生活家化学通识课：澳大利亚经典教材，畅销英美澳半个世纪，原著第6版

1973年，三瓶经人工着色、人工泡沫稳定、加酶澄清、充气保鲜的琥珀色冷饮，让马尔·拉斯穆森（Mal Rasmussen）、德里·斯科特（Derry Scott）和我意识到，我们应该教给消费者一些与我们的生活相关的真正化学知识，以便他们能够理解媒体上激烈的争论。我们据此开发的课程由澳大利亚国立大学继续教育中心主办，押头韵标题为“关注消费者的化学意识”（Chemical Consciousness for Concerned Consumers）。1973—1975年的这门课程的笔记演变成了一本书。1975年，澳大利亚国立大学出版社和英国约翰·默里（John Murray）出版社出版了本书第一版。

1988年，英国开始实施新的国家化学教学指导方针。方针中考虑了本书第一版中所用的方法，这一事实表明了这种参考的必要性。同年，在大西洋彼岸，美国化学学会在西尔维娅·A. 韦尔（Sylvia A. Ware）的项目管理下，以同样的理念为学校编写了本书的第二版。接下来是1994 年出版的第三版。

编写最初几版时所面临的问题是用所有“打破常规”的方式获取信息。随后几十年，行业和政府都变得更加开放和人性化。（此书早期版本为读者提供了一个很好的角度去观察社会历史，展示了 40 年来市场上的争论如何演变。别把它们扔掉！）越来越多的为消费者提供化学知识的畅销书在国际上引起了轰动，互联网上的信息也引发了“海啸”。但要评估过剩的情况，去芜存菁，还需要时间和经验。

1991年在欧洲休假期间，我做了名为“游客化学”的巡回演讲。作为一名欧洲游客，我想让其他人利用他们的经验来筛选关于做什么和看什么的所有信息，并向我展示一个可能最有用和最让人感兴趣的案例。我在后面几版中采用了这种方法——做化学的导游。我们带你游览异国他乡，指出并解释我们希望你感兴趣的地标，同时介绍文化背景，讲一些有趣的故事，帮助你购物，并告诉你（在化工行业的）当地人通常是相当友好的。我们也会提醒你，远离那些试图用伪科学来剥削你钱包的销售人员。导游是一个难做的职业。在描述文化和解释语言时，文化差异也不断地带来一些困难。我们知道，这本书里的源语言——化学，或有不尽如人意之处，敬请谅解。

在修订本书时，我一直遵循着《爱丽丝梦游仙境》（Alice in Wonderland）中红心皇后的格言——“先判决，后评审”。也就是说，先给我一个想学化学的理由，然后我可以屈尊花时间和精力去学。对于化学概念，传统的方法是系统处理，然后加以举例说明；而这本书则是通过从相关的消费者体验开始，再提供相关的化学概念，以此逆转这一过程。这种做法承认了非正式学习的力量，就像孩子们学习象棋或使用智能手机一样。

本书也借鉴了理查德·费曼（Richard Feynman）的思想，他说：“同样的方程有同样的解。”这也是我的另一本书《苹果电脑傅里叶分析》（MacFourier）的灵感来源。我们展示了相同的化学概念是如何在消费者感兴趣的不同领域不断涌现的，而在这些领域它们往往被冠以不同的名称。认识到这些不仅使释义更加有效，而且提高了人们努力去理解某些复杂应用的动力。这些概念在第1章中得到了简洁的说明，并在各章中通过交叉引用的方式被指出，其中对同一概念的讨论可能会从不同角度进行。例如表面活性剂，它在洗衣房和厨房中不可或缺，对于化妆品也很重要，并在现代涂料中占主导地位。有专门的附录介绍“对数”（见附录3），因为它与生活中的许多方面相关，并且整本书中都涉及它。

那么这本书的目的是什么呢？一个目的是激发好奇心，培养人们对学习的更深层次的投入。深入学习化学是很难的，学习体育、表演、音乐和文学写作等也是如此。在许多情况下，从乐趣开始，热情和奉献精神会随之而来。另一个目的是通过生活中的例子来解释难以理解的基础科学。对于化学家来说，消费者方面的问题使这一主题更加明确。对消费者来说，对化学的了解加深了他们对所用物质的欣赏程度。

本书不是一本教科书，也不遵循化学教学大纲。在某种程度上，它更像是学生、教师和一般读者的参考资料。它提供了各个层次的材料，适合从头到尾阅读，也适合随意翻阅。所以，根据喜好随意阅读吧。

每章末尾的拓展阅读只是一个小小的开场白。稳定的网址可能比书籍更容易访问，因此我们要重视这些方面。大多数学术期刊需要付费才能获得，尽管有少数提供免费材料，但数量非常有限。官方政府网站、准政府组织（如CSIRO、ABC）网站和大学网站往往是免费和可靠的，但可能不会定期更新。博客很有趣，但质量可能存在问题。21世纪的人们需要的一项主要技能是甄别互联网上的信息。这本书经历了漫长的同行评审过程和严谨的编辑过程，你选对了！

