李 爽
(中国科学院大学 人文学院,北京 100049)
20世纪以来,学科一直以分科化的形式发展。30年代后,高分子科学等交叉学科逐步建立,学科展现出跨学科性等特征;50年代后,材料科学、分子生物学等学科交叉领域诞生,学科的跨学科性、集群发展、产学研一体化等特征愈发显著;90年代后,纳米化学、绿色化学等新兴学科交叉领域快速发展,预示着学科发展呈现出新的趋势与特点。讨论新兴交叉学科的发展问题,有助于了解当代学科的发展趋势与时代特征。
知识体系与科研体制度是学科的构成要素,在其发展过程中,学会往往起到重要作用。早期的学会主要承担科学研究功能,推动学科知识体系的构建;19世纪以来,随着学科的发展与大学教育的转型,科学研究的阵地从学会转移到大学,美国化学会(American Chemical Society,1876)[1]、法拉第学会(Faraday Society,1903)[2]、材料研究学会(Materials Research Society,1973)*Materials Research Society Year-end Review (2016),见MRS相关网页:http://www.mrs.org/docs/default-source/About-MRS-Society-Info-/annual-reports/2016-year-in-review.pdf?sfvrsn=2。[3]等组织开始致力于学科建制化的有关工作。通过研究新兴交叉学科领域内重要学会的有关问题,有助于了解该学科的建制化特点及发展状况。
绿色化学是指“设计、研发、应用化学工艺与化学品,以减少或消除对人类健康与环境有害的物质”[4—6],将环保理念融入化学,并从源头预防污染的产生。绿色化学缘起于1990年美国国会颁布的污染预防法案(Pollution Prevention Act,1990),是具有明确社会需求与科学目标的新兴学科交叉领域,并因其变革性与创新性而备受关注。[7—9]根据方文对学科制度结构的界定,其包括:“职业化和专业化的研究者以及他们赖以栖身的研究机构和学术交流网络;规范的学科培养计划;学术成果的公开流通和评价;稳定的基金资助来源”,[10]绿色化学在2000年前后已基本完成了学科的建制化*1991年,美国化学会与美国环保局(Environmental Protection Agency,EPA)启动了第一个绿色化学研究项目“污染预防的替代合成路径”(Alternative Synthetic Pathways for Pollution Prevention);1992年起,EPA与美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF)开始对绿色化学项目进行资助;1995年,克林顿政府设立“总统绿色化学挑战奖”(President Green Chemistry ChallengeAwards),奖励具有基础性和创新性的化学家或企业;1996年,首届绿色化学戈登研究会议(Green Chemistry Gordon Research Conference)召开;1997年,美国化学会绿色化学学会注册成立;1998年,绿色化学领域的奠基之作《绿色化学:理论与实践》(Green Chemistry: Theory and Practice)出版;1999年,英国皇家化学学会(Royal Society of Chemistry,RSC)创立该领域的权威期刊《绿色化学》(Green Chemistry);2001年,美国麻省大学波士顿分校(University of Massachusetts at Boston)设立了第一个绿色化学博士学位点。。
在绿色化学的建制化过程中,国际范围内出现了意大利“校际环境化学联盟”(Interuniversity Consortium,Chemistry for the Environment,INCA)[11]、“美国化学会绿色化学学会”(Green Chemistry Institute,ACS GCI)*见ACS GCI网址:https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry/about.html、英国“绿色化学网络”(Green Chemistry Network,GCN)*见GCN网址:http://www.rsc.org/Membership/Networking/GCN/等相关机构。美国在国际绿色化学领域内具有领军地位,而ACS GCI在美国绿色化学领域内最具其权威性与影响力,并对绿色化学的建制化发展做出了重要贡献。因此,本文选取ACS GCI作为研究对象,通过讨论1990—2008年间学会的机构性质变化、在学术网络中的作用以及学会主席的角色作用,分析了解绿色化学学科的发展特点。
超临界流体是指当物质位于气液两相临界点(包括临界温度与临界压力)以上时,其性质介于气体与液体之间,既表现出气体良好的流动性与传递性,又表现出液体良好的溶解能力。超临界流体是一种较为理想的绿色替代溶剂,其中超临界CO2从20世纪80年代起开始被广泛应用于食品、医药、高分子合成等领域。
1990年,为了促进政府、企业、私营部门在超临界流体方面的合作,在赫雷森(D.L.Hjeresen)与阿纳斯塔斯(P.T.Anastas)等人的努力下,JAASTT作为非盈利组织在美国弗吉尼亚州注册成立,旨在“发展与传播超临界流体的清洁应用,以满足政府与工业对环保制造的需求”。JAASTT是一个政府、大学及企业等多领域的合作机构,其成员包括美国能源部(Department of Energy,DOE)、环保局(Environmental Protection Agency,EPA)、洛斯阿拉莫斯国家实验室(Los Alamos National Laboratory,LANL)、北卡罗莱纳大学教堂山分校(University of North Carolina at Chapel Hill)、麻省大学洛厄尔分校(University of Massachusetts at Lowell)、休斯环境公司(Hughes Environmental)、波音公司(Boeing)等。
