嶄新的化學未來是什么？
實驗室k / 2019-04-24
如何讓一個污染性工業(yè)對其行為更加負責任呢？通常直接的反應即是讓該污染性工業(yè)為所產生的環(huán)境污染這樣的負面影響買單。例如，乙烯是一種可用于生產各種產品的廣泛應用的化學原材料。為了獲得大量的乙烯，化學公司需要使用成噸的石油和運轉巨大的高污染性蒸汽裂解器，而石油是一種不可再生的天然資源，燃燒時產生二氧化碳。因此，按照誰污染誰買單的邏輯，乙烯的生產應該上稅，而稅收所得應該用于資助相關研究或者污染凈化工程。這是典型的懶人想法，它不會鼓勵尋找污染較少的替代品，而且也阻止了對所有以石油為基礎的技術體系合適與否問題的探究，在這個體系中乙烯是一個主要和關鍵的構成要素。而且，這種基于金錢的解決方案消除了爭論中核心的政策問題，特別是我們應該如何生存以及應該生產什么和不應該生產什么的問題。
另外一種反應是宣布禁止威脅人類和環(huán)境健康的因素，把醫(yī)學倫理中的希波克拉底“首先不造成危害”原則擴展至化學職業(yè)者當中。根據(jù)這個原則，醫(yī)生在治療患者時即便不能夠治愈患者但首先應確保不會給患者造成危害。相似地，在完善大自然的努力中，化學家們至少應該不要讓他們試圖改善的環(huán)境狀況變糟糕。
然而，與污染相關的化學家責任感問題還有另外一種解決方式，這就是首先要考慮如何避免產生環(huán)境危害物。這就要求化學家們在推出新的生產工藝或者研發(fā)新的合成產品之前就應該先思考他們的行為和生產可能帶來的長期后果是什么。它需要化學家們超越“他們的意圖是好的”這種道德上的陳詞濫調。當然，化學家們是出于對公共健康和福利的關心，但誰又不是呢？然而，毋庸多言我們也知道只有美好的愿望是不夠的。有責任的化學家必須考量和預估其行為會帶來的長期和非意圖的不良后果。
以氟氯碳化物（CFCs）為例說明。CFCs過去廣泛用作制冷劑和噴霧劑中的壓縮氣體，這個合成化學品家族是由于它們所具有的一些性質面被選中用于上述用途，它們是良好的導電體，穩(wěn)定且呈惰性，與噴霧罐中含有的大部分產品（止汗劑等）不會發(fā)生反應，而當它們釋放時又很容易膨脹從而使其中的有效成分擴散出來。但是CFCs經證明具有環(huán)境危害性，它們與大氣中的臭氧作用，可以誘發(fā)連鎖反應把臭氧轉變成氧氣，結果在臭氧層形成“空洞”，經確認這種空洞會威脅人類的健康，所以CFCs的使用受到嚴格管制，最初始于1987年的《蒙特利爾條約》（Montreal Protocol），然后逐漸在整個歐洲頒布禁令。起初面對這些使用限制，化學家們發(fā)出了抗議，之后，他們又研發(fā)出了噴霧劑中CFCs的替代產品，當這些替代品釋放進入大氣中時不會使臭氧層發(fā)生降解。這個案例代表了化學家對環(huán)境問題的一種典型的技術應對，但是別忘了產生環(huán)境問題的技術體系和產生技術應對的體系是同一個體系。
其實，我們想要強調的是，上述案例只表明了對問題的反應和應對，而并沒有涉及為了要避免問題的發(fā)生而采取主動和充分的考察研究和推理。而我們所要提倡的新化學倫理戰(zhàn)略正是在化學合成的最開始便要積極鑒別出潛在問題，這種戰(zhàn)略早已經被許多的公共和私人的實驗室所采納。雖然不可能預測一個化學反應或產物的所有可能的負面后果，但是可以對所有已知的問題給予更多關注，同時預想可能會出現(xiàn)的潛在問題。很多污染物比如汞、二口惡英、近些年來最重要的污染物二氧化碳及其他溫室氣體等已經被鑒別出來。