基本介紹
- 書名：化學的智慧
- 出版社：湖北教育出版社
- 頁數：151頁
- 開本：32
- 品牌：湖北教育出版社
- 作者：何銳
- 出版日期：2009年1月1日
- 語種：簡體中文
- ISBN：9787535152091, 7535152090
基本介紹,內容簡介,作者簡介,圖書目錄,文摘,後記,序言,
基本介紹
內容簡介
《化學的智慧》由湖北教育出版社出版。
作者簡介
何銳，在讀博士，自幼對有關化學的一切事物相當感興趣。由於在化學領域裡有其獨到的見解，從事科學研究以來，已在國內外權威期刊中發表過數篇論文。作者希望通過本書，為讀者展現出通往化學世界深處的幾扇小門。
圖書目錄
第一章 化學的發展
邃古之初——約30億年前
火，火，火！——約800萬年前
賢哲的時代——公元l7世紀
新舊時代的交替——17—18世紀
近代化學之父拉瓦錫——18世紀
被埋沒的天才——卡諾（1796-1832）
活力消失，有機常在——有機化學的誕生
一日的奇蹟——元素周期表
生命的變化——生物化學
牆裡開花牆外香——吉布斯
終極理論——量子化學
第二章 我們身邊的化學
誰來養活世界？
“面”的學問——表面化學
長大的嬰兒——電化學
血不一定是紅的
救命的化學
橡膠的發現之路
鍊石成金
舉目可見的“稀有氣體”
奇妙的水
現代建築的基礎——水泥
鐳的母親
流動的晶體
第三章 化學軼事
萬物的磚塊
帶在身上的空調
差之毫厘，失之千里
導電的塑膠
無上榮光
消失的鑽石
超級抽水機
小分子大用處
生命的螺旋
夢蛇
浪子回頭
歐陽鋒與瘋牛病
化學魔術
附錄：輕鬆學好化學
結語：明天的化學
邃古之初——約30億年前
火，火，火！——約800萬年前
賢哲的時代——公元l7世紀
新舊時代的交替——17—18世紀
近代化學之父拉瓦錫——18世紀
被埋沒的天才——卡諾（1796-1832）
活力消失，有機常在——有機化學的誕生
一日的奇蹟——元素周期表
生命的變化——生物化學
牆裡開花牆外香——吉布斯
終極理論——量子化學
第二章 我們身邊的化學
誰來養活世界？
“面”的學問——表面化學
長大的嬰兒——電化學
血不一定是紅的
救命的化學
橡膠的發現之路
鍊石成金
舉目可見的“稀有氣體”
奇妙的水
現代建築的基礎——水泥
鐳的母親
流動的晶體
第三章 化學軼事
萬物的磚塊
帶在身上的空調
差之毫厘，失之千里
導電的塑膠
無上榮光
消失的鑽石
超級抽水機
小分子大用處
生命的螺旋
夢蛇
浪子回頭
歐陽鋒與瘋牛病
化學魔術
附錄：輕鬆學好化學
結語：明天的化學
文摘
第一章 化學的發展
邃古之初——約30億年前
自從人類文明誕生，生命的起源就是人們不停探尋的一個主題。多姿多彩而千變萬化的各種生命形式，是如何出現在這個世界上的？
在科學誕生之前，這個問題的答案在世界各地一般都是一致的：世界之初，神創造了生命。古人的智慧完全不能理解生命誕生的奧妙，只能將之歸於神跡。但這當中也不是沒有例外。也有人以為，生命的發生乃是自然而然的事情，“道”或者“因緣”創造了無生命的世界，也創造了生命。無論如何，人們都認為，生物就是和世界同生的。
自1859年達爾文（Charles Robert Darwin，1809——1882）發表《物種起源》以來，經過了幾百年的發展，現代生物學已經知道，現存的生物是經過幾十億年的自然選擇，從一些簡單的原始生物進化而來。但是，幾十億年前的這些原始生命又是從何而來？在這裡生物學無能為力，我們不得不求助於化學。
