化學也有前世今生

“化學到底是什么，的確比較難解釋。一般來說，化學就是把一個東西變成另外一個東西的學問。”打開《科學公開課》的直播間，中國科學院自然科學史研究所特別研究助理孫亞飛正在講述化學的前世今生。

《科學公開課》是由中國科學院科學傳播局主辦、中國科學院物理研究所承辦的系列科普課程。近期，《科學公開課》（第三季）“綠色生活——化學是帶來美好的科學”課程開課。該期課程分為“煉丹與煉金”“變化中的不變”“量子時代新世界”“化學的未來”四大部分，按照從古至今的順序，深入淺出地講解了化學的歷史與發展。

化學作為研究物質的組成、結構、性質、轉化及其應用的基礎自然科學，許多人對其含義不甚了解。

(資料圖片)

“煉金術”與“煉丹術”的詞匯先于“化學”概念存在。“阿拉伯人和西方人的煉金術與我國古代的煉丹術合稱金丹術。金丹術正是化學的前身。”孫亞飛表示。如果說煉丹術的目的是煉出所謂的“金丹”，實現延年益壽，那煉金術的目的就是將鐵、水銀等賤金屬轉化成金、銀等貴金屬，從而憑空創造財富。

阿拉伯科學家伊本?西那、瑞士煉金師帕拉塞爾蘇斯甚至是英國著名科學家牛頓等，均在煉金術領域卓有成就，他們提出了許多與現代化學密切聯系的思想或理念。

英國科學家波義耳提出了化學元素的定義，總結出氣壓體積反比定律，發展了微粒學說，堪稱化學學科的開山祖師、近代化學的奠基人；法國科學家拉瓦錫推翻了“燃素論”，提出了氧化理論，驗證了質量守恒定律，推動了化學學科從定性轉向定量的轉變；俄國科學家門捷列夫總結出元素周期律，闡明了元素之間存在關聯、同族元素性質相近、同周期元素性質漸變的特點，為更好認識化學元素，預測尚未發現的未知元素提供了有力的幫助……在“變化中的不變”中，孫亞飛圍繞著不變的元素、不變的質量、不變的單元、不變的規律、不變的精神、不變的能量幾個角度展開，詳細地闡述了數百年來各國科學家們在化學領域的勇敢探索。

“原子并非一個不可再分的實體球。”孫亞飛指出，原子模型在發展史上進行過多次演變。

從原子是一個不可再分的實體球的“道爾頓模型”開始，到原子是類似棗糕或莓子蛋糕的“湯姆孫模型”，到原子具有類似太陽系結構的“盧瑟福模型”，到原子具有電子在原子核外的量子化軌道的“玻爾模型”，再到原子中電子的位置和速度無法真正準確確定的“薛定諤模型”……原子的本質被逐漸揭開。

在更好地認識原子等物質組成單位本質的基礎上，人們對于化學元素的認識逐漸深化。利用原子轟擊等技術手段，人們可以制造出新的人造元素，而不是僅僅依靠外部特征等條件去發現新的元素。

自從1937年首個人造元素“锝”被成功制得后，更多人造元素被制造了出來。通過化學，我們能夠更好地理解物質的結構、發現新的化學反應、合成復雜的分子、理解生命的奧秘。

化學有什么用呢？“學習化學，是為了找到方法去解決問題。化學在未來的食品、藥物合成、新型材料、人工智能、航空航天等領域均能發揮重要而難以取代的作用。”孫亞飛說，“希望化學能夠為我們的綠色生活帶來更多的變化，讓我們有更快的計算機、更好用的能源和更干凈的環境。這也是我對化學學科未來的憧憬所在。”

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