顯然，在化學工藝的研發(fā)中需要考量的其中一個目標就是不把上述污染物引入到環(huán)境中。這種新的化學倫理戰(zhàn)略一方面需要化學家們研究和生產污染性材料的替代品或者研發(fā)污染工藝的替代工藝，另一方面更重要的是要鼓勵創(chuàng)新性研究，在研發(fā)一開始即把工藝或者產品可能帶來的后果納入考量。因此，化學家不應該再像過去對待CFCs一樣對于危險物質的禁止采取抗議對策，而應該踴躍發(fā)現(xiàn)這種環(huán)境危害品，并作出盡可能的努力用其他產品取代這些危害品。而且，研究型化學公司不應該抗拒或者掩蓋上述威脅的發(fā)現(xiàn)，而應該積極走在考察研究工作的最前面，并且把研究結果直接融入到產品的研發(fā)策略當中。生產非危害產品是高于產品性能的最高宗旨而不是又一個成本一收益的權衡因素?；瘜W工業(yè)的未來，或許也是人類的未來，就取決于這種工業(yè)戰(zhàn)略的轉變。
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由此說來，化合物的整個生命周期都需要考慮進去，特別需要考量使用后釋放到環(huán)境中會帶來什么樣的影響，這一點非常關鍵。多數(shù)化學家都已經開始思考環(huán)境影響問題，把“減少使用，再使用和循環(huán)使用”的著名箴言運用到產品生產當中。從“搖籃到搖籃”原則，新設計方法的興起可以清晰看出，上述三層使用箴言的邏輯可以再進一步推進。在同名成功著作《從搖籃到搖籃：重塑事物制造方式》（Cradle to Cradle：Remaking the Way we Make Things）中，作者威廉·麥克唐納（William MeDonough）和邁克爾·布朗嘉（Michael Bralngart）提倡將合成材料作為原材料使用，它自動限制了化工產品在環(huán)境中的含量。這兩位富有遠見的作者不是化學家而是設計者，他們的靈感是從圍繞可持續(xù)發(fā)展的爭論中獲得的而不是從綠色化學中獲得的。而工業(yè)化學家們很顯然可以從”搖籃到搖籃”思維中學到很多。這不但關乎化學家的公眾形象，而還要求他們去頂測和控制生產什么樣的材料以及何時和如何生產，這些都是對人類、其他物種以及最終整個星球肩負責任的化學家們需要面對的問題。
但是要求對環(huán)境方面給予考量的不應該僅限于工業(yè)化學家。在基礎研究中，化學家的熱情受到創(chuàng)造新分子成者完成大的合成挑戰(zhàn)所驅使，而不考慮其研究會帶來什么樣的后果。然而他們需要回答以下這個問題：這些非天然分子一旦被創(chuàng)造出來以后會成為什么？即便是僅保存在實驗室或者分子庫中，它們仍然是存在的，化學家們應該明自他們至少部分對這些分子現(xiàn)在和未來的用途所擔負的責任，這其中當然包括這些分子在政治沖突或者戰(zhàn)爭中的各種用途。比如，在戰(zhàn)爭中，軍隊可能會為了執(zhí)行特定的任務而使用有機物，比如細菌、病毒和蛋白質創(chuàng)造出的混合產品，這些混合產品與環(huán)境中活的組織或生物發(fā)生復雜的相互作用，而且，它們的復制能力更是會把轉基因生物的環(huán)境危害帶到一個新高度，那么化學家們應該為這些混合產品的使用所造成的后果負有不可推卸的責任。