化學家們經過多年的探索，為我們勾勒出了一幅大致的藍圖。一百多億年前，一些宇宙中的恆星陸陸續續化為璀璨的超新星（處於衰老期的恆星）。它們用生命的代價為宇宙間添加了多種元素，令化學登上了歷史的舞台。一晃眼幾十億年過去了；在星雲中，新的恆星——太陽誕生了。隨之一起誕生的還有太陽系的其他成員：行星、彗星等等；這當中也包括地球。而地球剛形成的時候，幾乎完全是熾熱的。直到幾千萬年之後，地球才有了一個冷硬的地殼。
這之後大約10億年左右，第一批原始的有機生命通過化學進化誕生了。
著名的米勒實驗證明，在原始地球的環境下，有機分子會通過化學反應從無機物中生成。宇宙學家的觀測證明，宇宙星雲的輻射環境中也能生成簡單的有機分子。問題是，最初的生命必定沒有那個著名的雙螺旋結構（染色體）來承載遺傳信息；沒有完善的蛋白就沒有系統來選擇性地合成；它們甚至沒有一個能夠抵禦外界惡劣環境侵害的外殼。那么它們是如何生存下來的？它們又是怎樣進化成現在這些生物的祖先的？對這個問題，目前還沒有一個很好的答案。但是可以肯定的是，生物早期的進化過程必然完全是化學進化。
化學對晶體結構、大分子的自組織、小分子的相互作用等等方面的研究都為化學進化給出了一些線索，也出現了一些假說。其中比較合理的大概有三種假說。
一種是美國學者S·W·福克斯（S.W.Francis）等提出的胺基酸縮合假說。他們認為原始海洋中的胺基酸可能被衝到火山附近的熱地區，經過蒸發、乾燥和縮合等過程而生成類蛋白；類蛋白若被沖回到海洋，就可能進一步發生其他反應，直到原始生命產生。另外一種是日本學者赤崛四郎提出的“聚甘氨酸理論”。他認為在原始大氣中產生的甲醛，能與氨氣和氫氰酸等化合物發生反應，形成的氨基乙醯先聚合再水解，生成聚甘氨酸，最後經過與醛類、烴類等發生作用生成不同的側基，而不經過胺基酸步驟直接生成各種蛋白質。
這兩種學說都有一定的道理，但也都存在一些不能解釋的問題。而筆者個人最喜歡的，則是英國學者凱恩斯一史密斯（A.G.Cairns—Smith），曾在以色列的A·卡特恰爾斯基（A.Katchalsky）、英國學者J·D·貝爾納（J.D.Bemal）的理論基礎上提出的黏土假說，認為導致生命出現的化學演變是在黏土中進行的。20世紀80年代美國國家航空航天局（NASA）的科學家們發現，某些黏土有貯存和運送能量的功能。這一發現支持了這一觀點。他們在著作《生命起源的七條線索》中對此理論進行了相當精彩的闡釋，這裡就不贅述了。
但黏土假說也和其他學說一樣，並不能解釋在生物進化之前化學進化的全過程，也沒有足夠強有力的證據。因此，化學進化仍然尚未有人能獲得決定性的突破。假如有人解決了這個問題，相信諾貝爾獎必然是囊中之物了。
無論如何，化學進化開始之後很多年，生物進化開始了。經過大約30億年的演化，在東非大裂谷，一種史前人猿開始從森林走向草原。化學和人類的關係此時也掀開了新的一頁。
火，火，火！——約800萬年前
要說什麼化學現象給人類的印象最深刻、對人類最為重要，那么答案是毫無疑問的——火。
從化學上說，火是物質燃燒過程中產生的發熱、發光的現象。火焰則是高溫下被電離的氣體形成的等離子態物質的聚集。不過，古代人類可不是這么看火的。
火在人類很多民族的古代神話傳說中有著重要地位。在古希臘，人們認為是創造人類的神祗普羅米修斯從天上為人類盜取火種，使人類擺脫黑暗；在中國，有上古聖賢燧人氏鑽木取火的傳說；而古代印度和波斯人把火神奉為掌握世間一切的神明來敬拜……種種傳說都在顯示著，人類早已認識到火對於自身的重要意義。
火和人類的緣分，可以追溯到大約一百幾十萬年以前的東非大裂谷。那裡是人類最初的家園之一。
