20世紀開始,化學吸收了物理學發(fā)展的成果,闡明了化學鍵的本質(zhì),能夠在原子、分子水平理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學反應的本質(zhì);同時也為理解生命現(xiàn)象打下了基礎,促進了分子生物學的興起,為生命科學的發(fā)展做出了巨大貢獻。 《現(xiàn)代化學史》引自日本,分三篇講述。第1篇近代化學走向成熟,講述19世紀化學的形成與發(fā)展過程;第2篇現(xiàn)代化學的誕生與發(fā)展,講述了20世紀前半葉現(xiàn)代化學的誕生及其發(fā)展;第3篇當代化學,講述了20世紀后半葉化學各個分支領域的發(fā)展狀況。書中不僅有對化學原理、化學反應方面的成果記載,也有對化學發(fā)展起重要作用的化學裝置的發(fā)明,還包括了現(xiàn)代化學發(fā)展的所有里程碑意義的發(fā)現(xiàn)。內(nèi)容全面,史料詳實,公正。
論述20世紀物理學和生物學發(fā)展的書很多,但論述20世紀基礎化學發(fā)展的書卻非常少。以過去化學的概念考慮,化學領域的確沒有出現(xiàn)能與物理學中的相對論和量子力學,生物學中的DNA結(jié)構(gòu)解析相提并論的革命性進展。但是,化學的發(fā)展歷史也充滿了很多智慧的碰撞和激動人心的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明。而且,從理解物質(zhì)本質(zhì)的角度來看,基于量子理論對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和反應的理解是化學的巨大進步。如果從分子結(jié)構(gòu)解析的角度來看,DNA的結(jié)構(gòu)解析本身也可以說是化學領域的巨大發(fā)現(xiàn)。
廣田襄撰寫的這本《現(xiàn)代化學史》不拘泥于化學、物理學、生物學的學科框架,而是把化學看作原子、分子的科學來撰寫的!冬F(xiàn)代化學史》以20世紀基礎化學的發(fā)展為主線,將化學與物理學、生物醫(yī)學等相關領域相互聯(lián)系而發(fā)展起來的,將它對社會產(chǎn)生的影響以及受社會的影響都包括在內(nèi),概覽其發(fā)展的歷史,對于重要的發(fā)現(xiàn)是怎樣產(chǎn)生的,對其背景也有探索。弄清追憶其充滿活力的歷史,思考其未來,這是化學史的魂。
《現(xiàn)代化學史》的引進也是一個機緣巧合,湖南大學留日工學博士吳海龍教授于兩年前赴日參加相關國際學術(shù)交流時,在日本書店偶然發(fā)現(xiàn)了這本書并帶回國推薦于我,而我作為化學編輯多年,也正有此意,也一直希望能夠有這么一本反映現(xiàn)當代化學發(fā)展脈絡的史書。因此就萌發(fā)了引進這本書的想法。但這本書的翻譯工作實際上并不容易,譯者既要有深厚的化學知識和語言表達功底,還要熟練掌握日語的。在遴選譯者方面做了不少的調(diào)研,多方求證后和清華大學化學系丁明玉教授達成一致。丁明玉教授為分析化學出身,學術(shù)作風一貫嚴謹,也曾在化學工業(yè)出版社出版過教材,值得信賴,另在日本留學多年,日語更沒問題,這從根本上保證了這本書的翻譯水平和質(zhì)量。
化學的定義
何為化學?回答這個問題絕非易事。查一下《巖波理化辭典》(第5版)(巖波書店)化學條目,是這樣寫的:
化學是研究物質(zhì),特別是化學物質(zhì)的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)以及這些物質(zhì)相互間的化學反應的自然科學領域之一。根據(jù)研究方法、對象物質(zhì)等差異,分為物理化學(或理論化學)、無機化學、有機化學、生物化學、應用化學等。……
接著對化學的發(fā)展歷史進行簡短介紹后,做了如下歸納:
化學與物理學之間的交叉領域物理化學、化學物理學,化學與以化學為基礎的生物學之間的交叉領域生物化學、分子生物學等處于持續(xù)發(fā)展之中。
