前言
《化学是什么》作为“未名·自然科学是什么”丛书中的一本,于2011年出版以来,经历7年,多次印刷,得到读者的广泛关注和厚爱。北京大学出版社将这套丛书按精装书出版,我借此机会进行修改增补作为第2版。本书继承第1版的宗旨,将它作为一本科普作品,不要求像教科书那样追求它的学术理论深度和知识的系统完整来阐述,而是以科学为大众的理念,在浩若大海的化学科学知识宝库中,撷取几朵浪花,让它在有限的篇幅中走进大众生活,使读者从化学知识中得益,能更科学、更明白、更健康地生活,能正确地看待周边关系到化学的一些问题,认识化学在社会发展中的重要作用,了解化学在促进人类健康、提高生活质量上的贡献,从而提高对化学知识的兴趣。和书名的直观要求不同,本书对一些问题除了提供参考答案外,更多的是通过现实生活中遇到的背景材料,启迪读者对问题的思考,像一把金钥匙开启化学知识宝库。
化学与人类的发展有着非常深厚的渊源。化学和人类的生活产生密切的联系,人们的衣、食、住、行处处都离不开化学。
利用化学的知识和技术,生产化肥和农药,促进农作物的丰收,在20世纪人口倍增的情况下,粮食供应充足,化学立了大功。
利用化工冶金炼制钢铁;合理配料,烧制水泥、玻璃和砖瓦,兴建广厦亿万间;以各种美观实用的装饰和现代材料修整出隔热、隔音、防潮和防腐的舒适住房,化学提供了物质基础。
开采石油,炼制品质优良的油品;制作轻质材料用于飞机、车船,让人们快速地在海陆空中通行,其中的动力、设备、仪表,甚至每个螺钉和焊接技术都包含着化学科学的贡献。
新世纪,信息工业是社会经济发展最快速的部门,它改变了人们的生活面貌。手机随身带,随时和远隔千万里的亲朋好友通话。在舒适的家里,通过彩色电视收看国内外的风光和发生的大事等。从电器设备内部的芯片、显示屏到外壳,每个部件所用的材料都是化学和有关科技结合的结晶。
人们穿的衣服,从纺织纤维的制造和处理,到各种色彩鲜艳花布的印染,许多环节化学起了关键作用。
化学和医学结合,研制和使用药物医治疾病,提高了人类的健康水平,延长了人类的寿命。
化学在理论上和技术上正以前所未有的速度向新领域扩展。不同学科间的交叉、渗透不断深入。人们在如何建设可持续发展的和谐社会时,日益关注思考化学的科学原理和知识,探索先进的技术和方法,解决环境、材料、能源、信息和生命科学等热点问题。
然而在社会的发展进程中,人们享受着化学科学发展成果的同时,对化学也有着种种责难、疏远和反对。
上天赐给人类的煤、石油和天然气开采出来,通过燃烧的化学反应,自然资源日益减少,经过若干年资源枯竭,我们的子孙后代,日子怎么过?瓦斯爆炸、油库燃烧、煤气中毒,都是化学品在作祟,怎样远离易燃易爆物品和化学品?
2010年夏天,北半球天气反常炎热,俄罗斯森林大火损失惨重,巴基斯坦水灾以及我国长江和松花江洪涝灾害,造成巨大的经济损失和人员伤亡。可是南半球天气却冷得出奇。反常天气的出现,有人说主要是太阳黑子频繁活动造成,也有人说是大气中过量的二氧化碳所致。太阳是天上的东西,人们无力去制止,便将更多目光关注到化石能源的氧化燃烧反应,责难中国这个用煤大国产生大量的二氧化碳。
一些化学品的发明和使用,导致环境的污染和人们健康的危害。有些不法分子把苏丹红添加到鸡鸭饲料中做红心蛋,在牛奶中添加三聚氰胺提高奶制品的含氮量。这些信息一曝光,化学品的名声大受损害。远离化学品和化学,亲近“绿色的”和“天然的”成了时尚。
2015年8月12日,位于天津港滨海新区的仓库发生化学物品大爆炸,造成大量人员伤亡和巨大的物资损失。这起事故的发生多么令人痛心。究其原因是由于从事相关工作的各级领导干部、技术人员以及具体操作的工人,没有学好化学,缺乏有关化学的基础知识,不理解制定的法规是根据化学科学安全生产必须要遵循的道理,而没有严格地贯彻落实,玩忽职守。普及化学知识多么重要!
对化学科学知识的缺乏,居然导致在电视广告中出现呼喊“我们恨化学”!2015年10月,我写了一百多字的公开告状信,“状告”CCTV-8登载“我们恨化学”的广告,在互联网上发表。几天之内公开告状信得到国内外数以百万计的网友们的点赞,国内数十家省市级报刊发表专题评论文章,呼吁重视化学科学,反对将化学妖魔化。中国科协于年终举办“科普中国——点赞:2015年中国十大科普传播事件”,将“我们恨化学”转变为我们要重视化学、热爱化学。化学科学的发展日益得到人们的关注和支持。
化学是什么?从事化学工作的人需要深入地、正确地理解,还应当带动不从事化学工作的人们对化学有正确的了解,用化学科学观点来看周围世界,增强对化学的认识,促进全面地看待自然规律,提高科学知识的素养。利用化学科学知识,变害为利,变废为宝,促进工农业的发展,建设美丽舒适的环境,提高人们的健康生活水平,这正是化学科学的内容、化学教育的职责,也是作者写作本书的初衷。
作者写作时所选的内容尽可能地取材于新世纪社会和科技发展中涉及的化学问题,提供给大专院校化学和化工专业的师生、中学化学老师、高中生和广大科普爱好者作化学的科普读物和“化学”课的参考教材。
感谢康宁教授为修改本版的内容提供许多宝贵资料和宝贵意见。
感谢方守狮教授的推荐和《自然杂志》沈美芳等编辑,将本书第1版的主要内容,连续发表在该期刊2011年第33卷第5期到2012年第34卷第2期中,推荐给广大读者。
感谢北京大学出版社杨书澜、魏冬峰、郑月娥等编辑的策划和细致的编辑加工。