化学的发展对人类的大的影响

【专家解说】：全文从四个方面着重阐述了化学在人类社会的整个发展过程中所起的重大作用。指出人类社会的发展离不开化学的发展，化学在创造物质生活方面的贡献、化学对人类生存环境的影响、化学在调节生命和提高人体素质方面所起的作用、化学对社会文化发展的作用等不容忽视。 化学既是关于自然的科学，又是关于人的科学。在当代科学的发展中，它们正在走向统一。因此，现代化学不仅是认识生命过程进化的手段，也是人类生存的手段和获得解放的手段。它的各个研究领域都直接或间接地关系到人类社会的发展问题。随着社会的发展化学已成为一门满足社会需要的中心科学，创造着现代物质文明和精神文明，不断地影响着人类社会的发展和进步。 一、化学对人类创造物质生活的贡献 1、提供粮食和控制人口 全世界现在人口近62亿，全球粮食总量近18.78亿吨，其中约30－50％是由化肥得到的收益。每年有6000万人需要粮食援助，有8.62亿人营养不良。预计在2050年世界人口将达到93亿，面对着迅猛增长的人口，相应的粮食产量必须快速增加，以满足人的生活需求。所以在注重发展生物技术的同时，也得靠发展化肥和农药给予保证。每年被害虫和老鼠吃掉的粮食就很多，化学杀虫剂和灭鼠剂起了很大的作用。 提高植物光合作用的效率，充分利用太阳能，可为人类提供更多的粮食和资源。化学家和生物学家相互配合，利用现代激光光谱等先进技术可以有效地揭示光合作用的复杂的化学反应机制。这不仅有利于农业增产，而且可实现人工模拟光合作用，用于水分解和合氨气中。 生长调节剂是在很低剂量下就能调节动植物生理活动的一类化合物。它们具有促进植物生根、成长和提前开花结果以及培养无籽果实等多种调节功能，农业经济意义很大。化学家已经提取了数百种这样的天然化合物，发现它们具有很高的生物活性。 此外，化学也为粮食储藏和食品加工提供丰富多样的保护剂、防腐剂、呈味剂、助味剂、着色剂以及各种补增营养的添加剂。天然有机物化学、味道化学、食品化学等正在发挥着越来越大的作用。 采用化学手段增产粮食，提供化学营养品，仅是解决人类生活和生存问题的一个方面，控制人口增长也是十分重要的另一方面，因为地球是有限的，而且农田更是有限的。 虽然目前世界上已有不少国家和地区实行计划生育，但是世界人口增长速度仍是惊人的，人口爆炸危机依然存在。农田急剧减少，能源和资源过渡消耗，化肥、农药等化工产品污染环境，生态环境能承受得了吗？因此，积极开发医药化学和生物化学技术，提供有效而副作用小的避孕药和绝育手术，严格控制人口增长，甚至待人口达到一定高峰值之后出现负增长，是一种比较有效的长期对策。 2、提供现代化的材料和新能源 现代化学对不断提高生活质量和扩展消费生活方式提供着各种各样的新材料。当今世界棉花产量不十分充足，已远远不能满足人们衣着的需要。化学纤维工业每年已能提供1000多万吨产品。 塑料不仅成为家具的结构材料和装饰材料，而且在建筑材料、通讯材料、包装材料等方面也有广泛用途。目前世界塑料年产量已达6000多万吨。 先进的交通工具为日益频繁的社会交往和运输创造了方便条件。化学既能为其制造提供性能优良的结构材料，又为其运行提供高质量的燃料和润滑油。仅交通工具所需要的合成橡胶，世界年产量已达到800多万吨。 现代化学科学技术的迅猛发展，尤其定向合成催化剂的开发、分子剪裁剪技术的采用，有可能制成各种得心应手的材料。 信息在人们的生活中占的地位越来越重要。现代信息技术的发展，大大改变了人们的时空观。可是信息技术不只是电子学的任务，而且与化学的关系也相当密切。如大集成电路的超精细加工、光导通讯等新的信息技术都有赖于化学功能材料的发展。 煤的气化和液化离不开化学，太阳能的开发利用需要化学，核能的开发利用也必须有化学工作者参加。氢能已被人们认为是最理想的能源，可是氢的制取方法尽管已有很多，但在经济性上都不够理想，所以仍有难度很大的化学问题等待人们去解决。化学储存能对氢的储存和太阳能的储存都有重大意义，是保证持续而有效地利用能源的重要手段。消除能源工业污染、提供燃料利用率和节能系作为解决能源问题的重要内容，化学的贡献也很大，因此化学工业本身就是产能和用能的重要部门。 水对于人类的意义，并不亚于信息和能源。生活用水，农业用水，工业、电力运输都需要用水。没有水，就根本不会有人类。可是地球上的淡水只占0.6％。