化學漫談 江銘輝 五夢網
一、什麼是化學 ？
從人類懂得怎樣使用火開始，就可以說有了化學，除了用火來取暖和照明之外，人類也注意到用火來加熱物質會引起物質的變化，也開始有了化學。
化學是什麼呢?簡單地說，它是研究物質的特性、組成、結構和變化的科學。化學討論物質由何種成份組成，各成分如何聚集在一起，物質的結構與其特性有何關係，在什麼情況下會發生變化，如何變化，變化的速率如何，能量的變化叉如何，怎樣用人工的方法來合成它。我們學了化學，就知道自然界中物質變化的原理和方法，進而利用它來改善我們的生活環境，增進社會文明和人類的福祉，舉凡今日人類日常生活的需要，如：衣、食、住、行、育、樂等，無一不與化學息息相關。例如合成纖維、染料的發展，改善了人類的衣著、肥料、農藥、食品保存法的研究，使人類免於饑餓;水泥、塑膠、玻璃的製造，使人類住得更舒適、安全;合金鋼、汽油、橡膠的製造，使人類的行動更快捷、活動範圍更擴大;醫藥、營養品的研製，使人類更健康、更長壽;紙張、油墨使人類文明得以傳播與留傳後世;照相軟片、唱片、錄音帶、錄影帶及機器材料的發展，增進了人類生活的樂趣，近數十年來，由於化學工業的發展，改善了人類生活的品質，但由於化學工廠所排出的廢氣、廢熱、廢液與固態物質，以及人類使用後丟棄的化學物質，污染了大自然，使人類的生活環境急速地惡化。所以化學的研究與發展，除了要重視「利」的方面外，也要防止其「弊」，且如何防弊」也是化學家的責任。
二、 純化學及應用化學
化學的研究可分為純化學及應用化學兩方面。純化學是化學的基礎之學，包括以理論為研究對象的物理化學、以有機體成分(碳化合物)為研究對象的有機化學，以非碳化合物為研究對象的無機化學、以物質組成為研究對象的分析化學。應用化學是利用純化學研究的成果，應用於特定之部門，並作深入研究，以收實用之效，如農業化學、醫藥化學、生物化學等等。
三、化學的歷史
1. 火的使用
有關化學的最早史實，雖無從稽考，但一般相信化學係從人類使用火開始。火的被使用，乃人類邁向文明旅程中的首要大事。相傳，「燧人氏鑽木取火」，自此人類懂得用火，於是由生食進入熟食，擺脫了數千年的原始生活。茲後，不僅知道如何以火取暖照明，更察覺到光與熱的威力及其所引發的物質變化，因兩進一步曉得利用火的力量來煉製金屬和打造器皿，大大地提高了生產技術。也跟著改善了生活習慣與生活品質。
2. 煉金術
相傳，古人為求致富和長壽，遂有煉金和煉丹的嘗試，尤其古代帝王、僧侶和道家術士，更是大力倡導，不遺餘力。帝王們為求長生不老，延攬、術士僧侶研練長生不羈之「仙丹」，以圖永保王位。於是到了中古時期，煉金術的流行，盛況空前。點石成金和長生之道，雖因缺乏科學技術與認知，因而沒落，但用火提煉金屬和煉製藥物卻從此時開始，並且靠著這些術士們的神奇幻想，確也製造出一些與化學有關的元素，最著名者如磷、砷、銅、鐵……等。現代化學的發展與成就，若說就是建立在這些煉金術的基礎上，自無異議。
3. 原子說
對中世紀的術士們而言，利用火來做各項實驗，已經到了相當熟練的地步，但當時對司空見慣的燃燒現象。當時的看法是:有一種「燃素」存在，當它與物質結合時，就會發生燃燒。法國化學家拉瓦節(1743~1794)，從鑽石的燃燒實驗中，推定燃燒是物質與氧結合的反應，進而推翻了「燃素說」，稍後，英國偉大的化學家道耳吞(]766~1844)，從一系列的實驗結果推斷，物質是由一些不可再分割的原子所構成，而不同原子是以一定的比例結合成各種不同的分子。這是一個偉大的創見。現代的物質科學，就是建立在這個基礎上，但在道耳吞提出這一學說時，因原子是看不見，覺察不到的東西，所以它只是一個「假設」而已。道耳吞以後的科學家，逐漸學會依據這個「假設」去設計實驗，進行實驗並分析其結果，都得到相當令人滿意的解釋，從而建立了「原子說」的可信性。科學技術的不斷進步，使二十世紀的科學家，靠精密的儀器和細緻的實驗技巧，開始探討原子內部的構造和原子間互相結合的道理。甚至把「不可分」的原子打碎，釋放出蘊藏在原子內部的巨大能量，提供我們今日的核能。科學家們還在實驗室內製造出許多自然界不存在的化學元素，實現了煉金術士們的夢想，實驗技術的發展，也帶動理論的起飛，在1920年代科學家逐漸了解到既有的理論無法敘述原子或更小粒子的運動，因而創立了量子力學，藉助這個理論，物理和化學，甚至於生物學，都向前邁進了一大步。
中國在宋朝時代即有相當高的科技水準，在藥物、陶瓷、冶金等領域的成就，絕不遜於同時代的歐洲，但其技術一直停滯在零零星星的個別成就，而缺少一個整體性的理論，把經驗概括起來，因此現代的科學，末在中國發展出來。相反的，歐洲的化學家們在「原子假說」的指引下，擺脫了煉金術的窠臼，而創造現代的科學。
圖1.從人類懂得用火開始，就可說有了化學。
圖2.化學是研究物質的構造，舉凡人類目常生活用品"如合成纖維。塑膠、醫藥、肥料都與化學有關。
圖4.道耳吞的原子論，將化學的進展，往前推進一大步，圖右是道耳吞，圖左是道耳吞正在實驗。
圖5.20世紀的原子時代，化學家比以往更了解原子內部的構造，這對化學的發展鬻助很大。
四、摘要
1.化學是研究物質的特性、組成、結構和其變化的科學，舉凡今日人類日常生活的需要如衣服、肥料、水泥、塑膠、玻璃、醫藥都是化學研究之成品。
2.化學起源於人類對火的使用，後來在中世紀，帝王們為了求長生不老之仙丹而發展了煉丹術，人們為渴望求取更多黃金，而發展了煉金術。但是他們的化學觀念並不清楚。
3.18世紀經拄瓦節，道耳吞等人的努力，使化學導向正確的觀念。
4.在20世紀原子時代，化學家比以往更了解原子內的結構，這對化學的發展幫助很大。