世界史就是一部化学史：超有趣的化学入门

“从原始火把到石蜡蜡烛，这一路无比漫长。这二者之间的差异之大也让人无法想象。可以说，夜晚照明方式的变革，也是人类文明进程的一个缩影。” 
英国化学家迈克尔·法拉第（1791—1867）在其著作《蜡烛的故事》的序言中这样写道。化学伴随着人类构筑文明，共同走过历史的长河。 
“火”这一化学现象我们都不陌生。 
在世界史（人类史）中，人类了解到的个化学现象，大概就是“火”。火是一种激烈的化学现象，是“燃烧”这一化学反应的外在表现。原始人类也许和其他动物一样，对于自然野火和山火怀有一种畏惧心理，所以不敢轻易靠近。 
但是，我们人类的祖先成功战胜了这份畏惧——他们靠近火，“玩”火，甚至开始利用火。这也是我们人类好奇心的体现。他们大概是通过反复地接近、接触以及实际使用，才认识到了火的“实用性”。 
距今约七百万年前，出现了可以直立行走的猿人，这便是早期猿人。早期猿人通过双脚直立行走，身体可以从下方支撑头部，“前足”得到解放变成了手。人类灵活的“前足”——手开始能够使用石头、骨头、木头等制造工具，这些都刺激着大脑的发育，使脑容量不断增大。渐渐地，他们学会制作更复杂的工具，从而也掌握了取火技术，还制造出了火炉，以便随时随地使用火。 
除了取暖、照明、捕猎、刀耕火种等直接利用的方法外，火还被用于烧制陶器、烹饪、冶炼金属以及金属的加工利用。但是，“火”在给人们的生活带来便利的同时，也会对森林造成破坏，使自然环境和景观发生翻天覆地的变化。 
大约五千年前，“四大文明”诞生了。在印度河流域诞生的古印度文明，城市中出现了用火砖建造的砖瓦路、排水系统、大澡堂、城市要塞和谷物仓库群，这些火砖按照统一规格烧成。但是，为了制造城市建设所需要的火砖，人类对印度河流域的树木乱砍滥伐，使得森林遭到严重破坏。土壤遭到风雨的侵蚀后，肥力下降，到公元前1800年左右，这里变得一片荒芜。这导致收成减少，军队粮食供给不足，之后便遭受到了外部的攻击。 
不久后，人类终于掌握了“冶炼”这一化学技术，能够从金属矿石中获得金属。尤其是铁，它是如今铁器文明延长线上重要的物质。比起从铜矿中提炼铜，从铁矿石中提炼铁需要更高的温度，同时还需要更高超的技术去加工提炼出的铁。 
随着“钛”等新金属的登场，金属材料的世界变得愈加丰富，不过主力军还是钢铁（以铁为主要成分的金属材料的总称）。钢铁资源丰富，且硬度高，自古以来就被用于制作武器、工具（凿子和锯等）、农具（铁锹和锄头等），对历史发展起到了关键性作用。 
接下来，我想简单介绍一下“化学到底是什么”。 
我们生活的世界是由物质构成的。我们的身边存在着水、空气、土壤、石头、金属、纸、玻璃、药品、塑料、橡胶、纤维等无数的物质。 
随着化学的不断发展，人们通过研究物质的构造（构成物质的原子、分子、离子的组合）、性质和化学反应（产生新物质的变化即化学变化），创造出了越来越多的新物质，也使我们的生活更加便利。 
化学是一门“以物质为研究对象的自然科学”。物质也被称作“化学物质”。化学主要研究物质的“性质”、“结构”以及“化学反应”三个部分。它们是化学的三个支柱，彼此相互关联。 
首先，人们研究物质的性质和结构，以其研究结果为基础创造新的物质。一切物质都是由原子构成的。同一种类的原子也可以被统称为元素。天然存在的原素大约有90种。各种元素的原子通过结合构成多种物质。 
考古学上，有一种观点认为，在文字出现之前，可以根据人类工具使用的物质和材料的不同，将历史进程分为“石器时代”、“青铜器时代”和“铁器时代”三个时期。石器和金属的使用对世界历史的发展具有深远影响。 
随着时间的推移，由生活于约20万年前的非洲的智人进化而来的人类，创造出了火（能源）、衣物、住宅、建筑、道路、桥梁、铁路、船舶、汽车等。借助于这些，人类领先于世界其他物种。人类文明的基础是“化学”的进步和化学成果所带来的物质材料。一直以来，我们通过化学知识和技术创造出了许多本不存在的物质。 
本书的～三章，将会介绍在古希腊艺术、思想、学术百花齐放的时代，自然科学和化学是如何产生的，并在讲述许许多多天才化学家的有趣经历的同时，介绍化学的基本观点，以及原子论、元素、元素周期表等是如何出现的。 
从第四章开始到后一章，将会围绕火、食物、酒精、陶瓷、玻璃、金属、染料、药物研发、炸药、核武器等是如何影响人类的发展历史的展开介绍。 

