嶄新的化學(xué)未來是什么？
實(shí)驗(yàn)室k / 2019-04-24
如何讓一個(gè)污染性工業(yè)對(duì)其行為更加負(fù)責(zé)任呢？通常直接的反應(yīng)即是讓該污染性工業(yè)為所產(chǎn)生的環(huán)境污染這樣的負(fù)面影響買單。例如，乙烯是一種可用于生產(chǎn)各種產(chǎn)品的廣泛應(yīng)用的化學(xué)原材料。為了獲得大量的乙烯，化學(xué)公司需要使用成噸的石油和運(yùn)轉(zhuǎn)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(shí)產(chǎn)生二氧化碳。因此，按照誰污染誰買單的邏輯，乙烯的生產(chǎn)應(yīng)該上稅，而稅收所得應(yīng)該用于資助相關(guān)研究或者污染凈化工程。這是典型的懶人想法，它不會(huì)鼓勵(lì)尋找污染較少的替代品，而且也阻止了對(duì)所有以石油為基礎(chǔ)的技術(shù)體系合適與否問題的探究，在這個(gè)體系中乙烯是一個(gè)主要和關(guān)鍵的構(gòu)成要素。而且，這種基于金錢的解決方案消除了爭(zhēng)論中核心的政策問題，特別是我們應(yīng)該如何生存以及應(yīng)該生產(chǎn)什么和不應(yīng)該生產(chǎn)什么的問題。
另外一種反應(yīng)是宣布禁止威脅人類和環(huán)境健康的因素，把醫(yī)學(xué)倫理中的希波克拉底“首先不造成危害”原則擴(kuò)展至化學(xué)職業(yè)者當(dāng)中。根據(jù)這個(gè)原則，醫(yī)生在治療患者時(shí)即便不能夠治愈患者但首先應(yīng)確保不會(huì)給患者造成危害。相似地，在完善大自然的努力中，化學(xué)家們至少應(yīng)該不要讓他們?cè)噲D改善的環(huán)境狀況變?cè)愀狻?/span>
然而，與污染相關(guān)的化學(xué)家責(zé)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(chǎn)生環(huán)境危害物。這就要求化學(xué)家們?cè)谕瞥鲂碌纳a(chǎn)工藝或者研發(fā)新的合成產(chǎn)品之前就應(yīng)該先思考他們的行為和生產(chǎn)可能帶來的長(zhǎng)期后果是什么。它需要化學(xué)家們超越“他們的意圖是好的”這種道德上的陳詞濫調(diào)。當(dāng)然，化學(xué)家們是出于對(duì)公共健康和福利的關(guān)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(zé)任的化學(xué)家必須考量和預(yù)估其行為會(huì)帶來的長(zhǎng)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(gè)合成化學(xué)品家族是由于它們所具有的一些性質(zhì)面被選中用于上述用途，它們是良好的導(dǎo)電體，穩(wěn)定且呈惰性，與噴霧罐中含有的大部分產(chǎn)品（止汗劑等）不會(huì)發(fā)生反應(yīng)，而當(dāng)它們釋放時(shí)又很容易膨脹從而使其中的有效成分?jǐn)U散出來。但是CFCs經(jīng)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(yīng)把臭氧轉(zhuǎn)變成氧氣，結(jié)果在臭氧層形成“空洞”，經(jīng)確認(rèn)這種空洞會(huì)威脅人類的健康，所以CFCs的使用受到嚴(yán)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(gè)歐洲頒布禁令。起初面對(duì)這些使用限制，化學(xué)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(chǎn)品，當(dāng)這些替代品釋放進(jìn)入大氣中時(shí)不會(huì)使臭氧層發(fā)生降解。這個(gè)案例代表了化學(xué)家對(duì)環(huán)境問題的一種典型的技術(shù)應(yīng)對(duì)，但是別忘了產(chǎn)生環(huán)境問題的技術(shù)體系和產(chǎn)生技術(shù)應(yīng)對(duì)的體系是同一個(gè)體系。
其實(shí)，我們想要強(qiáng)調(diào)的是，上述案例只表明了對(duì)問題的反應(yīng)和應(yīng)對(duì)，而并沒有涉及為了要避免問題的發(fā)生而采取主動(dòng)和充分的考察研究和推理。而我們所要提倡的新化學(xué)倫理戰(zhàn)略正是在化學(xué)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(jīng)被許多的公共和私人的實(shí)驗(yàn)室所采納。雖然不可能預(yù)測(cè)一個(gè)化學(xué)反應(yīng)或產(chǎn)物的所有可能的負(fù)面后果，但是可以對(duì)所有已知的問題給予更多關(guān)注，同時(shí)預(yù)想可能會(huì)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(jīng)被鑒別出來。