□房喻
2008年12月30日聯合國第63屆大會決定將2011年作為國際化學年（IYC2011），委託聯合國教科文組織（UNESCO）和國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）負責以「化學——人類的生活，人類的未來」為主題在全世界範圍內安排，慶祝化學取得的成就和化學為人類文明進步所作出的重要貢獻。組織此項活動旨在「增進公眾對化學重要性的認識，鼓勵青年人熱愛化學，憧憬化學的美好未來」。與此同時，2011年適逢居裡夫人獲諾貝爾獎100周年和國際化學會聯合會成立100周年，藉此機會，聯合國也有意感謝女性對人類科學事業發展作出的貢獻，強調科學研究國際合作的重要性。
作為一線教育科學工作者，深感當今社會已經完全不同於當年的「學好數理化，走遍天下都不怕」的年代，基礎學科，特別是化學發展確實面臨學科吸引力不強、聲譽不佳的問題。這些問題產生的原因十分複雜，但公眾對化學缺乏客觀公正認識肯定是最主要的原因。
人們過多地將化學與環境汙染、恐怖威脅、化學武器等聯繫起來，化學給人類帶來的似乎只有這些東西。在我國，人們甚至將近年出現的三聚氰胺奶、吊白塊、假雞蛋、假化肥、假農藥等重大摻雜使假事件也要歸罪到化學工作者的頭上。
很少有人認識到，人類賴以生存的基本糧食蔬菜供應1/3源自化學肥料和化學農藥的使用。考慮到當今糧食蔬菜供求基本平衡這一事實，如果沒有公眾「憎恨」的化肥、農藥的使用，地球將只能承載世界現有2/3的人口，或者說，我們的人均食品蔬菜攝入量將減少1/3，不難想像，那將是一個多麼動亂不堪、弱肉強食的恐怖世界！同樣，沒有化學就沒有使人類疾病得以治療的合成藥物，人類的平均壽命起碼要減少一半。化學的發展，使合成纖維佔據了纖維市場的半壁江山。可以毫不誇張地講，沒有化學，就沒有溫暖，世界也沒有視覺上的豐富多彩。
大家都在講，人類社會進入了信息化時代，人類的資源利用能力已經不限於地表，正在向地表以下、向海洋、向太空發展，但是很少有人想到這些技術進步和發展的基礎是滿足特別需要、具備特別性能的新材料的發現。而這些材料的創製難以離開化學學科的貢獻。然而這些貢獻、這些發現，並未得到國際社會應有的承認，在世紀之交評選出的雷射技術、半導體技術、計算機技術、生物技術、核技術和航空航天技術這6項所謂20世紀人類社會取得的最偉大科學成就中竟然沒有一項與化學直接相關就是一例。所以，難怪有人說化學學科是人類歷史上遭遇最大不公的學科之一。
事實上，起源於19世紀、發展完善於20世紀的化學合成技術，應該說是20世紀人類在科學技術發現、發明方面最偉大的成就。可以這麼說，沒有上述六大技術，人類還不至於無法生存，而沒有上世紀的化學合成技術，人類真的將會落入食不果腹、衣不蔽體、有病無藥的尷尬境地。所以，從這個意義上講，化學學科的發展與人類的生存、生存品質的改善都是密切相關的。從這個角度講，通過設立國際化學年讓公眾加深對化學的認識，糾正人們對化學的偏見確實極為必要。當然，也必須正視化學學科發展中給自然、給人類社會帶來的負面影響，化學工作者應該以更加強烈的責任感、使命感從事研究、從事發展，在為人類生存品質改善努力的同時，更多地考慮人類文明的可持續發展。
化學學科的繁榮、聲譽的改善，關鍵在於化學從業人員的責任心和學科自信心。說到這一點，遺憾的是，並非所有化學從業者、學習者都關注學科發展和學科未來。在學科內部，甚至出現了非常不應有的「化學無前途說」。有人認為，百年之後，化學將不再以一門獨立學科存在，這是因為有機化學、化學生物學將融入到生命科學之中，分析化學將被環境科學和生命科學所瓜分，無機化學、高分子化學將被材料學所涵蓋，物理化學將加入物理學陣營，以至於著名化學家Whitesides多次呼籲要再造化學。
直至最近，Whitesides和Deutch還為英國《自然》雜誌出版的國際化學年紀念專輯撰文，再次呼籲對化學進行改革。類似的呼聲在國內也出現過，幾年前，國家最高科學獎得主徐光憲院士、中國科學院常務副院長白春禮院士、國家自然科學基金委員會原副主任朱道本院士、國家自然科學基金委員會副主任姚建年院士、國家自然科學基金委員會化學部常務副主任梁文平先生等有識之士，曾多次就化學學科的發展和再造發表過真知灼見。
