還記得那個「我們恨化學」的廣告嗎？化工人如何懟過去！

還記得那個「我們恨化學」的廣告嗎？

當公眾視線被某些新聞事件所影響，人們對於「化學」越來越敏感。面對公眾疑惑，輿論爭論，化工人難道只能說：

「你不用化工品嗎？沒有化工，你吃的穿的用的是哪來？」

如何拯救公眾對化學、化工科學的認知？多位化學權威，中科院院士，從科學的角度，一同為化學正名，為化學發聲，《我們需要化學》！

我們需要化學

從遠古文明到今天，化學的發展

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這是人類衝出自然的一瞬。

獲得文明以來，

對世界孜孜不倦的探索，

就成為了人類最強大的力量，

並且貫穿整個歷史。

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為火而著迷的人類，

如果不知道氧氣使火點燃，

甚至不知道氧氣的存在?

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依海而生的人類，

如果不知道氫元素是海水的重要成分，

或者不知道氯和鈉元素得到組合形成了食鹽?

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生存在這個世上的人類，

如果不知道世界的組成，

更不知道它包含著什麼，

文明是否還可以發展？

它的主要成分是氯化鈉，

在我們地球上存在鹽最多的地方在哪裡？

就是在大海里」

「這就是我們平常吃的糖的結構式，它的結構也是非常複雜的。」

黑板上的這些化學式，

代表的是我們如今再熟悉不過的糖，

但其實，人類知道元素的概念，

也只有不過200多年。

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皇宮，教堂，深山老林，

煙熏繚繞的煉丹爐和反應鍋里，

飄渺而出的是一絲絲神秘卻虛無的追求，

但這些術士與鍊金術師，

卻是實實在在地無意間成為了化學的先驅。

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戴立信院士：「從中國的煉丹術或者所謂歐洲的鍊金術，

實際上中國製造出來的銅鋅合金，

那是非常早的，

我們說點石成金是很荒誕的，

那時候從礦石當中提煉出一個銅，

也確實是一個很奧妙的事情，

在人類認識的歷史過程當中，

這應該說是一個很了不起的飛躍。」

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中國，阿拉伯，埃及，希臘，

曾經的人們深信世界由土，氣，火，水組成，

不論是西方的四根說還是東方的的五行論，

都在暫時沒有找到破解自然自方法的歲月里，

支撐著人類的求知慾。

直到十六世紀，

一場科學的革命到來了。

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磷，

曾經被稱為最耀眼的神奇之火，

燃燒後閃耀且低溫，

它的發現卻來源於一個深深的執念，

戴立信院士：「磷，倒是很好玩，

是從人的尿當中，

偶然的一些機會得到了磷元素，

為什麼要拿人的尿來弄呢？

因為大家那時候對黃金很推崇的，

一看人的尿也是黃顏色的，

這裡面有沒有可能有一些好東西在裡頭呢？

然後做了很多很多的試驗，

一個偶然發現，

元素磷的同素異構體有好幾個，

有一種磷是能夠發磷光的，

所以在當時看來，

這是一個很奇怪的事情，

怎麼一塊東西能夠發光，

而且這個發光又和燒木炭的發光不同，

它是冷的，發的是冷光，

這樣就出來一個磷元素。」

這個名叫波蘭特的鍊金術師異想天開，

希望藉此發財，

雖然結局是失敗的，

但化學的歷史卻因為他發生了改變。

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不久之後，天才波義耳利用磷，

給世人帶來了火柴，

化學元素第一次正式公開地變成了工具。

假如沒有磷，

世界會怎麼樣？

事實上，全球每年有上億噸磷被生產，

不斷地應用在化肥和食品工業中。

磷，伴隨著文藝復興，

藉由天才波義耳發明的火柴，

讓鍊金術走向了化學，

化學開始成為了科學。

氧氣，在宇宙中含量第三，

人體內的含氧量超過50%，

現代工業如鍊鋼無法離開氧氣，

人類探索外太空一樣需要氧氣，

但在如今被人們熟悉的氧氣製備操作，

卻經歷了漫長的認知過程。

氧氣帶來燃燒，

這樣的常識，在長達幾個世紀的化學發展卻曾是未知的難題。

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丁奎嶺院士：「大家認為氧是一種火氣，

它能夠燃燒的物質裡面的燃素結合起來，

這樣才能產生熱，才能燃燒，

這是一個非常樸素的科學觀點。」

18世紀，

化學家普利斯特里完成了氧化汞實驗，

卻把分離出的氧氣誤認為是脫燃素空氣，

從而與化學史上最重大的發現之一擦肩而過，