顯然，在化學(xué)工藝的研發(fā)中需要考量的其中一個(gè)目標(biāo)就是不把上述污染物引入到環(huán)境中。這種新的化學(xué)倫理戰(zhàn)略一方面需要化學(xué)家們研究和生產(chǎn)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(lì)創(chuàng)新性研究，在研發(fā)一開始即把工藝或者產(chǎn)品可能帶來的后果納入考量。因此，化學(xué)家不應(yīng)該再像過去對(duì)待CFCs一樣對(duì)于危險(xiǎn)物質(zhì)的禁止采取抗議對(duì)策，而應(yīng)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(chǎn)品取代這些危害品。而且，研究型化學(xué)公司不應(yīng)該抗拒或者掩蓋上述威脅的發(fā)現(xiàn)，而應(yīng)該積極走在考察研究工作的最前面，并且把研究結(jié)果直接融入到產(chǎn)品的研發(fā)策略當(dāng)中。生產(chǎn)非危害產(chǎn)品是高于產(chǎn)品性能的最高宗旨而不是又一個(gè)成本一收益的權(quán)衡因素。化學(xué)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(zhuǎn)變。
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由此說來，化合物的整個(gè)生命周期都需要考慮進(jìn)去，特別需要考量使用后釋放到環(huán)境中會(huì)帶來什么樣的影響，這一點(diǎn)非常關(guān)鍵。多數(shù)化學(xué)家都已經(jīng)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(yùn)用到產(chǎn)品生產(chǎn)當(dāng)中。從“搖籃到搖籃”原則，新設(shè)計(jì)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(jìn)一步推進(jìn)。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(dòng)限制了化工產(chǎn)品在環(huán)境中的含量。這兩位富有遠(yuǎn)見的作者不是化學(xué)家而是設(shè)計(jì)者，他們的靈感是從圍繞可持續(xù)發(fā)展的爭(zhēng)論中獲得的而不是從綠色化學(xué)中獲得的。而工業(yè)化學(xué)家們很顯然可以從”搖籃到搖籃”思維中學(xué)到很多。這不但關(guān)乎化學(xué)家的公眾形象，而還要求他們?nèi)ロ敎y(cè)和控制生產(chǎn)什么樣的材料以及何時(shí)和如何生產(chǎn)，這些都是對(duì)人類、其他物種以及最終整個(gè)星球肩負(fù)責(zé)任的化學(xué)家們需要面對(duì)的問題。
但是要求對(duì)環(huán)境方面給予考量的不應(yīng)該僅限于工業(yè)化學(xué)家。在基礎(chǔ)研究中，化學(xué)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(qū)使，而不考慮其研究會(huì)帶來什么樣的后果。然而他們需要回答以下這個(gè)問題：這些非天然分子一旦被創(chuàng)造出來以后會(huì)成為什么？即便是僅保存在實(shí)驗(yàn)室或者分子庫中，它們?nèi)匀皇谴嬖诘模瘜W(xué)家們應(yīng)該明自他們至少部分對(duì)這些分子現(xiàn)在和未來的用途所擔(dān)負(fù)的責(zé)任，這其中當(dāng)然包括這些分子在政治沖突或者戰(zhàn)爭(zhēng)中的各種用途。比如，在戰(zhàn)爭(zhēng)中，軍隊(duì)可能會(huì)為了執(zhí)行特定的任務(wù)而使用有機(jī)物，比如細(xì)菌、病毒和蛋白質(zhì)創(chuàng)造出的混合產(chǎn)品，這些混合產(chǎn)品與環(huán)境中活的組織或生物發(fā)生復(fù)雜的相互作用，而且，它們的復(fù)制能力更是會(huì)把轉(zhuǎn)基因生物的環(huán)境危害帶到一個(gè)新高度，那么化學(xué)家們應(yīng)該為這些混合產(chǎn)品的使用所造成的后果負(fù)有不可推卸的責(zé)任。
最后，一個(gè)有責(zé)任心的化學(xué)家應(yīng)該關(guān)心倫理價(jià)值觀問題。畢竟，倫理關(guān)乎的是合法或者“美好”的生活。一個(gè)簡(jiǎn)單的觀察或許可以幫助我們從一個(gè)新的角度重新思考杜邦那則有名廣告標(biāo)語的含義“借由化學(xué)實(shí)現(xiàn)更加美好的生活”。很久以來化學(xué)的價(jià)值觀是把大量生產(chǎn)和大量消費(fèi)合成化學(xué)品等同于更加美好的生活，但是為了評(píng)估這種生活是否“美好”，關(guān)鍵是要考慮所有與這些物質(zhì)綁定的人類價(jià)值觀?；瘜W(xué)家們需要反思蘊(yùn)含在化學(xué)物質(zhì)（和理論）的產(chǎn)生背后的各種價(jià)值觀，而不應(yīng)該把思考限制于金錢、產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格、技術(shù)產(chǎn)品的性能相關(guān)的價(jià)值。