作為常識,這樣的說明或許是妥當?shù)摹;瘜W介于物理學和生物學之間,有和物理學、生物學重合的部分,同時也是以化學反應為中心,研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的學問。但是這并沒有解決問題。作為研究物質(zhì)性質(zhì)的領域,在物理學中有物性物理學,處理生物、生命的分子生物學倒不如看作生物學的一個領域。自然界原本無界限,是在學術(shù)的發(fā)展過程中產(chǎn)生了學術(shù)領域的分化,因此嚴格的定義領域乃無從談起。與物理學、生物學相比,化學的領域是比較模糊的。
何為化學的問題難以回答還可從下面的事情中體會到;仡1960年以后的諾貝爾化學獎,發(fā)現(xiàn)獲獎對象的業(yè)績往往可以看成是屬于分子生物學領域的。化學領域的諾貝爾獎評選委員會也包括了分子生物學、生物物理學,似乎考慮很廣泛。另一方面,在最近十多年獲得諾貝爾化學獎的人中,多人坦陳不認為自己是化學家,所以獲得諾貝爾化學獎感到意外。這一現(xiàn)狀正好說明即使是獲得諾貝爾化學獎的科學家對何為化學也沒有形成共識。這到底是怎么回事呢?要回答這個問題就有必要回顧化學是怎么發(fā)展、化學的概念是怎樣演變而來的。
20世紀自然科學的發(fā)展的確引人注目。前半個世紀是以量子力學和相對論為代表的物理學的革命,后半個世紀是始于
DNA結(jié)構(gòu)解析的分子生物學的興起,以及隨之而來的生命科學大發(fā)展帶來的生物學的革命。與之相比,化學又是怎樣的情形呢?化學也在20世紀獲得了很大發(fā)展。吸收物理學發(fā)展的成果,闡明了化學鍵的本質(zhì),能夠在原子、分子水平理解物質(zhì)結(jié)構(gòu)和化學反應的本質(zhì)。同時也為理解生命現(xiàn)象打下了基礎,促進了分子生物學的興起,為生命科學的發(fā)展做出了巨大貢獻。但是,也由此產(chǎn)生了化學是否失去了其獨立性,僅僅是物理學或生物學的一部分的疑問。數(shù)年前關于化學在自然科學中的地位,在著名的《科學》雜志上曾有過討論。認為化學成了為其他領域服務的學問,而作為學科領域的重要性被弱化了。
化學原本產(chǎn)生于人們想了解人類世界里存在的物質(zhì)的構(gòu)成和變化的欲望。如果把化學看成研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)和反應的學問的話,那化學研究的對象就非常廣泛,從宇宙空間里存在的物質(zhì)直至生命,的確是無限的,理應可以說化學位于自然科學的中心。我們對物質(zhì)的理解在 20世紀有了顯著進步,現(xiàn)在已經(jīng)達到了可以觀測和控制原子和分子的階段。而且化學具有創(chuàng)造新物質(zhì)的特點,這在其他自然科學領域是沒有的。
如果考慮化學的應用方面,人類從化學的成果中所得到的恩惠大到難以估量。我們的生活被基于高分子化學成果的纖維和塑料所包圍,90%以上的能量依賴化學能。醫(yī)學和藥學得益于生物化學和合成化學的進步而取得了長足發(fā)展。在農(nóng)業(yè)領域,化肥的使用支撐了 20世紀出現(xiàn)的人口爆發(fā)式增長。于是,化學滲透到工業(yè)、醫(yī)學、藥學、農(nóng)學等各個領域,豐富了人類的物質(zhì)生活,F(xiàn)代化學處于以納米科學為基礎的物質(zhì)科學、材料科學的中心,其應用給人類生活帶來重大影響。另外,在生命科學的前沿研究中,分子水平的化學研究的重要性正在提升。雖然化學也有涉及公害和破壞環(huán)境的負面因素,但現(xiàn)在化學的研究領域還在不斷擴大。
為什么要寫《現(xiàn)代化學史》
論述20世紀物理學和生物學發(fā)展的書很多,但論述這個世紀中基礎化學發(fā)展的書卻意外地少。以過去化學的概念考慮,化學領域的確沒有出現(xiàn)能與物理學中的相對論和量子力學,以及生物學中的 DNA結(jié)構(gòu)解析相提并論的革命性進展。但是,化學的發(fā)展歷史也充滿了很多智慧的碰撞和激動人心的發(fā)現(xiàn)與發(fā)明。而且,從理解物質(zhì)本質(zhì)的角度來看,基于量子理論對物質(zhì)結(jié)構(gòu)和反應的理解是化學的巨大進步。如果從分子結(jié)構(gòu)解析的角度來看,DNA的結(jié)構(gòu)解析本身也可以說是化學領域的巨大發(fā)現(xiàn);仡櫥瘜W的發(fā)展不能受過去的物理、化學、生物領域框架的束縛,從原子、分子科學的角度來考慮尤為重要。