也许有的作者写了六本书，但本书的作者将同一本书写了六遍。为了指导读者选择稳定和可靠的网络参考资料以获得进一步的信息，本书第六版已被重新整合过。它已经全面更新，包括重新绘制的插图、新的附录，以及增添了介绍生物化学（第7章）、海滩（第15章）、金属和类金属的生物效应（第16章）等相关信息的新章节。它还包含一个专门介绍实验内容（第19章）的章节，用于说明在文本中涉及的概念。本书其他章节涉及一些简单的实验。当然，我的写作受到了作为物理化学家所经历的训练的影响。幸运的是，本版本是由化学家拉塞尔·巴罗博士润色的。

——本·塞林格（Ben Selinger）

本书是伴随我长大的一本书。作为“X 一代”，在我上学时以及后来我的大学早期，互联网是不存在的。当我需要知道实际情况下的化学知识时，这本书往往是我的第一选择。例如，它告诉我，游泳池出现熟悉的难闻气味时，水中的氯不是太多，而是太少了；它告诉我，使我眼睛变红的原因也不是氯太多，而是太少了。现在我们有了互联网，很多问题都可以通过上网获得答案。这本书的最新版本并没有试图取代互联网；相反，我们可以用互联网来补充这本书。如前所述，许多参考资料会引导你访问网站。所以现在的问题不是找到信息来回答问题，而是知道该问什么问题。这本书会让你开始提问题。希望这本书吊起了你的胃口，阅读它会使你产生更多的问题。

那么我是怎么与这本书产生联系的呢？作为澳大利亚国立大学化学系的一名学者，我的生活被教学和研究填满。我非常幸运，能够探索我周围的世界，发现分子及其在自然界中的作用。作为一名天然产品化学家，我目前的研究着眼于巴布亚新几内亚原住民食用的蘑菇中所含的分子；或者试图理解植物如何诱骗雄性黄蜂，使其相信自己是雌性黄蜂而达到授粉的目的。化学真是太神奇了！在澳大利亚国立大学就读期间，我也有幸见到了本·塞林格。有许多次，常常是在喝咖啡的时候，我会饶有兴致地听着他谈论他近期在我们本地的日报《堪培拉时报》（The Canberra Times）科学版或一本流行杂志上发表的文章。为了找到志同道合的听众，我会以我喜欢的交谈方式在讲座中引入一些与现实世界相关的化学知识。我开玩笑说要开设叫作“东拉西扯的化学”的讲座。当我被要求参与这个版本的写作时，本提醒我说这是一个繁重的工作，需要耗费很多时间。事实证明我还是被骗了，它花了我“如山”的精力，并占尽了我的时间！为了撰写这本书中的部分内容，我走遍了五大洲，从我在堪培拉家中舒适的书桌，到秘鲁马丘比丘印加遗址的景色。这是一次令人精疲力尽但收获颇丰的经历。读者朋友们，我希望它能成为你藏书中有用的一本。

——拉塞尔·巴罗（Russell Barrow）

如何做一个享受生活趣味、讲究生活品质的生活家，而不单单是物质时代的消费者，这本多次再版的化学之书便是一部优秀的生活指南。

生活中到处都是化学品。有些是天然的和安全的，其他的则是合成的和危险的。走在超市里，你可能会问自己：我应该吃有机食品吗？那个抗皱霜是噱头吗？购买不含双酚A的塑料值得吗？对于这些严肃话题，本书提供了最新的解释、迷人的事实和有趣的轶事。

这是一本系统而专业的科普经典之作，由本·赛林格院士、拉塞尔·巴罗副教授两位作者共同撰写，经多位化学学者及澳大利亚化妆品化学家协会专家、澳大利亚农药和兽药管理局专家、澳大利亚辐射防护与核安全机构专家等专业人士审读。作者甄选了常见的物品和令人感兴趣的案例，来解释难以理解的化学概念及原理；运用化学知识解决我们日常的疑惑，诸如：游泳池的味道是消毒水散发的吗？延缓衰老，选肉毒杆菌还是精华？为什么有的头发是红色的？两位作者讲述了各种物质起作用的原理、市场营销的欺骗性以及我们应该关注的风险点。16个生活场景，11个化学原理难点，24个简单的DIY实验，从生活到原理，从公式到实验，带领读者透过化学的棱镜观察身边的世界，原来所有的神奇现象都能找到答案。请开始随意阅读吧！

本·赛林格（Ben Selinger）

澳大利亚国立大学荣休化学教授。澳大利亚司法鉴定科学研究院院士，澳大利亚皇家化学研究所院士，澳大利亚技术科学与工程学院院士。他曾是堪培拉消费者公司执行官、政府化学品监管员，并参与制定澳大利亚消费品标准。

他曾在澳大利亚广播公司（ABC）开办了一个有声节目《致电科学家》（Dial-a-sciencist），还是《堪培拉时报》（The Canberra Times）和《伯克的后院》（Burke’s Backyard）的专栏作家。澳大利亚博物馆还向他颁发了尤里卡奖，以表彰他在科普工作上的杰出贡献。