超临界流体的技术成果转化依赖于学界的技术、政府的支持与工业的认可,JAASTT在三者间起到桥梁作用。工作过程中,联合会逐渐意识到政府的资助机制过于繁琐而耗时,不利于技术快速投入市场,而将工作内容仅限于超临界流体领域也不能满足越来越高的环境标准。为了解决上述问题,JAASTT于1996年起开始在已有基础上筹建绿色化学学会(Green Chemistry Institute,GCI),希望通过GCI从美国环保局等政府机构融资,以帮助企业避开繁琐的资助机制,与此同时将工作范围拓宽至绿色化学领域,更好地满足企业需求。
1997年5月30日,GCI作为非营利性组织在弗吉尼亚州注册成立,其宗旨是“推动企业、政府与大学、国家实验室的合作,以研发经济可持续的清洁生产技术,推动绿色化学的发展”,定位是“支持但不开展绿色化学研究,建立绿色化学共同体,从事各个领域的绿色化学宣传和教育”,主要工作方向是“研究支持、信息传播、会议交流、绿色化学教育等方面”。[13]
学会的领导机构为理事会,由原JAASTT的成员组成,包括了当时美国绿色化学领域内最重要的几位领军人物,如EPA的布林(J.J.Breen)与阿纳斯塔斯,LANL的赫雷森与托马斯(B.Tumas),北卡罗莱纳大学教堂山分校的德西蒙(J.De Simone)与格莱兹(W.H.Glaze),普莱克斯公司(Praxair)的所罗门(J.Solomon)等。[14]其中,布林是第一任主席,也是唯一的全职工作人员。GCI没有实体的办公场所,工作机制也不完善,学会工作如组织座谈会、建立国际网络、开展推广活动等主要依靠理事会成员利用私人时间自费完成,理事会会议也往往是在成员都出席其他会议(如美国化学会的国家会议)时临时加开。
1998年,因布林罹患胰腺癌,赫雷森在任职LANL的同时,兼任学会第二届主席,学会面临着人员、经费、资源等各个方面的困境。
美国化学会(American Chemical Society,ACS)是世界上最大的专业科学学会之一,拥有约16万覆盖政府、企业、高校等部门的全球会员,在国际化学界享有极高声望。ACS以“提供权威全面的化学有关信息、提供会员服务、改善化学教育、向公众与政策制定者传达化学价值”为目标,旨在“通过化学的力量改善人们的生活”*American Chemical Society.ACS Annual Report (2015),见ACS相关网页https://acswebcontent.acs.org/annualreport/2015/2015_annual_report.pdf.。ACS曾与EPA合作举办具有开创意义的绿色化学研讨会(1993、1994)*1993年8月22—27日,ACS在芝加哥举办了第1届绿色化学研讨会,主题为“友好设计:污染预防的替代合成设计(Benign by Design: Alternative Synthetic Design for Pollution Prevention)”;1994年8月21—25日,ACS与EPA在华盛顿组织了第2届研讨会,主题为“绿色化学:为环境而设计的化学”(Green Chemistry: Designing Chemistry for the Environment)。,共同创建总统绿色化学挑战奖(President Green Chemistry Challenge Awards,1995),对绿色化学的兴起发挥了重要作用。
2000年,ACS理事会考虑并入一个与其宗旨相契合且具有潜在全球影响力的智库型机构。意识到可持续性对于未来化学发展的重要性,ACS通过阿纳斯塔斯了解到GCI的基本情况,并开始考虑相关合并事宜。ACS的学会当选主席布希(D.H.Busch)指出:“从ACS的角度来说,GCI是一个理想的合作伙伴,因为其宗旨与ACS的核心活动及战略规划紧密相关,并且并不会成为ACS的经济负担。”[15]对于GCI主席赫雷森而言,合并除了可以缓解学会的经费资源问题,更能够推广绿色化学理念。于是,双方就合并模式等问题进行了一段时间的讨论交流。
2000年8月,ACS在第220届会议上通过了合并决议[16]。2000年底,ACS执行主任克鲁姆(J.K.Crum)与赫雷森签署了关于合并的正式文件,根据文件要求,GCI从2001年1月1日起将正式成为ACS的一部分;合并以5年(2001—2005)为过渡期;学会下设理事会,由理事会决定主席人选;ACS将为学会提供20万美元的启动资金,并在过渡期内每年提供30万美元的核心资助[17]。之后,ACS在其位于华盛顿的总部为学会提供了办公场所,并在组织架构、财政收支、工作机制等多方面对学会进行了改组,学会的工作团队扩充至6人(包括学会主席在内),较大地满足了学会的工作需求。
新的GCI理事会仍是学会的领导机构,在监管学会活动、资金等多方面工作的同时,对ACS 理事会负责。从GCI理事会的成员结构可以看出(见表1),其规模控制在12人以内,成员往往来自政府、企业、教育等领域,具有多元化的背景;GCI理事会包括了一部分原理事会成员,且除了ACS执行主任(或其任命者)与GCI主席外,ACS理事会成员只占总数的1/5,说明GCI具有一定的独立性与决策权;GCI理事会拥有ACS理事会的理事名额,意味着GCI具有一定的地位与话语权。
表1 GCI理事会成员结构(2001年至今)*见ACS GCI相关网页:https://www.acs.org/content/acs/en/about/governance/committees/msa-committee-charters.html#P81_6011。
