化学科学在现代社会中的地位和作用

邱志成

(沈阳师范大学,辽宁,沈阳,110034)

分子生物学在解释生命过程方面的辉煌进展,向化学提出了许多挑战性的问题,要求化学在分子水平上加以解释。化学已延伸到化学产品和材料的范围之外,在现代制造业中,化学过程大量存在。化学还是我们能据以理解和控制生命系统的科学。现在是根据基因物质的化学结构和顺序来理解遗传的;化学作为中心学科之一,与社会多方面的需要息息相关。人类要为自身提供食物,开发资源,提供住房,为日益减少和稀缺的材料提供代用品,征服疾病,改善健康,增强国防以及控制和保护我们生存的环境,都得依靠化学作为强有力的助手。正是意识到这些,世界各国都针对性地制定化学发展的新对策。

人类的衣、食、住、行、用,无不与化学所掌管的成百种化学元素及其所组成的万千化合物和无数的制剂、材料有关。房子是用水泥、玻璃、油漆、密封胶等化学建材产品建造的,肥皂和牙膏是日用化学品,衣服是用合成纤维制成并由合成染料上色的。饮用水必须经过化学检验以保证质量,食品由用化肥和农药生产的粮食制成的。维生素和药物也是由化学家合成。汽车的金属部件和油漆显然是化学品,车厢内的装璜材料通常是特种塑料或经化学制剂处理过的皮革制品,汽车的轮胎多由合成橡胶制成,燃油和润滑油是含化学添加剂的石油化工产品,蓄电池是化学电源,尾气排放系统中用来降低污染的催化转化器装有用铂、铑和其他一些化学物质组成的催化剂,它可将汽车尾气中的氧化氮、一氧化碳和未燃尽的碳氢化合物转化成低毒害的物质。飞机需要用质强量轻的铝合金来制造,而且需要特种塑、燃油。书刊、报纸是用化学家所发明的油墨和经化学过程生产出的纸张印制而成的。摄影胶片是涂有感光化学品的塑料片,它们能被光所敏化,所以在曝光时和在用显影药剂冲洗时,会发生特定的化学反应。彩色电视机和电脑显示器的显象管是由玻璃和荧光材料制成的,这些材料在电子束轰击时可发出不同颜色的光。

再从社会发展来看,化学对于实现农业、工业、国防和科学技术现代化具有重要的作用。农业要大幅度的增产,农、林、牧、副、渔各业要全面发展,在很大程度上依赖于化学科学的成就。化肥、农药、植物生长激素和除草剂等化学产品,不仅可以提高产量,而且也改进了耕作方法。高效、低污染的新农药的研制,长效、复合化肥的生产,农副业产品的综合利用和合理贮运,也都需要应用化学知识。在工业现代化和国防现代化方面,急需研制各种性能迥异的金属材料、非金属材料和高分子材料。在煤、石油和天然气的开发、炼制和综合利用中包含着极为丰富的化学知识,并已形成煤化学、石油化学等专门领域。导弹的生产、人造卫星的发射,需要很多种具有特殊性能的化学产品,如高能燃料、高能电池、高敏胶片及耐高温、耐辐射的材料等。

随着科学技术和生产水平的提高以及新的实验手段和电子计算机的广泛应用,不仅化学科学本身有了突飞猛进的发展,而且由于化学与其他科学的相互渗透、相互交叉,也大大促进了其他基础科学和应用科学的发展和交叉学科的形成。目前国际上最关心的几个重大问题――环境的保护、能源的开发利用、功能材料的研制、生命过程奥秘的探索,都与化学密切相关。随着工业生产的发展,工业废气、废水和废渣越来越多,处理不当就会污染环境。全球气温变暖、臭氧层破坏和酸雨是 3大环境问题,正在危及着人类的生存和发展,因此,三废的治理和利用,寻找净化环境的方法和对污染情况的监测,都是现今化学工作者的重要任务。在能源开发和利用方面,化学工作者为人类使用煤和石油曾做出了重大贡献,现在又在为开发新能源积极努力。利用太阳能和氢能源的研究工作都是化学科学研究的前沿课题。材料科学是以化学、物理和生物学等为基础的边缘科学,它主要是研究和开发具有电、磁、光和催化等各种性能的新材料,如高温超导体、非线性光学材料和功能性高分子合成材料等。生命过程中充满着各种生物化学反应,当今化学家和生物学家正在通力合作,探索生命现象的奥秘,从原子、分子水平上对生命过程做出化学的说明则是化学家的优势。

化学是一门古老而又生机勃勃的科学。化学元素和化学物种是人类赖以生存的物质宝库。人类对物质的需求,不论在质量上还是在数量上,总是在不断发展的。而满足其需求的核心基础学科不仅现在是化学,而且将来仍然是化学。

任何事物都具有两面性,化学科学也不例外。当代科技革命像一把双刃剑,一方面丰富了人类的物质生活和精神生活,另一方面也带来了威胁人类前景的全球问题――人口爆炸、资源枯竭、粮食危机、环境污染等等,这些问题还日渐突出。困扰着越来越多的普通人,因而,当我们审视科学技术的社会功能时。就应当有一种全面的眼光,注意发挥它的正面作用,正视并抑制它的负面影响。只有这样,才能用科学革命照亮人类未来的发展道路,而不致于在科技的负面后果面前束手无策,把科技革命与负面影响的前途对立起来。总之,我们要充分认识科学技术的双重作用影响。在现代科技革命的过程中,我们要重视和利用科学技术的积极作用,努力协调社会和自然的关系、并及时充分地预见伴随着科技革命在经济领域和社会领域产生的各种后果,以及它们对社会、对人和自然界产生的各种影响,尽可能地防止和避免其消极作用和后果,更好地推动物质文明和精神文明持续、稳定的发展。

[1]王明华,周永秋,等.化学与现代文明[M].杭州:浙江大学出版社,1998.

[2]美国化学会著,中科院化学学部译.化学中的机会[M].北京:中国计量出版社,1998.

[3]王彦广,林峰.化学与人类文明[M].杭州:浙江大学出版社,2001.

[4]刘大椿.知识经济— —中国必须回应[M].北京:中国经济出版社,1998.

[5]吴光宗,戴桂康.现代科学技术革命与当代社会[M].北京:北京航空航天大学出版社,1995.

[6]李景治.科技革命与大国兴衰[M].北京:华文出版社,2000.