化學家的科學講堂：從元素、人體到宇宙，無所不在的化學定律

從「人物」解讀科學的歷史！

現代科學從我們身邊的各種現象，乃至包含地球在內的宇宙的誕生到終結，都已經可以給出廣泛的解釋。現代科學有時會被當成一個整體，有時則會被分成我物理、化學、生物、地球科學，但這四個領域本來其實是沒有分界的。因為它們全都是為了解釋這個世界而存在的研究和知識。

早在很久很久以前，就連科學這個概念本身都還不存在的時候，人類便開始思考、探究、創造，嘗試許多除了單純的求生以外的事情。這世界上存在許多喜歡觀察身邊的環境，對各種事物感到好奇，於是追究他們的關聯、原理、成因，並嘗試去預測它們的人。

最終科學演化成一種以無論何時、何地、任何人都能辦到的驗證為根基，講求檢驗，以「實驗」為核心的思維。所謂的驗證的就是反覆確認。我們常聽到可驗證性、可重複性等字眼，而它們正是科學的重要之處。也就是說，只要進行與前人一樣的實驗，就能得到與前人相同的結論。而重複進行實驗，一定能帶來更進一步的發展。

閱讀本書時的重點，除了認識那位科學家發現了什麼、發明了什麼外，更重要的是去認識他們思考的脈絡。愛因斯坦曾說「思考本身就是目的」。化學可以說是一門為「思考」提供了良好題材的學科。希望本書也能成為大家「思考」的契機。

解答國中生、高中生、大學生關於化學的所有疑惑，
收錄了16個對學習高中、大學化學有幫助的主題。
介紹60名世界知名的化學家，
每個主題都會用三位科學家解說，
了解「科學家如何思考」，打好化學基礎！

藤? 昭（Fujishima Akira）
1942年生於東京都。東京理科大學榮譽教授。工學博士。東京大學大學院博士班畢業。1967年使用氧化鈦成為全球首位「光觸媒反應」發現者，在化學界因「本田-藤?效應」而聞名。78年起歷任東京大學工學院助理教授、正教授等職，2003年成為東京大學名譽教授，05年成為東京大學特別榮譽教授。10年起擔任東京理科大學校長，18年成為東京理科大學榮譽教授。10年獲頒日本文化功勞者榮譽，17年獲頒文化勳章。主要著作有『教教我！藤?昭老師 科學的疑問』（暫譯，『教えて！藤?昭先生　科学のギモン』）（朝日學生新聞社）、『科學家與中國古典 名言集』（暫譯，『科学者と中国古典　名言集）（同前）等。

井上 晴夫（Inoue Haruo）
1947年生於滋賀縣。東京都立大學特別先導教授。工程學博士。東京大學大學院工程學系研究科畢業。71年任東京都立大學助手、助理教授，1991年升任正教授，專長為光化學。曾獲得光化學協會賞、向井賞、波特獎章等榮譽。主要著作有「量子化學I」（丸善出版）、「什麼是人工光合作用」（暫譯，「人工光合成とは何か」）（執筆監修，講談社）等。

鈴木 孝宗（Suzuki Norihiro）
1978年生於茨城縣。東京大學大學院博士（理學）畢業後，歷經日本學術振興會特別研究員（博士後）、物質・材料研究機構研究員等職務，現擔任東京理科大學綜合研究院講師。

角田 勝則（Tsunoda Katsunori）
1969年生於東京都。東擊理科大學大學院理學研究科化學專攻碩士班畢業。98年起擔任東京理科大學理學院應用化學系助手，現任東京理科大學專門員。

科學技術對現代人非常重要。
科技可以幫我們取得乾淨的空氣和水，以及糧食與能源，當然在醫療保健也有很大的用途。為了能生活在舒適的環境，我們在學校學習前人們努力發現的智慧和技藝。
在本系列的前一本著作「物理學家的科學講堂」中，我們介紹了科學的其中一個重要領域「物理學」。而本書將為大家整理「化學」的歷史。本書試著將近500年化學史中的重要主題整理成16個大項。就跟「物理篇」一樣，本書中的各個項目都挑選了3位對該主題有卓著貢獻的化學家，並以他們的研究成果為中心來介紹該主題。
化學的歷史最早始於原子和分子的概念，爾後人們陸續發現了氫氣、氧氣、氮氣、以及二氧化碳。後來科學家又發現更多元素，並整理出了元素週期表。接著化學家用科學理論詮釋了各種化學反應是如何發生的，繼而發現了更多有用的新化合物並發明出便利的高分子化合物的製作方法。不僅如此，現代化學家還在研究找出通訊器材所用的半導體等各種功能性材料特性的方法。雖然這部分比較艱深，但請各位務必嘗試一讀。
希望通過本書，能讓各位讀者認識化學的有趣之處以及重要性。

