崭新的化学未来是什么？
实验室k / 2019-04-24
如何让一个污染性工业对其行为更加负责任呢？通常直接的反应即是让该污染性工业为所产生的环境污染这样的负面影响买单。例如，乙烯是一种可用于生产各种产品的广泛应用的化学原材料。为了获得大量的乙烯，化学公司需要使用成吨的石油和运转巨大的高污染性蒸汽裂解器，而石油是一种不可再生的天然资源，燃烧时产生二氧化碳。因此，按照谁污染谁买单的逻辑，乙烯的生产应该上税，而税收所得应该用于资助相关研究或者污染净化工程。这是典型的懒人想法，它不会鼓励寻找污染较少的替代品，而且也阻止了对所有以石油为基础的技术体系合适与否问题的探究，在这个体系中乙烯是一个主要和关键的构成要素。而且，这种基于金钱的解决方案消除了争论中核心的政策问题，特别是我们应该如何生存以及应该生产什么和不应该生产什么的问题。
另外一种反应是宣布禁止威胁人类和环境健康的因素，把医学伦理中的希波克拉底“首先不造成危害”原则扩展至化学职业者当中。根据这个原则，医生在治疗患者时即便不能够治愈患者但首先应确保不会给患者造成危害。相似地，在完善大自然的努力中，化学家们至少应该不要让他们试图改善的环境状况变糟糕。
然而，与污染相关的化学家责任感问题还有另外一种解决方式，这就是首先要考虑如何避免产生环境危害物。这就要求化学家们在推出新的生产工艺或者研发新的合成产品之前就应该先思考他们的行为和生产可能带来的长期后果是什么。它需要化学家们超越“他们的意图是好的”这种道德上的陈词滥调。当然，化学家们是出于对公共健康和福利的关心，但谁又不是呢？然而，毋庸多言我们也知道只有美好的愿望是不够的。有责任的化学家必须考量和预估其行为会带来的长期和非意图的不良后果。
以氟氯碳化物（CFCs）为例说明。CFCs过去广泛用作制冷剂和喷雾剂中的压缩气体，这个合成化学品家族是由于它们所具有的一些性质面被选中用于上述用途，它们是良好的导电体，稳定且呈惰性，与喷雾罐中含有的大部分产品（止汗剂等）不会发生反应，而当它们释放时又很容易膨胀从而使其中的有效成分扩散出来。但是CFCs经证明具有环境危害性，它们与大气中的臭氧作用，可以诱发连锁反应把臭氧转变成氧气，结果在臭氧层形成“空洞”，经确认这种空洞会威胁人类的健康，所以CFCs的使用受到严格管制，最初始于1987年的《蒙特利尔条约》（Montreal Protocol），然后逐渐在整个欧洲颁布禁令。起初面对这些使用限制，化学家们发出了抗议，之后，他们又研发出了喷雾剂中CFCs的替代产品，当这些替代品释放进入大气中时不会使臭氧层发生降解。这个案例代表了化学家对环境问题的一种典型的技术应对，但是别忘了产生环境问题的技术体系和产生技术应对的体系是同一个体系。
其实，我们想要强调的是，上述案例只表明了对问题的反应和应对，而并没有涉及为了要避免问题的发生而采取主动和充分的考察研究和推理。而我们所要提倡的新化学伦理战略正是在化学合成的最开始便要积极鉴别出潜在问题，这种战略早已经被许多的公共和私人的实验室所采纳。虽然不可能预测一个化学反应或产物的所有可能的负面后果，但是可以对所有已知的问题给予更多关注，同时预想可能会出现的潜在问题。很多污染物比如汞、二口恶英、近些年来最重要的污染物二氧化碳及其他温室气体等已经被鉴別出来。显然，在化学工艺的研发中需要考量的其中一个目标就是不把上述污染物引入到环境中。这种新的化学伦理战略一方面需要化学家们研究和生产污染性材料的替代品或者研发污染工艺的替代工艺，另一方面更重要的是要鼓励创新性研究，在研发一开始即把工艺或者产品可能带来的后果纳入考量。因此，化学家不应该再像过去对待CFCs一样对于危险物质的禁止采取抗议对策，而应该踊跃发现这种环境危害品，并作出尽可能的努力用其他产品取代这些危害品。而且，研究型化学公司不应该抗拒或者掩盖上述威胁的发现，而应该积极走在考察研究工作的最前面，并且把研究结果直接融入到产品的研发策略当中。生产非危害产品是高于产品性能的最高宗旨而不是又一个成本一收益的权衡因素。化学工业的未来，或许也是人类的未来，就取决于这种工业战略的转变。
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由此说来，化合物的整个生命周期都需要考虑进去，特别需要考量使用后释放到环境中会带来什么样的影响，这一点非常关键。多数化学家都已经开始思考环境影响问题，把“减少使用，再使用和循环使用”的著名箴言运用到产品生产当中。从“摇篮到摇篮”原则，新设计方法的兴起可以清晰看出，上述三层使用箴言的逻辑可以再进一步推进。在同名成功著作《从摇篮到摇篮：重塑事物制造方式》（Cradle to Cradle：Remaking the Way we Make Things）中，作者威廉·麦克唐纳（William MeDonough）和迈克尔·布朗嘉（Michael Bralngart）提倡将合成材料作为原材料使用，它自动限制了化工产品在环境中的含量。这两位富有远见的作者不是化学家而是设计者，他们的灵感是从围绕可持续发展的争论中获得的而不是从绿色化学中获得的。而工业化学家们很显然可以从”摇篮到摇篮”思维中学到很多。这不但关乎化学家的公众形象，而还要求他们去顶测和控制生产什么样的材料以及何时和如何生产，这些都是对人类、其他物种以及最终整个星球肩负责任的化学家们需要面对的问题。