2004年1月,赫雷森离开学会,全职投入到LANL的工作中,6月,阿纳斯塔斯成为学会的第三任主席。任职期间,阿纳斯塔斯一方面依靠ACS经费与外部资金继续组建工作团队,完善组织架构,保障学会的工作开展;另一方面及时调整任务目标与战略计划,将学会的工作重心集中在信息交流、教育推广、工业应用等领域,推动绿色化学的国际化发展。2005年,GCI在ACS的过渡期结束,正式改名为“美国化学会绿色化学学会”。
2006年底,阿纳斯塔斯离开学会赴耶鲁大学(Yale University)就职,不能再继续领导学会的有关工作,直到2008年3月,学会才迎来下一任主席。在此期间,学会的一些工作由ACS代为管理,以致进一步丧失其独立性,在更大程度上融入了ACS。此后至今,学会进入相对稳定的发展时期,逐渐成为了ACS的一部分。
绿色化学学会的创建与发展极为迅速,从早期局限于超临界流体技术的JAASTT扩展为绿色化学领域的GCI,进而成为了ACS的一部分。不能忽视的是,学会并入ACS后,成为了ACS的合作伙伴(ACS Partnerships & Initiatives),而不同于ACS下设的有机化学专业组(Organic Chemistry Division)、环境化学专业组(Environmental Chemistry Division)等分支学科专业组,不能招收会员,亦不能通过征收会费以获取经济收入。就美国化学会、法拉第学会、材料研究学会等早期学会来说,会员往往是考察学会发展程度的重要指标,也是开展学会活动的重要载体,而会费则是学会的主要经济来源之一。相较而言,绿色化学学会在会员与会费方面的缺失是非常特殊的,可能与绿色化学的学科地位还未得到广泛认同有关。
学术网络是社会网络的一种,其构成要素包括学术行动者与学术关系[18]。绿色化学学术网络具有国际性,包括国家、组织、个人三个层面:先由美国、英国、意大利、日本、中国等国家网络构成一个整体的学术网络,再由管理、研究、教育、企业等组织网络构成各个国家网络,最后由管理者、研究者、教师、学生、企业人员等从事学术活动的个人构成不同功能的组织网络。
绿色化学学会通过设置奖项与举办会议等活动对构建绿色化学学术网络起到了重要作用。考虑到美国在学术网络中的核心位置,下文将根据学会开展的主要学术活动,先从个人、组织层面探讨其对美国学术网络的作用,再从国家层面探讨其对国际学术网络的作用。
绿色化学与工程会议(Green Chemistry & Engineering Conference,GC&E)*根据ACS GCI提供的有关会议材料。由ACS、EPA及其他组织机构共同发起,致力于打破研究与应用之间的壁垒,从1997年起每年6月或7月在美国华盛顿等地举行,会议时间通常为3—4天,参会人员来自学界、企业、政府等领域[19]。1997—2000年,GC&E分别以“贯彻2020愿景”(Implementing Vision 2020),“全球视角”(Global Perspectives),“迈向工业生态学”(Moving Toward Industrial Ecology),“可持续技术:从研究到工业应用”(Sustainable Technologies: From Research to Industrial Implementation)为主题举办了4次会议,主要环节包括全体会议、主题报告、海报展等,讨论了环境友好合成与工艺、绿色溶剂、设计更安全的化学品与材料、催化、基于生物的合成与工艺、建模与计算方法、制药、农药、造纸等问题。虽然GCI在这段时期不是GC&E的主办方,但学会主席在会议组织方面发挥了重要作用,例如,由布林领导的ACS环境改善委员会(Committee on Environmental Improvement,CEI)是首届会议的主办方之一,阿纳斯塔斯与布林曾担任1998年的会议主席。2001年后,绿色化学学会开始成为GC&E的主办方之一,阿纳斯塔斯继续多次担任会议主席。2001—2008年3月,GC&E共召开7次,会议主题包括“通过经济与环境创新应对全球挑战”(Meeting Global Challenges through Economic and Environmental Innovations),“设计一个可持续的未来”(Designing for a Sustainable Future)等。从2005年起,会议环节增加了绿色化学与工程教育学生会议(Green Chemistry and Engineering Education Student Workshop)。相比之前,2001年后的会议论题的深度与广度有所增加,除核心论题外,开始关注绿色纳米技术、可再生原料与生物燃料、产品生命周期与毒性评估、绿色化学与工程教育、能源与气候变化、绿色化学技术的商业化应用等问题。
总统绿色化学挑战奖*United States Environmental Protection Agency.The Presidential Green Chemistry Challenge Award Recipients(1996—2016),见US EPA相关网页:https://www.epa.gov/sites/production/files/2016-10/documents/award_recipients_1996_2016.pdf。是绿色化学领域内重要的科学交流活动。1995年,EPA、ACS等机构推动克林顿政府设立了该奖项,用来奖励在绿色化学领域做出杰出贡献的化学家与企业。挑战奖从1996年起每年颁发,包括学术奖、小企业奖、变更合成路线奖、变更溶剂/反应条件奖、设计更安全化学品奖等5个奖项,除学术奖面向个人外,其他4个奖项主要面向研究机构或企业。1996—2008年,挑战奖共颁发14次。2001年以前,遴选获奖名单等工作主要由EPA与ACS等共同负责,2001年GCI加入ACS后,由其与EPA的化学品安全与污染预防办公室(Office of Chemical Safety and Pollution Prevention)共同负责奖项的管理事务。2001—2008年期间,挑战奖共颁发8次,受奖人及机构包括10名教授、1家研究机构及34家企业。学术奖的获得者主要来自于大学,如杜兰大学(Tulane University)的李朝军教授、匹兹堡大学(University of Pittsburgh)的贝克曼(E.J.Beckman)教授、阿拉巴马大学(The University of Alabama)的罗杰斯(R.D.Rogers)教授等,研究内容涵盖催化、绿色溶剂、环保材料等领域。其他四个奖项的获得者以企业为主,如辉瑞公司(Pfizer)、杜邦公司(DuPont)、默克公司(Merck & Co.)、陶氏益农公司(Dow AgroSciences)等,研究内容涵盖了与绿色化学相关的基础研究与应用技术。
