化學歷史作用論文
時間:2022-09-08 06:28:00
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我國是世界四大文明古國之一,在化學發(fā)展史上有過極其輝煌的業(yè)績。冶金、陶瓷、釀造、造紙、火藥等都是在世界上發(fā)明和應(yīng)用得比較早的國家。如商代的司母戊鼎是目前已知的最大的古青銅器;1972年在河北出土的商代鐵刃青銅鉞是我國目前發(fā)現(xiàn)的最早的鐵器。我國古代的一些書籍中很早就有關(guān)于化學的記載。著名醫(yī)藥學家李時珍的巨著《本草綱目》(公元1596年)中,還記載了許多有關(guān)化學鑒定的試驗方法。中華人民共和國建立以后,我國的化學和化學工業(yè),以及化學基礎(chǔ)理論研究等方面,都取得了長足的進步。1965年,我國的科學工作者在世界上第一次用化學方法合成了具有生物活性的蛋白質(zhì)——結(jié)晶牛胰島素,到了20世紀80年代,又在世界上首次用人工方法合成了一種具有與天然分子相同的化學結(jié)構(gòu)和完整生物活性的核糖核酸,為人類揭開生命奧秘做出了貢獻。此外,我國還人工合成了許多結(jié)構(gòu)復(fù)雜的天然有機化合物,如葉綠素、血紅素、維生素B12,以及一些特效藥物等。
化學成為一門獨立學科的時間雖然不長,但化學作為一種實用的技術(shù),早在史前時期就得到了具體的應(yīng)用,如用火燒制陶器等?;瘜W的發(fā)展經(jīng)歷了古代、近代和現(xiàn)代等不同的時期。銅、鐵等金屬以及合金的冶煉、酒的釀造等都是化學的早期成就。煤、石油、天然氣等化石燃料的開采和利用、造紙術(shù)的發(fā)明和發(fā)展等,對人類社會的進步都發(fā)揮了重要的作用。藥物化學的興起和冶金化學的廣泛探究,則為近代化學的誕生和發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。原子分子學說的建立,是近代化學發(fā)展的里程碑。在近代化學發(fā)展的歷程中,人們相繼發(fā)現(xiàn)了大量的元素,同時也揭示了物質(zhì)世界的一項根本性的規(guī)律——元素周期律。在原子的核模型的建立、高度準確的光譜實驗數(shù)據(jù)的獲得、輻射實驗現(xiàn)象,以及光電效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)等基礎(chǔ)上建立起來的現(xiàn)代物質(zhì)結(jié)構(gòu)理論,使人們能夠深入地、科學地認識物質(zhì)內(nèi)部的奧秘,以及微觀粒子的運動規(guī)律,這將使對物質(zhì)的研究深入到了原子、分子水平的微觀領(lǐng)域。同時,化學與其他學科之間的相互滲透,使化學所涉及的領(lǐng)域越來越廣,掃描隧道顯微鏡的研制成功,使人們能夠清楚地觀察到原子的圖像和動態(tài)的化學變化。交叉分子束實驗則可以使人們詳細地研究化學反應(yīng)的微觀機理。
隨著科學技術(shù)的發(fā)展,人們已能通過先進的科學儀器觀察一些物質(zhì)的原子排列狀況。1990年前后,美國等少數(shù)國家首先在-269℃的低溫下移動了原子。1993年,中國科學院北京真空物理實驗室的研究人員,在常溫下以超真空掃描隧道顯微鏡為手段,通過用探針撥出硅晶體表面的硅原子的方法,在硅晶體的表面形成了一定規(guī)整的圖形。這種在晶體表面開展的操縱原子的研究,達到了世界水平。圖中的“中國”兩字就是這樣形成,并經(jīng)放大約180萬倍在計算機屏幕上顯示出來的。這兩個字的“筆畫”寬度約2nm,是目前已知的最小的漢字。
