（中科院上海有机化学所）

化学是自然科学的中心学科或核心基础学科，200年来尤其是本世纪以来，化学学科本身经历了蓬勃的发展，一方面带动整个自然科学的发展，衍生了众多的分支学科，另一方面则促进了无数当今社会赖于存在的基于化学的产业的发展，在今天面临21世纪到来之时，整个社会将经历一场深刻的转折，但生产要发展，对自然的认识和改造还要继续，这个过程永不会停止。化学作为一个“总管物质在原子、分子层次上变化的学科”（唐敖庆、唐有祺先生语），也必然将继续不断地发展，更不会消亡，但是它的发展将既沿袭过去的轨迹，又将显示世纪之交的时代特征。

化学作为自然科学的中心学科是在与边缘学科相互渗透中得到发展的，而今天更面临着其他学科的启示和召唤，尤其是最近最活跃的一些大科学如生命科学、环境科学、材料科学乃至信息科学等都对化学基础提出了挑战。生命科学近年最突出的进步是分子生物学的崛起。生物体内物质、能量以及信息的三个传递过程均基于生物分子间的相互作用，化学家已经对此作出了重大贡献，但是更多的领域还有待于开拓。在环境问题上，化学家也同样面临着巨大的挑战。化学工业是当今物质文明的主要创造者，但是也无可否认地带来了资源和环境的破坏。因此，当今要在创造新的物质文明的同时，还更要节约资源，保护并改善人类生存环境，确保社会的可持续发展，或者通俗一些说要发展“绿色化学”。引外，材料尤其是功能材料和信息科学中的各种器件材料也都对化学提出了全新的要求。

总之，面临新世纪的化学家须更多地将其研究对象的化学和功能性结合起来；认识世界和改造世界结合起来；发现和发明相结合起来，并更多地转向发明创新。如用化学术语来讲就是：结构研究、合成和创造新结构的研究以及结构-功能（理化、生物）研究将更紧密联系起来。

化学学科发展的这一趋势反过来也将对化学本身基础的发展提出新的要求。前几年我们在论述有机化学发展时曾提到有机化学家将更多地去研究分子间的相互作用和其过程，或者说研究分子识别或分子互补以及形成这一识别的分子间作用力，如氢键、范德华力、库仑力、疏水亲脂作用、π-π堆积等。进一步在此分子识别指导下设计、合成和组装新的分子和分子集合体。现在看来，这一看法大致上还是符合现在的发展，而且也基本上可以外推到整个化学学科。

化学学科的基础研究对我们无疑也是极其重要的，这必将在促进我国科学水平的提高和形成我国新的高科技产业中发挥巨大作用。我国政府对基础研究十分重视，今年四、五月间国家科委曾广泛征求科学家意见，讨论制订基础研究发展的纲要。就化学来讲，许多专家认为我国的化学研究仍应重视对自身理论的深入研究，同时加强和各学科的交叉，回应生命科学、环境科学、材料科学和信息科学等对化学的要求，开辟新领域，发现新生长点，力争形成具有中国特色的研究领域，并在某些领域的研究中在国际上产生重大影响，占有一席之地。

讨论中许多化学家认为，以下几个方面应成为下世纪我国化学基础研究的重点：

一、理论化学的重大前沿问题

理论化学是化学学科的重要研究领域。现代理论化学围绕阐明结构-性质-功能关系，对从原子、分子、分子的集合体，直到宏观尺度的化学物质的状态、性能、变化等进行基础理论研究，对各种物质和材料以及它们参与的变化进行定量解释和预测，指导分子和材料的设计，提出研究不同层次物质系统的状态的方法。

二、化学反应过程的研究

化学反应过程的控制在解决资源和能源浪费、减少污染、减少对于人类健康的危害方面将起到不可替代的作用，研究控制反应的方法可以为优化生产、改善环境、降低资源消耗等提出新的途径。预计近年内在研究反应过程基本理论的基础上，在设计和控制反应方面有重要进展。研究内容包括化学反应微观控制、电子转移过程、表面过程、催化过程以及物质传递过程的研究。联系能量的形式转化、储存和利用光、电化学反应过程研究；联系环境的化学动力学研究；联系生命过程的多层次调控进行复杂系统中反应组合及调控研究。

三、化学合成设计与控制

实现可持续发展的中心问题是在满足节约能源和物质资源、最大限度减少对环境的破坏、消除危及人类目前及未来生存及发展各种因素的前提下，不断提供新的生物活性物质、新功能物质和新材料。因此要建立新合成途径，控制合成反应，控制产物结构，以实现提高合成的专一性、原料利用度，减少消耗、提高产率等，从而使合成的整个过程达到高效、高选择性、对环境相容及对人类无害。必须研究新的合成反应、新方法及新技术，研究对合成反应过程控制的理论和方法。

四、复杂聚集体的化学

过去的化学主要着眼于分子。近年来人们越来越认识到决定功能的不只是单一分子的结构，分子有序聚集态的结构也起着关键作用。研究分子以上层次的设计、合成、组装的理论与方法；研究分子间相互作用与分子识别；研究分子组装与功能体系和界面的结构、功能与物理、化学和生物行为的关系，这些对发展组合态化学，推动化学向分子以上层次发展，促进化学与材料科学及生命科学的结合与渗透均意义重大。

五、复杂系统的分离、组成和结构分析

绝大多数的生物、环境和材料体系属于复杂体系。复杂物质体系的特征是结构高级、组分复杂、含量差别大、开放、动态等。这方面的工作包括：研究复杂体系（如天然产物）的分离方法及技术。研究测定由宏量到痕量组分的方法：研究测定组分与物种分布的方法；研究在位、在线与瞬态监测方法，以及在原子层次、分子层次及分子聚集体层次上研究复杂系统的形态与结构等。

以上五条应该说较全面反映了化学基础研究有待开展的几个方面。但在增加我国科学积累的同时，如何突出我国的特色，组织好课题，则尚有待进一步思考。上海在生命科学方面有很强的力量。在化学合成以及结构-功能（理、化、生）研究方面也有很好的基础，因此有条件，也有必要在这一方面加强对化学基础研究的支持。

另外很重要的是，我们必须重视计算机在化学基础研究中的作用，计算机模拟、计算机辅助设计、数据库等将给化学基础研究提供极大的便利。当然化学最终还是得进行实验，化学主要还是一门实验科学。