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1、我国分析化学学科发展战略摘要 分析化学经历了二次重大的变革。分析科学是分析化学发展的新阶段,使分析化学迎来了第二个春天。分析科学与传统分析化学有重大区别,是多学科交叉而成的新学科。从人才培养的角度出发,有必要在大学中设立独立的、理工结合的分析科学专业。分析仪器创新是分析化学创新的重要内容。分析化学的主要应用领域正向生命科学转移,分析方法发展的重点应有相应的变化。 谈一门学科的发展战略,不能不弄清这一学科的发展历程和趋势,因此,为了正确探讨我国分析化学的发展战略,有必要先回顾和研究一下它的历史发展和发展趋势。1 分析化学发展简史 关
2、于分析化学的发展史,比较普遍的看法是认为它经历了3次重大的变革(或革命),即:第一次变革发生在19世纪末20世纪初,分析化学从分析化学家的“手艺”(ａｒｔ)变成了“科学”(ｓｃｉｅｎｃｅ);第二次变革发生在第二次世界大战前后,分析化学从以溶液化学分析为主的经典分析化学发展成了以仪器分析为主的现代分析化学;第三次变革则从20世纪70年代末开始直到现在,分析化学发展到了分析科学阶段[1,2]。作者自1981年开始曾多次宣传过这种观点[3～5],但经过最近较深入的学习和研究后却发现,虽然在经典分析化学和现代分析化学之间可用所依赖的主要方法加
3、以区分。但就其所回答的问题(即“有什么?”“有多少?”)和所起的历史作用(只出数据,不出产品)看,这两个阶段并没有根本的区别。因此,从分析化学发展的历史着眼,把分析化学看成经历了二次重大变革的观点似乎更符合实际情况,即:19世纪末和20世纪初发生的第一次大变革和20世纪末开始发生的第二次大变革。第一次大变革使“现代化学之母”[6]的分析化学沦为了化学和许多其他学科的“配角”,使分析化学落到了近百年受冷遇的境地。第二次变革则使分析化学重新焕发青春,迎来了分析化学家重新“当家作主”的第二个春天。1.1 经验分析化学阶段———分析化学的第一
4、个春天 分析化学是最早发展起来的化学分支学科,而且在早期化学的发展中一直处于前沿和主要的地位,因为在早期化学发展的一个很长历史阶段中,化学的前沿一直是发现新元素、鉴定和研究新元素;发现和合成新的化合物、鉴定和研究新的化合物。这里最主要的显然是分析化学工作。正因为这样,分析化学被称为“现代化学之母”[6]。我国的化学先驱者徐寿先生认为:“考质求数之学,乃格物之大端,而为化学之极致也”[7],意思是说,定性(考质)和定量(求数)分析是物质科学(ｐｈｙｓｉｃａｌｓｃｉｅｎｃｅ)的主体,是化学的最高境界。正因为当时学术界对分析化学有这样高的
5、认识和重视,所以当时一大批著名的化学家都是分析化学家,也创制了许多精巧的分析仪器,如天平、容量仪器、显微镜、分光仪等。实际上,自然界存在的近90种元素的发现,主要都是分析化学家的功劳。正因为这样,尽管这一阶段的分析化学还主要靠分析化学家的经验和“手艺”(ａｒｔ),还没有系统的理论指导(故可称其为经验分析化学),但分析化学家对当时化学的贡献却是十分巨大的,是许多其他化学分支学科所难以比拟的。因此,当时分析化学家在化学界乃至整个科学界都享有崇高的威望。这一时期是分析化学的真正春天,第一个春天。1.2 分析化学的第一次大变革———从“手艺”
6、到“科学”,从主角到“配角” 19世纪末20世纪初溶液化学的发展,特别是四大平衡(沉淀溶解平衡;酸碱平衡;氧化11还原平衡;络合反应平衡)理论的建立,为以溶液化学反应为基础的经典分析化学奠定了理论基础,使分析化学实现了从“技艺”到“科学”的飞跃,这是分析化学的第一次大变革。 经典分析化学研究的是物质的化学组成,回答的是“有什么(ｗｈａｔ)?”和“有多少(ｈｏｗｍｕｃｈ)?”这两个问题,所用的定性和定量方法主要是以溶液化学反应为基础的方法,即所谓化学分析法。由于有了系统的理论指导,化学分析法得到了空前的繁荣和发展,分析化学从此确立了
7、作为化学的一个分支学科的地位。但由于有关的基础理论已基本奠定,分析化学工作者的主要任务变成了扩展其应用范围和完善现有的分析方法,“分析化学只出数据,不出产品”不幸成了分析化学界的“共识”。学术界也把分析化学家看作化学分析程序(ｐｒｏｃｅｄｕｒｅ)和数据的提供者,是大家的“服务员”。分析化学从此进入了一个配角时代:美国许多著名大学拒不设立分析化学教授席位;几乎没有以分析化学家为主的重大科学基金项目;尽管分析化学家占了美国化学会会员总数的1/5以上,是人数最多的一个化学分支学科,但美国科学院几乎没有一位分析化学家出身的院士(Ｋｏｌｔｈｏｆ
8、ｆ是唯一的例外,但那也是在他的晚年才当上的),这方面情况在前苏联及东欧要稍好一些。 第二次世界大战前后,由于许多新技术(如Ｘ射线、原子光谱、极谱、红外光谱、放射性等)的广泛应用,使分析化学家拥有了一系列以测量物理或物理