化工行业在绿色化学领域参与度较高,而制药业在化工行业中占据重要位置,且污染问题比较严峻。2005年,ACS GCI联合辉瑞公司、默克公司、礼来公司(Eli Lilly & Co.)共同创建了制药圆桌会议(ACS Green Chemistry Institute Pharmaceutical Roundtable,GCIPR),旨在将绿色化学与工程原则融入到药物的研发和生产中。GCIPR的管理工作由学会负责,经费方面由ACS资助5万美元作为种子资金,其成员面向从事药物研究、开发、制造的公司,日常运营主要依靠成员所缴纳的会费*目前,ACS GCI的圆桌会议已扩展到5个,包括制剂圆桌会议(Formulator’s Roundtable,2009)、化学品制造商圆桌会议(Chemical Manufacturer’s Roundtable,2010)、液压压裂圆桌会议(Hydraulic Fracturing Roundtable,2014)、生化技术领导圆桌会议(Biochemical Technology Leadership Roundtable,2016),有关工作日益成为ACS GCI的重要工作。。制药圆桌会议开展了许多工作,如资助绿色化学研究,为企业提供有效的绿色化学工具与量化方法,在世界各地举行绿色化学的研讨会,推广绿色化学教育,提高公众对绿色化学的认识与了解等[20]。
汉考克(K.G.Hancock)是倡导绿色化学的先驱之一,曾任职于美国国家科学基金会(National Science Foundation,NSF),对绿色化学做出了重要贡献。汉考克去世后,ACS环境化学专业组于1997年设立了以他的名字命名的纪念奖(Kenneth G.Hancock Memorial Award)*Kenneth G.Hancock Memorial Award Archive (1998—2016),由ACS GCI提供。。奖项设立初期(1998—2006),由ACS环境化学专业组赞助,之后改由ACS环境化学专业组与国家标准与技术研究院(National Institute of Standards & Technology)共同赞助支持。1998年起,汉考克纪念奖每年颁发,每次获奖1—2人。1998—2000年,汉考克纪念奖共颁发3次,3人次获奖,获奖学生分别来自南卡罗莱纳大学(University of South Carolina)、北卡罗莱纳大学教堂山分校与俄勒冈大学(University of Oregon),研究主题包括环境友好合成、绿色溶剂等。2001年GCI加入ACS后,开始负责汉考克纪念奖的管理工作。从2001年到2008年3月,汉考克纪念奖共颁发7次,9人次获奖,获奖学生分别来自卡内基梅隆大学(Carnegie Mellon University)、麻省大学波士顿分校(University of Massachusetts at Boston)、加州大学戴维斯分校(University of California at Davis)等,研究主题包括绿色溶剂、催化等。
布林是绿色化学学会的第一任主席,也是绿色化学的先驱之一,他于1999年7月19日因胰腺癌去世。为了纪念布林对绿色化学的贡献,ACS于2000年设立了以他名字命名的纪念奖(Joseph Breen Memorial Fellowship)*Past Winners of the Breen Memorial Fellowship (2006—2017),ACS GCI提供。,以鼓励年轻学者参与绿色化学的有关活动。该奖项由ACS国际捐赠基金(ACS International Endowment Fund.)赞助,由绿色化学学会管理,每年奖励1名以上学生,受奖对象主要为本科生、研究生与博士后,可用于参加国际会议、培训项目等。从2001年到2008年3月,布林纪念奖共颁发8次,获奖学生分别来自美国德雷塞尔大学(Drexel University)、耶鲁大学、英国布里斯托大学(University of Bristol)等高校。
绿色化学暑期学校(ACS Summer School on Green Chemistry & Sustainable Energy)[21—22]由ACS、ACS石油研究基金(ACS Petroleum Research Fund)、绿色化学学会主办,通常在每年的7月份举行,为期1个星期左右,内容包括讲座、讨论、海报展、实验、职业管理等活动。绿色暑期学校主要面向美国、加拿大及拉丁美洲化学专业的研究生与博士后,不限国籍。从2003年到2008年3月,绿色化学暑期学校分别在卡内基梅隆大学、麦吉尔大学(McGill University)、伊比利亚美洲大学(Universidad Iberoamericana)等地举办5次,吸引了来自美国、加拿大、阿根廷、巴西等20多个国家的274位研究生与博士后参与。主办方还邀请了阿纳斯塔斯,沃纳(J.C.Warner),李朝军,柯林斯(T.J.Collins)等绿色化学领域内的领军人物到场与年轻学者交流。