當今,由于伴隨學術(shù)進步出現(xiàn)的專業(yè)細分化,每一個研究者埋頭于自己狹窄的專業(yè)領域,縱觀學術(shù)全貌變得越來越困難。另一方面,在最尖端的研究中,做超越過去學術(shù)領域框架的跨界研究的很多。在這樣的領域里經(jīng)?梢砸姷酱蟮男逻M展。我們特別期望像化學這樣與其他領域相聯(lián)系的學科,能夠培養(yǎng)在寬廣的學術(shù)范圍內(nèi)具有廣闊視野的研究者。但是,在日本的大學、研究生教育中,從早期開始就分專業(yè),培養(yǎng)視野狹窄的研究者的傾向很強。對開闊視野有用的一個方法或許就是通過回顧歷史來反省學術(shù)發(fā)展的路徑。另外,作為各領域的專業(yè)研究人員,回顧歷史也有助于在整個學術(shù)中擺正自己研究的位置。最近的日本有將重心置于馬上就能應用的研究的傾向,如果看看有重要影響的研究成果是怎樣取得的,或許可以學到對于發(fā)展科學技術(shù)來說什么才是重要的。
關于化學史有很多優(yōu)秀的著作。但遺憾的是多數(shù)是論述截至20世紀前半葉化學的發(fā)展。包括了20世紀后半葉化學發(fā)展的著作,說幾乎沒有也不為過。而化學取得大的發(fā)展,化學本身的特質(zhì)也發(fā)生變化還是進入 20世紀后半葉之后的事。也就是說要思考現(xiàn)代的化學,將截至最近的發(fā)展包含在內(nèi)的現(xiàn)代化學史是眾望所歸。特別是在現(xiàn)在這樣一個學術(shù)專業(yè)化的時代,誰也不可能做到通曉一個學術(shù)領域的全部,因此一個人寫現(xiàn)代化學的通史或許應該說成是不自量力的嘗試。筆者本人的研究方向?qū)傥锢砘瘜W,是化學中的一個領域,在其中也只不過是研究核磁共振、光譜學、光化學這些專業(yè)領域的研究人員。因此對于博大的現(xiàn)代化學及其發(fā)展的歷史知之甚少。盡管如此,退休后時間充裕,也可以從稍遠一點的距離審視化學全貌;瘜W在自然科學中的位置,再往大一點講,是化學對于人類要考慮什么。作為一個從事化學研究 40余年的過來之人,我不忌才疏學淺,寫自己的現(xiàn)代化學史,呈與世人。
那么如何捕捉現(xiàn)代的化學撰寫其歷史?我想不受限于以往的物理、化學、生物的框架,把化學看作原子、分子的科學來寫化學史。接下來從此視點出發(fā),以20世紀化學的發(fā)展為中心,弄清化學是怎樣與物理學、生物學等相鄰領域相互聯(lián)系而發(fā)展起來的,追憶其充滿活力的歷史,思考其未來。因此,在本書中特地把基礎化學的發(fā)展作為重點,將它對社會產(chǎn)生的影響以及受社會的影響都包括在內(nèi),概覽其發(fā)展的歷史,對于重要的發(fā)現(xiàn)是怎樣產(chǎn)生的,對其背景也想做些探索。
化學是人類的營生,與其他文化和藝術(shù)的領域一樣,是與擔當化學進步的偉人們密不可分的。這些人多是具有特殊興趣的人物,了解這些人也就是了解人類的多樣性,也是學習化學史的一大樂趣。因此在本書中將這樣的化學家的小故事作為專欄列出。但愿這個專欄對增加化學讀者的興趣有所裨益。
撰寫本書的過程中參考了很多文獻。將其中我認為特別重要的文獻篩選出來列于各章尾。另外,許多重要的經(jīng)典論文已翻譯成日文收錄于《化學之原典》叢書中,其中的參考也有記載。請有興趣的讀者參考。主要學術(shù)雜志的簡稱如下。
·Ana. Chem.: Analytical Chemistry
·Angew. Chem.: Angewandte Chemie
·Ann.: Justus Liebigs Annalen der Chimie
·Ann.der Chem.Pharm.: Annalen der Chimie und Pharmacia
·Ann. Phys.: Annalen der Physik
·Ber.: Chemische Berichte
·Ber. Chem. Ges.: Berichte der Deutschen Chemiscen
Gesellshaft
·Biochem. Biophys. Res. Commun: Biochemical and
Biophysical Research Bull.
