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化学从来都是从实践中进步总结的。实践所形成的尺度,就是化学这门学科的尺度。 化学少儿科普书这样写
来源:中华读书报 | 于敬烨  2022年11月27日23:00

化学是什么学科? 严格来说,化学来源于物理学的一个小小分支。

在中学初次接触化学,首先要学习的就是界定化学反应的范围。教科书说:当有新物质生成的时候,我们就称某个反应为化学反应,反之就不是化学反应。然而随着所学知识的逐渐加深,化学反应的界限反而变得模糊起来。比如原子核的剧变/裂变反应,按照教科书的定义看似应是化学反应,但实际却又不在化学学科的研究范畴之内。我们大致可以说,在比较低的能量范围下,原子、分子、分子团进行的一些重组和转化过程,属于化学研究的对象。

如果所有的化学变化都是更本质的基本粒子的运动,为什么我们要单独界定其中一个尺度来作为化学的范围呢?

总结化学的历史,我们可以看到化学是一门从实践中来,又回到实践中去的学问。从原始人保留火种开始,人类文明逐渐学会酿酒造醋,冶金制陶,甚至开发出许多火药金石的秘方,最后使用科学的方法论将这些反应总结发展,才形成了近代意义上的化学。不同于物理学的很多进步都来源于形而上的理论推演,化学从来都是从实践中进步总结的。这个实践所形成的尺度,就是化学这门学科的尺度。

再进一步想,为什么化学和我们的生产、生活又如此息息相关? 也许我们可以说,那是因为我们赖以生存的地球,恰好是能促成化学反应最丰富、最多样的温床。

地球上70%的水体构成了一个巨大的溶液环境,几十亿年进化形成的生物,利用着适宜的太阳能量,不断地吞吐着氧、碳,促成不同的元素在地球表面不停地流转循环。甚至我们的每一个动作,每一个思考,靠的都是体内细胞进行的化学反应释放能量,或是传导递质。我们的生活中充满了化学,恰恰是因为化学反应就是构成我们存在之基底。

在恒星这种能量极端暴烈的环境里,如此丰富的化学反应几无可能。而在太空这种物质稀少、惰性冰冷的环境中,我们也只看到比较简单的化学组成。如果说外星生物有着完全不同于地球生物的环境,相信构成他们主要生活的就不是我们所熟悉的化学范畴。

这个角度来说,化学反应是地球生命的尺度。所以万物中有化学,化学反应造就了我们熟知的世界。

但也正是因为化学在生活中无处不在,对于化学的少儿科普反而变得困难了起来。我们看到燃烧的火焰,闻到酿酒的甜香,听到汽车的轰鸣。这些现象是如此芜杂和丰富,我们能意识到它们背后都是什么样的化学反应在支撑吗? 它们本质上的同构性和相异性又都在何方呢? 挖掘过深,对于小读者们来说缺乏理论背景,理解起来太过困难。反之则流于“报菜名”似的平铺直叙,很难引起青少年的兴趣。

在最近出版的这本《万物有化学》的科普读物中,作者就很好的找到了让青少年认识化学的突破口,化学不是孤立的,如果单纯的学习化学可能是枯燥的,但是如果将找到化学与万事万物的联系,并且将这种有趣的联系展现出来,你就会惊奇的发现世界是一个整体,居然可以用化学作为桥梁来理解生命、科技甚至是艺术。