生活中的化學

本週上新的是《生活中的化學》，化抽象爲具體，以一天時間爲介紹順序，早上、中午、下午、晚上身邊分別會有哪些跟化學相關事物？看完提綱，我並沒有急着看內容，而是覺得觀察的重要性，生活離不開好奇，先列舉了十大類自己每天會碰到的化學：廚衛清潔、美妝香水、西藥、文具、衣着球鞋、汽車燃料、廚房鍋具、餐桌調料、零食茶飲、各色酒類等……分完大類，我再思考每一個小類中跟化學的關聯以及我個人的關注點，比如藥品，我會關注說明書中化學合成後副作用的影響；零食方面會注重添加劑對孩子身體的影響，及是否含有反式脂肪酸；衣着方面，羊絨真絲的含量是否大於聚酯纖維；葡萄酒中爲什麼會有二氧化硫；電車跟油車比，哪個對環境更友好；品牌蠔油是不是也不能多喫，化妝品哪些成分對皮膚刺激更小……一旦好奇的閥門打開，問題便如泄洪一般洶湧澎湃。    等我再打開這本書的時候，有些問題已經有了答案，讀起來也更加有趣和輕鬆。茶裏面加牛奶不如加檸檬；食物也講究酸鹼中和；陽光與紫外線的關係；食物烹飪中的美拉德反應讓我想到服飾的色系……筆者還有趣地提到，意大利孩子的化學不是化學老師教的，很有可能是生物老師…… 文科生不再彷徨，讓化學變得熱氣騰騰，讓知識變得活潑鮮跳。主動探索永遠比被動接受有趣，學到了！

本書從一個普通人的早晨到晚上，娓娓道來生活中的化學。內容實在是沒得說，作者的知識儲備不是一般的大，我這個化學的PhD也有點招架不住的感覺。書中還提出了不少有挑戰性的科學問題，實在是大家之作。讀完感覺理化不分家，生化不分家。面對現實，我們只有理性和科學可以去解決現實的問題，而不是靠鼓吹意識形態和抗議。科學家不是工業的奴僕，他們是有自己的主張的、獨立思考的大寫的人！ 中學理科老師可以一讀。有志科學的大學生可以一讀。科學工作者可以一讀。學文科的就跳過吧，實在是科學知識要求太高了，真不是貶低文科人。

