漫谈化学发展史

陈晓培，吴金松，马志伟，刘俊桃，王川川

(河南牧业经济学院理学部，河南 郑州 450046)

今天，化学与其它学科一样，形成了一系列日益专业化的学科。化学在现代社会中是一门中心的、实用性和创造性的科学。在人类多姿多彩的生活中，化学可以说是无处不在。诺贝尔奖获得者伍德沃德(R.B.Woodward)说过：在老的自然界旁边，化学家又建立起了一个新的自然界。这表明化学在人类社会发展和进步中起着举足轻重的作用。因此，了解化学发展史，对化学学科发展有个系统认识有助于分支学科的学习，对推动化学学科的发展和社会的进步有深远的影响。笔者将从历史进程的角度对化学发展进行简单的介绍。

1 天上的化学

化学，从字面理解就是变化的科学，它的核心就是变化。那么地球上第一个化学反应是在什么时候发生的呢？没有人能够知道，但是我们可以肯定得说，第一个化学反应是发生在天上。天上的化学是以上天之手进行的化学实验，始于地球生命出现之前，它的时间坐标应该以亿年计，在地球生命初期，生命出现之前，地球上一片荒凉，毫无生机[1]。大自然通过漫长的化学反应形成了生命，这就是目前公认的生命起源假说。美国化学家和生物学家米勒通过模拟原始的降雨过程实验证明了无机小分子到有机小分子的转变，向人们证明了生命起源的第一步，即在原始条件下，从无机小分子合成有机小分子，是完全可以实现的。由此可以说，生命本身也是化学反应的产物。从有机小分子的生成到人类的出现，是一段相当漫长的时间。

2 神仙的化学

火是人们有意利用的第一个化学反应，从东西方的神话都可以证明人们对火的膜拜。从中国的火神祝融到西方盗取天火的普罗米修斯，都表明火在人们心中的神圣地位。从古代到公元前1500年，人们学会了在火中制作陶器。在长期的生产和社会活动中，人们学会了冶炼，酿酒和染色，这些最早的化学工艺是在生产实践的启发，经过长时间的摸索，但当时并没有形成系统的化学知识，此时所有的化学现象都充满了神秘色彩，人们把它与神的意志联系起来，认为这一切都是在神的启迪下获得的。从公元前1500年到公元1660年，化学进入人们过去追求永生的阶段。炼丹士和炼金家正式走上了历史舞台。例如汉代的魏伯阳，西晋的葛洪，唐代的孙思邈就是他们中的代表。古代的炼丹家们在炼丹过程中，写下了很多著作，为化学反应的规律积累了丰富的经验和教训。火药和造纸术是中国在化学起源方面的另两大贡献。中国的炼金术传到了阿拉伯国家之后，古希腊哲学与之联合，形成了阿拉伯炼金术。近代化学是在阿拉伯炼金术传到欧洲之后演变来的。