化學工業(yè)是國民經(jīng)濟的基礎(chǔ)工業(yè),也是高科技、新材料發(fā)展的重要組成部分,化學多門類、多學科,它與人類社會、人類自身與人類生活及環(huán)境息息相關(guān)。但在人類社會的實際生活中,人們往往對化學工業(yè)及其產(chǎn)品產(chǎn)生了許多誤解,甚至在輿論宣傳中也出現(xiàn)了一些有關(guān)化學與人類健康的錯誤信息。為了使廣大群眾正確認識化學與人類生存和健康的重要作用,了解化學與人類自身的相互關(guān)系,廣東省化工學會組織了中山大學、廣東工業(yè)大學、華南農(nóng)業(yè)大學等學府的教授、博士編寫了本書。本書特點是以人體自身的生命為本,以化學與人類健康之間的關(guān)系為中心,著重介紹化學元素在組成宇宙世界、地球和人體中的作用與地位,科學地闡述了食品及其添加劑、水、日用化學品、農(nóng)藥、農(nóng)膜、化肥、醫(yī)藥化學品等各個領(lǐng)域中的許多天然或合成化學品是人體生命要素,也是人體健康的物質(zhì)基礎(chǔ),從理論到實踐詳細地敘述了人類的歷史長河中,在與自然界、生產(chǎn)、生活和人類疾病
的斗爭中,人類利用化學品為自身健康服務(wù)的知識、經(jīng)驗和正確的使用方法,從發(fā)展的角度描述了在知識經(jīng)濟和高新尖化學品日新月異的當今時代,未來化學品更好服務(wù)人類健康的前景,特別是基因工程產(chǎn)品的研制與生產(chǎn)將是社會發(fā)展、人類健康的福音。全書文字暢順、簡潔、內(nèi)容豐富、充實、深入淺出,體現(xiàn)了科普書的科學性、知識性、實用性和趣味性,有較強的前瞻性。相信《環(huán)境?化學與人類健康》一書對宣傳化學科普知識、正確使用化學品,服務(wù)社會,提高人類自身生活素質(zhì),增強人類健康將會起到積極的作用。
北京一位中學生問諾貝爾化學獎獲得者英國化學家克羅托教授:“人們都說21世紀是生命科學和信息科學的世紀,您能否告訴我化學有什么用,我們?yōu)槭裁匆獙W習化學呢?”克羅托回答說:“正是因為21世紀是生命科學和信息科學的世紀,所以化學才更為重要?!被瘜W作為一門基礎(chǔ)學科已經(jīng)與各相鄰學科交叉綜合,出現(xiàn)了生命化學、農(nóng)業(yè)化學、環(huán)境化學、能源化學、地球化學、材料化學、計算化學、醫(yī)藥化學等,化學又是一門應(yīng)用性極強的學科,它已滲入到現(xiàn)代社會的工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防、醫(yī)藥、衛(wèi)生、交通、能源、環(huán)境、材料以及正在蓬勃發(fā)展的一切高科技領(lǐng)。
今日化學學科正積極向一些與國民經(jīng)濟和社會生活關(guān)系密切的材料、能源、環(huán)境、生命等學科滲透,使化學的作用與地位日益顯著。反過來,這種學科間的滲透,對化學學科的發(fā)展起著重要的促進作用。
人類很早就開始使用材料,從石器時代到現(xiàn)代,人類所使用的材料不斷地發(fā)生變化,材料的種類越來越多,用途也越來越廣。我們對于材料的認識,應(yīng)該包括為人類社會所需要并能用于制造有用器物的物質(zhì)這兩層涵義。也就是說,并不是所有的物質(zhì)都可以稱為材料。材料按其化學組成或狀態(tài)、性質(zhì)、效應(yīng)、用途等可以分為若干類。例如,按化學組成分類,陶瓷屬于非金屬材料;合金屬于金屬材料;橡膠、化纖等屬于有機高分子材料。歷史的發(fā)展表明:沒有新材料的出現(xiàn),就沒有工業(yè)的進步和大量新產(chǎn)品的涌現(xiàn)。