化學(xué)與人類文明

前言

在千年更迭之際的2000年，浙江大學(xué)出版社推出了“科學(xué)與人類文明”叢書(shū)，包括陸續(xù)出版了的《物理學(xué)與人類文明》、《化學(xué)與人類文明》、《生命科學(xué)與人類文明》與《環(huán)境科學(xué)與人類文明》等四種書(shū)，展現(xiàn)了我們?nèi)祟悘娜忝嬔脑忌鐣?huì)到今天探深空、入微粒、地球成了一個(gè)村的高度發(fā)達(dá)文明這一輝煌的歷史進(jìn)程及其相應(yīng)的深刻內(nèi)涵，以適應(yīng)大學(xué)生文化素質(zhì)教育的需要。這套叢書(shū)剛出版就受到了廣泛關(guān)注，在浙江大學(xué)等高校的通識(shí)課程實(shí)踐中也得到了驗(yàn)證，已被列入國(guó)家“十一五”規(guī)劃教材。現(xiàn)在，浙江大學(xué)出版社對(duì)此叢書(shū)進(jìn)行修訂、再版，并增加出版《數(shù)學(xué)與人類文明》一書(shū)。眾所周知，科學(xué)文化與人文文化的相互交融是時(shí)代發(fā)展的必然趨勢(shì)；科學(xué)教育與人文教育的緊密結(jié)合是當(dāng)今世界高等教育改革的共同方向，理之所在，勢(shì)不可阻?？茖W(xué)技術(shù)是把雙刃劍，科學(xué)技術(shù)是人所創(chuàng)造、所掌握、所運(yùn)用的，科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力，是零生產(chǎn)力，還是第一破壞力，不在科學(xué)技術(shù)本身，關(guān)鍵在人。2007年3月，在北京的一次學(xué)術(shù)研討會(huì)上，日本化學(xué)家野依良治（2001年諾貝爾獎(jiǎng)得主）嚴(yán)肅指出，“現(xiàn)代社會(huì)包含基本矛盾，一方面認(rèn)識(shí)到基于科學(xué)的技術(shù)價(jià)值，另一方面又必須否認(rèn)它”。他強(qiáng)調(diào)指出：“如果我們的價(jià)值觀不改變，我們將面臨災(zāi)難。”是的，禍兮福之所倚，禍兮福之所伏。怎么辦，他深刻指出：“科學(xué)與人文以及社會(huì)科學(xué)應(yīng)該成為統(tǒng)一體系”，他明確說(shuō)，“這是一種重要的價(jià)值觀，而非一種理想”。更何況，科學(xué)文化與人文文化在知識(shí)層面及由其蘊(yùn)涵的思維模式、工作方法與指導(dǎo)原則等彼此大不相同，各有其長(zhǎng)，各有其短。又由于兩者的源頭都是實(shí)踐，從而又彼此相通，可以互補(bǔ)，也應(yīng)互補(bǔ)，也須互補(bǔ)。正是在此基礎(chǔ)上，兩者的精神追求又是共同的，追求更深刻、更一般、更普適，追求更真、更善、更美、更新；只是追求的側(cè)重點(diǎn)有所不同，但追求完美創(chuàng)新是完全一致的。正因?yàn)槿绱?，我們所培養(yǎng)的學(xué)生應(yīng)該具有科學(xué)與人文交融的素質(zhì)。

內(nèi)容概要

由王彥廣編著的《化學(xué)與人類文明(第2版》是教育部普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，是在第一版教材教學(xué)實(shí)踐和廣泛征集讀者意見(jiàn)的基礎(chǔ)上修訂而成的。全書(shū)共10章，主要介紹了化學(xué)學(xué)科的發(fā)展歷史、化學(xué)與糧食生產(chǎn)、化學(xué)與飲食、化學(xué)與健康、化學(xué)與生命科學(xué)、化學(xué)與婚育和人口控制、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)、化學(xué)與能源開(kāi)發(fā)、化學(xué)與材料科學(xué)、化學(xué)與國(guó)防和公共安全等內(nèi)容，從多個(gè)方面、不同層次演繹了化學(xué)文化和化學(xué)對(duì)人類文明進(jìn)程的推動(dòng)作用。《化學(xué)與人類文明(第2版》取材新穎，內(nèi)容豐富，編排體系循序漸進(jìn)、深入淺出；內(nèi)容生動(dòng)活潑，圖文并茂，知識(shí)性和趣味性得到充分融合。
《化學(xué)與人類文明(第2版》適合作為高等院校非化學(xué)專業(yè)大學(xué)生通識(shí)教育的教材。此外，化學(xué)工作者和化學(xué)專業(yè)的學(xué)生也會(huì)從中受益。