希望我能擺脫愚昧一點點如同遠古人對雷雨電等自然現象的恐懼，我也是一名化學恐懼症患者，原因很簡單，因爲無知。遠古人用神話、圖騰崇拜來面對無知，而現代人如果還用老方法，只會顯得愚昧不堪。正如本書作者在前言中的寄託：“希望他們能擺脫愚昧，用一種超越表象的目光來觀察我們周圍的事物。”本書也進入了我的微讀年度報告：使用ai問書次數最多的一本書，因爲臣妾是真的啥都不知道哇。 我是化學的“五十步逃兵”，樂趣之一就是嘲笑“百步逃兵”。我比他們多懂的是：植物是化學大師。植物爲了生存繁衍，會在自己的身體上製造各種色彩、劇毒或甜美、芬香或惡臭，而這一切發生的基礎都是化學反應，用以適應環境，對抗或者招安不斷前來滋擾的動物。所以，那些所謂“天然的都是好的，化學的都是有害的”說法只會笑掉我的大牙。而這種說法的一個變種是古法XX，比如古法榨油，就是使用低效的物理壓榨法榨油，而現代榨油都用6號輕汽油浸出法，高效而純粹。現實是古法榨油法死灰復燃，成了糧油生產商提高售價獲得利潤的法寶。這個場景如同巫師祭出威嚴圖騰，一衆不明真相的羣衆跪拜不起。 生活中這樣的場景數不勝數，有些簡單的讓人發笑、有些複雜的充滿詭異，不管怎樣，不斷追求真知、追求理性應該是身爲人類的道德要求。而非在無知的魔爪下，關閉大腦，人云亦云，如同發光二極管一般，點亮然後熄滅。 前言 現實與傳說：崇高的自然科學如何被妖魔化 · 聚丙烯的產品商品名合成方法。納塔也因此獲得了諾貝爾化學獎。 · 普遍存在的化學恐懼症使大多數人一聽到化學就只想到化學的第三個方面，而完全忘記了化學的另外兩個方面。 · 有一些難題，不是靠喊萬歲或者抗議，也不是靠遊行或示威來解決的，而是靠人類理性和對人類理性的信任，因爲沒有其他適合此問題的方法 · 最明顯的一種觀念就是：一切自然的東西都是好的，而一切化學的東西都是有害的。 · 在本書中，我會論述化學的前兩個方面：一是化學是一門崇高的自然科學，能夠揭示自然界最深層的祕密；二是化學是人類不可替代的盟友，它爲提高生活質量做出了巨大貢獻。 · 因爲這本書的目的並不是要教給讀者化學知識，而僅僅是想讓讀者更好地瞭解什麼是化學。我還希望這本書能喚起讀者的好奇心，希望他們能擺脫愚昧，用一種超越表象的目光來觀察我們周圍的事物。 · 那就是化學的歷史。我認爲了解某些思想是如何產生的是非常有用的。 · 科學成就從來都不是憑空而來的，它們的背後是一條漫長的道路，由個人和（或）集體的努力、天才般的直覺、嘗試、錯誤、成功和失敗組成。 第一章 早晨 · 能讓石英晶體帶動指針運動，使你討厭的鬧鐘工作起來的是它的壓電特性（piezoelectricity）。 · 通常，在常見的石英鐘錶中，我們運用的並不是基本共振頻率，而是一種諧波，其頻率值一般設定爲32 768赫茲。這就意味着石英在一秒鐘內振動了32 768次， · LED（Light Emitting Diode），即發光二極管 · 二極管主要應用於電流整流器（rectifier）中，將交流電轉換成直流電。 · LED是一種將電能轉化爲光能的電-光換能器。 · 職責所在得上班呀。你得離開舒適的被窩，迎接漫長的一天啦！再看一眼你的鬧鐘。你絕對想象不到吧，這個看似簡單，我們又再熟悉不過的日常用品中竟然包含了這麼多的知識，這都是科學家們潛心研究的成果啊！ · 量子力學（Quantum Mechanics）是20世紀前30年發展起來的一個物理學分支，它表明對於電子等微觀粒子來說，再談論軌道概念已經沒有意義了。事實上，微觀粒子的行爲與波相似 · 我們可以通過軌函（orbital）做到這一點，軌函實質上是一個數學函數，可以逐點計算空間中發現電子的概率 1.2 洗漱 · 表面活性劑（surface-active agents），因爲它們能降低水的表面張力 · 表面活性劑，如肥皂，其分子結構具有兩親性：一端親水，另一端疏水，這些分子被稱爲兩親分子 · 來解釋體積相等且表面積最小的氣泡如何對空間進行最佳填充。他們的研究表明，要保證這樣的結果，泡沫中的氣泡就得有兩種不同的形狀。四分之一的氣泡必須是十二面體（dodecaedro）（具有12個五邊形面的多面體），而四分之三的氣泡必須是十四面體（tetrakaidecaedro）（具有14個面的多面體，2個面爲六邊形、12個面爲五邊形） · 在自然界中，最明顯的固體泡沫之一就是蜜蜂和其他昆蟲的巢穴。 1.3 早餐 · 溶劑萃取。一般來說，溶劑萃取就是利用需要分離的組分與溶劑中其他物質（化學家稱爲基質）的溶解度不同，從中分離出這種（某些情況下爲多種）組分。 · 。如前面所說，每天只要不超過3杯咖啡（不管是否含咖啡因），你的身體就不會面臨重大的健康風險。 · 喝茶時，咖啡因的作用在時間上更持久；而喝咖啡時，咖啡因的作用立竿見影，但很快就會消失。 · 最重要的多糖肯定是澱粉（starch）、纖維素（cellulose）和糖原（glycogen） · 利用太陽光和葉子的葉綠素（分子結構中心含有鎂原子的複雜分子），植物能夠通過以下反應將根部吸收的水分和空氣中的二氧化碳轉化爲葡萄糖：6CO2+6H2O→C6H12O6+6O2 · 此外，還含有具有殺菌[如甲酸（formic acid）]和抗菌[如防禦素-1（defensin-1）特性的酶和物質。