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无机化学在生活中的应用精选(九篇)

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无机化学在生活中的应用

第1篇:无机化学在生活中的应用范文

关键词:有机化学;教学方法;兴趣

在高中化学中,有机化学占教材内容的四分之一,且在高考考试中占化学总成绩的25-30%。有机化学除了涉及到化合物的性质外,还涉及了化合物复杂的结构。因此,初中学习无机化学的学习思路无法在高中的有机化学中应用,许多学生在学习过程中因无法转变思路而对化学产生抵触心理,从而失去对学习有机化学的兴趣。因此,如何让学生学好有机化学,是高中化学教师的一大难题。笔者通过结合本人高中时代学习有机化学的经历、多年的化学教学理论学习以及高中化学教学实践,对高中有机化学的有效教学方法作以一一讨论。

一、兴趣是学习的第一动力

许多教师在教学过程中往往忽略了这一点,以为教学就是“把知识点教给学生”。事实上,教学应该是“老师教,学生学”的过程。教师在教学过程中应该将学生的主动性放在第一位,注重培养学习学习相关课程的兴趣[1]。兴趣是最好的老师,它能化“被动”学习为主动学习,使枯燥无味变得生动有趣。学生进入高中后要学习有机化学,它的学习思维完全有别于初中时期的无机化学。许多学习会因无法找到学习有机化学的正确方法而失去对学习有机化学的兴趣。而同时,由于学生在高中时期首次接触有机化学,对有机化学保持着较高的新鲜感。教师应把握时机,及时对学生的这种新鲜感进行升华,使之成为学习有机化学的不竭动力。那么如何调动学生学习有机化学的兴趣呢?

笔者认为,调动学生学习兴趣的责任在于教师。在教学中,如果教师只是为了迫于教学压力而不能放开手脚,只能按部就班地向学生“填鸭式”地灌输知识点,怎么可能激发还生学习有机化学的兴趣?呆板的教学方式极易让学生感到反感,使学生产生逆反心理,对学习产生厌恶感。在学生对有机化学还处于新鲜期时,教师要能够抓住培养学生学习有机化学的兴趣,引导学生在兴趣的基础上做深入的学习与探索。尤其是有机化学这个与生活实际联系密切的学科,生活中有许多生动的实例可以利用。笔者认为,教师可以利用生活中的实例让学生明确学习有机化学的目的和培养学生学习有机化学的成就感。向学生介绍有机化学在生活中的重要应用,如家庭用到的洗涤剂、洗发水、洗衣粉起到去污作用的主要成分就是有机物――十二烷基苯磺酸钠。我们生活中用到的塑料、合成橡胶就是通过石油化工制得有机物单体,然后经过高分子化学得到的。此外,有机化学还涉及到药物合成、农业、国防科技、航空航天等领域。可以说,人类离开有机化学将寸步难行。如此,通过向学习介绍有机化学在生活中的地位和作用,强化学生学习有机化学的使命感和成为一名有机化学家的荣誉感,可以最大程度地提高学生学习有机化学的兴趣。

二、适当开展多媒体教学。

不同于无机化学的学习,有机化学涉及到有机物的结构,甚至是三维结构,这需要学生具有一定的空间想象力。此外,有机化学还涉及复杂的反应方程式和反应机理。高中阶段,许多教师迫于教学压力,一节上下来基上处于教师讲学生听的状态。这种“填鸭式”的教学方式并不可取,许多学生一堂有机化学课下来,完全不知教师所云。多媒体教学在展示空间三维结构、展示化学反应过程以及展示化学反应机理方面具有无可比拟的优势。此外,多媒体教学在引起学生学习有机化学兴趣方面也有许多优势。在讲到有机化合物的结构时,可以通过多媒体向学生演示模型。比如讲到化合物成键时,可以向学生展示碳、氧、氢和氮等元素是如何互相连结形成有机化合物的。用红色带有四个孔的小球代表碳原子,用绿色带有三个孔的小球代表氮原子,用蓝色带有两个孔的小球代表氧原子,用白色带有一个孔的小球代表氢原子,再用一个圆柱小棍代表键。同时,向学生解释碳原子、氮原子、氧原子和氢原子分别可以连接四个、三个、两个和一个键,通过棍与球之间的连接,可以非常直观地向学生展示有机物的成键过程,这就是典型的球棍模型。如讲到甲烷的结构时,教师可以事先做好多媒体动画,先出现一个红色的小球表示碳原子,然后四根圆棍接在碳原子上表示四个键,然后再将四个白色的小球连接在圆棍上,表示形成四个碳-氢键,最后就形成甲烷分子。同样地,可以通过多媒体技术展示甲醇、乙醇、乙烷等等有机物的成键过程。此外,对于复杂的有机反应过程,可以通过动画分割成多个可见的步骤,让学生直观明了地“观察”反应过程。

