化學科學在現代社會中的地位和作用

邱志成

(沈陽師范大學,遼寧,沈陽,110034)

分子生物學在解釋生命過程方面的輝煌進展,向化學提出了許多挑戰性的問題,要求化學在分子水平上加以解釋。化學已延伸到化學產品和材料的范圍之外,在現代制造業中,化學過程大量存在。化學還是我們能據以理解和控制生命系統的科學。現在是根據基因物質的化學結構和順序來理解遺傳的;化學作為中心學科之一,與社會多方面的需要息息相關。人類要為自身提供食物,開發資源,提供住房,為日益減少和稀缺的材料提供代用品,征服疾病,改善健康,增強國防以及控制和保護我們生存的環境,都得依靠化學作為強有力的助手。正是意識到這些,世界各國都針對性地制定化學發展的新對策。

人類的衣、食、住、行、用,無不與化學所掌管的成百種化學元素及其所組成的萬千化合物和無數的制劑、材料有關。房子是用水泥、玻璃、油漆、密封膠等化學建材產品建造的,肥皂和牙膏是日用化學品,衣服是用合成纖維制成并由合成染料上色的。飲用水必須經過化學檢驗以保證質量,食品由用化肥和農藥生產的糧食制成的。維生素和藥物也是由化學家合成。汽車的金屬部件和油漆顯然是化學品,車廂內的裝璜材料通常是特種塑料或經化學制劑處理過的皮革制品,汽車的輪胎多由合成橡膠制成,燃油和潤滑油是含化學添加劑的石油化工產品,蓄電池是化學電源,尾氣排放系統中用來降低污染的催化轉化器裝有用鉑、銠和其他一些化學物質組成的催化劑,它可將汽車尾氣中的氧化氮、一氧化碳和未燃盡的碳氫化合物轉化成低毒害的物質。飛機需要用質強量輕的鋁合金來制造,而且需要特種塑、燃油。書刊、報紙是用化學家所發明的油墨和經化學過程生產出的紙張印制而成的。攝影膠片是涂有感光化學品的塑料片,它們能被光所敏化,所以在曝光時和在用顯影藥劑沖洗時,會發生特定的化學反應。彩色電視機和電腦顯示器的顯象管是由玻璃和熒光材料制成的,這些材料在電子束轟擊時可發出不同顏色的光。

再從社會發展來看,化學對于實現農業、工業、國防和科學技術現代化具有重要的作用。農業要大幅度的增產,農、林、牧、副、漁各業要全面發展,在很大程度上依賴于化學科學的成就。化肥、農藥、植物生長激素和除草劑等化學產品,不僅可以提高產量,而且也改進了耕作方法。高效、低污染的新農藥的研制,長效、復合化肥的生產,農副業產品的綜合利用和合理貯運,也都需要應用化學知識。在工業現代化和國防現代化方面,急需研制各種性能迥異的金屬材料、非金屬材料和高分子材料。在煤、石油和天然氣的開發、煉制和綜合利用中包含著極為豐富的化學知識,并已形成煤化學、石油化學等專門領域。導彈的生產、人造衛星的發射,需要很多種具有特殊性能的化學產品,如高能燃料、高能電池、高敏膠片及耐高溫、耐輻射的材料等。

隨著科學技術和生產水平的提高以及新的實驗手段和電子計算機的廣泛應用,不僅化學科學本身有了突飛猛進的發展,而且由于化學與其他科學的相互滲透、相互交叉,也大大促進了其他基礎科學和應用科學的發展和交叉學科的形成。目前國際上最關心的幾個重大問題――環境的保護、能源的開發利用、功能材料的研制、生命過程奧秘的探索,都與化學密切相關。隨著工業生產的發展,工業廢氣、廢水和廢渣越來越多,處理不當就會污染環境。全球氣溫變暖、臭氧層破壞和酸雨是 3大環境問題,正在危及著人類的生存和發展,因此,三廢的治理和利用,尋找凈化環境的方法和對污染情況的監測,都是現今化學工作者的重要任務。在能源開發和利用方面,化學工作者為人類使用煤和石油曾做出了重大貢獻,現在又在為開發新能源積極努力。利用太陽能和氫能源的研究工作都是化學科學研究的前沿課題。材料科學是以化學、物理和生物學等為基礎的邊緣科學,它主要是研究和開發具有電、磁、光和催化等各種性能的新材料,如高溫超導體、非線性光學材料和功能性高分子合成材料等。生命過程中充滿著各種生物化學反應,當今化學家和生物學家正在通力合作,探索生命現象的奧秘,從原子、分子水平上對生命過程做出化學的說明則是化學家的優勢。

化學是一門古老而又生機勃勃的科學。化學元素和化學物種是人類賴以生存的物質寶庫。人類對物質的需求,不論在質量上還是在數量上,總是在不斷發展的。而滿足其需求的核心基礎學科不僅現在是化學,而且將來仍然是化學。

任何事物都具有兩面性,化學科學也不例外。當代科技革命像一把雙刃劍,一方面豐富了人類的物質生活和精神生活,另一方面也帶來了威脅人類前景的全球問題――人口爆炸、資源枯竭、糧食危機、環境污染等等,這些問題還日漸突出。困擾著越來越多的普通人,因而,當我們審視科學技術的社會功能時。就應當有一種全面的眼光,注意發揮它的正面作用,正視并抑制它的負面影響。只有這樣,才能用科學革命照亮人類未來的發展道路,而不致于在科技的負面后果面前束手無策,把科技革命與負面影響的前途對立起來。總之,我們要充分認識科學技術的雙重作用影響。在現代科技革命的過程中,我們要重視和利用科學技術的積極作用,努力協調社會和自然的關系、并及時充分地預見伴隨著科技革命在經濟領域和社會領域產生的各種后果,以及它們對社會、對人和自然界產生的各種影響,盡可能地防止和避免其消極作用和后果,更好地推動物質文明和精神文明持續、穩定的發展。

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