這些物質能夠使蜂蜜得以長期保存， 1.4 上班 · 所以天空呈現藍色多虧了有大氣層作爲擴散介質。在沒有大氣的情況下，天空會呈現黑色，宇航員在地球大氣層外的旅行證實了這一點。 · 爲什麼在黎明和日落的時候天空反而呈現出紅色？在這種情況下，所涉及的現象不再是光的散射，而是空氣中的分子對輻射的吸收。 · 冰的融化過程會從外界環境中吸收熱量，這樣就會使物質溫度逐漸降低 · 汽油的質量是根據其抵抗壓縮過程而不自燃的能力來評估的。這種能力叫作抗爆震能力。 · 根據一些統計數據，安全氣囊的使用使正面撞擊的死亡率降低了30%。所有因安全氣囊而活下來的人，都應該感謝安全氣囊裏的這個化學反應。 · 非牛頓流體（non-Newtonian fiuid）。與其他流體不同，彩泥的黏度不隨溫度而變化（如牛頓所述）。但是，當彩泥受到急速的機械應力（如被劇烈地拉扯或撞擊到地板）時，它的黏度就會增加。 · 石化工業本身就是以煉油廠的各種餾分爲原料獲得半成品，再由二級或精細化工行業使用[插圖]。石化產品的數量巨大 · 所以石油代表了珍貴且不可替代的礦產資源。 1.5 辦公室 · 紙張一般根據克重來分類，克重是指每平方米紙的重量。克重值可以從10克/平方米（厚度爲0.03毫米的紙張）到150克/平方米（厚度爲0.3毫米的紙張）不等。對於厚度爲2毫米的紙張，克重值可以達到1200克/平方米。普通複印紙一般爲80克/平方米。 · 我們所說的光僅代表電磁波的一部分，它們的頻率值在435～790太赫茲（即一千億赫茲）之間，或者說波長爲400～700納米。 · 它是紅色的，因爲存在於花瓣中的物質幾乎吸收了所有白光的成分，但紅色的成分卻被反射到我們的眼睛裏。僅僅是這個簡單的觀察，我們就明白了光和物質是可以相互作用的。 · 凡是有顏色的物質，必然吸收了某些白光成分。我們所看到的是與被吸收的顏色相對應的互補色 · 實際上，白色和黑色並不是真正的顏色，白色只是所有顏色的總和，黑色只是所有顏色的缺失。 第二章 午餐 · 人類是異養生物，這意味着我們不能像自養生物那樣，從無機物中自動合成我們所需要的有機分子。 · 這三種物質被稱爲宏量營養素 · 除了廚師的功勞，還要歸功於一種化學反應：美拉德反應，而且它也許是整個美食界最重要的化學反應。 · 美拉德發現了一種特殊反應，這種反應可以在蛋白質的氨基酸和細胞中的糖之間發生。 · 牛肉中含有足夠多的糖類來參加反應。 2.2 胃口大開 · 沃勒通過使用其他試劑完善了合成過程，順利獲得了高純度的尿素。所以我們說他成功地從無機化合物中合成了一種有機化合物。 第三章 下午 · 胃液的產生是由於迷走神經的刺激（味覺、咀嚼和嗅覺以及心理的反射）和局部機制的作用（如胃脹氣和胃內存在食物）。 · 凡是無定形的固體，也就是非晶體，都叫“玻璃”。從微觀角度來看，玻璃的結構是無序的，與液體的結構非常相似。儘管玻璃的黏性很高，但它仍然可以被認爲是液體。 · 當我們踩在冰層上時，我們的體重會使鞋底產生壓力。這種壓力會使冰塊局部融化，從而在腳下形成一層薄薄的液態水膜，我們就是在這上面滑倒的 · 化學中的“氧化”一詞不僅是指與氧的結合反應，更普遍一點來說是指化學物質失去電子的任何過程（與氧的結合也包括在這個定義中）。而還原則是指任何獲得電子的過程。 3.2 下班後的放鬆 · 拉瓦錫的偉大貢獻在於，他系統而嚴謹地將伽利略的定量方法引入了物質轉化的研究中，將物質從定性到定量的轉變開拓到極致 · 同時，他也徹底地消滅了幾千年來圍繞物質世界的一系列模糊的規則和晦澀的真理。 第四章 傍晚 · 切洋蔥時發生的反應正是極易揮發的丙烷硫醛亞碸對眼睛產生了刺激，當它與角膜上的水液接觸時，會與水反應，釋放出硫酸。 4.2 飯後 · 因此所有的化學反應都伴隨着電子的轉移（見第一章第2節拓展：化學鍵）。對化學家來說，電子就像神一樣，沒有電子就不會有化學！ · “等離子體”是指由正離子和電子（同樣來自氣體原子的電離）的集合體組成的離子化氣體狀物質。它被認爲是物質聚集的第四種狀態，其他3種是固態、液態和氣態。 · 火藥的助燃劑（氧氣）不是由空氣提供，而是由組成火藥的混合物中的一種固體成分（硝酸鉀）提供。 · 《科學》雜誌曾在1992年將一氧化氮分子評爲年度最佳分子 · 這裏的僞醫學做法指的是那些所謂的替代性或補充性藥物，它們的原理通常基於已淘汰的科學概念 “活性成分”指能對人體產生藥理或生理作用的物質，如中成藥中的羥基紅花黃色素A、護膚品裏的維生素C、青蒿素等，它們需經實驗驗證並以一定濃度到達靶點才能發揮功效。 5.2 分子與大腦 · 因爲我們一生中大約有三分之一的時間是在睡眠中度過的，而且據估計，睡眠中大約有四分之一的時間被夢境所佔據。因此，在我們的一生中，我們會做大約五萬個小時——也就是大約六年時間的夢。 結尾 · 那些有化學恐懼症的人應該認真思考這些事情。他們會意識到，化學物質可以產生恐懼，但它也可以作爲保護自己免受危險的工具。如果這在生理層面是真的，那麼在社會層面也同樣是真的。