三、开展探究式教学

有机化学学习不同于无机化学,不能单纯地通过记忆达到学习的目的,需要对有机物的结构、官能团的性质以及反应机理有较深的理解。因此,学生的主动思考在有机化学教学中非常重要。传统有机化学教学方式主要是学生被动接受的授课方式,学生在上课的过程中仅处于接受状态。利用探究式教学,可以改变传统教学这一授课方式,调动学生主动参与课堂知识点的思考。在教学过程中引入与知识点相关的实验,设计合理的实验方案,通过研究物质的反应与性质,从结构的角度深化学生对相关知识点的认识,诱发学生对相关知识点的思想,从而达到良好的教学目的。例如在讲到醇与酸的酯化反应时,许多教师会按教材上的知识点进行教学,即向学生介绍醇与酸之间脱去一个水形成酯,其中醇提供一个氢、酸提供一个羟基,氢与羟基结合形成水。但是,为什么不能是酸提供一个氢、醇提供一个羟基呢?许多学生肯定会有这样的疑问。因此,在讲授酯化反应这个知识点时,教师可以进行探究式教学。即提出假设:假设氢是由酸提供的,羟基是由醇提供的,让学生进行讨论,并让学生提出进行验证的方法。这种探究式教学通过诱发学生主动思考,可以达到激发学生学习的热情,达到良好的教学效果。

四、培养学生学习有机化学的思维

由于有机化学在初中化学中很少涉及,且学习方法也完全不一样,因此许多学生因为找不到正确的方法而放弃有机化学学习。正确的学习思维,可以让有机化学的学习事半而功倍,因此教师在有机化学教学的前期要注意培养学生的思维。有机化学教学要让学生重视有机物的结构,结构决定了有机物的性质,通过对结构的深入理解,可以很容易地记住有机物的性质。总之,无机化学重性质轻结构,而有机化学重结构轻性质,有机化学是从结构出发。

五、培养学生合理的有机化学归纳策略

有机化学知识点多且易混淆,即使老师在课堂上对每个知识点进行一一详细讲解,但学生课后如果不进行合理的归纳,根本无法学好有机化学。笔者认为,老师除了把知识点教给学生,更要教学生如何举一反三。而高中有机化学的归纳主要还是通过有机物的结构(主要是官能团)进行,不能的官能团决定了有机物不同的性质。如乙烷、卤代乙烷、乙醇、乙酸、乙醛、乙酸乙酯就可以通过官能团进行归纳总结,轻松地辨别它们的性质。

六、培养学生解答有机试题的方法与技巧

有机化学试题相对繁琐,但是具有固定的解题思路。老师在教学有机化学知识的过程,同时也要向学生传授有机化学习题的解题技巧[2]。许多学生不是对有机化学不感兴趣,而是因为有机化学题目难解以及有机化学成绩差,而失去学习有机化学的信心。有机试题的解答与学习异曲同工,都需要从有机物的结构出发。让学生养成从有机物的结构出发来解答问题,对题目中涉及的有机物,要看其本质,看其具有哪些典型的官能团,从而辨别属于哪类物质,最后通过简单地对号入座即可达到解题的目的。(作者单位:哈尔滨师范大学化学化工学院)

参考文献:

第2篇:无机化学在生活中的应用范文

一、电氧化处理污水

在脉冲电流作用下,电氧化反应器里的特殊电极会产生的羟基自由基和活化氧自由基。由于这两种自由基有超强的氧化能力,因此当废水流经电氧化器时,水中的有机污染物将会被氧化降解直到变成无机物(如二氧化碳和水)。这个方法的缺点是:电耗大,完全氧化去除1公斤的COD需要耗电15-25度,平均20度。显然,这对电能紧张地区,很难被企业所接受。针对这个问题,英国一家环境公司对电氧化法进行改良,通过电极的排列,电流的密度及水力停留时间的控制:让电氧化只分解破坏有机物分子结构(如对杂环类多环芳香族化合物开环和破链,提高它们的生化性),而不是把它们完全氧化成成无机物。换句话说,电氧化只做预处理,处理后,废水再进行生化。这样可使难降解的有机污染物得到经济有效的去除。

二、电催化——氧化

这个方法是:用铁片做电极,铁片之间填充活性碳颗粒作催化剂,在电场作用下,槽内电极材料在高梯度电场的作用下复极化,形成复极粒子。通过鼓入空气,经复极粒子催化产生过氧化氢(见反应式1),H2O2和从阳极溶解下来的亚铁离子生成羟基自由基(见反应式2)分化降解水中有机污染物分子。(1)O2+2H2O+2e=>H2O2+2OH-…………;(2)H2O2+Fe2+=>OH.+OH-+Fe3+……………。近期试验研究表明,为了促进有机污染物的降解,在活性碳颗粒表面涂上一层氧化铈波膜,可提高催化效果。目前国内正在开发“三维三相电极处理污水”,就是这种技术。它的优点是投资成本小,占地面积少。缺点是电耗特大,去除1公斤的COD需要耗电40多度。另外,活性碳颗粒经常要更换,而且要求不是酸性的废水,一般要调到酸性(pH

第3篇:无机化学在生活中的应用范文

[关键词]分析仪器;发展

中图分类号:TF046.6 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)02-0188-01

前言:分析仪器是主要用于分析物质成分、化学结构及某些物理特性的仪器。从仪器分析的角度看,分析仪器可分为光学分析仪器、色谱分析仪器、电化学分析仪器及其它分析仪器等。分析仪器作为数据获得的源头技术,必将在信息技术发展中起到重要作用,将从被动转向主动,并促进信息技术的发展。