因此,許多科學家都認為新材料是高技術(shù)的突破口,只有更好地開發(fā)和應(yīng)用具有特殊性能的新材料,才能擁有更強大的經(jīng)濟優(yōu)勢和技術(shù)潛力?;瘜W不僅在一般材料的研究、生產(chǎn)和應(yīng)用中發(fā)揮了巨大的作用,而且在研制具有特殊性能的新材料方面也會繼續(xù)發(fā)揮其獨特的優(yōu)勢??偲饋碇v,適應(yīng)科技迅猛發(fā)展所需的諸如耐腐蝕、耐高溫、耐輻射、耐磨損的結(jié)構(gòu)材料,以及敏感、記錄、半導(dǎo)體、光導(dǎo)纖維、液晶高分子等信息材料和超導(dǎo)體、離子交換樹脂與交換膜等高功能材料,它們的制取都是需要化學進一步參與研究的重要課題。
位于北京周口店的北京猿人遺址中的炭層,表明人類使用能源的歷史已非常久遠。人類社會的發(fā)展與能源消費的增長是密切相關(guān)的,我們現(xiàn)在使用的能源主要來自化石燃料——煤、石油和天然氣等,但化石燃料是一種不可再生,并且儲藏量有限的能源,而且在開采和燃燒過程中還會對自然環(huán)境造成污染。為了更好地解決能源問題,人們一方面在研究如何提高燃料的燃燒效率,另一方面也在尋找新的能源。這些都離不開化學工作者的努力。例如,核能和太陽能的發(fā)電裝置離不開特殊材料的研制;用氫作為能源需要考慮貯氫材料和如何廉價得到氫,等等。
環(huán)境問題是當今世界各國都非常關(guān)注的問題。在世界人口不斷增長、生產(chǎn)不斷發(fā)展、人民生活水平不斷提高的過程中,由于人們對環(huán)境與生產(chǎn)發(fā)展的關(guān)系認識不夠,以及對廢棄物處理不當,使環(huán)境受到了不同程度的破壞,如土地的沙漠化、水資源危機、酸雨、臭氧層的破壞、有毒化學品造成的污染等。因此,保護環(huán)境已成為當前和未來的一項全球性的重大課題之一,也是我國的一項基本國策。在這些關(guān)系到國計民生的環(huán)境問題中,化學工作者是大有作為的。因為污染問題的解決主要還得靠化學等方法。有的專家提出,如果對燃燒產(chǎn)物如CO2、H2O、N2等利用太陽能使它們重新組合,使之變成CH4、CH3OH、NH3等的構(gòu)想(圖5)能夠成為現(xiàn)實,那么,不僅可以消除對大氣的污染,還可以節(jié)約燃料,緩解能源危機。
對健康的關(guān)注也是人類面對的重要課題。我們知道,用以保證人體健康的營養(yǎng)、藥物的研究、人體中的元素對人體生理作用的研究,以及揭開生命的奧秘等,都離不開化學。因此,如何在這些方面正確地運用化學知識,與其他學科協(xié)調(diào)研究就成為調(diào)節(jié)生命活動和提高人體素質(zhì)的重要手段。此外,在資源的合理開發(fā)和利用、提高農(nóng)作物的產(chǎn)量,以及癌癥治療的研究等方面,化學也都扮演著極其重要的角色。
綜上所述,在研究材料、能源、環(huán)境、生命科學等方面,以及在我們的日常生活中,我們不難看出,化學對社會的發(fā)展和人類的進步起著非常重要的作用。在學習化學時,我們不僅要注重化學實驗的作用,掌握有關(guān)化學基礎(chǔ)知識和基本技能,還要重視訓練科學方法,這對于培養(yǎng)我們的科學態(tài)度,提高分析問題和解決問題的能力是很有幫助的。在學習時,我們還必須緊密聯(lián)系社會、生活、生產(chǎn)等實際,要細心觀察,并善于發(fā)現(xiàn)和提出問題。除了學好教科書中的內(nèi)容以外,還應(yīng)多閱讀一些課外書籍和資料,培養(yǎng)自學能力,以獲得更多的知識,努力使自己成為具有較高素質(zhì)的現(xiàn)代社會的公民,為實現(xiàn)祖國社會主義現(xiàn)代化建設(shè)的宏偉目標貢獻自己的力量。