
对本书的评价
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化学元素是构成我们五彩缤纷世界的基本物质。人类对自然界的观察、思考和认知的进步与化学元素的发现、元素之间的关系研究紧密关联。本书通过元素发现的故事和相关技术介绍及应用的实例,生动展示了化学元素的研究如何推动人类文明的进步。
——邵黎明,复旦大学药学院教授
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化学专业出身的我,读到这本书倍感亲切,仿佛回到了大学的求学时光:从无机化学入门,逐步深入探索物质世界,领略元素令人惊叹的性质以及它们背后丰富的故事。
本书以“文明的征程”这一独特视角展开,对我们所熟知的元素相关文化、历史事件与科技发展历程进行了系统梳理,使元素的发现过程如同一幅幅生动的画面跃然纸上。书中涵盖的知识极为广博:从文明的起源、古代的货币与金融制度、炼金术与炼丹术;到近代化学理论的萌芽,包括冶金学的诞生、燃烧理论与气体研究、电解技术的发展;再到更为先进的光谱分析与放射性研究。
纵观全书,作者将元素与人类文明的进程巧妙结合,视角新颖,叙事中穿插了大量富有意义的历史故事与科技发展的关键节点。这是一部兼具知识性与趣味性的科普佳作,值得推荐!
——陈西,哈尔滨工业大学生命科学中心研究员
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从古代化学技术应用,到现代化学工业建设,化学不仅仅是一门科学,更是文明发展的重要驱动力。化学元素的发现是人类文明发展的基础,新的化学元素,不仅改变了人类的衣食住行,还改变了能源、照明、通信、战争。本书讲述了化学家们把元素发现和创新应用当作“诗与远方”的传奇故事。
——王喆,上海长森药业创始人
内容提要
本书探讨了化学元素发现与人类文明发展之间的紧密联系。通过系统梳理古代至现代化学元素发现的历史,揭示了元素如何影响并推动人类文明的进步。从碳元素作为生命基础和文明之源,到金银作为古代市场信用体系的实体,再到冶金术的出现和青铜时代的兴起,一直到近现代化学元素的发现,书中详细叙述了化学元素如何逐步被人类认识、利用,并促进了社会的变革。此外,电解技术的应用、光谱分析法的运用,以及元素周期表的提出等重要科学里程碑也在书中得到了充分展示。
书中内容横跨从古代到近现代的漫长历史,通过生动的叙述,展示了化学元素在人类文明演进过程中的重要地位和作用。同时,本书还通过对不同地域、不同文化背景下元素发现的描述,揭示了科学发现的多元性和复杂性,以及科学进步对人类社会的深远影响。
作者简介
彭雷,上海市科学技术协会第十届委员会委员、民建上海市委生物医药委员会副主任委员、菏泽市人民政府智库首批特聘专家。长期从事生物医药行业工作,致力于社会科技创新系统和全民知识传播体系建设。著有《极简新药发现史》《新药史话:从万能药到生命科学前沿》等书。
序言
习近平总书记指出:“我们要以科学的态度对待科学、以真理的精神追求真理。”这是对科学精神的深刻诠释,也是科学家们潜心研究、创新进取的真实写照。
化学的发展历程,正是探索科学与追求真理交织的壮丽篇章。近代科学家根据观察和实验,认为元素是物质世界最基本的组成要素。他们在研究元素原子量、化学性质、元素周期规律的同时,还不断赋予元素概念以物理学含义,比如独特的光谱、独特的核电荷数等。如今,合成第119号新元素的竞争,已经悄然展开。科学家们秉持科学态度,不懈追求真理,以创新为笔,书写了人类探索未知、追求真理的辉煌史诗。
本书视野恢宏,独具匠心,将人类文明史与化学元素发现史巧妙地编织在一起,构建了一个以“元素”为独特视角的叙事框架。从“文明之源:碳”开始,到“超镄元素战争与周期表的尽头”结束,清晰地勾勒出元素认知与应用如何从远古的实用技艺,逐步演变为系统的科学理论。货币的选择、武器的演进、农业的发展,都与化学元素息息相关。一个个元素被发现,化学也在技术革命和工业化的浪潮中蓬勃发展。铝、磷、铁(钢)的工业化,铺就了通往现代的道路,放射性元素的发现和超重元素的合成,触及了现代科学的边界。
这种以元素驱动文明和技术演进的视角,新颖且富有启发性。通过对化学元素发现史的梳理,让我们更加关注科技创新系统的重要意义——科学家们的创新活动与市场(产业和专利)机制有机结合起来,引发了一次又一次的产业革命。同时,我们还应当注意的是,追求新元素发现的科学家们那种纯粹的探索精神。这提示我们的科研工作,特别是基础研究,需要坚持理性的科学精神,使科学探索成为通向真理的必由之路。
陈凯先
中国科学院院士
前言 / 001
一、 古代的元素认知与应用(史前—16世纪) / 001
1. 文明之源:碳 / 003
2. 古代市场信用体系的实体:金、银 / 012
3. 冶金术与青铜时代:铜 / 028
4. 生活中常见的元素:锡、铅、锑 / 033
5. 铁器时代的到来:铁 / 041
6. 哲学、炼金术与炼丹术:汞、硫、砷、磷 / 051
二、 矿冶学与化学理论萌芽(16世纪—19世纪) / 062
1. 近代冶金学诞生及冶炼工艺发展:泡罩钢、冲天炉与坩埚钢 / 064
2. 化学理论萌芽:三种土元素与燃素学说 / 076
3. 矿冶学发展:铋、钴、锌、铂 / 079
4. 矿物分类学与吹管法的应用:镍、锰、钼、钨、镁 / 087
5. 气体元素突破:氢、氮、氧与氧化学说 / 102
6. 矿石金属元素的大发现:铀、锆、钛、碲、铬、铍、钇、钽、铈、钯、铑、铱、锇、锶 / 116
三、 电解技术与欧洲工业化(19世纪上半叶) / 132
1. 电解技术的发明:伏打电池与钠、钾、硼、氯、碘 / 134
2. 欧洲工业化初期:硒、锂、镉、溴、钍、钒、铌 / 150
3. 钾金属为发现其他元素提供技术手段:硅、锆、钛、铈、铍、镁 / 171
4. 稀土元素发现与最后一个铂系元素:镧、铽、铒、钌 / 178
5. 铝、磷、钢的工业化 / 185
四、 元素周期表与光谱分析法(19世纪下半叶) / 200
1. 早期的有机化学理论:基团理论、类型理论 / 202
2. 元素周期表的诞生:从德贝赖纳分组元素到门捷列夫的周期表 / 216
3. 光谱分析法一显身手:铯、铷、铊、铟、氦、镓 / 222
4. 稀土元素热潮:铒、铽、镱、钪、钐、铥、钆、钕、镨、镝、锗、铕、镥 / 236
5. 电化学新成就:氟的制取与电解理论 / 252
6. 贵族气体的发现:氦、氖、氩、氪、氙 / 261
五、 技术革命、战争与现代化学元素的发现(20世纪上半叶至今) / 269
1. 放射性研究与X射线光谱学的技术推动:钋、镭、锕、氡、镤、铪、铼、钫 / 272
2. 核时代的元素发现与创造:锝、镎、砹、钚、钷 / 291
3. 超铀元素竞速赛:镅、锔、锿、镄 / 316
4. 探索极限:超镄元素“战争”与周期表的尽头 / 331
结语 / 340
附录 化学元素发现简表 / 342
参考文献 / 358
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