1 仪器分析的发展

仪器分析最为化学的一个重要分科,近些年来越来越得到了重视。仪器分析主要讲的是用现代仪器,对物质的组成、含量等进行定量或者定性的分析。仪器分析的方法随着它的发展也逐渐被应用于各行各业中。仪器的发展经历了三个过程,从最初的理论基础到后期的仪器分析,科学家们可谓是呕心沥血。最初的仪器分析还没有仪器的支持,。如科研研究等等许多的方面。近些年来随着科技的逐渐进步,更多的新型的、高科技的分析仪器逐渐地被发展、被创造[1]。仪器的创造也直接的推动了仪器分析的发展。现阶段,我国不但在各大高校中创立仪器分析的课程。同时也在科研的最前端不断的引进分析仪器进行科研创作。可以说现阶段我国的仪器分析正处于高速的发展状态。然而,我国的仪器分析水平与发达国家相比,还是有一定的差距的。

2 发展化学分析仪器的重要性

2.1 科研的重要性

科研是一个永远都新鲜的词汇。时代想要发展,社会想要进步。那么就离不开科研的陪伴。随着时代也技术的不断发展。为了满足科研的需要,越来越多的学科被分支出来。仪器分析化学就是这其中的之一。由于科研的需要,仪器分析化学独立成门,为科研做着贡献。仪器分析化学由于其准确、快速的特性,在进行物质分析的时候,得到了广泛的应用。而且在众多科研的进行中,除了少部分的学术科研,都是需要应用到仪器分析化学的。由此可以看出仪器分析化学的重要性。

2.2 产品质量的重要性

在一些产品的的制造过程中,有许多方面都是会涉及到仪器分析的应用的。尤其是科研方面的内容。这时候仪器分析也就发挥了它的重要作用。通过化学仪器对材料进行实际研究得到的准确分析,我们可以精准的知道产品的各种状况,比如说产品的物理特征、产品的化学特征等等。由此可见,如果仪器分析在产品制造的过程中能够严谨、客观,也就可以从根本控制产品的质量,彻底保证产品符合国家产品安全的要求。

3 化学分析仪器特点

3.1 灵敏度高

仪器分析化学的首要特点就是灵敏度高。其它的化学分析如无机化学分析,在进行物质的分析的时候,所需要的原材料的量非常的大,这主要是由于其灵敏度不高,对物质的识别程度比较低。然而相同的实验研究,在进行仪器分析化学实验或者研究的时候,一般的仪器灵敏都是非常高的。只需要少量的原材料就可以进行定量、定性的分析。这一特点对于那些原料昂贵的物质进行分析是非常适用的。因此仪器分析也得到了更为广泛的应用。

3.2 选择性好

物质在进行分析的时候,是参杂一定的杂质的。当杂质与待分析物质之间具有较大的差别的时候,杂质对物质的分析不会有太大的干扰。然而当杂质与待分析物质的结构或者组成相近时,那么杂质就会对待分析物质的结果产生一定的影响。对于其它的化学分析方法而言,是很难消除或者降低之一干扰的。然而仪器分析由于它的选择性非常好,可以尽可能的降低杂质对待分析物质的干扰。甚至达到完全消除的效果。因此,在进行相似结构或者成分的物质分析时候,常常采用仪器分析的办法。

3.3 操作简便

仪器分析最大的特点就是操作见到。在进行物质的分析的时候,如果选用有机或者无机的分析方式,那么操作起来会非常的麻烦,比如蒸馏、萃取等而且操作存在一定的危险性。不同于有机分析和无机分析那样,仪器分析化学的操作相对来说都是非常的简便的。仪器分析的操作流程一般都会编制成一定的程序储存在计算机里,当进行实验的时候,只需将程序打开,然后设定一定的参数就可以进行实验研究了。而且大多数的程序都包含运算,可以直接显示出实验的结果,即准确又节约了大量的运算时间。此外还可以降低人为进行计算时候的误差。

3.4 误差小

仪器分析的另一个显著的特点就是误差小。有机分析和无机分析的操作比较繁琐,步骤比较复杂,这就存在着误差的累积。一步步累积下来,结果的误差相对来说就会比较大。而仪器分析的误差之所以比其它的分析方法误差低是有其自己的原因的[3]。主要有一下几个原因:首先仪器分析大多数进行的是微量的分析。然后仪器分析的操作比较简单,这就大大降低了由于人为操作而存在的误差;此外,仪器分析的计算结果一般都是计算机给出的,这也就大大降低了由于认为的计算使得分析结果具有的误差。因此,综上所述,仪器分析的误差相对于其它的分析方法来说是比较低的。

4 化学分析仪器应用及其发展的注意事项

仪器分析在生活中的应用是非常广的,接下来就给大家简要的介绍一下,仪器分析化学在生活中的应用及其发展的注意事项。

4.1 化学分析仪器的应用

仪器分析在生活中的应用有很多,本文主要给大家介绍关于仪器分析在金属材料检测中的应用。仪器分析化学在金属检测中主要的应用有以下几个方面:首先在对贵金属进行分析检测的时候,采用最多的方法就是仪器分析中的光分析方法。此外另外催化极谱法、线性扫描伏安法、差示脉冲极谱法测定、微分循环示波计及离子选择电极等电化学分析技术配合一定的富集技术也能有效地测定超痕量贵金属元素;此外电感耦合等离子质谱法、SK-800型无色散原子荧光测金仪、X射线光谱技术、原子吸收光谱法等也常常被用于金属材料的分析与检测。

