淺談化學(xué)的地位和作用

張俊英

(衡水學(xué)院 應(yīng)用化學(xué)系，河北 衡水 053000)

著名科學(xué)家、諾貝爾獎(jiǎng)獲得者楊振寧教授曾勸告中國學(xué)生：“中國的現(xiàn)代化建設(shè)需要大量化工方面的人才，希望你們有更多的人選攻化工?！盵1]他為什么這么關(guān)注化學(xué)、注重化學(xué)人才的培養(yǎng)？這是由化學(xué)的地位和作用決定的。

自然界中的所有物質(zhì)都是由元素組成的，都是化學(xué)研究的對(duì)象，化學(xué)研究的永恒目標(biāo)是制備和合成物質(zhì)。著名的有機(jī)化學(xué)家R.B.WOODWARD曾經(jīng)說過:化學(xué)家在古老的自然界旁邊又建立起了一個(gè)新的自然界?？上攵瘜W(xué)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展、社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、日常生活中的作用中都起著巨大的作用。

1 化學(xué)在科學(xué)技術(shù)發(fā)展中的地位

在現(xiàn)代科學(xué)發(fā)展中，化學(xué)起著巨大的作用。我國有機(jī)化學(xué)家、中科院士戴立信教授提到：化學(xué)是一門有用的科學(xué)，化學(xué)是一門中心科學(xué)，化學(xué)是一門創(chuàng)造性的科學(xué)。

1994年第13屆國際化學(xué)教育會(huì)議指出：化學(xué)是一門中心學(xué)科，它在發(fā)展過程中也使有關(guān)的學(xué)科得到了發(fā)展?；瘜W(xué)的核心知識(shí)在自然科學(xué)的各個(gè)方面已經(jīng)被廣泛應(yīng)用,與其它科學(xué)相互綜合、相互影響，既推動(dòng)了本門學(xué)科理論和實(shí)驗(yàn)研究的發(fā)展，也對(duì)其它自然科學(xué)例如物理學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、電子學(xué)、環(huán)境化學(xué)、冶金學(xué)、地質(zhì)學(xué)、農(nóng)業(yè)、生物學(xué)、藥學(xué)等等的發(fā)展起到了促進(jìn)和推動(dòng)作用，成為人類認(rèn)識(shí)自然、改造自然的強(qiáng)有力的武器。

2 化學(xué)在社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的地位[2]

化學(xué)是人類認(rèn)識(shí)世界、改造世界的主要方法和手段，對(duì)社會(huì)的發(fā)展做出的貢獻(xiàn)是的全方位和多方面的，是一門古老而充滿活力的科學(xué)?；瘜W(xué)的成就是社會(huì)文明的重要標(biāo)志。人類有意識(shí)的利用化學(xué)知識(shí)是從原始社會(huì)火的使用開始，而現(xiàn)代人更是每天都離不開形形色色的人造產(chǎn)品，人們都在享用著化學(xué)的果實(shí)?；瘜W(xué)在人類社會(huì)進(jìn)步中起著的關(guān)鍵作用，這是其它各學(xué)科無法能比的。人們生活的方方面面、社會(huì)發(fā)展的種種需求都與其密切相關(guān)。因?yàn)樗猩锒家蕾囉谖镔|(zhì)而得以生存。元素周期表中的一百多種元素和化學(xué)工作者手中幾千萬種的化學(xué)物質(zhì)能滿足社會(huì)全部的物質(zhì)需求，是現(xiàn)在社會(huì)人類所能真正依賴的物質(zhì)寶庫們。在二十世紀(jì)末，物質(zhì)種類大約有3000萬種，而且種類還在不斷增長，其中絕大多數(shù)是由化學(xué)工作者制備合成出來的，它們改善了人們的生活，推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。

3 化學(xué)在日常生活中的作用

化學(xué)研究的最終目標(biāo)是認(rèn)識(shí)和掌握物質(zhì)化學(xué)變化規(guī)律，了解自然資源的形成過程，以便去馴服物質(zhì)，開采并利用自然界中價(jià)格低廉而蘊(yùn)含豐富的資源，提取加工有用的原料，或者用來制備各種比粗品更精細(xì)或自然界不存在的人工合成產(chǎn)品，用以最大程度地滿足人們不斷增長的物質(zhì)生活與精神生活的需求。

