孫亞飛 中國科學(xué)院自然科學(xué)史研究所特別研究助理

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大家好，我是孫亞飛，今天我非常榮幸和大家分享化學(xué)是怎樣改變了人類的生活。

汽油是人類日常生活中常用的燃料，其主要成分是烴類化合物，由碳和氫兩種元素構(gòu)成。烴類化合物燃燒時會產(chǎn)生二氧化碳和水，對地球的污染相對較小。然而，汽油是從石油中提煉出來的，石油中含有硫、氮、磷等其他元素。這些元素在提煉過程中會殘留一些硫化合物，燃燒時會產(chǎn)生二氧化硫等有害氣體。

隨著精餾技術(shù)的發(fā)展，我們可以更好地純化烴類化合物，但仍存在污染問題，主要是二氧化碳的近親一氧化碳。一氧化碳是一種劇毒氣體，對大多數(shù)動物有毒害作用。早期的汽車由于汽油燃燒不充分，會產(chǎn)生大量的一氧化碳和碳黑，對環(huán)境和人體健康造成威脅。

為了解決這個問題，科學(xué)家們嘗試了各種方法，如添加乙醇以幫助汽油更充分地燃燒。然而，這種方法存在一些問題，例如乙醇中的水分會腐蝕汽車管道。后來，科學(xué)家米吉利發(fā)現(xiàn)了一種名為四乙基鉛的物質(zhì)，可以作為抗爆劑加入汽油中，使汽油燃燒更充分，減少一氧化碳的產(chǎn)生。然而，四乙基鉛是有毒的，長期使用會導(dǎo)致空氣中的鉛含量過高，對人體健康產(chǎn)生影響。

因此，在上世紀(jì)80年代，人們開始使用無鉛汽油，并逐漸在全球范圍內(nèi)限制含鉛汽油的使用。盡管如此，空氣中的鉛含量仍然較高，這是一個需要解決的問題。目前，科學(xué)家們正在研究其他替代方案，如甲基叔丁基醚（MTBE）等含氧醚類物質(zhì)，以提高汽油的燃燒效率并減少污染。

總的來說，化學(xué)在改善汽油性能和減少污染方面發(fā)揮了重要作用，但也帶來了一些環(huán)境和健康問題。未來，我們需要繼續(xù)探索更加環(huán)保和安全的能源解決方案。

化學(xué)作為一門獨立的學(xué)科是在近現(xiàn)代才真正奠定下來的。目前公認(rèn)的世界第一位化學(xué)家是17世紀(jì)的波義耳，他與牛頓同屬一個時代，并在英國皇家學(xué)院擔(dān)任過牛頓的前任會長。然而，在那之后，化學(xué)并沒有立即成為一門真正的學(xué)科。直到法國化學(xué)家拉瓦錫在18世紀(jì)末解決了許多化學(xué)問題后，化學(xué)才在19世紀(jì)初被確立為一門科學(xué)。

現(xiàn)代化學(xué)的許多基礎(chǔ)，如元素定義和定量實驗操作方法，是在18世紀(jì)末由法國化學(xué)家拉瓦錫確定下來的。同時，我們現(xiàn)在使用的公制度量衡系統(tǒng)，包括米和千克等單位，也是在那個時期建立起來的。這就是世界度量衡中心位于巴黎的原因。這些是我們對近現(xiàn)代化學(xué)的基本認(rèn)識。

此外，古代并非沒有化學(xué)，只是當(dāng)時人們并未意識到這是一門可以成為學(xué)科的領(lǐng)域。中古時期，阿拉伯地區(qū)和歐洲流行的煉金術(shù)被認(rèn)為是化學(xué)的前身。在中國，我們有煉丹術(shù)，并且其歷史非常悠久，可以追溯到春秋戰(zhàn)國時期。然而，煉丹術(shù)真正成氣候是在秦始皇時期，他統(tǒng)一中國后開始追求長生不老，開創(chuàng)了用丹藥養(yǎng)生的先河。秦始皇在位30多年間，據(jù)說服用了許多含汞的丹藥，這些丹藥可能是當(dāng)時的方術(shù)士為他制作的。

在古代，煉丹術(shù)并沒有系統(tǒng)的理論基礎(chǔ)，而且主要是為皇宮服務(wù)。到了東晉時期，煉丹術(shù)開始有了一些理論上的建樹，其中葛洪是重要的人物之一。他著有《抱樸子》一書，分為內(nèi)篇和外篇。內(nèi)篇主要講述丹藥的制作和使用，外篇則涉及政治思想。此外，他還有一本書叫《肘后備急方》，記錄了一個治療瘧疾的方子，即取青蒿擠成汁來服用。雖然學(xué)術(shù)上對當(dāng)時使用的青蒿種類存在爭議，但這個藥方在民間一直流傳著。直到1969年，在江蘇省高郵地區(qū)還有人沿用這個方法來治療瘧疾。

盡管古代對于青蒿的稱呼可能存在差異，但經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)它確實具有治療瘧疾的作用。由于當(dāng)時許多藥物已導(dǎo)致瘧原蟲產(chǎn)生抗藥性，屠呦呦等科學(xué)家利用現(xiàn)代化學(xué)萃取技術(shù)從青蒿中提取出了青蒿素，并進(jìn)一步制成了成藥蒿甲醚，成功治療了瘧疾。這一成果在全世界產(chǎn)生了重大影響，特別是在非洲地區(qū)，有效地控制了瘧疾的傳播。因此，諾貝爾獎委員會將生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎授予中國科學(xué)家屠呦呦。這表明，盡管古代沒有現(xiàn)代化學(xué)的概念，但我們?nèi)匀豢梢詮墓糯R中汲取有用的信息并加以應(yīng)用，以改變我們的生活。