“探究式科普丛书”是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
本书为其中一册《生活中离不开的化学》,由林静编著。
《生活中离不开的化学》介绍了化学的元素、单元素、化合物等化学的基本元素和规律,以及如何用化学分析方法去认识化学与人类、化学与现代科技等各个领域的关系,旨在让广大读者提高化学知识,增长科技水平。
《生活中离不开的化学》由林静编著。
◆第一节与人类息息相关的化学
从刀耕火种的原始社会到高度发达的现代社会,从中国古老的四大发明到欧洲的蒸汽、电力时代,从探索宇宙的卫星到人类日常的吃、穿、住、行……这些都与化学息息相关。人类发展史上的嬗变和前进,化学就相当于催化剂,在这一过程中起着至关重要的作用。
1.化学是什么
科学家给出的定义是:化学就是一门在原子、分子水平上研究物质的组成、结构、性质、变化、制备和应用的自然科学。简单地说,化学就是一门研究物质的结构、组成、性质和变化规律的自然科学。
这门学科对我们认识和应用物质具有重要的作用。
世界是由物质组成的,化学的研究对象就是物质。化学通过对物质的分析探索,来改变社会及自然的结构形态。化学是一门年轻的富有生机且趣味性较强的自然学科,它与人类进步和社会发展的关系非常密切,它的成就是社会文明的重要标志。
化学是重要的基础科学之一,在与物理学、生物学、自然地理学、天文学等学科的相互渗透中,得到了快速的发展,同时也推动了其他学科和技术的发展。
例如,核酸化学的研究成果使今天的生物学从细胞水平提高到分子水平,建立了分子生物学;对地球、月球和其他星体的化学成分的分析,得出了元素存在的规律,发现了星际空间有简单化合物的存在,为天体演化和现代宇宙学提供了实验资源,还丰富了自然辩证法的内容。
化学也是一门以实验为基础的科学,在进行物质研究中,实验是必不可少的,只有通过科学家精细准确的实验证实后,才能得出相应的化学结构。
2.化学的历史
远古先民在与自然的抗争中,逐渐认识了火并学会了摩擦生火和钻木取火,从此人类就得到了用火的自由。
人类对火的利用标志着一次文明的飞跃,人类的生理、生活等方面得到很大的改善,同时为物质的化学变化提供了基础条件,燃烧本身就有新物质生成,属于化学变化范畴。
此后,陶器的发明与制作、玻璃的制作都是古人在长期的生产活动中,利用化学反应进行的实践活动。玻璃仪器及其器皿也是近代化学实验所必须的器材,是化学科学发展的有力工具。
同时,人们还在对自然的认识中,逐渐学会湿法冶铜和利用木炭不完全燃烧的产物一氧化碳的还原性进行冶炼金属。这些都大大推进了人类生产力的发展水平。
另外,古代的“点石成金”、“不老仙丹”和黑火药的发明也是通过化学实验实现的,这些都在客观上为化学学科的建立积累了相当丰富的经验,甚至总结出一些化学反应的规律。
当然,青铜制造和造纸术的发明,也可以说是古人合理运用化学变化进行发明创造的结晶。 从1650年到1775年,在欧洲,随着冶金工业的发展和实验室经验的积累,人们认为,可燃物能够燃烧是因为它含有燃素,燃烧的过程是可燃物中热量放出的过程,可燃物放出燃素后成为灰烬。
1723年,德国哈雷大学医学与药理学教授施塔尔出版了教科书《化学基础》。他继承并发展了他的老师贝歇尔有关燃烧现象的解释,形成了贯穿整个化学的完整、系统的理论。《化学基础》成为“燃素学说”的代表作。
1775年前后,化学作为一门年轻的自然科学开始蓬勃发展。拉瓦锡用定量化学实验阐述了燃烧的氧化学说,并且得出氧气在空气中的含量约为五分之一,开创了定量化学时期。这一时期建立了许多跨时代的化学基本定律,道尔顿提出了原子学说,把构成物质的最小微粒提升到原子。门捷列夫发明了化学元素周期表,把所发现的元素规律排列,便于日后的研究和发现,发展了有机结构理论。所有这一切,都为现代化学的发展奠定了坚实的基础。
在化学发展的历史上,英国的波义耳第一次给元素下了一个明确的定义。他认为:“元素是构成物质的基本,它可以与其他元素相结合,形成化合物。但是,如果把元素从化合物中分离出来以后,它便不能再被分解为任何比它更简单的东西了。”
波义耳是首先将化学确立为科学的人。P2-6
