奇文共赏|重塑化学（一）

作者：George M. Whitesides

译者：ChemAurum

看来学化学也有可能变秃？

1.强弩之末 发轫之始

       兵无常势，水无常形

第二次世界大战后的数十年是化学领域的黄金时期：在此期间研究型大学和化学工业得到发展，并延续至今，成为我们这个工业社会最有益的工具之一。化学工业成为工业社会的核心部分，学术化学则解释了原子和分子如何以微观状态引起宏观的变化。

这一演进过程是如何开始的呢？？第二次世界大战期间，涌现了大量与化学相关的技术。高辛烷值燃料和合成橡胶可以称得上是众多化学工业进展的先驱；催化过程——尤其是异相催化——逐渐成为工业级合成的核心；新的分离技术彻底改变了纯化过程；谱学方法解释了分子的微观结构；量子化学理论的完善使化学键理论有所凭依，并借助分子轨道理论与更复杂的结构相关联；计算机和计算机辅助的模拟崭露头角；化学的理论和技术水平大大提高……与此同时，欧洲和日本的经济重建以及美国基础设施的重建为化学工作者提供了广阔的商业机会。尽管化学的迅速发展最初集中在美国，但很快就遍及了发达国家。

这曾是化学的黄金时期：包括复杂的有机合成、量子化学、激光光谱学、聚烯烃、有机金属化学、分子簇、药物化学……科学和商业在这里有相当多的交集。

然而，这个黄金时代早已经结束，化学现在面临着机遇与挑战，它需要一个新的领域结构。现在摆在我们面前的一个问题是:“化学在未来会是什么样的？”化学曾经是是研究原子、化学键、分子和化学反应的领域——50年后呢？它还会是对分子及其功能的研究吗？抑或是研究更加复杂的系统的领域——包括任何形式的分子——材料科学、生物学、地质学甚至是城市管理。对化学的任何简单定义，至少任何像“原子、分子和反应”这样简单的定义，似乎都不再适合它的潜力、它的义务，以及它所面临的复杂挑战。

化学——理论与实践的结合

在战后的很长一段时间里，化学工业（用来生产日用的化学物质）和学术化学（理解和研究复杂的过程）都得到了长足的发展。人们常常将它们区别对待，甚至认为是完全独立的两方面。事实绝非如此！

它们之间的关联虽然常常无法预知，甚至是完完全全的偶然，但是却带动了双方的巨大进步——Diels-Alder反应发现后给工业生产提供的很大便利。

工业上一些新的发现，常常是学术研究的起点。就大学的内容而言，他们给出了很多理论和机理方面的理解，这种理解方式在工业中以新产品的方式呈现出来；学术研究产生了新的分析方法，商业仪器制造商将其转化为易于使用、高度工程化和不可或缺的化学研究工具；工业和大学研究人员都开发了新的合成方法和新材料；学术与工业上这种双赢的例子不胜枚举。这种繁荣一直延续到19世纪八十年代。

一个时代结束了

自20世纪90年代以来，化学工业一直专注于工艺改进，很少推出全新的产品。而学术化学虽然已经“移情别恋”，包括生物化学、材料科学和计算化学等，学术部门也在激增，但是从科学史的角度看，核心学科更多地倾向于“迭代”和“改进”，而不是“发现”新的领域。

现在的问题当然不是说化学已经没有可以解决的问题了。恰恰相反，化学可能是影响现代社会最重要的科学。战后时期发展起来的科学技术固然可以继续作为该领域的基础，但现在更紧迫的问题在于新的方向——抓住这些机遇要求我们有全新的技能和前所未有的领域结构。

（未完待续~）