4.2 化学分析仪器发展的注意事项

一项技术的发展是不可以盲目的进行的,也是有许多的原则和注意事项的。仪器分析的发展也不例外。仪器分析发展的注意事项有哪些。第一,那就是化学仪器的工作环境的问题。由于目前很多现代的化学仪器大多数都是利用光电热声磁等原理制造的,因此,需要对工作环境进行特殊的处理。比如说工作环境需要干燥,没有灰尘,能够防止辐射等等。第二、化学仪器的日常维护工作。化学仪器在使用的过程中,需要定期的进行相关方面的维护,比如说进行化学仪器的清洗,化学仪器的精度校验等等,因此,需要安排专业人士进行相应的维护工作。第三、要保障质量,仪器分析的发展不能光求速度、不求质量。如果是这样的发展,那么仪器分析就会出现倒发展的情况;第四、是每一次的仪器分析发展要确保有新鲜元素的流入,只有不断完善仪器分析的元素才能使得仪器分析发展跟上时代的进步、满足时代的要求;第五、是仪器分析发展要讲究与时俱进。要跟上时代的脚步与潮流,更要懂得与国际接轨,只有这样,才能保证仪器分析的发展才会不断的适应时代和社会进步的要求。

5 结语

以上内容就是本文对仪器分析发展和应用方面的内容进行的简单探讨。大家通过阅读想必对其会有一定的了解。仪器分析的发展是永不停歇的,希望我国的科研人士能够不断的努力,从而推动我国仪器分析的不断发展,让仪器分析更好的服务于我们的生活。

参考文献

[1] 王大珩,胡柏顺.加速发展我国现代仪器事业[J].现代科学仪器, 2009, (3): 3-6.

第4篇:无机化学在生活中的应用范文

关键词:基础化学;教学模式;改革探索

中图分类号:G642.0 文献标志码:A 文章编号:1674-9324(2013)50-0037-02

基础化学实验课程是由分析化学、物理化学、有机化学和无机化学实验共同组成的,以实验操作为主。在基础化学实验教学改革过程中,需要注重培养学生的创新思维和实验操作能力,想要达到这种效果,又该从哪些方面入手,在基础化学实验中又该进行哪些改革性探索,本文将以此为主进行综述。

一、基础化学实验教学改革的意义

基础化学实验改革能够培养学生分析、观察、理解、综合处理数据和撰写报告等化学方面的能力,进行基础化学实验改革,也有利于提高教学质量,培养实用型化学人才,提高基础化学实验教学质量。基础化学实验教学改革能够从教学实践出发,培养实用型化学人才,有利于加强学生对化学理论基础、基本技能、基本知识等方面的综合运用,能够为学生操作化学实验打下坚固的实验基础。同时,有利于培养大学生科学实验能力和自主创新实验的综合素质,对于学生日后从事科研教育以及化学化工研究有着深刻的影响。

二、基础化学实验探究方式

1.改革教学方式。教学方式的优劣直接影响到学生学习化学的积极性,良好的教学方式可以有效激发学生学习兴趣,提高学生学习热情和学习效率。在基础化学实验教学中老师可以巧用情景教学提高学生的观察分析能力和动手操作能力,激发学生对知识的渴望度。(1)多媒体教学法。在基础化学实验教学中,可能会遇到一些深奥难懂非常前卫的化学实验,而这些实验可能由于器材不足或者教学条件有限,不能正常进行。在这种条件下,可以利用多媒体,通过flash软件或者具体的动态动画进行模拟实验,可以让学生通过模拟动态性的实验,完成具体操作,这样既可以拓展化学领域的实验范围,又能摆脱传统器材不足的限制。另外,可以尝试成立网络实验室,让学生通过网络进行模拟实验,这样不仅能够提高实验效率,而且可以激发学生的学习兴趣。(2)巧设生活教学法。生活无疑是我们最好的老师,在生活中所发生的化学现象也最容易引起学生的兴趣和关注,所以在教学过程中,老师可以多引入一些生活案例,或者让学生注意观察生活中的一些现象,进而加强对学习化学实验的兴趣。例如老师可以让学生观察生活中不同成分的装饰材料,如,花岗岩、建筑基岩、水泥成分,这些都是生活中我们常见的物质,但和化学息息相关,水泥中硅酸盐成分,装饰材料大理石、花岗岩都可以作为学生的实验研究对象,通过这些,不仅让实验更加贴近生活,也能够激发学生的探求欲望。(3)师生互动学习法。改变传统的授课模式,让学生积极参与到实验活动当中,加强师生互动,把学生被动式的学习变为主动式的学习。例如,老师可以通过简单的内容讲解,引出问题,再由师生共同参与实验进行探究,最后共同总结实验内容,加深学生印象。教学过程中,老师可以运用引导式、询问式、启发式、探索式等教学方式让学生积极地参与到实验教学中,充分发挥学生的主观能动性。(4)实验情景法。在化学实验教学中,运用实验情景法是最有效的方法,所谓实验情景法,就是通过设计各种各样的实验,让学生在实验中充分发挥自己的主观能动性,巧设实验能够极大的激发学生的学习兴趣和动手能力。例如,在基础化学实验教学中,老师可以通过设计各种有趣的实验让学生加深学习的兴趣,比如运用可乐空瓶、碘片、蒸馏水、大苏打粉末,通过巧妙设计让“可乐”变成“雪碧”。通过这个实验可以让学生了解到硫化硫酸钠与碘可以发生氧化还原反应,学生在视觉欣赏中也可以加深对化学学习的兴趣。