目前解决水的办法，基本上都与化学有关，保护天然的淡水不受污染关系到化学废物的排放问题；人工降雨用的干冰也是化学物质；海水淡化越来越引起人们的注意，所采用的淡化技林，如离子交换技术、薄膜渗透技术、闪蒸技术等，都与化工技术密切相关；减少农作物和水库的水分蒸发也要采用化学技术，如在水库表面加化学“皮”。 二、化学对人类生存环境的影响 现代化学的发展，除了造福于人类一面之外，还有由于控制化工生产过程的能力低、管理不善及不负责应用而造成危及人类生存的另一面。 地球的资源储量是有限的，尤其石油、天然氢和煤。它们既是当世界的主要能源，又是主要的化工原料。目前世界年总开采量已高达100亿吨以上，随着人口的不断增加，而能源却在不断地减少，粗略估算，现已查明的石油储量只能再开采40年左右。虽然煤的储量多些，可供开采200年左右，但待石油枯竭之后，煤的开发速度还会加快。 能源和资源的大量开采和使用，不仅面临着枯竭危机，而且由于世界每年约有数亿吨化工产品倾销于社会，上百亿吨废物倾入地壳、江河、海洋和大气中，造成环境严重恶化，既会直接危害人类，又会扩散破坏生物圈，长期地影响着人类的生存。 污染物的直接危害，可引发各种各样的疾病，如职业病、癌症、皮肤病、过敏症、心脏病、血液病等。间接的危害有臭氧层破坏、酸雨、温室效应、土地酸化或碱化、森林毁坏、生态失衡等。 人们在认识世界和改造世界的实践中越来越认识到，人类得到满足的程度愈高，所要付出的代价也愈大。人类要想长久存在下去，需抉择是只利用自然界甚至野蛮地征服自然界，还是重视保护自然界、使自然界和社会协调发展。 化学在保护生态环境中处于不可替代的地位，起着独特的作用。大气中允许污染物（尤其剧毒物质）存在的限量很低，为ppb（10－9）级，甚至有的为ppb（10－12）级。现代物理化学测试技术已提供了这种可能性，如色谱－质谱联用方法能分离测出四氯二口恶英的22种导构体，而且每种测量限度都可达到ppb级。对那些高活性的化学物质形态，因无法采样送入实验室分析，或因跟踪探测污染物在大气中迁移变化而需要就地检测时，物理化学方法与遥感技术相结合，便提供了有效的检测分析技术。 要解决化学工业造成的环境污染问题，还得靠化学自身的进步。当前要加强化工生产过程的改造，走发展化学高技术之路，开发“全消化”生产工艺，把原料全部“吃掉”，使废物减少到最低程度。其次是加强废物处理和监督，或开发废物再利用新的技术，化害为利，变废为宝，充分发挥化学“化”的能力作用。 三、化学是调节生命过程和提高人体素质的重要手段 生命活动是最复杂的现象。在长期进化过程中，人体已经形成一个高度自我调节的开放系统。化学物质通过人体吸收和排泄而处于大循环中，影响着人体的结构与功能，并反映在人体的各种素质上。化学物质进入人体后，不仅起营养作用，还起调节、控制作用。人的生病和治病、衰老和疲劳以及脑活动与神经传导等，无不与化学物质有关。缺少维生素会加速老化，乳酸在肌肉内积累就会感到疲劳，钙离子水平调节视觉变化等。在人体内既有生物大分子，又有金属离子。它们可使一些生命物质激活或抑制，形成连锁式的化学反应和相应的生命过程，从而表现出各种各样的功能。 蛋白质是一类很典型的生命大分子。生命体内几乎所有的化学反应都是酶蛋白催化的；肌肉的收缩运动依赖于蛋白质分子相互作用而协调动作；蛋白质还具有作为氧载体和保护人体不受外界入侵的作用；神经系统的功能也依赖于蛋白质对外界刺激的鉴别、传递和扩大的作用；激素蛋白质综合地控制着各种细胞的生长活动。此外，还有肽与受体蛋白质如何相互作用而导致人体发生生理变化的？肽又是怎样与细胞表面蛋白质相结合而导致人的情绪和知觉发生变化的？等等。这都是人们为阐明复杂的大脑功能和人体控制机制必须解决的化学问题。 人的生命素质与社会素质是相通的，生命素质转化成社会素质后才能显示出更大的意义。在这种转化中化学因素的作用是不可忽视的，有些新的激素类化合物就能治疗起因于心理紊乱的精神病、性病、生殖病等疾病。健康的身体和饱满的情绪往往联系在一起。 化学和生物学相结合，研究人体生命化学机制，促进了医药学的发展，提高了控制病理的能力。药物化学探讨药物疗效与作用机制之间的关系，用药物成功地矫正了疾病状态出现的代谢不平衡现象，达到治病目的。 人工合成抗菌剂、抗病毒剂等抗生素药物，大大地降低了人的死亡率。药物化学也为治疗癌症、精神病、糖尿病等难治之症提供了比较有效的药物。最近发现多巴胺就是一种与精神分裂症有关的物质。