有一天，一隻遠古人猿偶然吃到了被火焰燒熟的食物。不知道為什麼，它覺得這食物比之前食用的生食可口得多。也許不久之後它又吃到了一次，但是並不是每天都有天火給它做好燒烤。終於，對美味的渴求戰勝了動物本能對火焰的恐懼。它主動把食物放到火焰中加熱了！
人類祖先從此邁出了利用化學的第一步。
食用熟食對於人類的誕生意義重大。
第一，自然界當中很多食物都是對食用者有毒有害的。比如，很多人愛吃的杏仁中就含有氰化物（有毒物質）；海鮮當中常常有多種細菌和寄生蟲等等。但是生物毒素在被火焰高溫加熱之後通常都會發生化學反應而分解，致病微生物也由於蛋白質分子不能承受高溫而死亡。於是，通過加熱，人類大大擴展了自己的食譜。從此人類比任何一種動物擁有更加豐富的食物來源。第二，火焰提供的熱量使得人類擁有了本身的生理構造所不具有的禦寒能力。遠古人類從此得以走出熱帶草原，踏足廣闊的世界，接觸到各種各樣的自然環境。第三，熟食易於消化，為人類提供了比以前更豐富的營養。這意味著可能發展出更大的腦容量，為智力的發展準備好了舞台。第四，除了人類，其他動物都本能地對火焰抱有相當程度的恐懼。這使得人類可以利用火焰抵禦猛獸，從而人類成為了第一種沒有天敵的動物。被捕食的壓力減輕之後，體力的劣勢在進化中不再是不可彌補的缺憾，形成以體力下降為代價，換來智力上升的可能。
儘管遠古人類並沒有意識到，但是，化學從這個時候開始，已悄悄走進了人類的生活。
自從人類開始利用火之後，對化學的利用隨著人類文明的發展日益增多。陶器、青銅器、鐵器……人們開始意識到，世上有這么一種“變化”的過程，可以改變物質的屬性。而火則是促成這些變化的一個有力手段。很自然地，有人就想到，是否可以利用火焰來隨心所欲地製造自己想要的東西？最早的化學研究者，也就伴隨著這種想法的出現而在人類歷史上留下了化學最初的印跡。
賢哲的時代——公元17世紀
這是強大力量中的最強者，它能超越所有精妙之物，也能滲透所有堅固之體。宇宙就這樣被創造出來。按照這一過程，從這獨有之物中可誕生眾多非凡變化。
——《翠玉錄》
夫金丹之為物，燒之愈久，變化愈妙。黃金入火，百鍊不消，埋之，畢天不朽。服此二物，煉人身體，故能令人不老不死。
——《抱朴子》
從公元前11世紀開始的幾百年問，三個文明古國：希臘、印度、中國在互相之間幾乎沒有聯繫的情況下，不約而同地進入了一個“黃金時代”。為什麼會這樣？在歷史學和社會學上至今仍然是一個難解的謎團。在這個時代，作為自然科學之基礎的哲學和數學開始了飛速發展；其他學科也開始萌芽。
這些學科當中，也包括化學。中國出現了五行學說、陰陽學說；希臘出現了四元素說、原子論、本原論；印度出現了四大學說（地水火風）等等。
在黃金時代過去之後，有一些研究者不滿足於理論上的描述，進而動手實踐這些關於自然變化的理論。他們從其他的學者中被人們區別開來，有著單獨稱呼。他們在西方被叫做“鍊金術士”，而在東方則被叫做“丹士”、“方士”、“練氣士”、“術士”。
無論被叫做什麼，這些早期的化學研究者被區別開來是有道理的。因為和其他學科研究者大不相同的是，他們希望創造出自然界中原本沒有的新物質。
這種物質在西方被稱為“Mage Stone”，賢者之石。近年來最暢銷的小說之一《哈利·波特與魔法石》第一部裡面出現的“魔法石”就屬於賢者之石。據說這種石頭如果使用得當，有兩大功效：第一，它可以把接觸到它的石頭、金屬等等變成黃金；第二，它可以讓人類長生不老。這裡又出現了一個有趣的巧合：在東方，方士們夢寐以求的神奇物質被叫做“金丹”。如果服用得法，服用者將從此超脫生死。同時，煉丹也可以將礦物和金屬轉化為黃金——或者白銀。大概因為中國本土缺乏銀礦，造成古代白銀的地位較西方為高，所以會多出來白銀這么一項。發財和長生不老，人類的兩大貪慾，真是地無分東西，人不別古今了。但這個一點也不高尚的動機驅動下的活動，其結果卻是全人類從中受益——自私之根上奇妙地結出了公益之果。
