何为化学?这个问题可从下面的事情中体会到。回顾1960年以后的诺贝尔化学奖,发现获奖对象的业绩往往可以看成是属于分子生物学领域的。化学领域的诺贝尔奖评选委员会也包括了分子生物学、生物物理学,似乎考虑很广泛。另一方面,在最近十多年获得诺贝尔化学奖的人中,多人坦陈“不认为自己是化学家,所以获得诺贝尔化学奖感到意外”。这一现状正好说明即使是获得诺贝尔化学奖的科学家对何为化学也没形成共识。这到底是怎么回事呢?要回答这个问题就有必要回顾化学是怎么发展、化学的概念是怎样演变而来的。
20世纪自然科学的发展的确引人注目。前半个世纪是以量子力学和相对论为代表的物理学的革命,后半个世纪是始于DNA结构解析的分子生物学的兴起,以及随之而来的生命科学大发展带来的生物学的革命。与之相比,化学又是怎样的情形呢?化学也在20 世纪获得了很大发展。吸收物理学发展的成果,阐明了化学键的本质,能够在原子、分子水平理解物质结构和化学反应的本质。同时也为理解生命现象打下了基础,促进了分子生物学的兴起,为生命科学的发展做出了巨大贡献。但是,也由此产生了化学是否失去了其独立性,仅仅是物理学或生物学的一部分的疑问。数年前关于化学在自然科学中的地位,在著名的科学杂志上曾有过讨论。认为化学成了为其他领域服务的学问,而作为学科领域的重要性被弱化了。
化学原本产生于人们想了解人类世界里存在的物质的构成和变化的欲望。如果把化学看成研究物质的结构、性质和反应的学问的话,那化学研究的对象就非常广泛,从宇宙空间里存在的物质直至生命,的确是无限的,理应可以说化学位于自然科学的中心。我们对物质的理解在20世纪有了显著进步,现在已经达到了可以观测和控制原子和分子的阶段。而且化学具有创造新物质的特点,这在其他自然科学领域是没有的。
如果考虑化学的应用方面,人类从化学的成果中所得到的恩惠大到难以估量。我们的生活被基于高分子化学成果的纤维和塑料所包围,90%以上的能量依赖化学能。医学和药学得益于生物化学和合成化学的进步而取得了长足发展。在农业领域,化肥的使用支撑了20世纪出现的人口爆发式增长。于是,化学渗透到工业、医学、药学、农学等各个领域,丰富了人类的物质生活。现代化学处于以纳米科学为基础的物质科学、材料科学的中心,其应用给人类生活带来重大影响。另外,在生命科学的前沿研究中,分子水平的化学研究的重要性正在提升。虽然化学也有涉及公害和破坏环境的负面因素,但现在化学的研究领域还是在不断扩大。