戈登研究会议(Gorden Research Conference,GRC)由约翰·霍普金斯大学的戈登博士(N.E.Gordon)于1931年创立,是国际上学术水平最高的会议之一。GRC包括300多类会议,涵盖生物、化学、物理科学等领域,每次会议人数限制为200人。在阿纳斯塔斯等人的努力下,首届绿色化学戈登研究会议(Green Chemistry Gordon Research Conference)*绿色化学戈登研究会议网页:https://www.grc.org/conferences.aspx?id=0000358。于1996年召开,会议主题为“环境友好的有机合成”(Environmentally Benign Organic Synthesis)。1996—2000年,绿色化学戈登研究会议每年一次在美国、英国交替举行,为期5天,会议次数总计5次,其中美国3次,英国2次。来自美、英、德、荷兰、意大利等多个国家的研究机构、大学、企业等参加会议,报告总数131次(不计海报展与相关发言),内容涵盖绿色合成、催化、绿色溶剂、生物质原料等领域。GCI成员在会议组织方面扮演了领导角色,阿纳斯塔斯曾担任1996年的会议主席,托马斯曾担任1998年的会议主席。2001年后,绿色化学戈登研究会议继续在英国、美国交替举行,每两年举行1次,绿色化学学会于2002年起成为会议的赞助方之一。2002—2008年,会议共举办4次,其中英国2次,美国2次,为期5天。来自美国、英国、德国、荷兰、意大利等多个国家的研究机构、大学、企业参加会议,报告总数98次(不计海报展与相关发言),内容涵盖催化、绿色合成、绿色工艺、可再生原料、能源等领域。
国际纯粹与应用化学联合会(International Union of Pure & Applied Chemistry,IUPAC)是化学领域内最有影响的世界组织之一,被称为化学界的“联合国”。CHEMRAW委员会是IUPAC的下属委员会之一,从1978年起不定期在世界各国举办主题会议,讨论交流与世界需求联系最为紧密的化学问题。2001年6月9日—13日,第14次CHEMRAW 会议在美国科罗拉多大学博尔德分校(University of Colorado,Boulder)召开,主题为“绿色化学世界大会:面向环境无害的工艺和产品”(World Congress on Green Chemistry: Toward Environmentally Benign Processes and Products)[23—24]。会议由绿色化学学会与ACS、IUPAC共同主办,罗门哈斯公司(Rohm and Haas)总裁兼首席营运官菲茨帕特里克(M.Fitzpatrick)担任组委会主席。此次会议筹款超过40万美元,来自30多个国家的研究、教育、企业等领域的200多名科学家、学生、政策制定者到会,就绿色化学的发展与前景进行交流。会议环节包括主题报告、海报展以及为期3天的会前研讨会等,主要报告人包括诺贝尔奖得主克鲁岑(P.J.Crutzen),北卡罗莱纳大学化学教授德西蒙,杜邦公司前首席科学技术官米勒(J.A.Miller)等。此次会议共收到80篇投稿论文,内容涵盖化学与环境问题、教育与国际项目、工业过程与实践、绿色化学的科学进展等。会后,由阿纳斯塔斯担任主席的未来行动委员会(Future Actions Committee)完成了基于此次会议成果的建议报告*CHEMRAWN XIV: World Congress on Green Chemistry-Report of the Future Actions Committee.见相关网页:http://old.iupac.org/standing/chemrawn/crXIVfac.pdf。。
此外,GCI利用门户网站*网站旧址为:http://www.lanl.gov/Internal/projects/green/index.html;新址为:https://www.acs.org/content/acs/en/greenchemistry.html。与美国以外的多个组织建立了链接,如意大利的“校际环境化学联盟”、英国的“应用催化研究所”(Institute for Applied Catalysis,IAC)等,在更大范围内实现了绿色化学的网络交流。学会还建立了邮件列表服务器“GreenChemExchange”,以方便用户交流。
创建初期,绿色化学学会根据自身定位与绿色化学的发展需要,通过举办会议与构建网络平台等工作促进了学术网络的形成。学会的核心成员以其影响力使学会获得了较多的资源,推动了有关工作的开展。但因为人员与经费有限,工作机制仍不完善,这一时期的学会工作还停留在较小的规模与范围内。与此同时,因为绿色化学在化学学科的边缘地位,其研究者所占比例较小,学术网络也具有一定的局限性。加入ACS后,学会的机构稳定性有所增加,所获得的资金与资源也大幅度提高。ACS为学会提供了更广阔的发展空间,使其能够开展更具显示度的工作,学会活动在种类、数量、规模、影响力等方面都获得了较大的提高,从而将绿色化学推广至更广泛的化学、化工与化学教育等领域,进一步构建与扩大了绿色化学的学术网络。2008年以后,ACS GCI在上述工作的基础上,进一步扩大工作范围,例如增设汽巴绿色化学旅行奖(Ciba Travel Awards in Green Chemistry),创建化学品制造商圆桌会议、液压压裂圆桌会议等,继续完善绿色化学学术网络。
值得注意的是,在构建学术网络方面,美国化学会、法拉第学会、材料研究学会等组织主要采取创办学术刊物与召开会议的方式,而绿色化学学会目前的学术活动仍以会议为主,并没有机构自身的出版物,学会功能还不完善。
在绿色化学学会的初创时期(1997—2006),学会历经布林,赫雷森与阿纳斯塔斯三任主席,他们均为绿色化学的领军人物,不仅推动了学会本身的机构发展,而且开展了许多影响绿色化学发展的工作。