科技进步是人类文明发展的原动力。回眸人类文明的每一次重大进步无不与科技的重大突破紧密相连。三次科技革命,更是使人类文明发生了彻底改变。我们不得不赞叹科技,它犹如魔法师手中的魔杖,使人类插上了想象的翅膀,将人类从头到脚都武装起来。望远镜的发明让人类视觉得到了延伸,使“千里眼”不再是神话故事中的虚拟人物;电话是人类听觉的“顺风耳”,它让即使远隔重洋的亲人也能像就在面前一样述说家长里短;汽车、飞机等交通工具是人类脚步的延伸,日行千里、日行万里不再是人类遥不可及的梦想;计算机是人脑的延伸,当人的智慧得到延伸的时候,人的创造力被无限放大;互联网技术的深入发展更是推动了人类文明的巨大进步,改变了人类的生活方式……
科技的发展不但在物质上推动着人类文明的进步,同时在人类的意识形态上也彻底改变了人们对世界的认识,不断形成新的、更加科学的世界观。哥白尼提出的日心说推翻了长期以来居于宗教统治地位的地心说,地球不再是宇宙的中心。而这仅仅是人类世界观的一个变化,诸如此类的认识变化实在太多了。
今天我们在全社会倡导建设社会主义精神文明,社会主义精神文明建设的核心内容是科学的世界观、为人民服务的人生观及集体主义的价值观。科学的世界观是最为基本的出发点。如果没有正确的科学思想来指导行为,就难免会走弯路,所以科学知识的宣传和普及是精神文明建设的最根本的环节。
英国哲学家弗兰西斯·培根曾经说过:“知识的力量不仅取决于其本身的价值大小,更取决于它是否被传播以及被传播的深度和广度。”
我们说的科普是指采用读者比较容易理解、接受和参与的方式,普及自然科学和社会科学知识,传播科学思想,弘扬科学精神,倡导科学方法,推动科学技术的应用。这对于广大读者来说,可以了解一定的科学知识,有利于树立正确的世界观、人生观和价值观。对于科技工作者和文化工作者来说,在全社会开展科普知识教育是参与建设社会主义文化的重要渠道。
我们知道,中国是一个拥有5000多年悠久历史的文明古国,虽然曾经在科技上长时间走在世界的前列,取得了许多举世瞩目的科技成果,但是由于长期的封建思想统治,广大民众的科学意识比较单薄。所以在我国民众中开展广泛的科学技术普及教育具有特别重要的意义。
科普的形式是多种多样的,譬如建科技馆、自然博物馆,举办各种科技讲座等,但是相对来说,图书出版无疑是所有科普活动中最为重要和易于实施的途径。有关科普教育和科普读物出版发行工作,多年来得到中央和地方各级党和政府部门以及相关社会团体的广泛支持。2002年6月29日,《中华人民共和国科学技术普及法》正式颁布实施,标志着我国科普事业进入法制化的轨道。为持续开展群众性、社会性科普活动,中国科协决定从2005年起,将每年9月第三周的公休日定为全国科普日。2003年以来,为支持老少边穷地区文化事业发展,由文化部、财政部共同实施送书下乡工程。2009年2月,中国科协等单位五年内在全国城乡建千所科普图书室的活动举行了启动仪式。2003年以来,由民政部、中央文明办、文化部、新闻出版总署、国家广电总局、中国作家协会联合举办的“万家社区图书室援建和万家社区读书活动”,已经援建城乡社区图书室16.2万个,援建图书5600万册,其中三分之二以上为科普图书,约3.5亿城乡居民从中受益,对广大社区居民的科技普及起到了一定作用,提升广大社区居民的科技素质。
为了帮助广大读者特别是青少年读者系统、全面、准确、深入地学习和掌握有关自然科学方面的基础知识,用科学发展观引领他们爱科学、学科学、用科学的能力,中国社会出版社按照国家确定的学生科普知识标准,编辑出版了《探究式科普丛书》。
该套丛书是一套百科全书式的科普系列读物,共100本,分为物质科学、生命科学、地球物理科学、现代科技4个系列。与其他科普类图书相比,该套丛书最大的特点是其全面性,几乎囊括了自然科学领域的各个方面,通过阅读这套丛书,可以“上知天文下知地理”;其次这套丛书的丛书名也很有特色,“探究式科普丛书”从题目上就满足了广大读者对科学技术的兴趣,注重探究性,让读者带着问题去了解科学、学习科学,从而真正让阅读融入人们对世界的认识当中,让人们通过阅读树立科学的世界观。
党的十七届六中全会通过的《中共中央关于深化文化体制改革推动社会主义文化大发展大繁荣若干重大问题的决定》,为我们描绘了一幅社会主义文化建设的宏伟蓝图。我相信这套科普图书的出版必将在一定程度上满足广大读者对科普知识的全面需求,为读者树立科学的世界观打下一定的基础。
是为序。