科学家谈化学-中国化学的发展与展望

中国化学的发展与展望白春礼化学是一门实用的中心学科，它与数学、物理学等学科共同成为当代自然科学迅猛发展的基础。

化学的核心知识已经应用于自然科学的方方面面，与其他学科相辅相成，构成了创造自然、改造自然的强大力量。

一、50年来我国化学学科的发展历程与成就中国的近代化学在明末清初由欧洲传入，而明显的发展则开始于20世纪20年代，特别是1932年中国化学会成立以后。

中国现代化学的迅速发展则是建国以后的事。

1.发展历程我国化学在建国以来的发展，大致可以分为4个阶段。

（1）第一阶段（1949～1955年）1949年，新成立的中国科学院的21个研究所中，有物理化学研究所（上海）和有机化学研究所（上海）。

至1956年科学院化学类研究所已有4个，分别是有机所、大化所、应化所和化学所。

当时高等院校也有一支研究力量，在中国化学会主办的《化学学报》上1954～1957年共发表论文215篇，其中高等院校的成果就有104篇。

新中国成立后，有机化学方面：利用我国生物资源开展天然产物化学（尤其是中草药）的研究、合成抗生素类药物和甾体激素；物理化学方面开展了量子化学、晶体化学、热化学、胶体化学等方面的研究。

我国的无机合成工作是以工业生产为先导的，1953年对侯德榜改进和发展的制碱法进行了生产规模的设计，1964年开始推广。

除了制酸、氯碱和肥料工业获得大规模发展之外，我国已能对60多种元素的化合物进行不同规模的生产，品种近400种。

我国分析工作者在着重建立和改进经典分析方法（化学分析）的同时，开始发展仪器分析方法，白手起家，建成了包括无机、微量有机的定性定量分析在内的相当完整的科研体系和有效的化学分析方法，如同位素分析方法的建立。

建国初期对微量和半微量定性分析进行了较多的研究。

在50年代末和60年代初即开始研究超微量分析，同时改进了基于燃烧的各种测定方法。

为了尽快地进行经济建设，完成国家的工业化，在“任务带学科”的发展方针指导下，一些新的学科从无到有地建立起来，高分子就是一个代表。

1952年，国家交给中国科学院有机化学研究所两项任务：聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）与聚己内酰胺（卡普纶，今名锦纶）的试制与工业化数据。

这两项都属于高分子化学，成为中国早期的高分子工业。

1953年，中国科学院成立全国性的高分子化合物委员会，负责规划、安排、协调全国高分子科研和生产工作，并于1954年召开了全国第一次高分子学术会议，宣读研究论文30余篇。

中国的元素有机化学也是50年代才建立和发展起来的，主要由中国科学院、中国医学科学院和各高等学校分别担负。

在最初几年里，结合恢复国民经济的任务，元素有机化学主要在3个方面做了工作。

一是结合消灭血吸虫病的任务，制备锑有机化合物，1950～1957年间，先后应用酒石酸锑钾治疗血吸虫病患者76万人，治愈率达90%，应用葡萄糖酸锑钠治疗黑热病患者60万人，永久治愈率达97.4%；二是结合农业药剂研究有机磷化合物，1950年北京农业大学合成了1605农药，改良了国际上通用的生产方法，并于1951年进行小批量生产；第三方面是为了满足中国工业生产发展对新材料的需要，开展了有机硅单体及聚合物合成的研究。

解放后开始建立起合成橡胶、合成纤维和有机玻璃的化学工业。

据统计，到1955年，在专门的化学类学术刊物上发表的论文中，有机化学、药物化学占48.5%，物理化学占14.2%，分析化学占20.9%，生物化学等占13.4%，而无机化学仅占3%。

这些数字反映着当时中国的化学研究在不同领域内大致的发展状况。

（2）第二阶段（1956～1966年）1956年，国务院着手编制中国的第一个科学技术发展规划《1956年至1967年科学技术发展远景规划》，对我国化学的发展起了极大的推动作用。