邃古之初——約30億年前
自從人類文明誕生，生命的起源就是人們不停探尋的一個主題。多姿多彩而千變萬化的各種生命形式，是如何出現在這個世界上的？
在科學誕生之前，這個問題的答案在世界各地一般都是一致的：世界之初，神創造了生命。古人的智慧完全不能理解生命誕生的奧妙，只能將之歸於神跡。但這當中也不是沒有例外。也有人以為，生命的發生乃是自然而然的事情，“道”或者“因緣”創造了無生命的世界，也創造了生命。無論如何，人們都認為，生物就是和世界同生的。
自1859年達爾文（Charles Robert Darwin，1809——1882）發表《物種起源》以來，經過了幾百年的發展，現代生物學已經知道，現存的生物是經過幾十億年的自然選擇，從一些簡單的原始生物進化而來。但是，幾十億年前的這些原始生命又是從何而來？在這裡生物學無能為力，我們不得不求助於化學。
化學家們經過多年的探索，為我們勾勒出了一幅大致的藍圖。一百多億年前，一些宇宙中的恆星陸陸續續化為璀璨的超新星（處於衰老期的恆星）。它們用生命的代價為宇宙間添加了多種元素，令化學登上了歷史的舞台。一晃眼幾十億年過去了；在星雲中，新的恆星——太陽誕生了。隨之一起誕生的還有太陽系的其他成員：行星、彗星等等；這當中也包括地球。而地球剛形成的時候，幾乎完全是熾熱的。直到幾千萬年之後，地球才有了一個冷硬的地殼。
這之後大約10億年左右，第一批原始的有機生命通過化學進化誕生了。
著名的米勒實驗證明，在原始地球的環境下，有機分子會通過化學反應從無機物中生成。宇宙學家的觀測證明，宇宙星雲的輻射環境中也能生成簡單的有機分子。問題是，最初的生命必定沒有那個著名的雙螺旋結構（染色體）來承載遺傳信息；沒有完善的蛋白就沒有系統來選擇性地合成；它們甚至沒有一個能夠抵禦外界惡劣環境侵害的外殼。那么它們是如何生存下來的？它們又是怎樣進化成現在這些生物的祖先的？對這個問題，目前還沒有一個很好的答案。但是可以肯定的是，生物早期的進化過程必然完全是化學進化。
化學對晶體結構、大分子的自組織、小分子的相互作用等等方面的研究都為化學進化給出了一些線索，也出現了一些假說。其中比較合理的大概有三種假說。
一種是美國學者S·W·福克斯（S.W.Francis）等提出的胺基酸縮合假說。他們認為原始海洋中的胺基酸可能被衝到火山附近的熱地區，經過蒸發、乾燥和縮合等過程而生成類蛋白；類蛋白若被沖回到海洋，就可能進一步發生其他反應，直到原始生命產生。另外一種是日本學者赤崛四郎提出的“聚甘氨酸理論”。他認為在原始大氣中產生的甲醛，能與氨氣和氫氰酸等化合物發生反應，形成的氨基乙醯先聚合再水解，生成聚甘氨酸，最後經過與醛類、烴類等發生作用生成不同的側基，而不經過胺基酸步驟直接生成各種蛋白質。
這兩種學說都有一定的道理，但也都存在一些不能解釋的問題。而筆者個人最喜歡的，則是英國學者凱恩斯一史密斯（A.G.Cairns—Smith），曾在以色列的A·卡特恰爾斯基（A.Katchalsky）、英國學者J·D·貝爾納（J.D.Bemal）的理論基礎上提出的黏土假說，認為導致生命出現的化學演變是在黏土中進行的。20世紀80年代美國國家航空航天局（NASA）的科學家們發現，某些黏土有貯存和運送能量的功能。這一發現支持了這一觀點。他們在著作《生命起源的七條線索》中對此理論進行了相當精彩的闡釋，這裡就不贅述了。
但黏土假說也和其他學說一樣，並不能解釋在生物進化之前化學進化的全過程，也沒有足夠強有力的證據。因此，化學進化仍然尚未有人能獲得決定性的突破。假如有人解決了這個問題，相信諾貝爾獎必然是囊中之物了。