書(shū)籍目錄

第1章　緒論
　　1.1　化學(xué)的定義與任務(wù)
　　1.2　原子學(xué)說(shuō)的提出與元素周期律的發(fā)現(xiàn)
　　1.3　化學(xué)鍵理論和分子結(jié)構(gòu)理論的形成
　　1.4　合成化學(xué)的發(fā)展
　　1.5　新型交叉學(xué)科的崛起
　　1.6　化學(xué)家面臨的重大挑戰(zhàn)
第2章　化學(xué)與糧食生產(chǎn)
　2.1　自然界中氮的循環(huán)
　2.2　合成氨技術(shù)——20世紀(jì)人類最偉大的發(fā)明
　2.3　農(nóng)作物保護(hù)化學(xué)品和植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的發(fā)明
　2.4　未來(lái)糧食增產(chǎn)的希望
　　2.4.1　光合作用——地球上最重要的化學(xué)反應(yīng)
　　2.4.2　固氮作用
第3章　化學(xué)與飲食
　3.1　與食品營(yíng)養(yǎng)有關(guān)的化學(xué)
　　3.1.1　糖
　　3.1.2　維生素
　　3.1.3　礦物質(zhì)
　3.2　食品中的化學(xué)添加劑
　　3.2.1　食品防腐劑和抗氧化劑
　　3.2.2　提供食品色、香、味的添加劑
　3.3　茶葉、咖啡和酒的化學(xué)
　　3.3.1　茶文化與茶葉的化學(xué)
　　3.3.2　咖啡文化與咖啡的化學(xué)
　　3.3.3　酒文化與酒的化學(xué)
　3.4　煙草的化學(xué)和吸煙的危害
　3.5　化學(xué)與食品安全
　　3.5.1　農(nóng)藥殘留的檢測(cè)
　　3.5.2　食品中非法添加劑的檢測(cè)
　　3.5.3　食品加工過(guò)程中產(chǎn)生的有毒有害物質(zhì)的鑒定以及形成
　　機(jī)理研究
第4章　化學(xué)與健康
　4.1　藥物的發(fā)明
　　4.1.1　從植物發(fā)展的藥物
　　4.1.2　從染料發(fā)展的藥物
　　4.1.3　從微生物中發(fā)現(xiàn)的藥物
　　4.1.4　后基因組時(shí)代的藥物
　4.2　醫(yī)用高分子材料的發(fā)明
　　4.2.1　生物惰性高分子材料
　　4.2.2　生物降解吸收性高分子材料
　4.3　臨床化學(xué)與醫(yī)學(xué)影像
　　4.3.1　臨床化學(xué)
　　4.3.2　現(xiàn)代醫(yī)學(xué)影像技術(shù)中的化學(xué)
第5章　化學(xué)與生命科學(xué)
　5.1　蛋白質(zhì)與核酸的化學(xué)
　　5.1.1　蛋白質(zhì)的化學(xué)
　　5.1.2　核酸的化學(xué)
　　5.1.3　酶的化學(xué)
　　5.1.4　遺傳密碼的破譯與中心法則的揭示
　5.2　化學(xué)與基因工程和人類基因組計(jì)劃
　　5.2.1　多聚酶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)技術(shù)和DNA重組技術(shù)的發(fā)明
　　5.2.2　人類基因組計(jì)劃
　5.3　綠色熒光蛋白的發(fā)明與活細(xì)胞的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)
　　5.3.1　綠色熒光蛋白的發(fā)明
　　5.3.2　活細(xì)胞的實(shí)時(shí)檢測(cè)
　5.4　化學(xué)與生命起源
第6章　化學(xué)與婚育和人口控制
　6.1　愛(ài)是一種絕妙的分子
　　6.1.1　昆蟲(chóng)世界的信息分子——費(fèi)爾蒙
　　6.1.2　人類的信息分子
　6.2　激素
　　6.2.1　激素的發(fā)現(xiàn)
　　6.2.2　與愛(ài)情有關(guān)的激素
　　6.2.3　與生育有關(guān)的激素
　6.3　排卵期預(yù)測(cè)試紙的發(fā)明
　6.4　化學(xué)與人口控制
第7章　化學(xué)與環(huán)境保護(hù)
　7.1　自然環(huán)境中水和氧的循環(huán)
　7.2　保護(hù)大氣環(huán)境
　　7.2.1　大氣圈的化學(xué)組成與大氣污染
　　7.2.2　光化學(xué)煙霧之謎
　　7.2.3　酸雨形成之謎
　　7.2.4　溫室效應(yīng)之謎
　　7.2.5　臭氧層空洞之謎
　7.3　保護(hù)水資源
　　7.3.1　水的化學(xué)凈化、純化和軟化
　　7.3.2　海水的淡化
　7.4　綠色化學(xué)
第8章　化學(xué)與能源開(kāi)發(fā)
　8.1　自然界中碳的循環(huán)及能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化
　　8.1.1　自然界中碳的循環(huán)
　　8.1.2　能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)化
　8.2　煤炭、石油和天然氣開(kāi)發(fā)利用中的化學(xué)
　　8.2.1　煤炭經(jīng)濟(jì)中的化學(xué)
　　8.2.2　石油經(jīng)濟(jì)中的化學(xué)
　　8.2.3　天然氣經(jīng)濟(jì)中的化學(xué)
　8.3　生物質(zhì)能源開(kāi)發(fā)中的化學(xué)
　8.4　氫經(jīng)濟(jì)與氫燃料電池
　8.5　甲醇經(jīng)濟(jì)與直接甲醇燃料電池
第9章　化學(xué)與材料科學(xué)
　9.1　塑料、橡膠和纖維——20世紀(jì)合成化學(xué)的驕傲
　　9.1.1　塑料
　　9.1.2　合成橡膠
　　9.1.3　合成纖維
　9.2　有機(jī)固體光電材料
　　9.2.1　導(dǎo)電聚合物的發(fā)現(xiàn)
　　9.2.2　有機(jī)電致發(fā)光材料
　　9.2.3　太陽(yáng)能電池材料
　9.3　納米材料的化學(xué)
第10章　化學(xué)與國(guó)防和公共安全
　10.1　國(guó)土防御中的化學(xué)
　　10.1.1　化學(xué)武器
　　10.1.2　炸藥、煙幕彈和燃燒彈
　　10.1.3　現(xiàn)代武器裝備中的化學(xué)
　10.2　化學(xué)與反恐
　10.3　公安執(zhí)法領(lǐng)域中的化學(xué)
　　10.3.1　化學(xué)在緝毒方面的作用
　　10.3.2　化學(xué)在法醫(yī)取證方面的作用
附表1　歷屆諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)獲獎(jiǎng)簡(jiǎn)況

