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打开探求原子世界的大门 精选

已有 4440 次阅读 2015-7-28 15:53 |个人分类:科教与社会|系统分类:科普集锦|关键词:化学,青少年高校科学营,有毒,污染| 化学, 污染, 有毒, 青少年高校科学营

打开探求原子世界的大门

——对2015年青少年高校科学营山大分营营员的报告摘要

什么是探求原子世界的学问?这里就是指化学。化学就是从原子-分子的水平上研究物质的结构、性质以及变化规律的学科。

如今化学的“名声”实在不好,至少在媒体上的名声不好。各位一定许多次地收到过这样的短信,说现在喝的是有三聚氰胺的奶、吃的是有苏丹红的鸭蛋、瘦肉精的猪肉、避孕药的鳝鱼、膨大剂的水果、农药的蔬菜,穿的是含甲醛的衣服,呼吸的是受污染的空气,认为这一切都是由化学而造成的。在许多人的心目中,化学就等于毒素。一位作家说:化学“是诗歌的敌人,它的术语(诸如二氧化硫、磺胺异恶唑什么的)即使在字面上也容易引起我的不良反应。”人们像躲避瘟疫一样忌讳化学,在商品的包装袋上写上:“本品不含任何化学物质”。

我们应当如何看待这样的舆论?怎样解释产生这样舆论的社会环境?我们还是先从什么是化学,化学家及化学工程师已经做了些什么,如今在做什么,还将可能做什么说起。

虽然人们很早就掌握了一些化学知识,并应用到他们的生活和生产实践之中,但是,到19世纪中后叶,化学才基本上成为了一门科学,也就是说具备了它的主要理论:原子-分子论,化学热力学,化学动力学等。对于化学知识的了解使得化学工业得以产生,建立在三酸两碱基础之上的化工生产应用于纺织、造纸等诸多领域,而炸药的发明则使得交通、矿山得到了发展和繁荣的巨大动力。

20世纪初,量子力学的诞生才真正坐实了原子-分子理论,使人们真正能够从物质的微观结构上去理解化学和化学反应。过去所谓的化学力、生命力都被证明不过是原子间的相互作用罢了。而所有的生命体都有“共同的语言”,“这个语言就是化学”。

化学学科内部的分类还是比较传统的。从研究对象上分,仍然分成无机化学、有机化学、高分子化学(生物化学在中国往往放到生物学科中)。分析化学则是从研究目的出发的。物理化学看上去像是从研究手段上分,其实也未必,像表面化学与催化、胶体化学、电化学等也都是研究的对象上区分的,只有理论化学是从研究方法和手段上区分于其他化学分支学科。

过去,人们对于化学实验室的印象就是试管、烧杯、烧瓶之类的东西,可是如今的实验室里除了这些之外,摆上了许多电子仪器。无论是无机、有机还是该分子化学还是分析化学,都是如此,更不要说物理化学了。这是因为电子技术、激光技术等的快速发展使化学的研究走上了快车道,而且真正深入到微观的层次。而理论与计算化学中的计算化学部分则完全是电子计算机时代的产物。

化学是科学,是探究物质的性质和变化规律的。当人们掌握的这些规律就有可能利用这些规律为人类的利益服务。这需要有一定的技术,把这些技术用于某些物质的制备和生产,形成一定的产业,这就是化学工业。20世纪以来的化学知识、技术和化工生产给人类社会已经带来了巨大的变化而且正在带来更大的变化。我们可以举一些例子。

能源   化石能源的精加工;

   电池

   核电原料

材料   新型金属材料

      半导体材料

          无机非金属材料——精细陶瓷

         “高温超导”材料

          高分子材料

          复合材料

农药、化肥和其他农用化学品

药品和医药材料

日用化学品

所有这些,都使得社会生活发生了翻天覆地的变化。

有人把对环境如水体、空气的污染归咎于化工生产的发展。固然,有很多污染确实是由化工企业造成的,有些是由于对科学规律了解不够所造成,但是,更多的是人们为了高额利润无视科学规律所造成的,并不是发展化学工业所必然。而那些不法商人违法乱纪在产品中弄虚作假的恶行,与化学科学、化学工业的发展根本就是完全无关的两码事情。

另一方面,人们往往夸大了有些化学品的危害。比如,在某些物件中检查出含有某种化学品,可能在某些国家的允许范围内,而在另一些国家可能超出了标准,实际差别并不大,我们的媒体往往用最严的标准去衡量,而且宣传该化学品有多少危害,能够致癌等等。

其实,所谓“有毒”这个概念一定是与量有关的。任何物质(包括我们不可缺少的氧气和水)只要超出了一定的量都是有毒的,而在某一个范围之内则是无毒的。而媒体的宣传往往不顾到这一点,一味宣传化学制品的毒害。

世界这样大,人口这样多,只要有一个地方有一个人干了什么坏事,媒体(包括自媒体)都会大加宣传,搞得似乎全世界至少全中国都这样。这种媒体的放大效应,使得很多人无所适从,无所措手足,惶惶不可终日。

我们必须看到,社会的发展,人类的进步需要化学、化工事业的进一步发展,需要科学和技术的不断进步。例如,全世界、全中国有这么多人,没有化肥、没有农药,怎么能够使农业增产养活这么多人口?有些人片面强调“自然”、“有机”,反对发展化学、化工事业,这是一种不负责任、自私的态度。不顾大多数贫困或不那么富裕的人们改善生活的需要,片面的强调“崇尚自然”,等于是让饥民去吃“肉糜”。这些人自己往往已经和正在享受着人类科学和社会发展带来的成果,有着不错的收入,过着舒适甚至优越的生活。人们一说发展科学,他们便说“科学是一把双刃剑”。他们传播谣言,宣扬的反科学思潮,正在形成一种“时髦”。大家看看那些人纷纷拜倒在李一、王林这样的江湖骗子脚下的人,正是反转基因、反现代医学、反化学、反科学的先锋。

我们有知识的年轻人,应当由自己独立的人格,自由的思想,不可为如今某些人的反科学的时髦所绑架。




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