3 人间的化学

从1661年开始，化学脱去了神仙的外衣，作为一门科学来到了人间，变成了人间的化学。其标志是波义耳在《怀疑派化学家》中对元素的定义[2]。然后，舍勒的燃素说问世之后，化学从炼金术中解脱出来。舍勒认为可燃物质能够燃烧，是因为其中均富有燃素，物质的燃烧过程是燃素释放的过程。舍勒发现氧气以及普利斯特利的关于空气的实验也提出了质量守恒定律，这些观点为近代化学思想奠定了基础。从1775年左右开始，拉瓦锡的定量化学实验开启了化学进入近代发展的时期。拉瓦锡用定量化学实验描述了燃烧氧化理论，使化学的发展走上了科学的轨道。到19世纪初，英国化学家道尔顿提出近代原子学说，意大利科学家阿伏伽德罗提出了分子的概念。自从原子分子说确立之后，化学已经真正成为一门科学。随着元素周期律的发现和有机化学结构理论的发展，俄国化学家门捷列夫和德国化学家李比希和维勒在此做出了重要贡献，也使化学成为一门系统的科学，促进了现代化学的发展。1857年，伟烈亚力在编辑出版《六合丛谈》综合出版物的过程中确定汉语中使用的“化学”一词[3]。在《六合丛谈》中，伟烈亚力也简要介绍了化学学科，解释了化学的意义，即化学就是变化的科学，以研究物质本质变化为目的。化学学科开始为中国知识界所理解和接受，并且随着《六合丛谈》的传播而发展。1860年以后，中国在出版科学期刊时开始使用化学一词。例如1868年京师同文馆出版的教科书《格物入门》，1873年出版的《化学指南》，1882年出版的《化学阐原》都采用了这个化学的译名。特别是，傅兰雅和徐寿从1858年到1883年，系统翻译了中国第一套近代化学基础理论著作都用化学一词在书名上。《化学分原》和《化学鉴原》，这个化学术语在我国的大众普及起了决定性的作用，使化学一词随着化学学科进入了现代社会。

4 今天的化学

化学家对人类的一大贡献是分离并合成了众多的化合物。从1900年到2000年的100年间，从已知化合物从55万种增加到了2340万种，而且每年都以数百万种的速度递增。美国化学家，有机合成之父，伍德沃德曾经说过，在上帝创造的世界旁边，化学家又创造了另一个世界。如此众多的化合物，使人类生活在由化学支撑的世界里[4]。我们的食品、衣服、住房和运输，都与化学息息相关，人人都要用到化学制品。我们生活的世界就是由化学构成的。假如没有发明合成氨和农药技术，世界粮食产量至少减少一半，那么人类社会就会陷入危机。如果没有合成各种抗生素和大量新药的技术，人类的平均寿命要缩短25年。如果没有发明合成橡胶、合成纤维、合成塑料的技术，人类生活要受到很大的影响。一个年产8万吨的合成橡胶的工厂，他们产量相当于145万亩橡胶林的天然橡胶。化学促进了科学的发展，使新材料不断涌现，例如现代科学创造的奇迹之一，是发明了光导纤维，光纤的使用极大促进了信息传输方式的改变。

5 未来的化学

化学为人类的生存和社会的繁荣做出了巨大的贡献。那么未来的化学将为人类社会做出哪些前景的贡献。第一，化学是解决食物短缺问题的主要学科之一。生物学家在提供优质良种方面做出贡献。而作为化学家，就要在土壤肥力、病虫害防治以及植物生长调节剂等这几个方面为粮食的解决做出贡献。第二，寻找新型能源。新能源必须满足高效、洁净，经济和安全的要求。要研究高效节能的转化技术，既能保护环境又能降低能源的成本，这不仅是化工问题，其中很多基础化学也在起着关键作用，需要化学家在这方面开展深入的研究工作，。研究理论和技术，这些也需要化学工作者做出更大的贡献。第三，各种结构材料和功能材料的角色跟粮食一样，也是人类赖以生存和发展的物质基础。任何材料都是以功能分子为基础的，化学在设计、合成新型化合物方面具有不可替代的作用。第四，环境问题是重要的社会问题，事关人类的生存安全，事实上，没有一种化学物质是完美的，化学品及其制品在生产过程中或多或少都会对人类产生负面影响。化学家在未来的责任是要用化学方法在化学过程中预防污染，并开辟绿色化学新途径来进行化学生产[5]。

2011年被联合国确定为国家化学年，就是为了纪念化学所取得的成就以及对人类文明的贡献，其主题为：化学，我们的生活，我们的未来。这个主题对化学家提出了非常高的要求，我们的未来交给了化学，化学家也应感到这个责任的重大，化学经过从古至今这么多年的发展，从现有的研究成果上，我们坚信，在人类社会未来的发展中，化学将会在促进人类社会发展，保护人类安全，提高人类生存质量方面做出更大的贡献[6]。