1997年5月至1998年,布林担任学会的第一任主席,同时也是唯一的全职工作人员。成立初期,绿色化学学会是一个小规模组织,虽然工作人员有限、工作机制不完善,但具有较高的独立性与灵活性。在布林的领导下,学会明确了机构的定位,并在此基础上确定了工作方向,开展了许多具有开创性意义的工作:在研究支持方面,与美国环保局与能源部合作开展研究工作;在学术网络构建方面,建立机构门户网站及邮件列表服务器,组织召开第一届绿色化学与工程会议,在其他国家建立分支机构;在教育推广方面,研发绿色化学教材等。担任学会主席之前,布林曾在EPA与ACS任职,领导参与了一些重要工作*EPA是绿色化学的发源地,而ACS在绿色化学建制化过程中起到了非常重要的作用。布林领导了EPA污染预防与毒物办公室(Office of Pollution Prevention and Toxics,OPPT)的许多工作,他于1992年创建主持了“为环境而设计项目”(Design for the Environmental Program,DfE),1991年参与创建了第一个绿色化学研究项目“污染预防的替代合成路径”,后更名为“绿色化学项目”(Green Chemistry Program)。DfE与GCP两个项目是绿色化学发展过程中的重要节点。布林还使绿色化学融入了ACS的许多项目和活动,推动了总统绿色化学挑战奖与绿色化学与工程会议的创建,并成为权威期刊《绿色化学》的顾问编委创始成员。。1999年7月19日,布林因胰腺癌去世,为了纪念他对绿色化学事业的贡献,ACS设立了布林纪念奖,他被誉为“绿色化学的核心与灵魂”(Heart and Soul of Green Chemistry)[25]。
1998—2004年,赫雷森在担任LANL高级项目经理的同时,兼任绿色化学学会的第二任主席。为了缓解学会在人员、资源、经费等多方面的问题,也为了将绿色化学推广至更宽泛的领域,赫雷森领导GCI并入了ACS。加入ACS意味着学会丧失了机构的独立性,但也意味着学会能够参与到更多有显示度的工作中。这一时期学会工作集中在推广绿色化学教育与构建学术网络方面,包括管理汉考克纪念奖、布林纪念奖与绿色化学暑期学校,遴选总统绿色化学奖,召开绿色化学与工程会议、IUPAC第14次CHEMRAW 会议及绿色化学戈登研究会议等。担任学会主席之前,赫雷森一直在LANL工作,主要研究环境污染物的生物效应,致力于将超临界流体技术转化为清洁产业。赫雷森曾参与JAASTT与GCI的创建,还曾担任《绿色化学》(GreenChemistry)和《环境科学与技术》(EnvironmentalScience&Technology)等期刊的编辑委员或咨询委员。
赫雷森离开后,阿纳斯塔斯成为了绿色化学学会的第三任主席。当阿纳斯塔斯就任时,学会在ACS的过渡期即将结束,ACS对学会的改组已经基本完成,机构稳定性大大增加,各项工作也得到了有效开展。为了使学会更好地融入ACS的工作机制,阿纳斯塔斯及时调整了机构的任务目标与战略计划,将其工作重心集中在信息交流、教育推广、工业应用等领域。阿纳斯塔斯一方面继续领导开展教育推广与学术网络构建有关工作,另一方面积极创建制药圆桌会议,以弥补学会在独立性与灵活性上的不足,加强与企业方面的交流合作。阿纳斯塔斯曾在EPA与白宫科技政策办公室(White House Office of Science and Technology Policy,OSTP)任职,与布林等人共同推动了绿色化学的早期发展*阿纳斯塔斯曾担任OPPT的工业化学部(Industrial Chemistry Branch)主任,领导了第一个绿色化学项目“污染预防的替代合成路径”。。他首创了“绿色化学”一词,并在与沃纳合著的绿色化学奠基之作《绿色化学:理论与实践》(GreenChemistry:TheoryandPractice)一书中,提出了著名的“绿色化学十二条原则”。因为对绿色化学领域做出的重要贡献,阿纳斯塔斯被誉为“绿色化学之父”(Father of Green Chemistry)。
从教育背景来看(见表2),布林、赫雷森与阿纳斯塔斯三人的最高学历均为博士研究生,他们经受了严格而系统的高水平科学研究训练,其中,布林与阿纳斯塔斯获得了化学专业的博士学位。阿纳斯塔斯曾将他对绿色化学的兴趣追溯至布兰迪斯大学的研究生教育,他表示:“起初我试图创造能够治愈癌症的分子化合物,但随后我开始思考为何不关注不引起癌症的分子结构。”[26]虽然赫雷森的教育背景属于生物学领域,但他在研究生期间辅修了生态学,并且很关注环境因素在神经生理学方面的影响,对废弃物最小化的问题也很感兴趣[27]。
从职业经历来看(见表2),三人在担任学会主席之前,都曾在美国政府机构任职,其中,布林与阿纳斯塔斯在政府所属行政机构(EPA、OSTP)任职,赫雷森在政府所属研究机构(LANL)任职,因此都具有一定程度的政治背景。担任学会主席之前,三人就对绿色化学的发展做出了具有开创意义的贡献,担任学会主席期间,更是不遗余力推动绿色化学的发展。
表2 学会前三任主席的基本信息
①阿纳斯塔斯的博士论文题目为“芳基萘及二芳基四氢呋喃木质素的合成研究”(StudiesintheSynthesisofArylnaphthaleneandDiaryltetrahydrofuranLignans),虽属有机合成研究,但已经涉及到绿色原料“木质素”的相关内容。
继阿纳斯塔斯之后至今,学会迎来了第4—6任主席,分别是皮普尔斯(P.R.Peoples,任期为2008—2012年),康斯特布尔(D.J.C.Constable,任期为2013—2016年)及基尔霍夫(M.M.Kirchhoff,任期为2017年至今)。三人都获得了化学专业的博士学位,且都曾从事与化学相关的工作,其中基尔霍夫曾担任ACS与ACS GCI的相关职务,皮普尔斯及康斯特布尔则与其他几任主席不同,其主要职业经历是在企业任职。
