徐光宪院士报告底稿

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1、第八次全国量子化学学术会议02－7－1621世纪理论化学的挑战和机遇(幻灯片底稿)徐光宪化学与理论化学在20世纪都取得了辉煌的成就，但未获得社会应有的认可。北大化学系学生会对本科生的调研显示，有75％的同学认为化学是成熟的老科学，发展前途不大，理论化学尤其不受重视。我们要分析原因采取对策，积极主动争取社会的认同。对于21世纪理论化学的发展，要采取“侵略性”的战略，既要大力加强量子化学的基础研究，又要扩充我们的研究领域。国与国之间要和平共处，但学科与学科之间要互相“侵略”，渗透交叉，才能推动学科的发展。所以Theoreticalch

2、emistsinthe21stcenturyshouldbemoreaggressive.§化学未获社会认同的原因分析（1）化学家太谦虚，不会向社会宣传化学与化工对社会的重要贡献。报刊上常说20世纪有六大技术，其中没有化学和化工。（2）化学是中心科学，与信息、生命、材料、环境、能源、地球、空间和核科学等八大朝阳科学（Sun-risesciences）都有紧密的联系，产生了许多交叉学科。但化学家很谦虚，放弃交叉学科的冠名权，在社会上造成化学被肢解的错误印象。《Nature》在2001年发表社论说：“化学的形象被其交叉学科的成功所埋没

3、”。（3）朝阳科学在组建队伍时拉走了不少化学家。化学向朝阳科学输送队伍，本是好事，但希望社会能够认同化学对发展朝阳科学的重要作用，而不是因为化学没有用处，使化学工作者纷纷转行。（4）化学家没有提出21世纪要解决的难题。有人认为化学没有理论，只是一堆白菜。（5）化学没有树立品牌，缺少品牌意识。化学与化工被认为是污染源，这也是缺少生源的原因之一。其实，化学家已提出绿色化学的奋斗目标。化学家不但要认识世界、改造世界，还要保护世界。§20世纪有七大技术，第一是合成化学技术报刊上常说20世纪有六大技术：（1）无线电、半导体、计算机和网络等信

4、息技术，（2）基因重组、克隆和生物芯片等生物技术，（3）核科学和核武器技术，（4）航空航天技术和导弹，（5）激光技术，（6）纳米技术。但却很少有人提到包括新药物、新材料、高分子和化肥的化学合成技术。上述六大技术如果缺少一二个，人类照样生存，但如没有合成氨和尿素的技术，世界60亿人口有一半要饿死。没有合成抗生素和新药物，人类平均寿命要缩短25年。没有合成纤维、合成橡胶、合成塑料，人类生活要受到很大影响。没有合成大量新分子新材料，上述六大技术根本无法实现。但化学和化工界非常谦虚，从来不提抗议。我们应该理直气壮地大力宣传20世纪有七大技

5、术，第一是化学合成技术。国外传媒把HarborProcess评为20世纪最重要的发明，是很有道理的。§化学是中心科学科学可按照它的研究对象由简单到复杂的程度分为上，中，下游。数学，物理学是上游，化学是中游，生命、材料、环境等朝阳科学是下游。上游科学研究的对象比较简单，但研究的深度很深。下游科学的研究对象比较复杂，除了用本门科学的方法以外，如果借用上游科学的理论和方法，往往可收事半功倍之效。化学是中心科学，是上游和下游的必经之地，永远不会像有些人估计的那样，将要在物理学与生物学的夹缝中逐渐消亡。中心科学还有另一层含义，因为化学与八大

6、朝阳科学都产生交叉学科。这也说明中心科学的重要性。§但化学作为中心学科的形象反而被其交叉学科的成就所埋没但化学家非常谦虚，在交叉学科中放弃冠名权。例如“生物化学”被称为“分子生物学”，“生物大分子的结构化学”被称为“结构生物学”，“生物大分子的物理化学”被称为“生物物理学”，“固体化学”被称为“凝聚态物理学”，溶液理论、胶体化学被称为“软物质物理学”，量子化学被称为“原子分子物理学”8等。又如人类基因计划的主要内容实际上是基因测序的分析化学和凝胶色层等分离化学，但社会上只知道基因学，看不到化学家在其中有什么作用。再如分子芯片、分子

7、马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开始研究的，但开创这方面研究的化学家却不提出“化学器件学”这一新名词，而微电子学专家马上看出这些研究的发展远景，并称之为分子电子学。内行人知道分子生物学正是生物化学的发展。在这个交叉领域里化学家与生物学家共同作战，把科学推向前进。但在中学生或外行看来，“分子生物学”中“化学”一词消失了，觉得化学的领域越来越小，几乎要在生物学与物理学的夹缝中消亡。这样化学这门重要的中心科学（Centralscience）反而被社会看作是伴娘科学（Bridesmaidscience）而不受重视（参见前引Natur

8、e社论），化学家居然不喊不叫也不抱怨。化学家的谦虚本是美德，但因此而在社会上造成化学是落日科学（Sunsetscience）的印象，吸引不到优秀的年轻学生，这个问题就大了。§化学有没有理论？有人说：化学没有理论，这也是化学不被认同的理由之一。对于这