第1章 孪生兄弟传

欧茨是美国有才华且多产的作家之一，她曾以“史密斯”为笔名，写过几部心理惊悚小说。这些小说描述一对孪生兄弟复杂、富裕、饱受恐吓威胁的生活，其间两人的境遇有许多相似与相异处。

欧茨在1987年出版的《孪生兄弟传》中带我们进入年轻女性玛克丝的世界，玛克丝与她的心理医师乔纳森·麦艾文相恋。故事的发端是：乔纳森有外表完全相同的孪生兄弟，名叫詹姆斯，这件事乔纳森始终对玛克丝保密。由于某种潜藏在暗处的邪恶力量，迫使这两个孪生兄弟分开。巧的是，詹姆斯也是心理医师，心神受困的玛克丝寻求詹姆斯的帮助，和詹姆斯展开了一段复杂的关系，这里转述了玛克丝对两兄弟的观察：

没错，他们头上的发旋方向相反，但是头发是一模一样的。更详细地说，头发的质感、粗细、弹性、杂有银灰条纹的程度和发色的浓淡都相同……他们两人的牙齿整体看来也十分相似，至于他们口中的蛀牙是否各据相反的一侧，玛克丝就不得而知了。从玛克丝浪漫的情人眼中看去，两兄弟都有一颗虎牙，反倒使他们多了几分俏皮伶俐的气质，就像神刀麦克。

不过，当乔纳森抽烟时，他会把香烟夹在右手，并把烟呼出，同时习惯扭曲右半脸。詹姆斯则把香烟夹在左手，喷出浓密的烟雾，并习惯扭曲左半脸。另外，乔纳森似乎只在不快活时才抽烟，詹姆斯则从未明显不高兴过，他总是在心情愉悦时抽烟。玛克丝初认识詹姆斯时，他和乔纳森都抽同一品牌的烟，现在，詹姆斯尝试其他较不强劲且不易满足烟瘾的烟，他正努力戒烟。

两兄弟都用同一厂牌的刮胡刀、除臭剂、阿司匹林、牙膏，虽说詹姆斯会随心所欲地从任意一处挤牙膏，乔纳森却总是从管子的末端挤牙膏，而且还整齐地把它卷起来。

这一对孪生兄弟时而相同，时而相反的生活习惯，究竟和化学有什么相干呢？

化学是一门耀眼的科学，它从分子的角度来了解自然与非自然的事物且恣意地以各种方式改变我们生存的世界。化学触及我们生活的每个层面，譬如，詹姆斯和乔纳森使用的刮胡刀、除臭剂、阿司匹林和牙膏，又如现在我们身上衣服常用的颜色，在古时候只有权贵才能取得。要是我们以目前的穿着方式生活在古代，那真不知要死几回图１。１是儿童罹患各种肿瘤的存活率，横轴为年份，纵轴为存活率，从图中我们发现，直到引进化学疗法，患病儿童的存活率才显著提升。

通过分子结构及分子反应的研究，我们得知了无法以肉眼观测的物质内在，比如原子在天然蚕丝和人工尼龙中的多样连结方式。再如，我们洗涤苹果和其他蔬果很少是由于它们表面的尘土，而是担心施加在苹果上的化学残留物。  真实世界里充满复杂之美，而且所有存在其中的事物（例如性格和艺术）都不能全然以善恶作简单的二分，化学也正是如此罗马天门神杰纳斯（Ｊａｎｕｓ）的肖像（图１。３）正是外界对化学两极看法的恰当隐喻。

化学之所以看来暧昧不明，不仅是因为它呈现出的矛盾，还有更多其他理由。化学介于物理学和生物学的领域之间，它无关无限小或无限大的事物，并且只与生命间接相关，所以就如同处于灰色地带的事物一般，人们经常视它为乏味的。但是，双重的惊喜却等待着肯细看分子景致的人，因为那儿是丰富且令人激奋的世界——这世界存在于化学内部，以及被认为冷漠而实际上却充满热情的分子研究人员的情感中。在本书中，我将探索化学的基本张力，也就是探求推动、分裂和改造分子世界的两极观点。

你可能会问，孪生兄弟究竟与这何干？那可是息息相关呢在玛克丝对那对孪生兄弟的描述中，隐藏的问题是：“你们是谁？”“你们不同吗？”“你们相同吗？”玛克丝的不安来自于对这对兄弟的识别、身份以及相同与相异等的疑问。

同样的问题，也引发化学家与顽强的物质之间的对话，他们也要问：“你们是什么？”“你们不同吗？”“你们相同吗？”问题中的陌生对象正是拟态分子的概念。而这些在免疫学和药物设计上具有引导作用的隐喻，拓展了分子身分的概念。我们发现这些问题是极为有力的隐喻，它们触及了对于物质的区分、个别化以及对物质本身的深度关怀。