2.改革基础化学实验内容。进行基础化学实验,教材内容是教学改革的关键所在,只有不断的对基础化学内容进行探究更新,才能不断的为化学实验注入新的血液,才能让化学实验不断适应时代的发展需求,进而培养出适合时展的化学实用型人才。(1)改革实验操作模式。传统教学中,教学内容主要是以验证实验为主,学生往往处于被动学习的位置,因此需要在实验内容形式上进行改革,可以增加一些自主创新型的实验,以学生自主设计实验为主,这样能够不断完善实验体系,增强实验内容的多样性。自主设计实验主要是采取综合性的实验技术,学生围绕课题内容,通过自主设计实验内容,设计实验方案,选择实验仪器和实验药品,经过老师审核,在确保安全的前提下完成自己设计的化学实验,并总结实验内容,写出实验报告。通过这样的实验内容形式,可以提高学生操作实验的独立性,培养其实验的缜密性,增强实践能力和创新能力。(2)改革实验课程内容。传统基础化学实验,往往以教学为目的,忽略了实验的实用性,这就很难培养出实用性的化学人才,因此基础化学实验改革,需要将实验内容和实际生活结合起来,培养实用型的化学人才。在选取实验内容时,可以将一些接近生活的实验题材编入教程,例如,土地咸碱性的测定,水泥成分的测定分析,建筑装饰材料大理石成分的测定,以及工业污水的处理实验等。这样不仅能够提高学生学习化学实验的兴趣,而且有利于贴近日常生活,有利于学生了解当前社会发展状况,决定自己的日后的发展方向。

3.改革考核制度。科学的考核制度不仅能够公正、客观地考核学生的实验成绩,而且有利于强化基础化学实验管理,调动学生积极性,提高基础化学教学质量。在改革考核制度方面,可以借鉴大学考核制度,将成绩分为两部分,平时实验占一部分,最后笔试占一部分,每进行一次实验老师对学生进行一次评定,最后进行综合评定。平时考察可以了解学生的实验操作程度,了解学生学习过程中的优缺点并及时进行指导,笔试可以考核学生的理论学习情况,测试出学生对实验原理、实验操作步骤、实验安全知识、药品反应现象以及实验报告书写等方面的掌握状况。

这种考核方法,改变了传统考核的单一性,能够更加公平、合理地体现出学生对基础化学实验的掌握程度,同时体现出考核制度的客观性、公平想和真实性,确保基础化学实验教学的实效性。

三、总结

优化教学方式,改革教学内容,创新教学实验,完善考核制度等方式,这不仅调动了学生学习基础化学实验的积极性,提高了学生自主动手能力和创新意识,同时能够为社会不断的培养实用型化学人才。当然,基础化学实验的改革探究并不是一成不变的,还需要教师根据自己的教学特点和具体教学环境进行分析研究,通过不断地研究探索,找到适合自己的教学方式,为社会培养优秀的化学实验人才,推动基础化学实验教学的健全完善。

参考文献:

[1]杨世.加快基础化学实验中心建设[J].石油高等教育出版社.2004.5.

[2]赵超.近十年我国基础化学实验教学课程改革综述[J].黑龙江教育学院出版社.2011.2.

第5篇:无机化学在生活中的应用范文

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申明:本网站内容仅用于学术交流,如有侵犯您的权益,请及时告知我们,本站将立即删除有关内容。 卡尔-杰拉西。当地时间2015年1月30日,美国斯坦福大学退休化学教授、口服避孕药之父卡尔-杰拉西因癌症并发症在旧金山家中辞世,终年91岁。图/东方IC

卡尔・杰拉西,美国著名医药化学家,口服避孕药的发明人,斯坦福大学教授,美国国家科学院院士,艺术与科学院院士,瑞典皇家科学院外籍院士。他是唯一一位获得美国国家科学奖章和美国国家技术奖章这两项荣誉的科学家,他的发明和1200篇学术论文还使他获得普里斯特利奖章和17所著名学府名誉博士等众多荣誉,但是却与科学界最高荣誉诺贝尔奖失之交臂。

2015年1月30日,卡尔・杰拉西作为最后一位在世的“千年最具影响力人物TOP30”因癌症并发症在位于旧金山的家中去世,享年91岁。从此,萦绕在他身边的关于避孕药的“是是非非”消散了,但是这样的“是是非非”在未来的科学界与社会中将延续下去。

颠簸少年

杰拉西的少年是在欧洲度过的,当时的欧洲正处在一战和二战的短暂间隙中,表面上有着和平的氛围,但是在生活中却是反犹太主义浪潮涌动。杰拉西的父母都是犹太人,母亲是傲慢的德系犹太人,父亲是进取的西班牙系犹太人,这种犹太人的身份使得杰拉西的童年在欧洲处于不断的颠簸状态。

杰拉西生在维也纳, 6岁之前在保加利亚首都索菲亚度过。父母在他6岁时离婚, 杰拉西就跟随当牙医的母亲回到维也纳外婆家。10岁时,他进入了利奥波德城的公众科和高级文理中学,这所学校在弗洛伊德时代有四分之三的学生是犹太人。利奥波德城是德奥合并前犹太人在维也纳的主要聚居地,弗洛伊德曾在这里就读,并在17岁的时候带着“举止”(成绩单中的一栏)“杰出”的评价在这所学校毕业,而杰拉西在1938年离开维也纳的时候还不满15岁,从来没有在“举止”这一项中得到过比“满意”更好的评价。