·Bull. Chem. Soc. Jpn.: Bulletin of the Chemical
Society of Japan
·Bull. Soc.Chem. France: Bulletin de la Societe
Chimique de France
·Chem. Biochem. Z.: Biochemische Zeitschrift
·Chem. Commun.: Chemical communications
·Chem. Phys. Letters: Chemical Physics letters
·J. Am. Chem. Soc.: Journal of American Chemical
Society
·J. Biol. Chem. Soc.: Journal of Biological Chemistry
·J. Chem. Phys.: Journal of Chemical Physics
·J. Chem. Soc.: Journal of the Chemical Society
·J. de chim. phys. Journal de Chimie Physique et de
Physico-Chimie Biologique
·J. Mol. Bio.: Journal of Molecular Biology
·J. Org. Chem.: Journal of organic chemistry
·J. Phys. Chem.: Journal of Physical Chemistry
·Naturwiss.: Naturwissenschaften
·Phil. Mag.: Philosophical Magazine
·Phys. Rev.: Physical Review
·Phys. Rev. Lett. Physical Review Letters
·Proc. Chem. Soc. London: Proceedings of the Chemical
Society London
·Proc. Natl. Acad. Sci.: Proceedings of the National
academy of Science
·Proc. Roy. Soc.: Proceedings of the Royal society
·Trans. Faraday Soc.: Transactions of the faraday
Society
·Z. Anorg. Chem.: Zeitschrift fur Anorganische und
Allgemeine Chemie
·Z. Naturforsch : Zeitschrift fur Naturforschung.
·Z. Physikal. Chemie: Zeitschrift fur physikalische
chemie
·Z. Elektrochem.: Zeitschrift fur Elektrochemie
·Z. Physik.: Zeitschrift fur Physik
廣田襄,國籍日本,京都大學名譽教授,2000年退休于京都大學。曾任日本化學會理事,副會長。京都市青少年科學學術(shù)顧問。2010年后任自然科學研究機構(gòu)教育評議委員會委員。丁明玉,清華大學化學院副院長、博士生導師,教授。曾留學日本山梨大學工學部生物工學科,研究方向為新型色譜固定相的研究;色譜及其聯(lián)用技術(shù);中藥化學。
第1篇近代化學走向成熟
第1章 近代化學之路
18 世紀末之前的化學:原子·分子科學的曙光 /003
1.1 化學的源流 /003
1.1.1 希臘人的物質(zhì)觀 /004
1.1.2 煉金術(shù) /004
1.1.3 醫(yī)(學)化學 /006
1.1.4 技術(shù)的遺產(chǎn) /007
1.1.5 17世紀的化學 /007
1.1.6 波義耳與粒子論哲學 /008
1.1.7 燃素說 /010
1.2 氣體化學的發(fā)展 /010
1.2.1 布萊克:碳酸氣的發(fā)現(xiàn)與定量研究 /011
1.2.2 普利斯特里與氧氣的發(fā)現(xiàn) /012
專欄1 以科學和神學的融合為目標的普利斯特里 /012
1.2.3 舍勒與氧氣的發(fā)現(xiàn) /013
1.2.4 卡文迪許與氫氣的發(fā)現(xiàn) /014