事實(shí)上，化學(xué)工業(yè)興起的一個(gè)主要原因是化學(xué)家能夠預(yù)估和回應(yīng)（以及有時(shí)會(huì)構(gòu)建）美好生活的社會(huì)預(yù)期。在過去的一個(gè)世紀(jì)，化學(xué)家們?cè)谏鐣?huì)意識(shí)形態(tài)中提倡完善和進(jìn)步這種價(jià)值觀，其中物質(zhì)生產(chǎn)和消費(fèi)是社會(huì)文明的主要指標(biāo)?；瘜W(xué)家們能夠轉(zhuǎn)變這些與他們的化學(xué)活動(dòng)緊密相關(guān)的價(jià)值觀，以便適應(yīng)保護(hù)環(huán)境和保護(hù)地球生命的社會(huì)新需求嗎？這些社會(huì)新需求要求化學(xué)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(dāng)作為化學(xué)家工作服務(wù)的工具或者機(jī)器，而是應(yīng)該把周期表中的物質(zhì)資源看作是與化學(xué)家共同參與一項(xiàng)計(jì)劃的真正的合作伙伴。化學(xué)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(jīng)存在的分子和將來被制造出來的分子）作為合作伙伴應(yīng)有的關(guān)心和尊重?；瘜W(xué)家不再不假思索地利用分子那些令人贊嘆的性質(zhì)。對(duì)于尊重環(huán)境，只清潔污染是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的；它還要求在設(shè)計(jì)新的工藝或者產(chǎn)品的階段就能夠預(yù)測(cè)對(duì)人類和環(huán)境健康可能帶來的風(fēng)險(xiǎn)。當(dāng)這種思想轉(zhuǎn)變發(fā)生的時(shí)候，化學(xué)品或許就不再被看成是”天然品”的對(duì)立面，化學(xué)家們也不再被看作是環(huán)境保護(hù)運(yùn)動(dòng)的敵人。這時(shí)候，化學(xué)就可以被看作是保護(hù)自然資源這類公共事業(yè)的一支科學(xué)力量。
因此，化學(xué)家們不應(yīng)該滿足于化學(xué)不會(huì)危害環(huán)境，或者個(gè)別情況下會(huì)同意實(shí)施污染的凈化。同樣，當(dāng)考量納米化學(xué)的潛在影響時(shí)，只得出技術(shù)會(huì)降低工業(yè)化國家所消耗的原材料的量這種結(jié)論也是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。人們不是沒有理由可以懷疑，與納米技術(shù)相關(guān)的去物質(zhì)化也可能只不過是一種科學(xué)幻想，或者更糟，只是將大腦對(duì)物質(zhì)的統(tǒng)治權(quán)的老的雙重思維范式的簡(jiǎn)單重新包裝。對(duì)于這種化學(xué)觀，我們太熟悉不過了，新的物質(zhì)和技術(shù)只不過是化學(xué)家手中的新工具，如果社會(huì)需要，作為造物主的化學(xué)家們完全可以重塑世界。但是現(xiàn)在的化學(xué)家們所處的情形是能夠把物質(zhì)當(dāng)作他們的認(rèn)知和技術(shù)事業(yè)的合作伙伴。因此，化學(xué)家們發(fā)現(xiàn)自己已經(jīng)站在新的立場(chǎng)，視分子為天然存在物，把分子當(dāng)成合作伙伴而不是單純?yōu)樽约悍?wù)的工具。
此外，如果化學(xué)有機(jī)會(huì)被認(rèn)為屬于服務(wù)于公眾利益的科學(xué)，則化學(xué)家和化學(xué)工業(yè)似乎就應(yīng)該與普通公民一同承擔(dān)化學(xué)的定位責(zé)任。這意味著對(duì)科學(xué)和技術(shù)的選擇應(yīng)該不再只留給化學(xué)家們決定，這種選擇權(quán)應(yīng)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(zhì)研究與發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。對(duì)化學(xué)物質(zhì)的良好掌控需要公眾參與到科學(xué)和技術(shù)政策的制定當(dāng)中，允許發(fā)展社政論壇，將化學(xué)的不純粹轉(zhuǎn)變成一個(gè)正面的特征。自然與人工社會(huì)以及科學(xué)與技術(shù)之間的交織，導(dǎo)致化學(xué)在20世紀(jì)形成了不完全和不純凈的科學(xué)形象，而這種交織也可以使化學(xué)成為21世紀(jì)的科學(xué)模型。所以，我們有可能看到一種新形式的化學(xué)，它是一種技術(shù)科學(xué)，可以把文化和社會(huì)融入化學(xué)實(shí)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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