1938年,德奥合并了,杰拉西的日常家庭生活中止了。那时在维也纳的许多人都开始戴起纳粹的标志。几个月之后,杰拉西的父亲来到维也纳并与母亲复婚,直到能使他们母子得到保加利亚护照,并把他们带到索菲亚。一到那里,他们就迅速中止了婚姻。当杰拉西待在索菲亚的美国寄宿学校并且在周末和假期逐渐适应作为“爸爸的儿子”的新状态时,母亲出发去英格兰等待他们的美国签证。1939年9月大战爆发后几个月,当时16岁的杰拉西再一次改变了监护人,母亲带他离开了欧洲。

致罗斯福夫人的信

1939年9月初,正好是德国人的部队开进波兰之后,杰拉西的母亲从英国写信来说已经获得了美国的移民签证,该是离开欧洲的时候了。当杰拉西和母亲出发去美国的时候,父亲基于出生地而不是国籍的签证问题导致他没有一起走成。很快,战争就爆发了。

大西洋的天气就像欧洲上空的战争乌云,他们横渡大西洋之旅充满了暴风雨,以至于他们迟到了一天多,终于在12月几乎身无分文的来到了纽约,他们利用仅有的20美元积蓄乘出租车来到华盛顿投奔先他们而来的维也纳表亲。几天之内,犹太难民援助组织就为他们找到了一处公寓,并提供每天生存所需要的资金,直到他们找到工作为止。由于在美国没有行医执照,杰拉西的母亲成为了一个纽约州北部乡村医生的助手兼女管家。杰拉西带着他那张在索菲亚的美国学院全是“A的”成绩证明书拜访了纽约大学的一位教学人员,当他得知杰拉西曾在保加利亚的美国学院学习过之后,他告诉杰拉西虽然这一年申请进入纽约大学已经太晚了,但可以安排新泽西州的纽瓦克专科学校在春季开学时接收他。当杰拉西的母亲前往纽约州北部的时候,犹太难民援助组织把他安顿在纽瓦克一个无机化学家弗兰克・迈耶的家里,这对杰拉西未来从事化学研究有很大的影响。

杰拉西的父母都是医生,他认为自己最终将会和做医生的父母走同样的路,只是感召的种子还没有被播种。正巧,播撒第一批化学“种子”的人是纽瓦克专科学校令人振奋的一年级化学老师内森・沃什顿,杰拉西开始学习标准医学预科课程所需要的化学和生物学的地方就是在这里。

不过杰拉西很快发现,纽瓦克专科学校除了有效弥补他缺失的高中知识外,只能算是预期的铺垫。接下来他必须找到一所四年制的教育机构来完成他的大学学业。与其等到他耗尽纽瓦克学校的资源,还不如求助于埃莉诺・罗斯福。“亲爱的罗斯福夫人”,在否定了几种花哨的寒暄之后,最终杰拉西决定了这封信的开头。毕竟,对杰拉西这个刚踏上美国海岸、从希特勒那里逃难到此的16岁男孩来说,罗斯福总统的夫人显然是美国的皇后,她只要挥动权杖就可以使事情改变。最终的事实是:紧迫的国家事务可能妨碍他的信立刻上升到罗斯福夫人的那一堆信件的最上面,但是,她将杰拉西的请求转交给了国际教育机构,该机构的一位官员以明信片的形式回复了他:“我要告诉你一个好消息,你在密苏里州塔基奥的塔基奥学院获得了一份奖学金。”对于杰拉西这个刚开始主修化学的人来说,这似乎是个极好的消息,因为塔基奥最著名的校友是发明了尼龙的华莱士・卡罗瑟斯。从塔基奥开始,杰拉西冲向了研究有机化学的生涯。

初露头角

杰拉西在1941年秋天作为一个大专生从塔基奥进入凯尼恩大学的时候还不满18岁,他准备在一年内拿到学士学位。在操作上,这并不像听上去那样难:接下来的两个学期他接受了沉重的课程负荷,然后夏天继续接受因战争而建立起来的学业速成计划。除了能挣钱糊口外,还因为一旦过了18岁生日,他将符合征兵条件,他认为作为一名大学毕业生将有更好的机会接受军官培训。在他19岁生日之前数月,他以优异的成绩从凯尼恩大学毕业了,然而从军这个选择被他早年在保加利亚的一次意外化解掉了。由于在欧洲时杰拉西热衷滑雪,曾经受过一次伤,这使他不能再做深度的曲膝运动。因此,当大多数别的难民学生出发去参加驱使他来到美国的那场战争时,杰拉西有了充分的时间实现专业抱负了。

当时,多数的医药公司都位于纽瓦克附近的新泽西。于是,杰拉西向能够找到的在新泽西的医药公司地址发送申请信,虽然大多数没有回音,但是来自庞大的瑞士汽巴公司的回信提供了一份工作。正是在新泽西的萨米特,杰拉西进入了生物化学的领域。

杰拉西作为一名低级药剂师被安排在查尔斯・汉特勒的实验室里,碰巧的是,他也来自希特勒控制的维也纳。在不到一年的时间里,他们发现了第一批抗组胺剂中的一种――苄吡二胺。杰拉西的名字出现在了他的第一个专利的发明者名单中,而且也是最终在《美国化学会志》上发表的科学论文的合著者之一,当时杰拉西还不到20岁。苄吡二胺迅速成为即使没有数百万也有数十万的过敏患者的选择,少年得志使得杰拉西成了科学研究的乐天派。