左卷健男

人类的历史总是和化学共同发展。化学是帮助人们了解地球和宇宙中存在的物质的性质的学问，也是研究物质之间的反应的学问。从古至今，化学不断以它强大的力量驱使着人类。本书的作者为日本知名科普作家，在本书中他将为读者讲解化学是如何影响人类历史的、介绍化学这门学问的知识探索的过程。与此同时，他还将结合浅显易懂的文章和图解、插图，向读者传达将人类的梦想和欲望变为实质的化学应用的趣味性。本书可以激发读者学习化学的兴趣。

人类的历史总是和化学共同发展。化学是帮助人们了解地球和宇宙中存在的物质的性质的学问，也是研究物质之间的反应的学问。从古至今，化学不断以它强大的力量驱使着人类。本书的作者为日本知名科普作家，在本书中他将为读者讲解化学是如何影响人类历史的、介绍化学这门学问的知识探索的过程。与此同时，他还将结合浅显易懂的文章和图解、插图，向读者传达将人类的梦想和欲望变为实质的化学应用的趣味性。本书可以激发读者学习化学的兴趣。

左卷健男，东京大学特聘讲师、《 理科的探险》主编。曾为日本政法大学生命科学部环境应用化学科教授。专攻理科教育、科学沟通。初中理科教科书编辑委员、编者。主要著有《有趣得让人睡不着的化学》《元素图鉴》《新高中化学的教科书》等。

章　世界万物都是由什么构成的 001 
费曼的提问 002 
诞生于古希腊的哲学 004 
世间万物都由水构成 005 
德谟克利特的主张 007 
原子论和快乐主义 008 
“火、空气、水、土”的四元素说 010 
四元素说与炼金术 012 

第二章　原子是什么 013 
真空真的存在吗 014 
用水进行托里拆利实验 015 
真空泵的发明者——格里克 016 
拉瓦锡的元素表 017 
道尔顿的原子论 018 
分子概念的确立 021 
爱因斯坦证明了分子的存在 022 
“不可分割”的原子原来可以再分 024 
原子内部是空荡荡的 025 

第三章　元素和元素周期表 029 
元素的发现和元素周期表 032 
门捷列夫和他预言的元素 033 
稀有气体元素的发现 035 
同位素的存在和鲍林对元素的定义 036 
如今的元素周期表 038 
物质大致分为三类 039 
金属的特征 040 

第四章　火的发现与能源革命 043 
人类是从什么时候开始使用火的 044 
生火的技术 046 
物质的燃烧和燃素说 047 
氧气的发现 048 
近代化学之父拉瓦锡 051 
家庭中使用的燃气 052 
燃料的历史和能源革命 054 

第五章　让所有人震惊的可怕物质 057 
生存所必需的物质 058 
古罗马的上水道和公共浴场 059 
高跟鞋·披风·香水 060 
法语étiquette（礼仪）的由来 061 
霍乱流行的原因是什么 062 
传染病促进了上下水道的发展 063 
自来水的氯气杀菌 065 
引起世界瞩目的请愿书 066 

第六章　从咖喱饭看食物的历史 069 
咖喱饭的诞生 070 
栽种水稻是人类的一大伟绩 070 
大航海时代与马铃薯的“全球化” 072 
马铃薯推动了欧洲人口增长 073 
动物家畜化促进了定居生活 075 
从野猪到家猪 076 
狩猎采集时代的人类与动物 077 
农业革命与城市的建立 077 
生存所必需的五大营养素 078 
人类从烹饪中获得了什么 079 

第七章　改变历史的啤酒、葡萄酒和蒸馏酒 081 
酒与农业的开始 082 
啤酒也能当工资 082 
面包的制作与啤酒 084 
酵母菌与发酵 084 
德国的《啤酒纯净法》 086 
葡萄酒的历史 087 
symposium一词的由来 087 
炼金术士和蒸馏酒 088 
大航海时代极为珍贵的蒸馏酒 089 
“一口闷”与急性酒精中毒 091 

第八章　从陶器到瓷器 093 
动摇的绳文时代印象 094 
砖块与印度河文明 096 
窑的发明 097 
中国瓷器的发展 098 
麦森瓷器的诞生 099 
少年韦奇伍德的陶器制作 099 
制作混凝土的水泥 101 
陶瓷制品与陶瓷材料 101 

第九章　被玻璃改变的城市风景线 105 
被玻璃包围的现代社会 106 
玻璃的起源 107 
吹制玻璃的发明 108 
将玻璃窗广泛应用的德国人 109 
炼金术推动了玻璃器具的发展 110 
为什么玻璃是透明的 111 
支撑互联网的光纤 112 
未来的玻璃 113 