問題是，面對公眾、面對年輕一代的是一線教師和一線科研人員，甚至就是正在專業成長中的研究生，這個群體的學科認識水平和學科態度更能影響社會對化學的認識、對化學的理解。因此，為了人類、為了社會、為了對學科負責，當今的一線化學工作者有責任了解化學學科的過去、化學學科的發展、化學學科的走向，從而增強學科責任感，增加學科自信心，以自身的感受和言行影響社會、影響公眾。
稍懂一點科學史的人都知道，作為一門獨立學科，化學誕生於17世紀後半葉。經過幾百年的發展，化學逐漸走向成熟。化學研究的對象不斷拓寬，化學研究的內容日益豐富，化學能夠動用的研究手段日漸多樣。與之相應，化學的概念也在不斷演變。概括來講，20世紀以前，化學被定義為「研究物質本性及物質轉化的科學」。
不過，應當注意，那個時候人們對物質結構和物質本性的理解還是非常膚淺、非常低幼的，並不包含今天我們所了解的許多內容。例如，直到20世紀初原子結構模型提出和放射性發現之後，人們才認識到物質結構和性質的複雜性。至此，化學家才將自己研究的內容開始局限在核外電子運動層面，而且要求這種運動的外部條件不能遠離標準態。這樣，化學就獲得了一個幾乎延續到今天的定義，即：化學是一門研究物質的組成、結構和性質，以及物質間相互轉化的科學。不過還要強調的是，這裡所說的物質僅僅是指由原子、分子所組成的狹義的物質，而不包括核內物質和等離子體等物質和物質形態。
當然，今天的情況又發生了變化，化學的研究內容已經遠遠超越了上述狹義的物質範疇，等離子體化學、天體化學、核化學已經成為現代化學的重要組成部分。
由此可見，化學學科自誕生之日起就一直處在不斷發展變化之中，以至於在美國化學會第215屆年會上，與會人員提出以M打頭的6個單詞或短語來定義化學：Molecules，Materials，and Matter；Make it，Measure it，and Model it。很顯然，前3個單詞是講化學研究的對象，即化學不但研究分子和一般概念上的材料，還要研究無所不包的物質；後3個詞組是指製備、測量和模擬。
在此，需要特別注意的是，之所以用「Make」而不用化學工作者常見的「Synthesis」，主要原因是化學學科發展到今天，合成只是化學工作者創造新物質的一種途徑，藉助超分子化學原理，通過組裝單元之間的非化學鍵作用形成有序聚集體和結構構成了化學工作者創造新物質的另一條途徑。因此，當今化學學科創造新物質以「合成+組裝」為特徵，而不僅僅局限於合成。同樣，定義中使用了「Measure」而不是常見的「Analysis」，原因同樣是「分析」的內容大大拓展了，不再局限於原來的定性、定量、波譜和衍射分析了，依靠各種觀察手段進行的形貌分析變得愈來愈重要了。「Model it」是化學工作者藉助數學和計算機科學與技術發展成就而發展起來的一套新的化學研究手段，即模擬和仿真研究。
不難看出，這一定義儘管不怎麼符合常規概念敘述辦法，但確實比較完整地反映了化學學科發展的現狀。
事實上，針對化學學科的發展，還有人將化學定義為「研究生命和非生命物質結構與結構轉化的科學」，也有將化學定義為「研究信息的分子儲存和超分子加工的科學」。儘管這些定義還遠未被科學界接受，但確實不無道理。最近，諾貝爾獎獲得者、超分子化學之父Lehn在對化學學科歷史發展和化學進化現象深入分析的基礎上，又提出了動態建構化學（Constitutional Dynamic Chemistry）和適應性化學（Adaptive Chemistry）概念，以期強調化學學科內容的動態性和化學學科對客觀世界認識的不斷窮盡特點。可以說，化學概念的不斷發展部分反映了化學學科的發展活力。
今年是百年一遇的國際化學年，化學工作者應該像《自然》雜誌編輯所建議的那樣，承擔起學科的公共責任，藉此機會宣傳學科，宣傳化學對其他眾多學科的支撐作用，讓公眾了解「化學就是未來，沒有化學就沒有未來」、「化學不能代替一切，但沒有化學肯定沒有一切」這些基本的道理。
人類社會發展到今天，正面臨資源日漸枯竭、能源供應日漸不足、環境品質日漸蛻變等前所未有的困難，在解決人類社會發展面臨的這些根本性問題過程中，任何學科都無法替代化學學科的作用。我們有充分理由相信，化學的明天一定會更加美好。
（作者系陝西師範大學校長、材料與科學學院教授）
《科學時報》 (2011-2-14 A1 要聞)