绿色化学学会历任主席的角色特征主要体现在职业背景方面。美国化学会、法拉第学会、材料研究学会的核心人物主要来自于学术领域,是该学科领域的科学家,在学术研究方面对学会及学科的发展起到重要作用,而绿色化学学会的核心人物却主要来自于政府或企业,承担的多是科学活动家的角色,在学术研究支持、学术网络构建等方面发挥主要作用。
绿色化学学会的机构性质变化是绿色化学学科发展的一个缩影。在18年的时间里,学会由一个小规模的独立组织转变成了ACS的一部分,在很大程度上说明绿色化学发展很快,已经逐渐融入主流化学领域。但GCI并入ACS后至今,只是作为ACS的合作伙伴而非化学分支学科专业组,亦不能招收会员,且“绿色化学”仅被ACS视为化学领域的热点话题与发展趋势,又体现出其学科地位还未得到主流化学领域的认可。
学科地位的获得往往建立在较为完善的知识体系与学科制度的基础上。探究绿色化学学科地位仍不被认可的深层原因,可与高分子科学[28—31]、材料科学[32—33]等较为成熟的交叉学科进行比较分析。
从19世纪30年代“聚合的”(polymeric)一词首次使用,到1953年施陶丁格(H.Staudinger)获得诺贝尔化学奖,高分子科学学科地位的确立大概经过了120年左右的时间*高分子科学的缘起可追溯至18世纪,19世纪30年代,“聚合的”一词首次使用,1903年法拉第学会成立,1930年第一本高分子专著出版,1932年施陶丁格提出的“线链型学说”在法拉第学会上得到公认,1935年法拉第学会召开关于聚合与缩合现象的讨论会,1940年美国的布鲁克林理工学院(Polytechnic Institute of Brooklyn)开设高分子化学的研究生课程,1946年第一个高分子专业研究所布鲁克林高分子研究所(Brooklyn Institute of Polymer)创建,1946年权威刊物《高分子科学》(Journal of Polymer Science)创刊,1947年IUPAC在比利时召开第一次国际高分子学术报告会,1953年奠基性著作《高分子化学原理》(Principles of Polymer Chemistry)出版。1953年施陶丁格获得诺贝尔化学奖,标志着高分子学科的独立性与综合性得到了公认。。在这120年里,学科的知识体系发展可分为两个阶段:如果以1932年施陶丁格提出的“线链型学说”在法拉第学会上得到公认作为学科知识体系建立的开始*关于高分子科学诞生标志的观点不尽相同:钱保功等将1932年施陶丁格提出的“线链型学说”在法拉第学会上得到公认作为高分子科学兴起的标志,而把在此之前的进展看作是这一学科产生的准备;帕特森(G.Patterson)将1935年法拉第学会召开的关于“聚合与缩合现象”的讨论会作为高分子科学诞生的标志;古川安认为,1935年的讨论会表明了化学家共同体对高分子概念普遍接受。,那么19世纪30年代到1932年即前100年左右是学科知识的起源时期;而1932—1953年即后20年左右是学科知识体系的建立时期。高分子科学学科的制度化过程则以1903年法拉第学会成立为开端,至1953年共用时50年左右。因此,高分子科学的发展先是经过较长时间的理论积淀,然后制度化、知识体系进一步建立完善,最后完成学科的建立,也就是说,知识体系的发展较早,且用时较长,而学科制度化较晚,且用时较短。
材料科学的发展较快*1957年关于材料的研究开始兴起,1971年期刊《材料科学年度评论》(Annual Review of Materials Science)开始出版,1973年美国材料研究学会创建,1983年欧洲材料研究学会(European Materials Research Society)成立,此外,国际材料研究学会联合会(International Union of Materials Research Societies)的成立与材料科学开始作为一门学科在大学讲授也标志着其学科建制化的完成。,1957—1990是其知识体系建构时期,花费33年左右,耗时较长,1971—1990年是其学科制度化时期,花费20年左右,耗时较短。相比高分子科学,材料科学的知识体系发展和制度化过程都在时间上大幅度缩短,但时序没有改变,依然是知识体系发展在前,制度化在后。
与材料科学相比,绿色化学的发展更快,其知识体系的建立与学科制度化几乎是同时进行的,甚至在一定程度上,学科制度化先于快于知识体系的建立。绿色化学的学科建制化只花费了10年左右的时间,耗时更短,但这对于知识理论的发展显然太过仓促,知识体系的构建与完善还需要较长的时间。学科制度化时序的提前及时间的缩短,是绿色化学学科发展的特殊点之一,而这种特殊性,是导致其学科地位还未得到认可的主要原因。考虑到绿色化学是先由政府机构提倡,然后在工业界发展,最后才在学界兴起的[34],这种学科特殊性的原因很可能与二战后政府对科学事业的参与以及工业的崛起有关。
学会创建后,通过会议组织、奖项遴选等活动构建绿色化学的学术网络,在国际范围内推动了学界、政府、企业等领域绿色化学的建制化发展,将来自化学、物理、生物、毒理、材料和信息等多学科背景的人员联系在一起,体现出绿色化学学科的国际性、产学研结合以及跨学科性等特征。但学会没有自身的刊物,学会功能还不完善,这在一定程度上也体现出绿色化学发展的不成熟。
法拉第学会、材料研究学会等早期学会的核心人物主要来自学界,而绿色化学学会历任主席却具有来自政府、企业、研究机构的不同职业背景,一方面反映出绿色化学学科的产学研一体化特征,另一方面也体现出政治力量的参与度更高。
因此,绿色化学学科的发展特点主要为学科制度化时序的提前及过程的缩短,跨学科性、国际性、产学研一体化明显,政治参与度高等。虽然绿色化学学科的建制化很快,已经得到了主流化学领域的关注,但其学科地位还没有得到公认,这对了解其他新兴交叉学科的发展具有一定的参考价值。
致谢衷心感谢导师王扬宗教授对本文的悉心指导。在本文写作过程中,熊卫民教授给予了诸多建议,D.J.C.Constable博士提供了有关资料,谨表谢意。
1 陈学民.美国化学会[J].化学通报, 1992,(4): 60—64.