P3-7

化学之美在于它的丰富与复杂，并且充满了未知的变量。人们有机会驾驭它，而不只是充当大自然杰作的旁观者。

——罗德．霍夫曼

霍夫曼始终不放弃为化学门外汉讲述化学之美……《大师说化学》兼顾艺术与科学，轻松的写作风格，简明的解释与巧妙的例证，是连讨厌化学的人也能爱上的入门好书。

——《纽约时报书评》

全书五十一篇短文，篇篇都是诗……整本书就像一张大纲，每一个纲点都是由化学和人类经验交汇而成……把化学描绘成文化和历史的一部分。

——《宇宙波澜》作者戴森

在霍夫曼的笔下，化学是深刻且具有说服力的。

——《大自然的数学游戏》作者史都华

霍夫曼是最博学、最具人文素养的生活化学家之一，也是最擅长写作的炼金术士。在本书中，他把许多习见而难明的事例，转炼成寻常易懂的见解，技巧真是高明。

——卡尔．杰拉西著名化学家，口服避孕药发明者，科幻小说家

导读一 化学之美/储三阳

导读二 听诺贝尔奖大师阐述化学世界中的阴与阳/郑原忠

作者序 同中有异/霍夫曼

第一部 验明正身

 第1章 孪生兄弟传

 第2章 你是谁？

 第3章 豉虫

 第4章 对抗化约主义

 第5章 鱼、小虫和分子

 第6章 把他们分辨出来

 第7章 异构现象

 第8章 有两个完全相同的分子吗？

 第9章 在黑暗中握手

 第10章 分子伪装

第二部 化学的表达方式

 第11章 化学论文

 第12章 文体的起源

 第13章 表象之下

 第14章 化学的记号学

 第15章 那分子看来像什么

 第16章 象征与实际

 第17章 斗争

 第18章 本我呈现

第三部 制造分子

 第19章 创造与发现

 第20章 赞颂合成

 第21章 立方烷的制造艺术

 第22章 阿冈尼波喷泉

当你陪伴年迈孱弱、正在发烧的父亲去看医生时，你需要些什么？关心是必然的，但还需要实验室的血液化验，或对可能引起肺炎的病菌进行培养试验。如果有必要，还要使用药物或抗生素，以去除你父亲体内的致病细菌。

当镇上决定在我家隔壁设置大型垃圾焚化炉，来收纳附近都市的垃圾和工业废弃物时，我大声反对的理由是什么？是因为这样会造成交通拥塞、产生臭味，某些离子与分子还可能污染我家使用的井水，也会污染空气。

你希望从医生那儿得到的药品，以及我忧虑会进入水与空气的物质，都是化学物质。你我也都是化学物质构成的，只不过有简单与复杂的差别而已。当然，你需要的不仅是从医生那里获得化学药物的处方——你还需要关心和同情。而我要的，也不仅是从焚化炉主管单位那儿得到的安全保证，以及对化学物质排放的持续监测——我要的是公平的、对环境冲击的充分考量，以及焚化以外的其他变通方法。其实在现实的物质世界里，我们每个人都要与化学物质共处，并且和它们发生作用。

这些令我们既爱又怕的化学物质(这些东西纯化后，化学家会称它们为化合物或分子)，形体并不是最大的(那属于天文学领域)，也不是最小的(那属于粒子物理学)，它们的大小恰好位于中央——处于我们人类的尺度。这就是为什么我们会在乎化学物质的理由。化学物质不是遥不可及、仅存在想象中的东西，而是真实存在于这个世界的。这些污染物或药物能以适当的大小，与我们体内的分子产生有弊或有利的交互作用。

具有普通常识的人，会用有害和有益这两种矛盾的情感来看待化学物质；这并不表示他们缺乏理性，反倒是符合人性。因为，“危险性质”和“利用价值”恰好是这二元性的两个极端。在我们所处的世界里，我们的奇妙心理常常会潜意识地、理性或非理性地以两极价值来评断外界。只有当一个人对外界没有感觉，才不再提出“它能帮助我吗？”“它会伤害我吗？”这类二元性问题。提出这类问题赋予了遭质疑的对象(也就是问题中的“它”)生命，而“它”是与你相互关联的。这个对象的不确定性(或许有害或许无害，或两者兼具)，使它变得十分有趣。“兴趣”(intcrcst)一词源自“在……之间”(inter)和“本质”(esse)，也就是处于事物的多元本质之间。因此，人们对问题的质疑和求解的努力，会促使物质和心灵世界连接在一起。走进化学家的世界

有害或有利，有害且有利，这只是使化学有趣的多种两极性质之一。在这本书里我也会对其他有趣的性质加以探讨。首先是“分子的身份”(idcntity)，这是本书的重点，也应是最重要的一项。接着我还会探讨其他的二元性，如静态与动态、创造与发现、自然与非自然以及显示与隐藏。  化学事实，例如一个分子或一个反应，都在由这些二元性定义的多维真实空间或心智空间中，以某种方式维持平衡。我们会问：它是新分子或是先前曾做出的分子？它对谁是安全的或对谁有害？它是像表面上看起来的静止模样，还是实际上正以音速移动？它原本就存在于自然界，还是在实验室中制造的？一个问题接着另一个，问题会构成张力，尤其当解答为“均否”或“均是”的时候。张力能为我们的生活带来变化，是促成变化的驱策力。如果说有什么是化学的中心要义，那就是变化。