1.3 拉瓦錫與化學革命 /014
1.3.1 拉瓦錫與燃燒的新理論 /015
1.3.2 燃素說的打破與新的化學理論 /016
專欄2 優(yōu)秀的官員、大化學家拉瓦錫和他的妻子 /018
1.4 18世紀的化學與社會 /020
1.4.1 化學產(chǎn)業(yè)的開始 /020
參考文獻 /021
第2章 近代化學的發(fā)展
19世紀的化學:原子·分子概念的確立與專業(yè)分化 /023
2.1 原子說與原子量的確定 /023
2.1.1 世紀更替時的狀況 /024
2.1.2 道爾頓的原子說與原子量 /025
2.1.3 元素符號 /026
2.1.4 蓋·呂薩克的結(jié)合體積比與阿伏伽德羅假說 /027
2.1.5 貝采利烏斯的原子量 /028
2.1.6 普勞特的假說 /029
2.1.7 圍繞原子量的混亂與當量 /030
2.2 電化學的出現(xiàn)及其影響 /030
2.2.1 伏特的電池和電化學的出現(xiàn) /030
2.2.2 電化學二元論 /032
2.2.3 法拉第和電分解法則 /032
專欄3 戴維、法拉第與皇家研究所 /033
2.3 有機化學的誕生與圍繞原子、分子的混亂 /035
2.3.1 新的有機化合物和異構(gòu)體的發(fā)現(xiàn) /036
2.3.2 有機化合物的分析與李比!/036
2.3.3 有機化合物的分類:根的概念 /037
2.3.4 新的類型理論 /039
2.3.5 坎尼扎羅使阿伏伽德羅假說起死回生 /041
2.3.6 原子、分子的實在性與化學家 /042
2.4 有機化學的確立與發(fā)展 /042
2.4.1 原子價的概念與化學結(jié)構(gòu)式 /042
2.4.2 苯和芳香化合物的結(jié)構(gòu) /044
2.4.3 碳的四面體說與立體化學 /045
2.4.4 有機化合物的分析 /048
2.4.5 合成方法的進步 /048
2.5 元素周期律 /050
2.5.1 分光法的引入與新元素的發(fā)現(xiàn) /050
2.5.2 元素分類的早期嘗試 /050
2.5.3 門捷列夫和邁耶爾的周期律 /052
2.6 分析化學、無機化學的進步 /054
2.6.1 定性分析、定量分析和容量分析 /054
2.6.2 儀器分析 /055
2.6.3 原子量的確定 /056
2.6.4 氟的發(fā)現(xiàn)和莫瓦!/056
2.6.5 稀土元素的分離 /057
2.6.6 稀有氣體的發(fā)現(xiàn)和周期表的修正 /059
2.6.7 維爾納與配位化學的誕生 /060
2.7 熱力學?氣體分子運動理論 /062
2.7.1 卡諾與熱機器 /063
2.7.2 能量守恒定律與熱功等量 /063
2.7.3 熱力學第二定律和熵 /064
2.7.4 氣體分子運動理論的發(fā)展 /067
2.7.5 玻爾茲曼和熵 /068
2.8 物理化學的誕生和發(fā)展 /069
2.8.1 氣體的性質(zhì) /070
2.8.2 從熱化學到化學熱力學 /070
2.8.3 化學反應理論的起步 /072
2.8.4 溶液的性質(zhì)與滲透壓 /073
2.8.5 電離學說與阿倫尼烏斯、范特霍夫、奧斯特瓦爾德 /075
專欄4 阿倫尼烏斯與地球溫暖化 /076
2.8.6 膠體和表面化學 /078
專欄5 泡克爾斯和瑞利卿 /079
2.9 天然有機化學 /080
2.9.1 糖的結(jié)構(gòu)與合成 /081
2.9.2 卟啉及其衍生物 /082
2.9.3 蛋白質(zhì)和氨基酸 /083
2.9.4 核酸的發(fā)現(xiàn) /084
2.9.5 萜烯類 /085
2.10 生物化學的誕生之路 /085
2.10.1 農(nóng)業(yè)化學與植物營養(yǎng) /086
2.10.2 發(fā)酵化學 /087
2.10.3 呼吸與生物體內(nèi)的氧化 /088
2.10.4 消化與代謝 /089
2.11 化學家的教育 /090
2.11.1 19世紀初的狀況 /090
2.11.2 李比希的教育改革及其影響 /091
專欄6 李比希與化學教育的革新 /092
2.11.3 其他國家的狀況 /093
2.12 19世紀的化學產(chǎn)業(yè) /094
2.12.1 制堿產(chǎn)業(yè) /095
2.12.2 肥料產(chǎn)業(yè) /095