2 Sutton L, Davies M.TheHistoryoftheFaradaySociety[M].London: The Royal Society of Chemistry, 1996.
3 Roy R.MRS: Conception, Gestation, Birth, and Infancy[J].MRSBulletin, 1993: 74—76.
4 Anastas P T, Eghbali N.Green Chemistry: Principles and Practice[J].Chem.Soc.Rev., 2010,39(1): 301—312.
5 Woodhouse E J, Breyman S.Green Chemistry as Social Movement?[J].Science,Technology, &HumanValues, 2005,30(2): 199—222.
6 Matus K J M.Green Chemistry: A Study of Innovation for Sustainable Development[D].Cambridge: Harvard University, 2009.
7 Poliakoff M, Fitzpatrick J M, Farren T R,etal.Green Chemistry: Science and Politics Change[J].Science, 2002,297: 807—810.
8 Anastas P T, Warner J C.GreenChemistry:TheoryandPractice[M].New York: Oxford University Press, 1998.
9 Linthorst J A.An overview: origins and development of green chemistry[J].Found.Chem., 2010,12(1): 55—68.
10 方文.学科制度和社会认同[M].北京: 中国人民大学出版社, 2008.
11 Tundo P.The Interuniversity Consortium, Chemistry for the Environment (INCA) [J].Environ.Sci.&Pollut.Res., 2000,7(2): 71—74.
12 Phelps M R, Hogan M O, Snowden-Swan L J,etal.Waste Reduction Using Carbon Dioxide: A Solvent Substitute for Precision Cleaning Applications[R].Los Alamos National Laboratory’s Paper: ID Number LA-UR-94-3313, 316—332.
13 HilemanB.Virtually Green: New institute uses the web to promote environmentally friendly chemistry[N].Chem.Eng.News: 1998-06-08.
14 The Green Chemistry Institute[N].GreenChem.: 1999-02.
15 Raber L.ACS MEETS IN WASHINGTON, D.C.[N].Chem.Eng.News: 2000-08-28.
16 Busch D H.GCI: Past, Present, and Future[N].Chem.Eng.News: 2010-05-31.
17 Raber L.Green Chemistry Institute Joins ACS[N].Chem.Eng.News: 2000-12-04.
18 边燕杰, 陈皆明.社会学概论[M].北京: 高等教育出版社, 2013.
19 Voorhees K J.Green Chemistry & Engineering Conference celebrates 20 years[N].Chem.Eng.News: 2016-03-28.
20 Voorhees K J.GCI Pharmaceutical Roundtable Celebrates 10 Years Of Green Chemistry Innovation[N].Chem.Eng.News: 2015-07-06.
21 Kirchhoff M.Green Chemistry Summer School Is International Draw[N].Chem.Eng.News: 2005-08-22.
22 Petkewich R.Green Summer School[N].Chem.Eng.News: 2006-07-17.
23 Ritter S K.“Green Chemistry”[N].Chem.Eng.News: 2001-07-16.
24PureAppl.Chem., 2001,73(8): 1229—1386.
25 Anastas P T.Joe Breen-heart and soul of Green Chemistry[N].GreenChem.: 1999-08.
26 BettsK.Anastas to head Green Chemistry Institute[N].Environ.Sci.Technol.: 2004-07-01.
27 Denny Hjeresen[J].GreenChem., 2003,5(4): G54-G55.
28 钱保功, 王洛礼, 王霞瑜.高分子科学技术发展简史[M].北京: 科学出版社, 1994.
29 Patterson G.APrehistoryofPolymerScience[M].Heidelberg: Springer, 2012.
30 Patterson G.PolymerSciencefrom1935-1953:ConsolidatingtheParadigm[M].Heidelberg: Springer, 2014.
31 古川安.高分子: 其结构与功能[A].玛丽·乔·奈.剑桥科学史(第五卷)[M].刘兵, 江晓原, 杨舰等译.郑州: 大象出版社, 2014.375—388.
32 Bensaude-Vincent B.The construction of a discipline: Materials science in the United States[J].HistoricalStudiesinthePhysicalandBiologicalSciences, 2001,31(2): 223—248.
33 Phillips J M.The founding of MRS—The rise of interdisciplinarity[J].MRSBulletin, 2016,41(4): 339—340.
34 Amato I.The Slow Birth of Green Chemistry[N].Science: 1993-03-12.