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二十一世纪理论化学挑战和机遇
徐光宪;我们要分析原因采取对策,主动主动争取社会认同。对于二十一世纪理论化学发展,要采取“侵略性”战略,既要大力加强量子化学基础研究,又要扩充我们研究领域。国与国之间要和平共处,但学科与学科之间要相互“侵略”,渗透交叉,才能推进学科发展。所以Theoreticalchemistsinthe21stcenturyshouldbemoreaggressive.
;§化学未获社会认同原因分析;(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)化学家没有提出二十一世纪要解决难题。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,这也是缺少生源原因之一。其实,化学家已提出绿色化学奋斗目标。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;上述六大技术假如缺乏一二个,人类照样生存,但如没有合成氨和尿素技术,世界60亿人口有二分之一要饿死。没有合成抗生素和新药品,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世纪有七大技术,第一是化学合成技术。国外传媒把HarborProcess评为20世纪最主要创造,是很有道理。
;§化学是中心科学;§但化学作为中心学科形象
反而被其交叉学科成就所埋没;再如分子芯片、分子马达、分子导线、分子计算机等都是化学家开始研究,但开创这方面研究化学家却不提出“化学器件学”这一新名词,而微电子学教授马上看出这些研究发展远景,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,以为化学领域越来越小,几乎要在生物学与物理学夹缝中消亡。
;这么化学这门主要中心科学(Centralscience)反而被社会看作是伴娘科学(Bridesmaidscience)而不受重视(参见前引Nature社论),化学家竟然不喊不叫也不埋怨。化学家谦虚本是美德,但所以而在社会上造成化学是落日科学(Sunsetscience)印象,吸引不到优异年轻学生,这个问题就大了。;§化学有没有理论?;20世纪也有三大理论成就:
(1)化学热力学,能够判断化学反应方向,提出化学平衡和相平衡理论
(2)量子化学和化学键理论,生物学DNA模型就是在氢键理论和蛋白质分子结构基础上提出来
(3)上世纪60年代发展起来分子反应动态学。
;到了二十一世纪,数学家提出七大难题,物理学家提出五大难题,生物学家提出四大难题。但化学家又比较谦虚,好像没有人明确提出哪些是化学要解决世纪难题。其实化学家心目中是有自已奋斗目标,只是不愿多说。但这又造成“化学无理论”错误印象。本文不揣冒昧,提出二十一世纪化学要解决四大难题,因为这正是理论化学家主攻目标。当否请批评指正。;§理论化学在当代化学发展中起了非常主要作用;(3)“这项突破被广泛地公认为最近一、二十年来化学学科中最重要成果之一”。这次颁奖宣告了“化学两大支柱是实验和形式理论”时代已经来临。所以二十一世纪化学将是理论和实验相互结合相互渗透科学。国外有些著名大学早已把理论化学从物理化学中独立出来,成为二级学科。希望国家和社会深入加强对理论化学支持,鼓励优异大学毕业生来考量子化学研究生。这对整个化学发展是有利。
;§吉林大学
是我国理论化学发源地;唐敖庆先生是我国理论化学奠基人,他创建了吉林大学理论化学所和国家重点试验室,屡次举行全国性理论化学讨论班,在全国培养了大批理论化学骨干,为其它化学学科输送了含有坚实理论基础学术带头人。
我国已举行八次全国量子化学学术会议,屡次中日理论化学双边讨论会,参加屡次国际量子化学会议。参加这次会议代表多达300人,在广泛领域范围内提出许多高水平学术论文,说明我国理论化学已经有很好基础。;§理论化学危机和我们对策;§加强量子化学基础研究,
向化学世纪难题进军;§理论化学应该“侵入”交叉领域,
拓展研究阵地;10。TheoreticalStudyofMolecularSelf-Assemblies
11。TheoreticalStudyofMolecularDevices
12。TheoreticalStudyofComplexSystems.
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