2.12.3 煤焦油化合物與合成染料 /096
2.12.4 天然染料的合成與合成化學產(chǎn)業(yè) /097
2.12.5 制藥產(chǎn)業(yè) /098
2.12.6 炸藥產(chǎn)業(yè) /098
2.12.7 金屬與合金 /099
2.13 近代化學引入日本 /100
2.13.1 近代化學教育的開始 /100
2.13.2 大學制度的確立與化學家的培養(yǎng) /102
專欄7 吉田彥六郎與漆的研究 /103
參考文獻 /104
近現(xiàn)代的化學和科學·技術(shù)史年表(至19世紀末) /108
第2篇 現(xiàn)代化學的誕生與發(fā)展
第3章 19世紀末至20世紀初物理學的革命
X射線、放射線、電子的發(fā)現(xiàn)和量子論 /113
3.1 電子的發(fā)現(xiàn) /113
3.1.1 氣體放電的研究 /114
3.1.2 湯姆遜的實驗與電子的發(fā)現(xiàn) /115
3.1.3 電子電荷的測定 /117
3.2 X射線的發(fā)現(xiàn)及早期研究 /118
3.2.1 X射線的發(fā)現(xiàn) /118
3.2.2 X射線的本質(zhì)與物質(zhì)結(jié)構(gòu) /119
專欄8 勞倫斯·布拉格與卡文迪許研究所 /120
3.2.3 莫塞萊的研究和原子 /121
3.3 放射能的發(fā)現(xiàn)與同位素 /122
3.3.1 貝克勒爾的發(fā)現(xiàn) /123
3.3.2 居里夫婦發(fā)現(xiàn)鐳 /123
專欄9 居里夫婦 /124
3.3.3 盧瑟福的研究與放射能的本質(zhì) /126
3.3.4 釷的放射能和元素的轉(zhuǎn)化 /127
3.3.5 放射性同位素和放射遷移系列 /128
3.3.6 陽極線和質(zhì)量分析:穩(wěn)定同位素 /129
3.3.7 重氫的發(fā)現(xiàn) /131
3.4 原子的真實性 /131
3.4.1 19世紀的物理學家和原子 /132
3.4.2 布朗運動理論與愛因斯坦 /133
3.4.3 佩蘭的實驗驗證 /134
3.5 量子論的出現(xiàn) /135
3.5.1 普朗克的量子論 /135
3.5.2 愛因斯坦的光量子假說 /136
3.6 原子結(jié)構(gòu)與量子論 /137
3.6.1 盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核 /138
3.6.2 玻爾的原子模型 /139
3.6.3 玻爾理論的發(fā)展與原子結(jié)構(gòu) /141
3.6.4 中子的發(fā)現(xiàn)與核的結(jié)構(gòu) /143
3.7 量子力學的出現(xiàn)與化學 /143
3.7.1 海森堡的矩陣力學 /144
3.7.2 德布羅意波 /144
3.7.3 薛定諤波動方程與氫原子 /145
3.7.4 多電子體系的近似解 /147
3.7.5 海森堡的測不準原理 /147
3.7.6 量子力學和化學 /148
參考文獻 /149
第4章 20世紀前半葉的化學
原子·分子科學的成熟與壯大 /151
4.1 20世紀前半葉化學的特征 /152
4.2 物理化學(Ⅰ):化學熱力學及溶液化學 /154
4.2.1 化學熱力學的完成 /155
4.2.2 溶液的物理化學 /158
4.2.3 酸堿概念 /160
4.3 物理化學(Ⅱ):化學鍵理論和分子結(jié)構(gòu)理論 /160
4.3.1 化學鍵理論的誕生與G. N. 路易斯 /160
4.3.2 原子價鍵法 /163
專欄10 G. N.路易斯與朗格繆爾之間的爭執(zhí) /164
4.3.3 分子軌道法 /167
4.3.4 氫鍵、金屬鍵 /169
4.3.5 分子極性 /170
4.3.6 分子間力 /170
4.3.7 采用X射線·電子射線衍射的結(jié)構(gòu)解析 /171
專欄11 J. D.伯納爾:科學圣人的遺產(chǎn)與復雜性 /174
4.3.8 分子分光學與結(jié)構(gòu)化學 /175
4.3.9 電子和核的磁性與磁共振 /178
4.4 物理化學(Ⅲ):化學反應論與膠體?表面化學 /179
4.4.1 化學反應論的發(fā)展 /179
4.4.2 熱反應的理解與連鎖反應 /183
4.4.3 光反應和激發(fā)態(tài)分子 /185