無論如何，化學進化開始之後很多年，生物進化開始了。經過大約30億年的演化，在東非大裂谷，一種史前人猿開始從森林走向草原。化學和人類的關係此時也掀開了新的一頁。
火，火，火！——約800萬年前
要說什麼化學現象給人類的印象最深刻、對人類最為重要，那么答案是毫無疑問的——火。
從化學上說，火是物質燃燒過程中產生的發熱、發光的現象。火焰則是高溫下被電離的氣體形成的等離子態物質的聚集。不過，古代人類可不是這么看火的。
火在人類很多民族的古代神話傳說中有著重要地位。在古希臘，人們認為是創造人類的神祗普羅米修斯從天上為人類盜取火種，使人類擺脫黑暗；在中國，有上古聖賢燧人氏鑽木取火的傳說；而古代印度和波斯人把火神奉為掌握世間一切的神明來敬拜……種種傳說都在顯示著，人類早已認識到火對於自身的重要意義。
火和人類的緣分，可以追溯到大約一百幾十萬年以前的東非大裂谷。那裡是人類最初的家園之一。
有一天，一隻遠古人猿偶然吃到了被火焰燒熟的食物。不知道為什麼，它覺得這食物比之前食用的生食可口得多。也許不久之後它又吃到了一次，但是並不是每天都有天火給它做好燒烤。終於，對美味的渴求戰勝了動物本能對火焰的恐懼。它主動把食物放到火焰中加熱了！
人類祖先從此邁出了利用化學的第一步。
食用熟食對於人類的誕生意義重大。
第一，自然界當中很多食物都是對食用者有毒有害的。比如，很多人愛吃的杏仁中就含有氰化物（有毒物質）；海鮮當中常常有多種細菌和寄生蟲等等。但是生物毒素在被火焰高溫加熱之後通常都會發生化學反應而分解，致病微生物也由於蛋白質分子不能承受高溫而死亡。於是，通過加熱，人類大大擴展了自己的食譜。從此人類比任何一種動物擁有更加豐富的食物來源。第二，火焰提供的熱量使得人類擁有了本身的生理構造所不具有的禦寒能力。遠古人類從此得以走出熱帶草原，踏足廣闊的世界，接觸到各種各樣的自然環境。第三，熟食易於消化，為人類提供了比以前更豐富的營養。這意味著可能發展出更大的腦容量，為智力的發展準備好了舞台。第四，除了人類，其他動物都本能地對火焰抱有相當程度的恐懼。這使得人類可以利用火焰抵禦猛獸，從而人類成為了第一種沒有天敵的動物。被捕食的壓力減輕之後，體力的劣勢在進化中不再是不可彌補的缺憾，形成以體力下降為代價，換來智力上升的可能。
儘管遠古人類並沒有意識到，但是，化學從這個時候開始，已悄悄走進了人類的生活。
自從人類開始利用火之後，對化學的利用隨著人類文明的發展日益增多。陶器、青銅器、鐵器……人們開始意識到，世上有這么一種“變化”的過程，可以改變物質的屬性。而火則是促成這些變化的一個有力手段。很自然地，有人就想到，是否可以利用火焰來隨心所欲地製造自己想要的東西？最早的化學研究者，也就伴隨著這種想法的出現而在人類歷史上留下了化學最初的印跡。
賢哲的時代——公元17世紀
這是強大力量中的最強者，它能超越所有精妙之物，也能滲透所有堅固之體。宇宙就這樣被創造出來。按照這一過程，從這獨有之物中可誕生眾多非凡變化。
——《翠玉錄》
夫金丹之為物，燒之愈久，變化愈妙。黃金入火，百鍊不消，埋之，畢天不朽。服此二物，煉人身體，故能令人不老不死。
——《抱朴子》
從公元前11世紀開始的幾百年問，三個文明古國：希臘、印度、中國在互相之間幾乎沒有聯繫的情況下，不約而同地進入了一個“黃金時代”。為什麼會這樣？在歷史學和社會學上至今仍然是一個難解的謎團。在這個時代，作為自然科學之基礎的哲學和數學開始了飛速發展；其他學科也開始萌芽。
