谈化学发展与人类生活的关系

评述了化学在现代社会中的作用和在科学技术体系中的地位，分析了我国化学界的现状，特别强调了化学与人类安全的关系。提出化学发展的契机和可能突破口，提出了学科重组的新思路和新世纪化学发展的战略思考，并强调了原始创新在基础研究中的重要作用。在过去的100多年里化学作为一门核心、实用、创造性科学[1-2]，已经为人类认识物质世界和人类的文明进步做出了巨大的贡献。化学寻求结构多样性和分子多样性，合成制备了数以千万计的化学物质，发展了化学合成理论和技术，为阐明生命的起源、发现生物活性物质、新材料以及新药物的设计合成奠定了理论和实验基础。化学研究物质之间的变化规律，阐明各类化学反应的机理，从真实时空的水平上认识物质转化的化学过程。化学创立了研究物质结构和形态的理论、方法和实验手段，认识了物质的结构与性能之间的关系和规律，为设计具有各种特殊功能的化学品提供了有效的方法和手段。面对生命科学、材料科学、信息科学等其它学科迅猛发展的挑战和人类对认识和改造自然提出的新要求，化学在不断开拓新的研究领域和思路的同时，不断地创造出新的物质和品种来满足人民的物质文化生活，造福国家，造福人类。当前，资源的有效开发利用、环境保护与治理、社会和经济的可持续发展、人口与健康和人类安全、高新材料的开发和应用等向我国的科学工作者提出一系列重大的挑战性难题，迫切需要化学家在更深更高层次上进行化学的基础和应用基础研究，发现和创造出新的理论、方法和手段，并从学科自身发展和为国家目标服务两个方面不断提出新的思路和战略设想，以适应21世纪科学发展的需求， 自从进入90年代以来，国家自然科学基金委化学科学部就注意到化学学科内部的发展与来自外部的需求之间的距离，注意到化学在自然科学体系中的地位与作用的变化，必须重新考虑学科建设问题。随着科学技术的迅猛发展，化学要从传统的只注重研究原子和分子的反应和变化规律和按无机化学、有机化学、物理化学、分析化学、高分子化学来划分二级学科框框中解放出来，向整体化多层次发展。化学可以由原子层次、分子片层次、分子层次、超分子层次、多分子聚集态层次等不同层次来划分研究对象。由此形成原子层次的化学、分子片层次的化学、分子层次的化学、超分子层次的化学、宏观聚集态化学、介观聚集态化学、复杂体系的化学等[4]。化学界内部应互作调整，更好地交叉、重组，将不同学科的理论、方法、思想和研究方法融入化学。综合上述分析，化学学科可以从

研究内容和方法来划分形成新的二级学科，如合成化学（合成方法学，手性合成，模板合成等）、分离化学（萃取化学，离子交换，色层分离等）、分析化学（电分析化学，光和波谱分析化学，化学计量学，在线原位分析等）、物理化学（化学热力学，结构化学，催化化学，表面/界面化学，超临界化学等）、理论化学（计算化学，量子化学，化学统计学，非线性化学等）等。根据将现代数学、物理、信息方法融入化学，赋予化学更多的生命活力和创造力的原则，也可以从学科交叉来重新划分，如与生命科学交叉的化学生物学，与材料科学交叉的纳米（材料）化学，与资源和环境科学交叉的绿色化学，与数学、信息和生命科学交叉的化学信息学等。随之而来对化学科学的定义也有必要重新考虑。基础研究是人类文明进步的动力，是科技与经济发展的源泉和后盾，是新技术、新发明的先导，也是培养人才的摇篮。基础研究的核心在于创新，而创新就要允许失败。要努力营造一个有利于激励原始创新的良好环境，推动化学源头的创新，取得基础研究的突破，加快发展我国的化学基础研究的发展。化学科学与人类安全的关系]在第一阶段，人类活动只为满足生存的基本需要；后来就进一步要求满足日益增长的生存质量的需要；再后到20世纪后期才认识到要在保证生存安全的前提下提高生存质量。既要保证现今地球上的人，也要保证未来子孙后代。因此提出了可持续性发展的战略思想。现在大家都知道可持续性发展要依赖科技进步；但也要知道并非一切科技进步都支持可持续性发展。只有满足人类生存、生存质量和生存安全三方面的要求，科技进步才能够成为人类不断进步的推动力。 化学的创造力的确给我们营造了一个全新的物质环境。这些成果一度使人们乐以忘优。先发达国家的人们毫无顾虑地改变着和影响着自然。但是经过100多年的工业大发展之后，人们才渐渐明白了一件事实：生产和生活上的不当会反过来影响人类的安全。其中最引人注意的是天然资源的滥采和化学品的滥用所引起的负面作用。因此，合理使用化学品成为20世纪末提到科学技术界的极其重要的问题。 事实上任何物质和能量以至生物对人类来说都有两面性。天然化合物也有两面性，甚至有的有非常强的毒性。不论化学创造的新物质和自然界原有的物质，都要合理使用。化学对于人类的贡献利弊共存，是一把双刃剑。化学能够帮助我们了解化学物质的性质和变化规律，了解它们的两面性的本质。这是合理使用它们的科学基础。化学也能帮助我们认识自然界发生的各种化学过

程，使我们能够正确地使用它们和控制它们。例如通过化学的研究，人们发现破坏臭氧层的是氟里昂之类的化学物质。但是破坏臭氧层的化学物质并非只有氟里昂；而且影响臭氧层的也并非都是化学品。反到是靠化学才解决了臭氧层的形成和破坏的机理，才找到了保护臭氧层的途径。Molina，Rowland和Crutzen就是因为他们在研究大气层化学，特别是臭氧层的形成和破坏方面所取得的成果获得了 1997 Nobel化学奖的。化学不仅对于解决化学品问题上起关键作用,在处理物理的和生物的危险因素方面也能够发挥主要作用。例如对受到放射性、紫外线等辐照的人的处理与治疗就是利用螯合排除金属，或者用自由基清除剂、抑制剂以及细胞保护剂等化学物质去阻止对人体的损伤。在满足生存需要之后,不断提高生存质量和安全是人类进步的标志。 生活质量高低和安全程度要看生活水平和健康水平，由饮食、环境和精神等关键因素的合理程度决定。这些都取决于人与自然环境相互作用中,外来物质和能是否满足人体需要同时维持最佳状态。外来物质和能量（包括饮水、食物、空气、电磁波、放射性、热等）有的是有利于生存质量的提高，有的反而对健康形成威胁，还有许多有两面性。优化物质利用，避害取利是保证生存质量和安全的基础。生活质量不仅仅以个人满足感为依据,而应该考虑人以外的整个环境的应答。例如过多的汽车、空调、吸烟、不当的生产、生活方式等等都与人类生存质量有关。化学研究可以从三方面对保证生存质量的提高做出贡献：通过研究各种物质和能的生物效应（正面的和负面的）的化学基础，特别是搞清楚两面性的本质，找出最佳利用条件。研究开发对环境无害的化学品和生活用品。研究对环境无害的生产方式。以上两方面是绿色化学的两个主要内容。 研究大环境和小环境（如室内环境）中不利因素的产生、转化和与人体的相互作用。提出优化环境建立洁净生活空间的途径。健康是重要的生存质量的标志。维持健康状态靠预防和治疗两方面，以预防为主。