4.4.4 膠體化學 /186
4.4.5 表面與界面化學 /188
4.5 核·放射化學的誕生 /189
4.5.1 元素的嬗變 /190
4.5.2 人工放射能的發(fā)現(xiàn) /191
4.5.3 核分裂的發(fā)現(xiàn) /192
專欄12 核分裂發(fā)現(xiàn)中哈恩與邁特納的貢獻 /194
4.5.4 超鈾元素 /196
4.5.5 放射性核素和放射能的化學利用 /197
4.6 分析化學 /198
4.6.1 定量分析 /199
4.6.2 微量分析 /199
4.6.3 儀器分析 /200
4.6.4 色譜 /202
4.6.5 采用放射能的分析 /203
4.6.6 放射年代測定 /204
4.7 無機化學 /204
4.7.1 新元素的發(fā)現(xiàn)與周期表的完成 /205
4.7.2 配位化學的進步 /207
專欄13 小川正孝與nipponium /208
4.7.3 有趣的無機化合物:硼和硅的氫化物 /210
4.7.4 固體的結(jié)構(gòu)與物性 /212
4.7.5 地球與宇宙化學 /213
4.8 有機化學(Ⅰ):物理有機化學、高分子化學的誕生與合成化學的發(fā)展 /215
4.8.1 物理有機化學的誕生與發(fā)展 /216
4.8.2 自由基 /218
4.8.3 立體化學的發(fā)展 /219
4.8.4 有機合成化學的發(fā)展 /220
4.8.5 高分子化學的誕生與發(fā)展 /224
4.9 有機化學(Ⅱ):天然有機化學和生物化學的基礎 /226
4.9.1 糖 /226
4.9.2 蛋白質(zhì)和氨基酸 /227
4.9.3 核酸 /228
4.9.4 葉綠素和氯高鐵血紅素 /229
4.9.5 類固醇與激素 /231
4.9.6 維生素和胡蘿卜素 /232
4.10 生物化學的確立與發(fā)展:動態(tài)生物化學 /234
4.10.1 酶研究的發(fā)展 /234
專欄14 薩姆納不屈的斗志與圍繞酶本質(zhì)的論爭 /237
4.10.2 呼吸和生物體內(nèi)的氧化還原 /239
4.10.3 糖分解機理的闡明和檸檬酸循環(huán) /242
4.10.4 光合成 /246
4.10.5 脂質(zhì)代謝 /246
4.10.6 蛋白質(zhì)和氨基酸代謝 /247
4.10.7 維生素和激素 /248
4.11 應用化學的發(fā)展 /250
4.11.1 空氣中固氮與高壓化學 /251
專欄15 哈伯的榮耀與悲劇 /253
4.11.2 新金屬與合金 /254
4.11.3 塑料 /255
4.11.4 人造纖維與尼龍 /256
4.11.5 合成橡膠 /257
4.11.6 化學療法與藥品 /258
4.11.7 農(nóng)藥的問世 /260
4.12 日本的化學 /261
4.12.1 教育·研究環(huán)境的整頓 /261
4.12.2 20世紀初的領導型化學家 /262
專欄16 喜多源逸與京都學派的形成 /264
4.13 化學與社會 /266
4.13.1 20世紀前半葉化學產(chǎn)業(yè)的變化 /267
4.13.2 第一次世界大戰(zhàn)與化學及化學產(chǎn)業(yè) /268
4.13.3 第一次世界大戰(zhàn)后的化學產(chǎn)業(yè) /268
4.13.4 第二次世界大戰(zhàn)和化學 /270
參考文獻 /271
近現(xiàn)代的化學和科學·技術(shù)史年表(20世紀前半葉) /276
第3篇 當代化學
第5章 20世紀后半葉的化學(Ⅰ) /281
5.1 整體特征 /282
5.1.1 第二次世界大戰(zhàn)后科學的社會背景 /282
5.1.2 日本的狀況 /283
5.1.3 20世紀后半葉化學的特點 /283
5.2 觀測、分析手段的進步與結(jié)構(gòu)化學的成熟 /284
5.2.1 結(jié)構(gòu)解析方法的進步:采用衍射法的結(jié)構(gòu)確定 /285
專欄17 復雜分子的結(jié)構(gòu)確定與多蘿西·霍奇金 /288
5.2.2 顯微鏡技術(shù)的飛躍進步:細胞和表面的原子? 分子的直接觀察 /291
專欄18 受惠于偶然的下村脩的人生與GFP /294
5.2.3 激光的出現(xiàn)與分子光譜學的發(fā)展:分子結(jié)構(gòu)和電子狀態(tài)的觀測 /298