這些學科當中，也包括化學。中國出現了五行學說、陰陽學說；希臘出現了四元素說、原子論、本原論；印度出現了四大學說（地水火風）等等。
在黃金時代過去之後，有一些研究者不滿足於理論上的描述，進而動手實踐這些關於自然變化的理論。他們從其他的學者中被人們區別開來，有著單獨稱呼。他們在西方被叫做“鍊金術士”，而在東方則被叫做“丹士”、“方士”、“練氣士”、“術士”。
無論被叫做什麼，這些早期的化學研究者被區別開來是有道理的。因為和其他學科研究者大不相同的是，他們希望創造出自然界中原本沒有的新物質。
這種物質在西方被稱為“Mage Stone”，賢者之石。近年來最暢銷的小說之一《哈利·波特與魔法石》第一部裡面出現的“魔法石”就屬於賢者之石。據說這種石頭如果使用得當，有兩大功效：第一，它可以把接觸到它的石頭、金屬等等變成黃金；第二，它可以讓人類長生不老。這裡又出現了一個有趣的巧合：在東方，方士們夢寐以求的神奇物質被叫做“金丹”。如果服用得法，服用者將從此超脫生死。同時，煉丹也可以將礦物和金屬轉化為黃金——或者白銀。大概因為中國本土缺乏銀礦，造成古代白銀的地位較西方為高，所以會多出來白銀這么一項。發財和長生不老，人類的兩大貪慾，真是地無分東西，人不別古今了。但這個一點也不高尚的動機驅動下的活動，其結果卻是全人類從中受益——自私之根上奇妙地結出了公益之果。
後記
結語：明天的化學
化學經過了幾個世紀的發展，已經成為一門洋洋大觀的學問。在新的世紀裡，化學有著數不清的發展前景。同時，化學中也仍然有著許多待解的難題。能解開這些問題的人，將會作為傑出的化學家被銘刻史冊。在本書前面的部分，我已經提到了一些。在本書結束之前，我們不妨再來看看剩下的幾個問題中可能最有價值的一部分。也許，能解決當中某個問題的，就是未來的你呢？
如何建立徹底、準確而又實用的微觀化學反應理論？這種理論應當能夠指出某兩個或者幾個分子能否發生反應，反應生成什麼，還有如何發生反應。此外，它還應該能夠指出外界條件發生變化時，反應的速率、方向會如何改變；什麼樣的催化劑能對這個反應達成特定的效果。
什麼方法能夠讓化學家定量地確定分子和材料的結構和其物理化學性質之間的關係？這種方法應該能夠幫助我們了解如何使得巨觀材料的性能儘量接近理論極限，讓我們知道周圍的溶劑、氣體會對材料性能發生什麼影響，最後還要能夠幫助人類“設計”出具有所需要的功能的材料分子來。
要怎樣對非平衡體系，尤其是生物體系的化學過程作出微觀和巨觀的判斷？這個問題關係到我們對生命本質的自我維繫和有序結構的內在機理的了解，對生物學、醫學也關係重大。
納米尺度的化學理論。納米材料的表面能由於比普通材料高得多，因此具有很多相當不尋常的物理、化學性質。現在，儘管化學家們對納米材料的性質已經進行了大量的研究，這方面的理論研究仍然相當匱乏。時代期待著有人能為納米世界可以為人類像對巨觀世界那樣，總結出系統的規律。
總之，化學的世界是非常廣闊的。我希望這本小書，能為親愛的讀者展現出通往化學世界深處的幾扇小小門窗——那將是我最大的榮幸了。
化學經過了幾個世紀的發展，已經成為一門洋洋大觀的學問。在新的世紀裡，化學有著數不清的發展前景。同時，化學中也仍然有著許多待解的難題。能解開這些問題的人，將會作為傑出的化學家被銘刻史冊。在本書前面的部分，我已經提到了一些。在本書結束之前，我們不妨再來看看剩下的幾個問題中可能最有價值的一部分。也許，能解決當中某個問題的，就是未來的你呢？
如何建立徹底、準確而又實用的微觀化學反應理論？這種理論應當能夠指出某兩個或者幾個分子能否發生反應，反應生成什麼，還有如何發生反應。此外，它還應該能夠指出外界條件發生變化時，反應的速率、方向會如何改變；什麼樣的催化劑能對這個反應達成特定的效果。