拉塞尔·巴罗（Russell Barrow）

澳大利亚国立大学副教授，美国化学学会、国际化学生态学学会、国际民族药理学学会成员。他还担任墨尔本大学等8所国际知名大学的博士学位校外答辩委员，发表了60多篇学术文章，拥有14项专利。

◎审定人

苏萌

中国科学院化学研究所研究员，国家优秀青年科学基金获得者，基金委创新群体项目核心成员，北京市科技新星，中国科学院青年创新促进会会员。主要从事纳米功能材料和先进微纳制造技术研究，发表学术论文90余篇，申请/授权发明专利34项。

序言  i

第1章 分子层面的絮语  1

第2章 关于健康与危险的化学  37

第3章 物体表面的化学  57

第4章 洗衣房里的化学  81

第5章 厨房里的化学  109

第6章 餐厅里的化学  147

第7章 新陈代谢与运动中的生物化学  183

第8章 化妆品里的化学  199

第9章 药箱里的化学  235

第10章 塑料和玻璃中的化学  271

第11章 纤维里的化学  309

第12章 花园里的化学  333

第13章 五金店和文具店里的化学  367

第14章 游泳池里的化学  393

第15章 沙滩上的化学反应  411

第16章 金属和类金属的生物效应  435

第17章 能源领域的化学  455

第18章 电离辐射里的化学  491

第19章 实验  515

附录1 化学术语  541

附录2 物质数量表示法(单位)  558

附录3 对数标度的普遍性  562

附录4 多少是安全的？  567

附录5 相图  572

附录6 金属箔  582

附录7 金属合金  585

附录8 美拉德反应  592

附录9 折射率  594

附录10 玻璃化转变温度  600

附录11 熵的游戏  602

致谢  615

如何做一个享受生活趣味、讲究生活品质的生活家，而不单单是物质时代的消费者，这本多次再版的化学之书便是一部优秀的生活指南。

生活中到处都是化学品。有些是天然的和安全的，其他的则是合成的和危险的。走在超市里，你可能会问自己：我应该吃有机食品吗？那个抗皱霜是噱头吗？购买不含双酚A的塑料值得吗？对于这些严肃话题，本书提供了最新的解释、迷人的事实和有趣的轶事。

这是一本系统而专业的科普经典之作，由本·赛林格院士、拉塞尔·巴罗副教授两位作者共同撰写，经多位化学学者及澳大利亚化妆品化学家协会专家、澳大利亚农药和兽药管理局专家、澳大利亚辐射防护与核安全机构专家等专业人士审读。作者甄选了常见的物品和令人感兴趣的案例，来解释难以理解的化学概念及原理；运用化学知识解决我们日常的疑惑，诸如：游泳池的味道是消毒水散发的吗？延缓衰老，选肉毒杆菌还是精华？为什么有的头发是红色的？两位作者讲述了各种物质起作用的原理、市场营销的欺骗性以及我们应该关注的风险点。16个生活场景，11个化学原理难点，24个简单的DIY实验，从生活到原理，从公式到实验，带领读者透过化学的棱镜观察身边的世界，原来所有的神奇现象都能找到答案。请开始随意阅读吧！

本·赛林格（Ben Selinger）

澳大利亚国立大学荣休化学教授。澳大利亚司法鉴定科学研究院院士，澳大利亚皇家化学研究所院士，澳大利亚技术科学与工程学院院士。他曾是堪培拉消费者公司执行官、政府化学品监管员，并参与制定澳大利亚消费品标准。

他曾在澳大利亚广播公司（ABC）开办了一个有声节目《致电科学家》（Dial-a-sciencist），还是《堪培拉时报》（The Canberra Times）和《伯克的后院》（Burke’s Backyard）的专栏作家。澳大利亚博物馆还向他颁发了尤里卡奖，以表彰他在科普工作上的杰出贡献。

拉塞尔·巴罗（Russell Barrow）

澳大利亚国立大学副教授，美国化学学会、国际化学生态学学会、国际民族药理学学会成员。他还担任墨尔本大学等8所国际知名大学的博士学位校外答辩委员，发表了60多篇学术文章，拥有14项专利。

◎审定人

苏萌

中国科学院化学研究所研究员，国家优秀青年科学基金获得者，基金委创新群体项目核心成员，北京市科技新星，中国科学院青年创新促进会会员。主要从事纳米功能材料和先进微纳制造技术研究，发表学术论文90余篇，申请/授权发明专利34项。

一本很棒的书，富于开拓精神……它迫使我反思，告诉我大量信息，也令我忍俊不禁。

——《新科学家》（New Scientist）

为有关消费者、高中生乃至化学专业研究生，各级别化学教师和演示者提供了富于教益的参考资料。

——《澳大利亚化学》（Chemistry in Australia）

这本书在向可能从未上过化学课的读者展示具体化学知识方面做得非常出色……它以有趣、易理解的方式整合了大量重要且相关的内容，向读者介绍了他们很可能之前从未考虑过的化学知识。

——《天然产物》（Journal of Natural Products）

很少有一本书能出到第六版，这确实罕见，没有什么能与它相比……它绝对是一本让人沉浸其中的书。

——《焦点杂志》（Focus Magazine）