最后，一個有責任心的化學家應該關心倫理價值觀問題。畢竟，倫理關乎的是合法或者“美好”的生活。一個簡單的觀察或許可以幫助我們從一個新的角度重新思考杜邦那則有名廣告標語的含義“借由化學實現(xiàn)更加美好的生活”。很久以來化學的價值觀是把大量生產和大量消費合成化學品等同于更加美好的生活，但是為了評估這種生活是否“美好”，關鍵是要考慮所有與這些物質綁定的人類價值觀?；瘜W家們需要反思蘊含在化學物質（和理論）的產生背后的各種價值觀，而不應該把思考限制于金錢、產品技術規(guī)格、技術產品的性能相關的價值。
事實上，化學工業(yè)興起的一個主要原因是化學家能夠預估和回應（以及有時會構建）美好生活的社會預期。在過去的一個世紀，化學家們在社會意識形態(tài)中提倡完善和進步這種價值觀，其中物質生產和消費是社會文明的主要指標?；瘜W家們能夠轉變這些與他們的化學活動緊密相關的價值觀，以便適應保護環(huán)境和保護地球生命的社會新需求嗎？這些社會新需求要求化學家們持有不同于以往的態(tài)度，需要他們尊重自然資源，不是把分子當作為化學家工作服務的工具或者機器，而是應該把周期表中的物質資源看作是與化學家共同參與一項計劃的真正的合作伙伴?；瘜W家以某種合約的形式與這些合作伙伴捆綁在一起，賦予這些分子（已經存在的分子和將來被制造出來的分子）作為合作伙伴應有的關心和尊重。化學家不再不假思索地利用分子那些令人贊嘆的性質。對于尊重環(huán)境，只清潔污染是遠遠不夠的；它還要求在設計新的工藝或者產品的階段就能夠預測對人類和環(huán)境健康可能帶來的風險。當這種思想轉變發(fā)生的時候，化學品或許就不再被看成是”天然品”的對立面，化學家們也不再被看作是環(huán)境保護運動的敵人。這時候，化學就可以被看作是保護自然資源這類公共事業(yè)的一支科學力量。
因此，化學家們不應該滿足于化學不會危害環(huán)境，或者個別情況下會同意實施污染的凈化。同樣，當考量納米化學的潛在影響時，只得出技術會降低工業(yè)化國家所消耗的原材料的量這種結論也是遠遠不夠的。人們不是沒有理由可以懷疑，與納米技術相關的去物質化也可能只不過是一種科學幻想，或者更糟，只是將大腦對物質的統(tǒng)治權的老的雙重思維范式的簡單重新包裝。對于這種化學觀，我們太熟悉不過了，新的物質和技術只不過是化學家手中的新工具，如果社會需要，作為造物主的化學家們完全可以重塑世界。但是現(xiàn)在的化學家們所處的情形是能夠把物質當作他們的認知和技術事業(yè)的合作伙伴。因此，化學家們發(fā)現(xiàn)自己已經站在新的立場，視分子為天然存在物，把分子當成合作伙伴而不是單純?yōu)樽约悍盏墓ぞ摺?/span>
此外，如果化學有機會被認為屬于服務于公眾利益的科學，則化學家和化學工業(yè)似乎就應該與普通公民一同承擔化學的定位責任。這意味著對科學和技術的選擇應該不再只留給化學家們決定，這種選擇權應該與普通公民分享，以集體的決策取代企業(yè)決策，以作為人工物質研究與發(fā)展的驅動力。對化學物質的良好掌控需要公眾參與到科學和技術政策的制定當中，允許發(fā)展社政論壇，將化學的不純粹轉變成一個正面的特征。自然與人工社會以及科學與技術之間的交織，導致化學在20世紀形成了不完全和不純凈的科學形象，而這種交織也可以使化學成為21世紀的科學模型。所以，我們有可能看到一種新形式的化學，它是一種技術科學，可以把文化和社會融入化學實踐中，如此即能夠擺脫人類歷史中一直揮之不去的自然和人工之間的沖突。
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