这本书的第二项目标是要告诉你，化学家真正在做些什么。我可不是故意为化学做宣传，而是要打开一扇窗，方便你进入化学家的世界。这样你也许就能了解，与我们人人都具有的心灵动力相关联的这些二元性，如何进入化学工作者的世界。想要了解化学，就得给自己无所畏惧的机会，或许还要对它产生兴趣。化学世界并不难穿透，经由个案研究的方式，我要向你展示如何利用智慧和方法，回答任何人都可能提出的简单问题：“我要怎么做？”“我得到的是什么？”“那实际上是如何发生的？”“如果我必须向他人描述，应该如何叙述？”，以及“它有价值吗？”等问题。

回答这些用普通语言提出的简单问题，会使人很自然地去深思隐藏在问题下的二元性。因此要回答“我得到的是什么？”，会变成回答“这种白色粉末，与先前别人做出的其他一百万种白色粉末(是的，这世界至少有一百万种白色粉末)，相同或不相同？”。我会试着用实例来说明，化学家如何处理这些问题。联系物质与感情世界

因为我强调的两极性，联系了物质与人性，因此无可避免地要提到那好奇心无所不在、能大胆创造而又心存畏惧的人类。并且，我在书中讨论了一段有关沙利窦迈(Thalidomide)的插曲，这是关于社会制度与人为疏失的故事。我还要讲述伟大的德国化学家哈伯(Fritz Harber)那复杂、充满创造力又悲惨的一生。我也要对科学家的社会责任发表个人主张；同样的，也要对化学家该如何对环境事务负责，提出我个人的意见。我的目标是尽量去寻找兼顾两个极端的中间地带。

化学家并不比其他人更深思熟虑。但是化学家面对的问题，所凭借的化学专业，促使他们考虑问题的二元性以及相关的张力。或者说，二元性本身已经烙印在化学家的潜意识中。

我认为，强调分子本身和它形成过程的二元性，对促进化学家与非化学家之间的沟通，十分重要。所以，要回答“我得到的是什么？”这个问题，并推论我的物质与其他物质的异与同，是可能的。但是，为什么这样的问题会是有趣的？那是因为它牵涉的物质种类辨识问题，与我们辨识身份的问题很类似——孩提时，在形成亲密情谊与分离的复杂过程中，身份辨识的问题就已经深深影响我们。自然界的运作，其实与我们内在的感情世界相互连接。

身份的虚实、人的出身、善与恶、分享和私有、复活、危险和安全，以及障碍的克服，是心灵世界或想象世界在建构中，与分子世界相连的部分。这些感情上的焦点，会有意识或无意识地影响专注于分子世界的化学家——他们那美妙、如同在玩游戏的心理。了解这一点，有助于了解究竟是什么在推动化学家。我认为，通过两极性来表达物质与心灵世界的关联，能使我们明白，为什么人们会对化学物质又爱又恨。

《大师说化学(理解世界必修的化学课)》是罗德·霍夫曼畅销多年的一本经典科普读物。霍夫曼不仅是有机化学与无机化学两大领域的科学家，诺贝尔化学奖得主，还是一位优异的散文家和充满人文关怀的诗人。在霍夫曼笔下，化学是人类认识自己与身边社会、世界的基础之学，他深厚的化学根基使他能条分缕析地解释出分子最精密的结构与属性；他作为科学家的责任感与诗人的人文情怀，又使他对与化学相关的社会历史事件的批判可信且有力；他简洁节制、用词精准有趣的文风，一扫科学著作板着面孔长篇大论的冗沉，使整本书融知识性、可读性与思考性于一体。

认识化学，就从这本书开始；认识科学与人文的紧密关系，也从这本书开始；认识兼具诗人气质、充满人格魅力的自然科学大师，更要从这本书开始！

化学与化学家究竟是天使还是魔鬼？

一提到化学，“会爆炸的”、“有毒的”和“具污染性”之类的负面形容词几乎会立刻浮现在人们的脑海中，现代人虽享用化学的好处，却打心底厌恶化学。然而生活在现代科技社会，不论愿不愿意，我们终究要面对化学。如果我们仅从化学对人类世界有利还是有弊两方面来评判化学，那化学将永远令我们闻之色变；而实际上化学世界的奇妙与广阔，令每一个化学家为之心驰神往。

在这本充满人道主义色彩的通俗化学书中，诺贝尔奖得主、诗人罗德·霍夫曼对化学的阐释，就如同霍金对宇宙学的阐释一般平易可亲、深刻丰富。在霍夫曼笔下，化学不再只是枯燥的公式，而是与生活和世界息息相关的一门基础学问。

罗德·霍夫曼作为化学科学家表现出来的优异与两面性，或许才是化学世界真实的面貌。

《大师说化学(理解世界必修的化学课)》由罗德·霍夫曼著。