直到富有且聰明的化學家拉瓦錫橫空出世，

人類才第一次知道了氧氣的存在。

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丁奎嶺院士：「他是通過定量的實驗，

讓氧和金屬放在一起來加熱燃燒，

發現在這個過程中，儘管化學反應，

它也燃燒了也看到了，

把它密閉起來，它的質量沒有發生變化，

所以這樣子的話，

他就懷疑過去的燃素說，

過去燃素說意思是燃燒了之後，

燃素跑掉了，重量應該減少呀，

所以他把這種從原來的定性，

非常樸素的簡單的試驗到了一個定量的試驗，

發現氧氣它在這裡面是存在的，

它不是一個簡單的火氣，

他由此提出了質量守恆定律。」

天才的拉瓦錫，

不但發現了氧氣，

更第一次用「元素」定義了化學物質。

丁奎嶺院士：「他還有一個很重要的貢獻，

建立了科學的元素觀，

儘管他在當時那時候提出來三十幾種元素，

跟我們今天的元素周期表裡的元素還是不太一樣的，

但至少對人類的認知，

自然界的認知，

物質的認知，

是帶到了一個新的高度，

包括氧氣的發現。」

剛剛上路的「化學之父」躊躇滿志，

卻被捲入政治運動被處死。

後人評價，

砍下拉瓦錫的頭顱只需要一瞬間，

但是產生一個這樣聰慧的頭顱卻需要幾百年，

遠逝的拉瓦錫沒能完成未盡的事業，

但他提出的定量試驗方法開啟了實驗化學的大門。

越來越多的元素被人類知曉，

卻也漸漸困擾著當世的化學家們。

人們發現元素是有重量有組合存在的，

那麼這些組合究竟有沒有規律呢？

戴立信院士：「有一個法國科學家，

他一看元素周期表，好像它還能循環，

就是1234567，然後又是1234567，

他就說可能不可能跟我們唱歌1234567（音符），

然後又是1（音符），和這個是有關係的。」

八音循環的聲音，

不但奏鳴著歲月變遷，

也讓科學家獲得靈感。

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19世紀中葉，

英國化學家紐蘭茲按照稱重後的原子量大小發現了元素排列的規律，

此時他站在了化學宮殿之外，

卻始終未能推開大門，

直到同時期的門捷列夫叩響了時代之音。

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戴立信院士：「他考慮得更加周密，

他把每個元素都做成一個卡片在家裡把它排來排去，

經過無數次的排列，

最後感覺這麼一張表可能更加合適，

最初是按照原子量來排的，

到現在是用原子序數來排的，

但這個原子序數就是在弄清楚每個元素的原子構造以後，

然後才出來這麼一個原子序數，

有了這麼一個原子序數以後，

又推測出幾個新元素，

然後到了最後期，鈾後的一些元素，

又發現很多新的元素。

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正像我們看天上的星星，

那時候有人推測根據不同的引力計算它的運動軌道應該怎麼樣的，

所以可能旁邊還有一顆星星，

到以後這顆星星一發現，

然後這個預測就是不得了。

而在我們這裡面，

把世界的萬物都歸結到一些元素的組成裡面，

而這些元素的組成又是有規律的，

有周期性的。

這樣一來元素周期表幫助我們認識客觀世界，

就起了一個很大很大的作用。」

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這個偉大的發現，

讓門捷列夫真正的站在了巨人們的肩膀上。

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後來的集大成者根據這些元素的化學性質進行排列，

甚至明白了元素的原子結構及核外電子的運動規律，

改變自然的力量終於被人類所真正掌握。

戴立信院士：「在科學上有很多事物出現了，

大家總要去找它的規律，

找到它的規律以後呢，

那麼這個元素周期表是元素和元素之間的一個規律，

找到規律以後呢，

你就從這個規律裡頭可以推測更多的事情，

促進科學更好的發展。」

「到目前為止呢，人類一共是發現了118種元素，

其中94種是地球上本身就存在的。」

煉金與長生終究是荒唐的，

然而支配自然的力量卻因為試圖了解世界的夢想，

跨越幾千年的時間，

終於被後世所擁有。

從磷元素的發現到元素周期表的總結，

幾個世紀的彷徨，

我們卻終歸來到了科學的殿堂，

因為人類從不退縮。

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鐵與碳、鎳冶煉成為不鏽鋼，

硅和氧合成為玻璃，

相同的元素以不同方式組合產生不同的化合物，

人類終於推開了化學宮殿的大門，

這才發現通過奇妙的化學合成，

我們將可以面對更加多彩斑斕的新世界。

於是，無數新的探索與試驗，開始了！

本文來源： iChemical

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