(xué)為人類的生存和社會的繁榮做出了巨大的貢獻(xiàn)。那么未來的化學(xué)將為人類社會做出哪些前景的貢獻(xiàn)。第一，化學(xué)是解決食物短缺問題的主要學(xué)科之一。生物學(xué)家在提供優(yōu)質(zhì)良種方面做出貢獻(xiàn)。而作為化學(xué)家，就要在土壤肥力、病蟲害防治以及植物生長調(diào)節(jié)劑等這幾個(gè)方面為糧食的解決做出貢獻(xiàn)。第二，尋找新型能源。新能源必須滿足高效、潔凈，經(jīng)濟(jì)和安全的要求。要研究高效節(jié)能的轉(zhuǎn)化技術(shù)，既能保護(hù)環(huán)境又能降低能源的成本，這不僅是化工問題，其中很多基礎(chǔ)化學(xué)也在起著關(guān)鍵作用，需要化學(xué)家在這方面開展深入的研究工作，。研究理論和技術(shù)，這些也需要化學(xué)工作者做出更大的貢獻(xiàn)。第三，各種結(jié)構(gòu)材料和功能材料的角色跟糧食一樣，也是人類賴以生存和發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。任何材料都是以功能分子為基礎(chǔ)的，化學(xué)在設(shè)計(jì)、合成新型化合物方面具有不可替代的作用。第四，環(huán)境問題是重要的社會問題，事關(guān)人類的生存安全，事實(shí)上，沒有一種化學(xué)物質(zhì)是完美的，化學(xué)品及其制品在生產(chǎn)過程中或多或少都會對人類產(chǎn)生負(fù)面影響。化學(xué)家在未來的責(zé)任是要用化學(xué)方法在化學(xué)過程中預(yù)防污染，并開辟綠色化學(xué)新途徑來進(jìn)行化學(xué)生產(chǎn)[5]。

2011年被聯(lián)合國確定為國家化學(xué)年，就是為了紀(jì)念化學(xué)所取得的成就以及對人類文明的貢獻(xiàn)，其主題為：化學(xué)，我們的生活，我們的未來。這個(gè)主題對化學(xué)家提出了非常高的要求，我們的未來交給了化學(xué)，化學(xué)家也應(yīng)感到這個(gè)責(zé)任的重大，化學(xué)經(jīng)過從古至今這么多年的發(fā)展，從現(xiàn)有的研究成果上，我們堅(jiān)信，在人類社會未來的發(fā)展中，化學(xué)將會在促進(jìn)人類社會發(fā)展，保護(hù)人類安全，提高人類生存質(zhì)量方面做出更大的貢獻(xiàn)[6]。