比如飲食方面：民以食為天。我們?nèi)松眢w是一個(gè)由多種復(fù)雜化學(xué)物質(zhì)構(gòu)成并時(shí)時(shí)發(fā)生著多種化學(xué)反應(yīng)的高級(jí)復(fù)雜的有機(jī)體。人們食用食物的種類、質(zhì)量對(duì)人體的健康狀況至關(guān)重要：糧食、水果、蔬菜、木耳、食用菌等食品中的“膳食纖維”可以把人體中的有毒成分排出體外，維生素c不但能降低有毒的重金屬離子對(duì)人體的危害，而且還可以防止“亞硝胺”這種致癌物質(zhì)的生成；維生素B族、鋅、鈣和硒等，可以提高人體解毒能力，維護(hù)身體健康。裝滿糧袋子、豐富菜籃子關(guān)鍵因素之一就是合理有效的發(fā)展化肥農(nóng)藥；餐桌上色香味誘人的飲食離不開食品添加劑、色素、香料、防腐劑等.....

科學(xué)就像一把雙刃劍，化學(xué)在為人類創(chuàng)造物質(zhì)和財(cái)富的同時(shí)，也不可否認(rèn)帶來負(fù)面作用，給人類和社會(huì)帶來了一些危害。尤其是近幾年食品安全問題連續(xù)不斷地發(fā)生，造成人們對(duì)化學(xué)存在著很深的誤解，產(chǎn)生了“恐化學(xué)癥”，甚至厭惡化學(xué)、歧視化學(xué)。在我們周圍，有時(shí)會(huì)聽到這樣的話，“這東西有毒，完全是化工產(chǎn)品”，甚至部分 “綠色食品”無知地標(biāo)榜“本品絕對(duì)不含有任何化學(xué)元素(品)”，(不知道任何物質(zhì)都是有化學(xué)元素組成的，)好像有化學(xué)元素組成的就不是綠色產(chǎn)品，“化學(xué)”已經(jīng)被一些人當(dāng)成“污染”“有害”的代名詞。

事實(shí)上，在社會(huì)發(fā)展進(jìn)程中，化學(xué)對(duì)人類的巨大貢獻(xiàn)是不容質(zhì)疑、不能抹殺的：在人類生存的世界性問題上，假如沒有施恩哈伯研制的合成氨化學(xué)固氮法，糧食問題就不能得到解決，世界總?cè)丝谑遣豢赡苡啥兰o(jì)初的十幾億增長到現(xiàn)在的七十多億；在壽命延長的世界性問題上，假如沒有青霉素、磺胺素、鏈霉素等等化學(xué)制藥法的問世，人的壽命也不可能達(dá)到空前地延長[3]。

我們不能因?yàn)樗呢?fù)面影響而否認(rèn)化學(xué)，就像不能因?yàn)橛袎臅拇嬖诙г拐麄€(gè)文字一樣。尤其是這些負(fù)面影響不是化學(xué)的錯(cuò)，化學(xué)只是一種工具，它本身只有使用價(jià)值的大小，而使用方法的對(duì)錯(cuò)，究其根源，還在于使用者本身的道德素質(zhì)。要避免這類事件的發(fā)生，必須從提高全民的道德素養(yǎng)做起。

4 化學(xué)為人類服務(wù)的途徑

4.1 能量的轉(zhuǎn)化

人類利用不同的方法和渠道可以把化學(xué)能通過轉(zhuǎn)化為熱能、電能、光能等為人類服務(wù)，這是內(nèi)燃機(jī)、電池、火力發(fā)電廠、普通炸彈、核電站、核武器等工作原理。

電能也可以轉(zhuǎn)化成化學(xué)能，應(yīng)用于電解、電鍍、金屬的冶煉。

4.2 創(chuàng)造新物質(zhì)—化學(xué)的主要任務(wù)

