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日期: 2016-07-11 | 來源: 鄧耿博客 | 有0人參與評論 | 字體: 小 中 大
筆者常常聽到身邊有人提到這個觀點：化學沒有 “終極問題”，甚至有人以此為據否定化學的壹級學科地位。物理學的終極問題是 “How did He create the world”，生物學的終極問題是 “How did He create us”，那麼化學呢？與其他自然科學相比，可能化學的終極問題確實並不那麼人盡皆知。但如果化學家自己都覺得化學沒有終極問題，這就有些尷尬了。事實上，化學的終極問題應當是通過對分子層面的操縱創造新物質，如果用類似於物理和生物的句式來表達的話，那就是 “How to create the world as Him”。
化學史的主題是創造新物質
化學的歷史，有別於認識世界的天文、地理、生物和理解世界的物理，其主題是創造新物質。歷史學的常識告訴我們，對金屬的發現、使用和冶煉是文明斷代的標志，石器時代、青銅時代和鐵器時代是人類文明發展的標准分期，而其中核心科技——冶金無疑是化學問題，青銅與鋼鐵都是人類創造的新材料，其中孕育了早期的化學知識。除了冶金之外，釀酒和發酵工藝是原始的食品化學工藝，藥物發現和提純工藝是早期藥物化學，這些都是各文明共有的化學萌芽。
2015 年江西南昌海昏侯墓出土的青銅蒸煮器（約公元前 60 年）。本器是該墓中體型最大的青銅器，具有復雜的內外雙層結構和類似蒸餾頭的部件（圖中右上角），被發現時其中尚有芋頭和栗子等澱粉類食物殘余。專家猜測其可能是早期發酵與蒸餾酒的器具，這將把蒸餾酒的歷史提前壹千年。也有人提出可能是壹種水鍾。無論如何，這件復雜精巧的青銅器本身就說明了冶金技術的發達。照片攝於首都博物館。
中世紀的煉金術尤其體現了化學的創造新物質特點，以至於其名稱 Alchemistry 成為現代化學壹詞 Chemistry 的來源。科學革命以後，化學成為壹門科學，其中壹個不可割裂的貢獻來自於煉金術的研究范式。煉金術將經驗事實與客觀規律結合起來，超越了冶金、食品、藥物等領域純技術的限制，試圖從實驗事實中發現某種客觀規律，並以之指導新的實踐。煉金術士們追求的、能夠點鐵成金的 “哲人石”（Philosopher's stone，拉丁文作 lapis philosophorum） 固然是不經之談，但他們在煉制哲人石的過程中使用的思維范式構成了化學科學的部分基礎。他們提出的壹些基本概念，例如元素、酸鹼、溶劑，仍在化學領域中使用，甚至他們總結的某些規律（例如 “相似相溶”，拉丁文作 Similia similibus solvuntur）仍具有壹定現實意義。將化學稱為現代 “煉金術”，不是完全沒有道理的。
近代以來，合成與創造新物質更是化學發展的主線。氧氣的制備（1774，J. Priestley）為推翻燃素說奠定了基礎。尿素的合成（1828，F. W?hler）開創了有機化學。進入現代以來，合成化學在無機、有機、催化、高分子和超分子等領域得到了蓬勃發展，其產物在現代社會的各方面獲得廣泛應用。徐光憲院士曾經在長文《21 世紀是信息科學、合成化學和生命科學共同繁榮的世紀》中有過詳細的論述：
報刊上常說 20 世紀發明了六大技術：(1)信息技術；(2)生物技術；(3)核科學和核武器技術；(4)航空航天和導彈技術；(5)激光技術；(6)納米技術。但卻很少有人提到包括合成氨、合成尿素、合成抗生素、新藥物、新材料和高分子的化學合成（包括分離）技術。
上述六大技術如果缺少壹贰個，人類照樣能夠生存。但如果沒有 Haber 在 1909 年發明的用鐵作催化劑的高壓合成氨技術，世界糧食產量至少要減半，60 億人口有 30 億要餓死。……
如果沒有合成各種抗生素和大量新藥物的技術，人類不能控制傳染病，無法緩解心腦血管病，平均壽命就要縮短 25 年。如果沒有合成纖維、合成塑料、合成橡膠的技術，人類生活要受到很大影響。信息技術的核心是集成電路芯片，這是化學合成硅單晶片上經過光刻生產的，計算機的存儲器材料也是化學合成的，其它部件用了大量合成高分子材料。又如核電站的關鍵是核燃料，而核燃料鈾、鈽等的生產和後處理、廢水處理等都是化學工業。激光、航空、航天、導彈和納米等技術無不需要化學合成的高新材料。所以如果沒有化學合成技術，上述六大技術根本無法實現。這些都是無可爭辯的事實。- 新聞來源於其它媒體，內容不代表本站立場！
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