汽巴在瑞士巴塞尔的母公司是化学和医学研究最初的动力源。因此,即使杰拉西在汽巴的第一年专注于抗组胺剂,他还是通过从事类固醇研究的同事那里接触到了类固醇,这也使得他持久地迷上了类固醇。

在汽巴工作的同时,杰拉西参加了两个研究生化学夜校班,但是他很快就明白,这不能使他获得博士学位,至少不能满足他这种需求的迫切性。于是在汽巴度过一年后,他申请并获得了威斯康星校友基金会的奖学金,这使得他能继续自己的研究了。1943年秋,他和另一名威斯康星化学系的助理教授着手进行了雄心勃勃的类固醇全人工合成项目。当时,只有一种类固醇激素被完全合成出来:马萘雌酮,一种在马尿中发现的雌激素,在化学结构上和人类的雌激素略有不同。在这样的环境下,杰拉西宣布了他令人吃惊的两年内获得博士学位的计划,他的博士论文计划是对完整类固醇的化学转化,就是将男性的酮转化为人的雌激素。在杰拉西获得博士学位后,他回到了汽巴公司。20世纪40年代后期是类固醇化学研究令人兴奋的日子,特别是抗关节炎的药物“可的松”被发现后。他渴望在汽巴进行一项可的松合成的改良研究,但没有被允许。这促使杰拉西选择离开汽巴,并在进行一番考察后选择了位于墨西哥城的辛泰克斯公司。他深信通向学术职位最好的途径就是通过著作来建立科学上的名声,而辛泰克斯有同样的目标。最终,杰拉西领导下的辛泰克斯团队成功地从薯蓣皂苷配基合成出可的松,尽管未在医学上进行应用,但是这种方法还是被永久置于墨西哥的类固醇研究史上,并且这种方法也促成了第一种口服避孕药合成的加速。

Pill已经64岁了

到20世纪中期,人们已经对雌激素孕酮的多重生物学功能了解得很充分了,其中的一个功能便是在怀孕期间维持合适的子宫环境和阻止再次排卵(因此一个怀孕的女性在怀孕期间将不会再受精)。因而,孕酮可以被认为是一种“天然的避孕药”,而且在30年代之前的文献中,尤其是在奥地利的内分泌学家哈勃兰特的著作中,出现了有关孕酮也许有助于人口生育控制的建议。这也将为解决“马尔萨斯难题”(马尔萨斯认为随着生存环境的改善,人口增长速度会远远大于粮食产量增长速度,并最终产生生存危机)提供技术支持。要不是事实上天然激素在口服时只显示出微弱的活性,需要每天注射才能维持活性的话,孕酮也许已经找到了作为避孕药的实际作用,而不只是用来治疗月经不调及偶尔用来缓和某些类型的流产。

直到20世纪40年代晚期,人们一直认为孕激素的活性极其依赖于其结构。这一信条得到了瑞士研究者观察结果的证实,他们发现即使是孕酮的立体异构物也没有显示出任何孕激素的活性。也就是和孕酮化学构成相同的拥有不同立体结构的物质完全不具有孕酮的生物活性和作用,口服避孕药就是在这种科学环境下诞生的。

杰拉西被人们认为是“口服避孕药之父”,但是一种新药物的诞生还需要一位“母亲”,并且通常情况下还需要一个“产科医生”。有机化学家必须首先制造出药物,生物学家必须在动物身上证明它的活性,然后临床医生才能把它用于人。杰拉西在墨西哥的辛泰克斯领导着一个小的化学团队,该团队于1951年10月15日完成了类固醇口服避孕药的首次人工合成。位于马萨诸塞州的伍斯特实验生物学基金会的平克斯领导着一个生物学小组,该小组最先公布了这些类固醇在动物体内的排卵抑制作用。哈佛的妇科专家洛克及其同事进行临床研究,以证明其在人体内的避孕功效。如果杰拉西是“父亲”的话,“平克斯”就是母亲。“由于杰拉西带领的研究团队解决了避孕药口服保持活性的问题,1973年10月10日,尼克松总统在白宫的东厅把美国国家科学奖章授予了杰拉西,以表彰他对于类固醇激素及其在医药化学方面的应用,并最终通过口服避孕药来控制人口数量。 2013年8月6日,韩国曾坪郡,探访Unidus集团生产工厂。图/CFP

自从20世纪50年代口服避孕药诞生之后,pill这个“药片”的单词将首字母大写就变成了口服避孕药的专有名词Pill了。Pill诞生于最好的时期,却成熟于最坏的时期。在20世纪50年代后期,对于新的避孕方法的研究已经成为一个充满魅力的、令人兴奋的领域,有望能获得计划生育和节育的大突破。在20世纪60年代后期,13家主要的制药公司活跃于节育方法的研究与开发领域,但是到了20世纪80年代早期,只有一家还在进行这方面的研究。

这种改变的趋势,是由”萨立多胺的惨剧”所引发的,这种药物导致了数百名有严重肢体畸形新生儿的出生,因为他们的母亲在胎儿处于最危险的怀孕早期服用了这种高效的镇静剂。这一重磅炸弹导致了1961年联邦食品药品化妆品法案的修正案。该修正案的结果就是FDA对新药品的批准越来越谨慎,以至于几乎没有什么新药被批准上市,这导致很多大型公司退出了节育研究与开发领域。