这一时期，科学院又分别在广州、成都、兰州、新疆、青海、北京、上海、山西、福建等地新建了9个新的化学类研究所。

重视基础研究与完成国家急需的重大应用任务相结合，是这一时期我国化学发展的一个重要特点。

12年规划提出了要加强高分子学科的建设，为满足高新尖端技术的需要而进行特种高分子的研究工作被提上了日程。

1958年中国科学技术大学在世界上率先建立了高分子科学系（下设高分子物理和高分子化学两个专业），对推动我国高分子科学事业的发展起到了重要的作用。

1960年中国科学院化学所组建了我国第一个高分子物理研究室，同时长春应用化学研究所以合成橡胶结构表征、黏弹性和加工为目标开展研究，为我国高分子工业的初创和发展作出重要贡献。

在此时期高分子科研工作者不仅合成了国外已有的品种，也合成了一些具有我国特色的新的品种。

有机化学研究的主要内容是对天然产物的提取、分离与分析。

其中，由有机化学家参与的具有生物活性结晶牛胰岛素的全合成，成为这一时期有机化学发展的代表之作。

无机化学研究不再单纯以无机原料的分析和定性测定为发展方向，而转入对无机化合物进行较系统的定量的和基础理论的研究，在无机合成、配位化学和稀有元素三方面的研究取得很大进展。

生物无机化学产生于20世纪60年代，近30年来我国在这一领域研究日益广泛，尤其是近20年来取得重大进展，如通过对铂配合物与生物分子作用的研究，揭示了顺铂配合物的抗癌机理；发现了离子与人血白蛋白结合，诱导血清白蛋白产生交联缔合；还研究了稀土对单核苷酸及DNA的断裂作用等等。

（3）第三阶段（1966～1976年）1966年开始了“文化大革命”，科学技术事业受到严重摧残。

到1975年基础理论研究几乎全部停止，研究人员流散各地，全国的科学技术事业完全瘫痪。

尽管如此，仍有一部分化学工作者在坚持研究，利用有限的条件做一点力所能及的工作。

卢嘉锡、蔡启瑞一直在做生物固氮模型；酵母丙氨酸转移核糖核酸的人工全合成的工作在国际生物有机化学界产生了影响。

聚丙烯纤维、封装材料等方面研究工作取得一系列较有影响的成果。

而70年代初丁烯氧化脱氢制丁二烯以及与之配套的顺丁橡胶生产工艺，是我国独立自主进行化工过程开发应用的一个典范，对我国的化工生产和材料合成有着深远的意义。

（4）第四阶段（1976年以后）1978年，全国科学大会的召开，成为“科学的春天”到来的标志，但是，国内的科学研究已封闭了10年之久，对国际化学发展状况所知甚少，研究方法仍是在沿袭以前的传统，进展缓慢，各分支学科均陆续进入了一个调整期。

1983年国家编制了《1986年至2000年中国科学技术发展长远规划》，其中的五项任务之一是抓好一批重点基础研究项目。

在这一思想的指导下，化学科学的基础性研究工作有了新的部署，如开展了金属有机化学、物理有机化学、络合物化学、静态与动态结构化学、分子反应动力学、表面化学（特别是固体表面化学）、光化学（包括非线性激光化学）、与发展各种新材料有关的高分子化学与物理以及无机固体化学等方面的基础研究工作，以填补过去的空白。

经过70年代末到90年代初的调整与发展，我国的化学学科已比较完善，研究方向已基本明确，为90年代以后的全面发展奠定了较为坚实的基础。

据统计，1985年我国化学界共发表论文11 906篇，仅占世界化学论文总数的2.6%，居第9位；而且其中仅有1 374篇是以外文发表。

如果以外文发表的论文看作是进入国际交流的论文，那么日本是我国的22倍以上。

由此可以看出当时我国化学界的总体水平。

化学界开始注重提拔年轻人才，新培养的和出国留学归来的年轻研究人员逐渐进入重要岗位。

伴随着研究队伍的更替与调整，化学开始在新的起点上迎接生命科学、高新技术和国家发展所提出的种种挑战，并以科教兴国为己任，主动发展适合国家需求的理论方法、技术和潜在产业。