一本不錯的物化科普書，貼近生活；作者的物化知識與物化發展相關歷史都很豐富，以隨處可見的現象變化、機械運動爲引，敘述其原理，方便人們對照想象，點醒了我心中諸多曾泛起好奇卻不曾追尋下去的問題，如打印機的運作原理、照片成像所運用的化學知識等；缺點是不太適合作爲入門讀物閱讀，需要有一定程度的物化基礎知識，整體而言還是值得推薦一閱的。

【不幸的是，我們從來都不缺少政治階層對科學的無知和疏忽的例子】 在我們還是封建王朝，下跪磕頭麻布草鞋的年代，西方就已經開始了各領域的科學研究，路漫漫其修遠兮，要努力追趕超越他們，希望少一點拖後腿的政治家。 作者沿着人每天睜眼後的生活軌跡娓娓道來，從科學理性的角度詳解生活中的化學反應，學到了很多知識，不過對於數理化不及格讀者來說，很多地方還是知其然，不知其所以然。

以一天爲線索，切入點很奇妙，跟隨一個普通人從起牀到入睡的24小時，串聯起身邊的化學，但是對於化學小白來說，讀起來有點喫力。

[呲牙][呲牙][得意][得意]最近情迷化學。 意大利的科普化學歷史的新書《生活中的化學.2022.》 讀一讀科普類的書，感覺和菠蘿英子，李博士的《癌症的真相》一樣好讀，有科普性。 最近參加了兩個月讀書會，和戶外爬山。 又認識了好幾個準00後的，南大物理系半導體學院的才女。 南理工的化學才女。 [破涕爲笑][捂臉]可能遇見的多了，我也心態躺平習慣了。 缺啥補啥知識。 不然下次人家和我討論空軍飛機的化學材料隱形，僞裝我也不太懂。 最近今年2024，無人駕駛，和無人車倒是我的強項。 剛好蘿蔔快跑也活了。 現在爬山羣牛人越來越多了。 在南京戶外行爬山也遇見過南理工的博士小情侶。 男朋友是科研院的深度學習算法工程師，女朋友是南理工的研究生。[強][強][抱拳][抱拳] 南京愛學習的人的00後還是很多的，尤其是南大，南航大，南理工，東南，南師大。 [呲牙][呲牙]

在讀這本書之前，化學對於我來說只是過往書本里的一道道習題，讀了這本書之後，才發現生活的每一處幾乎都有着化學的參與。作者用一個普通人的一天，展現了化學是如何與生活息息相關。閱讀的過程如同在看一部科普紀錄片，很多習以爲常的事物背後都有着化學的參與，豐富的知識點讓我大開眼界。對於書中大量的化學式、專有名詞，我的建議是跳過，享受有趣的科普就好。

作者通過寫人一天中遇到的各類事物中，體現化學與我們息息相關，無處不在，讓讀者真正瞭解化學，而不是將化學認爲是有害得東西。書中內容很豐富，但趣味性不高，知識密度很大，專業術語非常多，對普通讀者不太友好。對於有一定化學基礎的，能更好讀懂這本書的人來說，作者爲化學正名的意圖又沒有必要了。

物質，能量，信息，是萬事萬物組成的基本元素。