药物毒副作用的问题开始导致美国公众的偏见,因为它造成了对于药物安全性真正含义的误解。并且性革命对于Pill有它自己很密切的因果关系,但是在60年代,避孕药剂的发展更多的受到当时社会三个风起云涌运动的影响:女权运动、环境保护和消费者保护运动。这三者在本质上都是对技术甚至是对科学的怀疑,而且在很大程度上都依赖于美国独特的诉讼体系,这也最终减少了未来向女性和男性开放的避孕选择。

由于这些影响的存在,在开发新药物时,制造厂商和管理机构都面临着这个没有解决的问题:公众要求将所有可能的不幸后果进行预测和证明,但同时又要求以尽可能少的临床试验来完成这些工作。这将人口控制的研究带入一个无比巨大的瓶颈:缺少合适的非人实验动物用以评估避孕效果和安全性。并且对于药物毒物学研究的时间跨度是空前的,在进行人体临床试验之前,必须在老鼠、狗和猴子身上进行2年,然后在猎犬身上进行7年的毒性研究,最后在猴子身上进行10年的研究。正是这些非技术性问题的存在,使得杰拉西不得不从一个纯粹的“硬”科学家,逐渐转变为关心社会问题的“软科学家”。

在美国,许多女性都公正地意识到20世纪60年代是“Pill的年代”,但是在70年代却成为了“堕胎的年代”。Pill变得不太重要,因为堕胎成了女性的基本权利。20世纪70年代的激烈争论是:堕胎应该成为合法的,还是不合法的?然而一项更重要的问题几乎被忘记:如何使堕胎变得没有必要。在1970年杰拉西发表文章称,在未来除非公共政策出现较大的、很大程度上不受欢迎的改变,否则节育的选择与现在不会相差太多。

在杰拉西的晚年,他表示自己已经厌倦了谈论避孕药的是是非非。或许这是由于他对受到节育研究政策的约束并且无能为力有关。然而,世界上有很多地方的女性还在饱受着IUD(宫内节育器)这类20世纪60年代研制的产品的折磨。另外,还有不断增加的堕胎数量,正如杰拉西所说:堕胎发生率表示避孕的质量。在1978年秋,杰拉西开始写第一本面向普通读者的书《避孕的政治》,在其中一个标题为“1984年式的节育”的一节中,他列出了一系列假定的问题:一个独揽节育大权的人将会采取何种做法来应付世界大多数缺少用水管输送水的人口?一个人要如何着手去发现一种只对人类有效而对宠物和动物无效的制剂?如何才能找到一种剂量可以不受控制的药剂,而且其有效性只被限制在一个有生殖能力的寿命阶段,不会影响婴儿和青春期少男少女的性发育?为了准备这一章节,他重读了奥威尔的《一九八四》和赫胥黎的《美丽新世界》,两者都预想了政府的强制节育。他在赫胥黎1958年的诗集《重访美丽新世界》中发现了以大写字母开头的Pill的来源:“我们中的大多数选择节育――并且很快发现我们自己面临着一个问题,一个同时是生理学、药理学、社会学、心理学甚至神学的问题。‘Pill’还没有被发明。”

Pill已经64岁了,对于药品来说年龄已经很大了,然而目前的主要避孕药还是它。我们不禁要问:过去是那样,现在是这样,未来会怎样?

从“软”科学家到文学家

杰拉西在退休后转向文学创作,曾出版5部小说和3部剧本。杰拉西认为自己从事文学创作的原始动机之一,是来自于他对遭受一段感情创伤后情绪表达的需要,或许还有1978年杰拉西唯一的女儿自杀给他带来的痛苦。

开始写作前,杰拉西和斯坦福大学的一名文学系女教授保持了4年的恋爱关系,而有一天那个女教授在没有任何解释和说明的情况下就断然离开了他。当他得知,爱人因爱上一个“东海岸的作家”离他而去时,他自问:难道作家就比化学家有魅力吗?于是,“报复”开始了。杰拉西想要证明,他也是个当作家的料。分手一年后,他完成了他的第一部小说,并将手稿寄给了他的前女友。前女友提了一个建议,她说,如果不将这本小说公开,就嫁给他。后来,他们结婚了。

不过,杰拉西也曾表示,之所以涉足文学创作,是因为文学是和自然科学完全不同的一种智力活动。他出版了被自己称为“幻想中的科学”的《诺贝尔的囚徒》、《坎特的困境》、《布尔巴基的赌局》、《NO》等5部小说和《完美的误解》、《氧:关于“追认诺贝尔奖”的二幕话剧》(与霍夫曼合写)等3部剧本,以及个人自传《避孕药的是是非非:杰拉西自传》。他用小说来表达自己对科学家、科学界的思考。他还发表了大量的诗歌、散文和短篇小说。

杰拉西还在旧金山附近建立了一个艺术庄园,为艺术家提供工作场所和住宿,自1982年以来,已经有1300多名从事视觉艺术、文学、舞蹈、音乐的艺术家接受了赞助。在逝世4个月前接受媒体采访时,杰拉西坦言“已经厌倦再谈及避孕药的事情”,更希望和人谈谈他写作涉及科学内容剧作的激情。

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