5.2.4 電子光譜法的發(fā)展:原子內(nèi)層和表面狀態(tài)的觀測 /307
5.2.5 磁共振法:使自旋探針化的光譜法 /310
專欄19 勞特布爾與MRI的誕生 /316
5.2.6 分離分析方法的進步 /317
5.3 理論與計算化學的進步:化學現(xiàn)象的理解和預測 /321
5.3.1 量子化學計算 /322
5.3.2 熱力學與統(tǒng)計力學 /326
5.4 化學反應研究的精密化 /329
5.4.1 反應速度、反應中間體的實驗性研究 /330
5.4.2 短壽命物種的觀測和高速反應的研究 /333
5.4.3 基元反應的動力學 /336
5.4.4 激發(fā)態(tài)分子的動力學 /339
5.4.5 光化學 /341
5.4.6 反應理論的進步 /343
5.4.7 表面反應和催化反應 /347
5.5 新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)與合成 /349
5.5.1 新元素和新物質(zhì)群 /350
5.5.2 有機化合物的新合成法 /353
5.5.3 天然有機化合物的合成 /359
專欄20 天才有機化學家伍德沃德 /360
專欄21 圍繞河豚毒素的研究與結(jié)構(gòu)解析的競爭 /363
5.5.4 超分子化學或主客體化學 /365
5.5.5 新的碳物質(zhì) /367
5.6 功能?物性的化學:材料科學的基礎 /369
5.6.1 新的功能性物質(zhì) /370
5.6.2 導電性物質(zhì) /373
5.6.3 磁性與磁體 /376
5.6.4 光學性質(zhì) /378
5.7 地球、環(huán)境和宇宙化學 /380
5.7.1 地球·環(huán)境化學 /380
5.7.2 宇宙化學 /383
5.7.3 生命起源 /385
參考文獻 /387
第6章 20世紀后半葉的化學(Ⅱ)
基于分子的生命現(xiàn)象的理解 /391
6.1 分子生物學、結(jié)構(gòu)生物學的誕生 /392
6.1.1 DNA結(jié)構(gòu)解析之路 /392
專欄22 萊納斯·鮑林的成功與失敗 /400
6.1.2 蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)解析與結(jié)構(gòu)生物學的誕生 /402
6.2 生物化學的發(fā)展(Ⅰ):DNA和RNA化學 /407
6.2.1 DNA信息的轉(zhuǎn)錄與翻譯 /408
6.2.2 DNA的復制、修復、壽命 /413
專欄23 另類化學家穆利斯與PCR的開發(fā) /415
6.2.3 核酸的操作與堿基序列的確定 /417
專欄24 兩次獲得諾貝爾化學獎的桑格 /420
6.2.4 RNA的功能與蛋白質(zhì)的合成、分解 /422
6.3 生物化學的發(fā)展(Ⅱ):酶、代謝、分子生理學等 /428
6.3.1 酶的結(jié)構(gòu)和反應機理的闡明 /428
6.3.2 代謝研究的發(fā)展及其影響 /430
6.3.3 生物膜與膜輸送 /433
6.3.4 生物體內(nèi)電子傳遞與氧化磷酸化 /435
專欄25 自己建研究所的米切爾 /437
6.3.5 光合成 /439
6.3.6 信號傳遞 /443
6.3.7 免疫與遺傳重組 /446
參考文獻 /447
近現(xiàn)代的化學和科學·技術(shù)史年表(20世紀后半葉) /450
第7章 20世紀的化學與未來 /453
7.1 20世紀的化學與諾貝爾獎 /453
7.1.1 從諾貝爾化學獎看到的20世紀的化學 /453
7.1.2 鮑林的預測與20世紀后半葉的化學 /458
7.2 迎接21世紀的化學 /459
7.2.1 圍繞科學的狀況的變化 /459
7.2.2 化學的現(xiàn)狀與課題 /460
7.2.3 化學中的大問題是什么 /465
7.3 今后的化學和對化學的期待 /466
結(jié)尾 /471
后記 /472
附錄 / 473
Ⅰ 元素發(fā)現(xiàn)的歷史 /474
Ⅱ 與李比希有關聯(lián)的諾貝爾獎獲得者系統(tǒng)圖 /476
Ⅲ 從歷代諾貝爾獎獲得者看化學的進展 /478
索引 / 486
人名索引 /486
主題詞索引 /495
圖版·簡歷來源 /498