章節(jié)摘錄

插圖：當(dāng)我們把冷的海水噴入1個(gè)真空室時(shí)，部分海水的蒸發(fā)使其余海水冷卻（蒸發(fā)需要吸收熱量），并形成冰晶。任何固體從溶液中析出時(shí)，傾向于排除別的雜質(zhì)進(jìn)入到該固體晶格中。因此雖說(shuō)不是百分之百地不帶人別的雜質(zhì)，但固體冰晶中的雜質(zhì)要比原溶液中少得多。將這種方法得到的冰晶用適量淡水淋洗后再融化即為淡水了。若一次過(guò)程尚不足以達(dá)到淡化目的，可反復(fù)進(jìn)行幾次。這種使某物質(zhì)從溶液中凝固或結(jié)晶出來(lái)從而達(dá)到純化目的的技術(shù)被稱為重結(jié)晶。另一種海水淡化技術(shù)被稱為電滲析。如果在一個(gè)含有離子的溶液中插入兩個(gè)電極并通入電流，溶液中的陽(yáng)離子就會(huì)朝負(fù)極遷移，陰離子則朝正極遷移，這就是電解過(guò)程。在電解池內(nèi)再放人兩片半透膜把電解池一分為三：靠近負(fù)極的半透膜只能使陽(yáng)離子通過(guò)而拒絕使陰離子通過(guò)，而靠近正極的半透膜只能使陰離子通過(guò)而拒絕陽(yáng)離子通過(guò)。當(dāng)在電極間通人電流之后，離子就會(huì)向兩邊遷移，時(shí)間足夠長(zhǎng)之后，中間部分的離子就會(huì)全部遷移到兩邊。若把海水放人電解池，經(jīng)過(guò)電滲析之后，中間部分放出的水即為淡水。我國(guó)西沙永興島上的海水淡化站即采用這種技術(shù)，日產(chǎn)淡水20噸。這種技術(shù)的成本僅為蒸餾法的l／4，但因其速度較慢不適宜大規(guī)模生產(chǎn)。若把溶有鹽類雜質(zhì)的海水視為一種稀溶液，那么就存在著一種滲透壓。如用某些動(dòng)物膜或人工制成的多孔薄膜把純水和海水隔開(kāi)，則由于滲透壓的關(guān)系，純水中的水分子可自由通過(guò)隔膜滲入海水中。這是因?yàn)楹Ｋ戏降乃魵鈮毫Ρ燃兯乃魵鈮毫σ。ㄟ@是由稀溶液的特性所決定的）。如果我們?cè)诤Ｋ戏饺藶榈卦鰤?，那么就可阻止這種單向滲透，當(dāng)壓力足夠大還可使?jié)B透逆向進(jìn)行。這種過(guò)程我們稱之為反滲透。利用反滲透技術(shù)，就可以把海水中的水壓出來(lái)變?yōu)榈?。這種技術(shù)有可能成為一種有前途的海水淡化方法。它可以快速大量地生產(chǎn)淡水，而成本僅為目前城市自來(lái)水成本的三倍左右。

編輯推薦

《化學(xué)與人類文明》是普通高等教育“十一五”國(guó)家級(jí)規(guī)劃教材，國(guó)家大學(xué)生文化素質(zhì)教育基地教材，科學(xué)通識(shí)系列叢書(shū)。

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