但是要求对环境方面给予考量的不应该仅限于工业化学家。在基础研究中，化学家的热情受到创造新分子成者完成大的合成挑战所驱使，而不考虑其研究会带来什么样的后果。然而他们需要回答以下这个问题：这些非天然分子一旦被创造出来以后会成为什么？即便是仅保存在实验室或者分子库中，它们仍然是存在的，化学家们应该明自他们至少部分对这些分子现在和未来的用途所担负的责任，这其中当然包括这些分子在政治冲突或者战争中的各种用途。比如，在战争中，军队可能会为了执行特定的任务而使用有机物，比如细菌、病毒和蛋白质创造出的混合产品，这些混合产品与环境中活的组织或生物发生复杂的相互作用，而且，它们的复制能力更是会把转基因生物的环境危害带到一个新高度，那么化学家们应该为这些混合产品的使用所造成的后果负有不可推卸的责任。
最后，一个有责任心的化学家应该关心伦理价值观问题。毕竟，伦理关乎的是合法或者“美好”的生活。一个简单的观察或许可以帮助我们从一个新的角度重新思考杜邦那则有名广告标语的含义“借由化学实现更加美好的生活”。很久以来化学的价值观是把大量生产和大量消费合成化学品等同于更加美好的生活，但是为了评估这种生活是否“美好”，关键是要考虑所有与这些物质绑定的人类价值观。化学家们需要反思蕴含在化学物质（和理论）的产生背后的各种价值观，而不应该把思考限制于金钱、产品技术规格、技术产品的性能相关的价值。
事实上，化学工业兴起的一个主要原因是化学家能够预估和回应（以及有时会构建）美好生活的社会预期。在过去的一个世纪，化学家们在社会意识形态中提倡完善和进步这种价值观，其中物质生产和消费是社会文明的主要指标。化学家们能够转变这些与他们的化学活动紧密相关的价值观，以便适应保护环境和保护地球生命的社会新需求吗？这些社会新需求要求化学家们持有不同于以往的态度，需要他们尊重自然资源，不是把分子当作为化学家工作服务的工具或者机器，而是应该把周期表中的物质资源看作是与化学家共同参与一项计划的真正的合作伙伴。化学家以某种合约的形式与这些合作伙伴捆绑在一起，赋予这些分子（已经存在的分子和将来被制造出来的分子）作为合作伙伴应有的关心和尊重。化学家不再不假思索地利用分子那些令人赞叹的性质。对于尊重环境，只清洁污染是远远不够的；它还要求在设计新的工艺或者产品的阶段就能够预测对人类和环境健康可能带来的风险。当这种思想转变发生的时候，化学品或许就不再被看成是”天然品”的对立面，化学家们也不再被看作是环境保护运动的敌人。这时候，化学就可以被看作是保护自然资源这类公共事业的一支科学力量。
因此，化学家们不应该满足于化学不会危害环境，或者个别情况下会同意实施污染的净化。同样，当考量纳米化学的潜在影响时，只得出技术会降低工业化国家所消耗的原材料的量这种结论也是远远不够的。人们不是没有理由可以怀疑，与纳米技术相关的去物质化也可能只不过是一种科学幻想，或者更糟，只是将大脑对物质的统治权的老的双重思维范式的简单重新包装。对于这种化学观，我们太熟悉不过了，新的物质和技术只不过是化学家手中的新工具，如果社会需要，作为造物主的化学家们完全可以重塑世界。但是现在的化学家们所处的情形是能够把物质当作他们的认知和技术事业的合作伙伴。因此，化学家们发现自己已经站在新的立场，视分子为天然存在物，把分子当成合作伙伴而不是单纯为自己服务的工具。
此外，如果化学有机会被认为属于服务于公众利益的科学，则化学家和化学工业似乎就应该与普通公民一同承担化学的定位责任。这意味着对科学和技术的选择应该不再只留给化学家们决定，这种选择权应该与普通公民分享，以集体的决策取代企业决策，以作为人工物质研究与发展的驱动力。对化学物质的良好掌控需要公众参与到科学和技术政策的制定当中，允许发展社政论坛，将化学的不纯粹转变成一个正面的特征。自然与人工社会以及科学与技术之间的交织，导致化学在20世纪形成了不完全和不纯净的科学形象，而这种交织也可以使化学成为21世纪的科学模型。所以，我们有可能看到一种新形式的化学，它是一种技术科学，可以把文化和社会融入化学实践中，如此即能够摆脱人类历史中一直挥之不去的自然和人工之间的冲突。
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