――作者代表 藤? 昭

前言⋯⋯3

第1章 化學的基礎⋯⋯7
波以耳⋯⋯8
道耳頓⋯⋯12
亞佛加厥⋯⋯16

第2章 氫、氧的發現與燃素說⋯⋯19
[專欄] 燃素説⋯⋯20
卡文迪許⋯⋯22
普利斯特里⋯⋯26
席勒⋯⋯28

第3章 二氧化碳和氮的發現與拉瓦節⋯⋯31
布拉克⋯⋯32
盧瑟福⋯⋯36
[專欄] 液態氮⋯⋯38
拉瓦節⋯⋯40

第4章 元素週期⋯⋯45
門得列夫⋯⋯46
戴維⋯⋯50
[專欄] 鍊金術⋯⋯53
拉姆齊⋯⋯54

第5章 物理化學領域的開山三人組⋯⋯59
[專欄] 離子主義者三人組年輕時的交流圖⋯⋯60
凡特荷夫⋯⋯62
奧士華⋯⋯64
阿瑞尼斯⋯⋯66

第6章 電化學⋯⋯69
伏打⋯⋯70
法拉第⋯⋯74
能斯特⋯⋯78
[專欄] 主要的電池種類⋯⋯80

第7章 熱力學與化學能⋯⋯83
卡諾⋯⋯84
焦耳⋯⋯86
吉布斯⋯⋯90

第8章 輻射化學⋯⋯93
貝克勒⋯⋯94
瑪麗・居禮⋯⋯96
尤里⋯⋯98

第9章 反應速度⋯⋯101
哈伯⋯⋯102
[專欄] 與第一次世界大戰的關聯和悲劇⋯⋯104
艾林⋯⋯106
馬庫斯⋯⋯108

第10章 化學鍵⋯⋯111
凱庫勒⋯⋯112
路易斯⋯⋯114
鮑林⋯⋯116
[專欄] 如何理解化學鍵⋯⋯118

第11章 光化學⋯⋯121
卡莎⋯⋯122
波特⋯⋯126
圖羅⋯⋯128
[專欄] 光合作用與人工光合作用⋯⋯130

第12章 高分子化學⋯⋯135
施陶丁格⋯⋯136
卡羅瑟斯⋯⋯138
櫻田一郎⋯⋯142
[專欄] 我們身邊的高分子化學物――塑膠⋯⋯144

第13章 有機化學⋯⋯145
維勒⋯⋯146
格林尼亞⋯⋯148
伍華德⋯⋯152
[專欄] 有機化學的近代發展⋯⋯154

第14章 量子化學⋯⋯157
海特勒⋯⋯158
馬利肯⋯⋯160
福井謙一⋯⋯162
[專欄] 用量子化學思考⋯⋯164

第15章 界面分析⋯⋯167
魯斯卡⋯⋯168
[專欄] 使用二次電子的掃描式電子顯微鏡⋯⋯170
西格巴恩⋯⋯172
賓寧⋯⋯174

第16章 決定有機化學物的結構⋯⋯177
阿斯頓⋯⋯178
科布倫茨⋯⋯180
拉比⋯⋯182

參考文獻、網站一覽⋯⋯184
索引⋯⋯189

創造歷史的科學家名言⋯⋯11
創造歷史的科學家名言⋯⋯21
創造歷史的科學家名言⋯⋯35
創造歷史的科學家名言⋯⋯39
創造歷史的科學家名言⋯⋯52
創造歷史的科學家名言⋯⋯61
創造歷史的科學家名言⋯⋯89
創造歷史的科學家名言⋯⋯99
創造歷史的科學家名言⋯⋯125
創造歷史的科學家名言⋯⋯141
創造歷史的科學家名言⑪⋯⋯151
創造歷史的科學家名言⑫⋯⋯171