21世纪化学的内涵

2、化学是中心科学，但化学作为中心科学和形 象被其它交叉学科的成就所埋没。 • 科学分上、中、下游，数理是上游、化学是中游、 朝阳学科是下游。 • 交叉学科中化学放弃了冠名权。例如“生物化学” 被称为“分子生物学”，“生物大分子的结构化学” 被称为“结构生物学”，生物大分子的物理化学” 被称为“凝聚态物理学”，“溶液理论、胶体化学” 称为“软物质物理学”，“量子化学”称为“原子 分子物理学”。 • 又如人类基因组计划的主要内容之一实际上是基因 测序的分析化学和凝胶色层等分离化学，但社会上 只知道基因学。再如分子芯片、分子马达、分子导 线、分子计算机都是化学家开始的，但开创研究家 却不提出“化学器件学”这一名词，而微电子学专 家马上称之为“分子电子学”。
3、化学有没有理论？
• 唐敖庆有很好的回答：19世纪化学有三大理论 成就（1）经典原子分子论，包括建筑在定比 定律、倍比定律和当量定律基础上的道尔顿原 子论。以碳四价及开库勒的工作为中心的分子 结构和原子价理论；（2）门捷列夫的化学元 素周期律；（3）化学质量作用定律。 • 20世纪的化学也有三大理论成就（1）化学热 力学，可以判断化学反应的方向，提出化学平 衡和相平衡理论；（2）量子化学和化学键理 论；（3）上世纪30年代提出的绝对反应速度 理论和60年代提出的分子反应动态学。 • 到了21世纪，数学、物理、生物都提出了要解 决的难题，但化学家又比较谦虚，好象没有人 明确提出哪些是化学家要解决的世纪难题，造 成“化学无理论”的错误印象。
20世纪的化学取得了辉煌的成就，但未获得社会 应有的认同 • （1）“老科学”意味着发展已很慢或已走下 坡路，没有什么发展前途。实际上化学家合成 和分离的新化合物，从1970年的237万，到 1999年底的2340万，翻了10番，这种以指数发 展的高速度，可以和信息科学、生命科学相媲 美。但“化学家太谦虚了”（这句话是《自然》 杂志在2001年的评论中说的）不会向社会宣传 化学与化工对社会的重要贡献。 • （2）化学是中心科学，与社会、生命、材料、 环境、地球、空间和核科学等八大朝阳科学都 有紧密的联系，从而产生许多交叉学科。但化 学家很谦虚，并放弃了学科的冠名权，在社会 上造成化学被肢解的错误印象。
21世纪化学的内涵、四大难题 和突破口
徐光宪论文导读
内容来源
在中国化学会第七次全国会员大会上作了题为 “21世纪信息科学、合成化学和生命科学共同 繁荣的世纪”的报告。化学通报，全文刊发 2003（1）：3－11 在2002年7月长春召开的第八次全国量子化学学 术会议上作了“21世纪理论化学的挑战和机遇” 结构化学全文刊发，2002，21（5）：463－469 国家自然科学基金资助项目（批准号：20041006） 21世纪化学的内涵、四大难题和突破口，科学通 报，2001，46（24）：2086－2091 • 1、宇宙进化的8个层次结构，科技导报，2002、 9 ：8－13 • 2、今日化学何去何从？大学化学，2003、18 （1）：1－6
20世纪的化学取得了辉煌的成就，但未获得社会 应有的认同 • （3）朝阳科学在组建队伍时拉走了不少化学家。 化学向朝阳科学输送队伍本是好事，但希望社会 能够认同化学对发展朝阳科学的重要作用，而不 是因为化学没有用处，使化学工作者纷纷转行。 • （4）化学没有提出21世纪要解决的理论难题，有 人认为化学没有理论，只是一堆白菜。 • （5）化学没有树立品牌，缺少品牌意识。化学和 化工被认为是污染源，这也是中学生不愿报考化 学专业的原因之一。其实，造成环境污染的不仅 是化学工业，更主要的是汽车怕尾气排放，煤燃 烧，沙尘暴以及微电子工业等。而化学家正对环 境检测、分析、治理做出重要贡献，并提出绿色 化学的奋斗目标。化学家不但要认识世界、改造 世界，还要保护世界。
1、20世纪有七大技术，第一是合成化学技术 • 报刊上常说20世纪发明了六大技术（1）无线电、半 导体、计算机、芯片和网络技术；（2）基因重组、 克隆和生物芯片等生物技术；（3）核科学和核武器 技术；（4）航空航天和导弹技术；（5）激光技术； （6）纳米技术。 • 但很少人提到包括新药物、新材料、高分子、化肥、 农药的化学合成技术。但化学和化工界非常谦逊，从 来不提抗议。我们应该理直气壮地大力宣传20世纪发 明了七大技术，第一的化学合成技术。 • 其实，化学在20世纪的成就用“空前辉煌”来描述， 是并不过分的。上述六大技术如果缺少一两个，人类 照样生存，但如果没有发明合成氨（国外评选20世纪最 重大发明，得票最多）和合成尿素，合成第一、二、三 代农药，60亿人口将一半饿死；没有发明合成抗生素 和新药物，人类寿命缩短；没有三大合成，人类生活 受很大影响，没有合成新分子、新材料，上述六大技
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4、理论化学在现代化学的发展中起了非常重要 的作用 • 1998年，诺贝尔化学奖授予量子化学家科恩和 玻普耳。 • 5、吉林大学是我国理论化学的发源地，理论 化学在我国有很好的基础。 • 唐敖庆是我国理论化学的奠基人。
一、21世纪化学的内涵和定义
• 1 • 1.1 • 科学是一个复杂的知识体系，好比一块蛋糕。为 了便于研究，要把它切成大、中、小块。首先切 成自然科学、技术科学和社会科学三大块。 • 在自然科学中，又有许多切法。一种传统的切法 是分成数理化天地生等一级学科。 • 近来又有切成物质科学、生命科学、地球科学、 信息科学、材料科学、能源科学、生态环境科学、 纳米科学、认知科学，系统科学等的分类法。 • 化学是从科学整体中分割开来的一个局部，它和 整体必然有千丝万缕的联系, 所以学科之间的交叉 和相互渗透是必然的趋势。这是它的第一属性。 •
宇宙进化的层次结构
• 第1层次 物理进化 从宇宙大爆炸开始到现在，已有150 亿年 第2层次 化学进化 大爆炸后3万年原子开始形成到现在 第3层次 天体演化 大爆炸后10亿年，原子分子气云开 始形成原星系 到现在 第4层次 地质演变 从46亿年以前,地球开始形成到现在 第5层次 生物进化 从34亿年前微观生命开始形成到现 在. 第6层次 社会进化 从300万年前有了人类以后到现在 第7层次 人工自然进化 从人类开始改造自然到现在 第8层次 大成智慧进化** 或信息进化 物质产生精神，精神反作用于物质，从有 人类以后到现在