什麼方法能夠讓化學家定量地確定分子和材料的結構和其物理化學性質之間的關係？這種方法應該能夠幫助我們了解如何使得巨觀材料的性能儘量接近理論極限，讓我們知道周圍的溶劑、氣體會對材料性能發生什麼影響，最後還要能夠幫助人類“設計”出具有所需要的功能的材料分子來。
要怎樣對非平衡體系，尤其是生物體系的化學過程作出微觀和巨觀的判斷？這個問題關係到我們對生命本質的自我維繫和有序結構的內在機理的了解，對生物學、醫學也關係重大。
納米尺度的化學理論。納米材料的表面能由於比普通材料高得多，因此具有很多相當不尋常的物理、化學性質。現在，儘管化學家們對納米材料的性質已經進行了大量的研究，這方面的理論研究仍然相當匱乏。時代期待著有人能為納米世界可以為人類像對巨觀世界那樣，總結出系統的規律。
總之，化學的世界是非常廣闊的。我希望這本小書，能為親愛的讀者展現出通往化學世界深處的幾扇小小門窗——那將是我最大的榮幸了。
序言
一千個人有一千個哈姆雷特。同樣的，對於同一個問題：為什麼要學化學，一千個人可能有一千種不同的答案。
我們認為，你不一定要學化學——假如你對自然科學沒有興趣：假如你對生活中林林總總的事物沒有好奇心；假如你願意生活在“神聖的無知”中……
如果把現代自然科學看做一張由各學科的知識互相交織而成的碩大無比的網，那么可以說，化學就處在這張巨網的中心位置。微觀原理和巨觀現象要靠化學架起橋樑；生物過程和非生物過程，在化學這裡相會；地質或者天文，都和化學有著千絲萬縷的聯繫。
現代生活當中也是處處都存在化學現象。工業、農業、運輸、服務、餐飲……任何行業的運作都離不開化學；出外、在家、旅遊……就算到了太空中，身邊也不會沒有化學製品。
在這樣的情況下，化學知識當然就成為了一種“泛用兵器”。“日用之而不知”固然也能過得下去，但是難免有時候就會在這個“不知”上面栽跟頭。那些神棍、巫婆，更是常常利用化學現象欺騙民眾。反過來，有豐富化學知識的人，不但不會受這些騙局的困擾，而且在生活中還會發現，很多問題其實有著很簡單的解決方案呢！
雖然化學這么有用，但是常常有人會說化學不好學，或是覺得枯燥無味，或是覺得需要死記硬背。所以在這本書里，我們將試著讓讀者看到化學裡面有趣的、精彩的、好玩的一些故事，展現出學習化學比較輕鬆的一面。至於這個目的能達到幾分？就要等待讀者您告訴我們了。
我們認為，你不一定要學化學——假如你對自然科學沒有興趣：假如你對生活中林林總總的事物沒有好奇心；假如你願意生活在“神聖的無知”中……
如果把現代自然科學看做一張由各學科的知識互相交織而成的碩大無比的網，那么可以說，化學就處在這張巨網的中心位置。微觀原理和巨觀現象要靠化學架起橋樑；生物過程和非生物過程，在化學這裡相會；地質或者天文，都和化學有著千絲萬縷的聯繫。
現代生活當中也是處處都存在化學現象。工業、農業、運輸、服務、餐飲……任何行業的運作都離不開化學；出外、在家、旅遊……就算到了太空中，身邊也不會沒有化學製品。
在這樣的情況下，化學知識當然就成為了一種“泛用兵器”。“日用之而不知”固然也能過得下去，但是難免有時候就會在這個“不知”上面栽跟頭。那些神棍、巫婆，更是常常利用化學現象欺騙民眾。反過來，有豐富化學知識的人，不但不會受這些騙局的困擾，而且在生活中還會發現，很多問題其實有著很簡單的解決方案呢！
雖然化學這么有用，但是常常有人會說化學不好學，或是覺得枯燥無味，或是覺得需要死記硬背。所以在這本書里，我們將試著讓讀者看到化學裡面有趣的、精彩的、好玩的一些故事，展現出學習化學比較輕鬆的一面。至於這個目的能達到幾分？就要等待讀者您告訴我們了。