多巴胺的发现有利于查明精神病发生的原因和机制，为研究效率高而副作用少的新药物提供新思路。 人体的物质素质和精神素质是相互影响的，人体内存在着许多相互反馈的化学作用机制，起着控制和调节局部乃至全身的作用。所以，研究人体生命过程的化学机制与控制，具有重大的理论意义和实际意义。 四、化学对社会文化发展的作用 化学文化虽然是科学文化的一种亚文化，但它却是人类文化的重要组成部分。不论从文化的物质方面看，还是从文化的精神方面看，化学文化对人类全面发展的作用及影响，都是广泛而深刻的。化学文化和人文文化是相互推进的，人类就在它们相互结合和互动得到全面发展。 1、化学对人类起源的认识 关于生命起源和人类起源的认识，既属于人文文化的内容，又属于化学文化的内容。也就是说不仅从发展史的角度去认识，也需要从化学的角度去认识。 现代化学关于脱氧核糖核酸（DNA）的结构与合成的研究，揭示了遗传信息与DNA分子结构的排列编码有关。这方面的研究还揭示了核酸和蛋白质的关系，即核酸决定蛋白质的性质，蛋白质控制核酸的代谢，它们的相互作用构成一个自组织系统，从而导致生命活动出现。当然生命系统并非这样简单，而是由多种生命大分子和许多无机金属离子所构成的复杂的自组织系统。当前人们正集中研究和揭示细胞生命活动的奥秘。细胞是生命体的基本单元，它具有生命体的一切特征，用一个细胞就可培育出一个完整的生命体。可是细胞内的一切生命活动都关系到一系列的复杂的化学反应过程，并由各种各样的确良酶（蛋白质）调节、控制这些化学反应，进行能量转换和新陈代谢，适应着环境，完善着自身。所以揭示生命和人类形成的全过程，仍然是生命化学的伟大使命，也是人类文化中具有明显意义的内容。 2、化学文化的真理性及作用 化学文化是化学物质和化学精神相统一的高级文化。在任何化学活动中，如果不能实现这种统一，就不可能创造出文明的化学文化。 化学物质产品仅是化学文化的一种显在形式，各种物产品中都蕴含着化学家的思想智慧，具有丰富的化学知识内容，是化学精神的结晶。 化学文化是由化学物质、化学变化、化学组织、化学活动、化学方法、化学语言、化学知识、化学理论以及化学思想等要素共同构成的科学文化。这种文化的价值主要在于它的科学精神和应用的合理性。 3、化学对伦理学的影响 化学是一门理论性和应用性辩证结合的科学。正由于其应用性，才使化学与伦理学发生必然的联系。 化学对人类发展的作用，有好坏之分。这并不是因为化学科学本身的问题，而且由应用它的人所造成的。化学的应用必对人的行为准则和人与人之间的关系提出了新的要求，增加了新的内容。社会主义的道德观是以有利于人类发展的根本利益为准，搞实用主义和利已主义，都是违背社会主义道德原则的。在现代科学技术的条件下，化学在应用中的有害作用是可以消除的，起码可以减至最低程度。有的化学企业，尤其乡镇企业的管理者，只顾自身的经济利益，无视社会的根本利益，不讲道德，任意污染环境，应受到全社会的谴责。 当前，化学面临着许多世界性问题，如人口爆炸、粮食危机、能源短缺、资源耗竭、环境污染、生态失去平衡等。由于化学在解决这些问题中能发挥积极而有效的作用，因而化学便具有全人类价值。如打破国界，以全人类的利益为准则，就是当前人们议论的一条伦理学原则。人们在运用化学解决实际问题时，应该看到世界各国联合行动的必要性，生态环境已把全人类的命运连接在一起。人的价值是人类发展的重要标志，化学在为全人类谋福利中，将有助于大大提高人的价值。 4、化学对美学的影响 化学文化具有微观和宏观相统一的美，微观分子的结构美可以以美的宏观形式表现出来，如水晶体的美。化学文化又具有物质和思想相统一的美，如用化学材料做成的装饰品，把科学思想和艺术思想通过物质形式表现出来。化学文化还具有无生命物质和有生命物质相统一的美，通过化学变化，把无生命物质转化成有生命的物质，如人的饮食和生成。当然，对人体来说，还具有生命物质和精神统一的美。因此，化学文化既能影响人的心灵美，又能为人类创造环境美，还能帮助人有健康的身体。总之，化学文化能为人类创造一个充满着美的世界，使人们生活得美好和愉快，热情洋溢地走向全世面发展的未来。 正如前面提及过的，化学科学知识本是美的塑造品，但是当不合理应用或单纯为私利所用时，就会造成丑恶的后果。因此，人们在化学实践中，必须把副作用降低到最低的水平或限制在最小的范围内，才更有利于创造完美的化学文化。