按传统方法，我国化学学科的门类已经建立齐全，其中二级学科有物理化学、无机化学、有机化学、高分子化学、分析化学、化学工程学、环境化学，此外还有生物化学、感光化学、冶金化学、农业化学等。

按国家自然科学基金委员会课题申请的专业统计，共有60多个三级基础学科，其中不包括被划归于生物、医学、材料、农业等系统的专业如生物化学、分子生物学、药物化学等。

目前，我国高校共有250多个化学院系，有各类化学研究机构近千个，包括国家重点实验室19个，部门开放实验室23个以及省市实验室16个，共计58个。

这些实验室大都配备有先进的科学仪器装备。

我国出版的中英文专业化学期刊已超过30种。

1997年SCI收入论文数前20名的单位中，有8个为化学研究单位；国际发表论文被引用最多的前5个单位中，有3个单位属化学专业。

根据《科技统计与分析》1998年第2期对中国科学院1991～1995年的论文统计资料，中国科学院的化学科技论文被引用的篇数和次数分别为1 011篇和2 124次，高于物理的960篇和1 810次，远超过生物、材料、地学等其他学科，而其经费投入并不高于其他学科。

由此可见我国化学的面貌。

我国的化学与国际相比既有领先，又有差距；其贡献既显著又不全尽人意。

一方面，我国化学的迅速发展，为我国自主工业的建立，包括引进技术的吸收和消化，提供了基础条件；另一方面，我国化学研究水平与国际的差距、与国家需求的差距，制约了国家许多方面的发展。

其原因是多方面的，有化学自身发展时间不足的限制，有研究机制上的缺陷，有资金和政策指导上的不足，还有许多认识上的问题。

2.重要成就50年来，经过科技人员的辛勤努力，我国化学领域在基础研究、应用研究和开发工作的各个方面都取得了一系列有自己特色的研究成果。

据统计，截止到1997年，化学在国家自然科学奖中共获奖84项，占总数的13.9%，近年所占比例又有上升趋势。

各类科研成果数以千计，在国内外正式学术刊物上发表的论文及研究报告数以万计。

下面分别从基础研究和应用发展两方面，简要叙述建国50年来我国化学科学取得的主要成果。

（1）50年来化学学科在基础研究方面不断取得重大成果50年来，我国化学学科取得了一系列的研究成果。

先后获得国家自然科学奖一等奖4项，二等奖29项，三等奖36项，四等奖15项。

下面就一、二等获奖项目作一简要回顾和介绍。

获自然科学一等奖4项：① 人工全合成牛胰岛素研究（1982年获奖）1965年，我国的科学工作者经过6年多坚持不懈的努力，获得了人工全合成的牛胰岛素结晶。

这是世界上第一个人工合成的蛋白质。

此后，又合成了许多有实际应用价值的多肽激素，同时进行了更大蛋白质分子的人工合成。

胰岛素人工合成的成功，为我国蛋白质的基础研究和实际应用开辟了广阔的前景。

② 配位场理论研究（1982年获奖）配位场理论、分子轨道理论、价键理论构成了研究分子结构的理论基础。

吉林大学唐敖庆教授等人针对配位场理论的发展需要，克服了不少概念上和数学上的困难，使配位场理论系统化、标准化和更便于广泛地实际应用，对配位场理论研究作出了显著的贡献。

③ 分子轨道图形理论方法及其应用（1987年获奖）唐敖庆与江元生经系统研究，提出和发展了一系列新的数学技巧和模型方法，使这一量子化学形式体系，不论就计算结果或有关实验现象的解释上，均可表述为分子图形的推理形式，概括性高，含义直观，简单易行，深化了化学拓扑规律的认识。