制備自然界沒有的新物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)化學(xué)變化的新途徑?；瘜W(xué)創(chuàng)造了一個(gè)人造世界，化學(xué)是一門極具想象力和創(chuàng)造性的科學(xué)，是一門蘊(yùn)含著巨大發(fā)展和創(chuàng)新能力的學(xué)科。我們可以想象一下，假如沒有化學(xué)，人類社會(huì)現(xiàn)在會(huì)是什么樣？

在西方發(fā)達(dá)國家，化工過程工業(yè)占用最大份額，例如美國占百分之三十。每年世界上申請(qǐng)的發(fā)明創(chuàng)造專利中，與化學(xué)化工相關(guān)的占近百分之二十。

美國心理學(xué)家馬斯諾曾經(jīng)提出：人的創(chuàng)造能力分為兩類：第一類是發(fā)明創(chuàng)造出社會(huì)上新穎獨(dú)特的前所未有的產(chǎn)品，對(duì)整個(gè)社會(huì)來說他們屬于特殊人才，像科學(xué)家發(fā)明家等杰出人才的創(chuàng)造能力；第二類是自我價(jià)值實(shí)現(xiàn)的創(chuàng)造能力，是運(yùn)用自己掌握的一些信息知識(shí)通過綜合分析運(yùn)用，生成某種有社會(huì)價(jià)值或者有個(gè)人價(jià)值的知識(shí)或者產(chǎn)品的能力，這主要對(duì)自己來說是獨(dú)特的。這兩種能力可以互相轉(zhuǎn)換，在化學(xué)史上有不少這樣的事例。如溴元素的發(fā)現(xiàn)[4]：1824年，法國22歲青年巴拉爾—一所藥學(xué)?？茖W(xué)校的學(xué)生，在海邊散步時(shí)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)?shù)厝税褟暮Ｔ寤抑刑崛÷然c后的母液倒掉，感覺很可惜，就拿到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，他在母液中加入氯水和淀粉，結(jié)果發(fā)現(xiàn)溶液分成了二層：下層呈現(xiàn)藍(lán)色，這是由于淀粉和碘生成了加合物；上層呈現(xiàn)棕黃色，這是現(xiàn)象從未被人提到過。巴拉爾認(rèn)為可能有兩種情況：第一種情況是氯元素與碘元素生成了鹵素互化物；第二種情況是溶液中有一種新元素生成，它被氯從灰汗中置換出來。如果是第一種情況，那么這種物質(zhì)在一定條件下就會(huì)分解，于是巴拉爾做了無數(shù)次實(shí)驗(yàn)用了多種方法希望能將它分解，但都沒有實(shí)現(xiàn)，由此他斷定這是與氯和碘性質(zhì)相似的新元素。因?yàn)榫哂写碳ば孕嵛?，于是命名溴元素，為拉丁文名字為bromium(惡臭)。巴拉爾發(fā)現(xiàn)溴元素的消息傳到德國，化學(xué)家李比希十分懊悔。幾年前，他也用相似的方法分離出這種單質(zhì)，但是他卻武斷地認(rèn)為是氯化碘。晚年的李比希還常常深有感觸地說，“從那以后除非有絕對(duì)可靠的實(shí)驗(yàn)做依據(jù)，我再也不憑空編造理論了”，他特地把這張氯化碘的標(biāo)鑒保存起來，用來鞭策自己，同時(shí)也告誡自己的同事和學(xué)生。這件事在他以后的科研中起了積極的促進(jìn)作用，他和他的同事學(xué)生培養(yǎng)了許多諾貝爾獎(jiǎng)獲得者。在最早的十次諾貝爾獎(jiǎng)獲者中，他的學(xué)生占百分之七十之多。此事成為化學(xué)史上的一樁趣聞。

黨的十八大以來，習(xí)近平主席提出了實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)。有夢(mèng)想,有奮斗,一切美好的理想都能創(chuàng)造出來。拿破侖說過,中國是一頭沉睡的獅子,當(dāng)這頭睡獅醒來時(shí),世界都會(huì)為之發(fā)抖。當(dāng)前,無數(shù)化學(xué)工作者正在為實(shí)現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興的中國夢(mèng)而努力奮斗著。