第十章　金属孕育出的铁器文明 116 
多姿多彩的现代金属 117 
铸铁与钢 118 
铁曾比黄金更贵重 118 
火的技术应用与青铜器制造 119 
和同开珍与奈良大佛 120 
古代的炼铁技术 122 
《幽灵公主》与“Tatara制铁法” 123 
高炉法的发明和发展 124 
钢的量产与转炉法的发明 125 
钢制大炮与德意志帝国的建立 126 
大型高炉中诞生的近代炼铁 127 
有铁就有国家 128 
拿破仑三世和铝 129 
铝合金 132 
稀有金属问题 133 

第十一章　黄金、白银，还有香料 135 
黄金成为欲望之源 136 
已开采的黄金有多少 136 
开采黄金的方法 138 
哥伦布大航海的原动力 139 
寻找胡椒和香料 141 
阿兹特克与印加的黄金 143 
加州淘金热 145 
在古代，白银比黄金更贵 146 
巨大的波托西银矿的发现 147 
新大陆的白银支撑欧洲经济的快速增长 147 

第十二章　染出美丽的色彩 149 
美丽的染料和纤维  150 
早的合成染料 152 
无机物居然能生成有机物 153 
凯库勒发现苯环结构 154 
通过分子设计图进行合成 157 
引领有机化学工业的德国 158 

第十三章　从染料到医药 160 
从染料到制药 161 
能够治疗梅毒的砷凡纳明 161 
传染病和磺胺类药物  163 
抗生素的发现 165 
耐药菌株的出现 167 
古代药物来自植物 168 
活跃的炼金术士 169 
帕拉塞尔苏斯的灵丹妙药 170 

第十四章　毒品、兴奋剂，还有香烟 171 
毒品之王—罂粟 172 
鸦片原本是药品 172 
鸦片战争  173 
伪满洲国的资金来源 175 
使上瘾者迅速增加的冰毒 175 
“陶然”死去的西班牙战俘 177 
从古柯叶到可卡因 178 
生物碱是什么 179 
大麻与大麻叶 179 
烟草与人的关系 181 
香烟管制与清教徒革命 183 
香烟的危害 184 

第十五章　石油中浮现出的文明 185 
合成纤维的问世 186 
聚酯、尼龙和聚丙烯纤维 188 
吸湿性超强的合成纤维—维纶 188 
纤维的分类 189 
人类与天然纤维 190 
不可思议的中间材料 192 
低分子与高分子 193 
什么是塑料 194 
象牙的替代品赛璐珞 194 
种真正的塑料 195 
什么是四大塑料 196 
纸尿布里的白色粉末 198 
塑料垃圾问题 199 

第十六章　梦幻物质的另一面 200 
《寂静的春天》的警告 201 
DDT是什么 201 
对生态系统的恶劣影响 202 
死亡人数多的传染病 203 
能够替代DDT的药物…… 204 
为物品保冷 205 
制冷剂氟利昂的发明  206 
遭到破坏的臭氧层 207 
氟利昂替代品的问题 208 

第十七章　人类对火药的渴望 210 
提早终结越南战争的一张照片 211 
将皮肤燃烧殆尽的凝固汽油弹 211 
拜占庭帝国的秘密武器 212 
黑色火药的发明与利用 213 
硝化纤维素和硝化甘油 213 
炸药的发明 214 
从黑火药到无烟火药 217 
化肥和炸药都用它 218 

第十八章　化学武器和核武器 220 
穷人的核武器 221 
德国化学武器之父 222 
日本军队和毒气 226 
“末日时钟”的冲击 228 
从未失去人性的女物理学家 228 
原子弹的原理是裂变链式反应 229 
曼哈顿计划 231 
氢弹的开发 232 

后记 234 

参考文献 236

人类的历史总是和化学共同发展。化学是帮助人们了解地球和宇宙中存在的物质的性质的学问，也是研究物质之间的反应的学问。从古至今，化学不断以它强大的力量驱使着人类。本书的作者为日本知名科普作家，在本书中他将为读者讲解化学是如何影响人类历史的、介绍化学这门学问的知识探索的过程。与此同时，他还将结合浅显易懂的文章和图解、插图，向读者传达将人类的梦想和欲望变为实质的化学应用的趣味性。本书可以激发读者学习化学的兴趣。

左卷健男，东京大学特聘讲师、《 理科的探险》主编。曾为日本政法大学生命科学部环境应用化学科教授。专攻理科教育、科学沟通。初中理科教科书编辑委员、编者。主要著有《有趣得让人睡不着的化学》《元素图鉴》《新高中化学的教科书》等。

池谷裕二推荐：“我还是次遇到这么有趣的化学书，它将宏大的事物用平易近人的语言讲述，虽现实却神秘。我完全被这种文理融合，多维度的化学所吸引了。”