站在新時(shí)代的起點(diǎn)上，習(xí)近平總書記提出：“中國要強(qiáng)盛、要復(fù)興，就一定要大力發(fā)展科學(xué)技術(shù)，努力成為世界主要科學(xué)中心和創(chuàng)新高地。”“科技創(chuàng)新、科學(xué)普及是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新發(fā)展的兩翼，要把科學(xué)普及放在與科技創(chuàng)新同等重要的位置。”以1999年“2049 計(jì)劃”制定實(shí)施為標(biāo)志，中國在全社會(huì)范圍內(nèi)大力弘揚(yáng)科學(xué)精神，宣傳科學(xué)思想，推廣科學(xué)方法，普及科學(xué)知識(shí)，將大眾科普與公民科學(xué)素質(zhì)緊密結(jié)合。2018年，第十次中國公民科學(xué)素質(zhì)抽樣調(diào)查結(jié)果顯示，中國公民的科學(xué)素質(zhì)水平快速提升。2018年中國公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例達(dá)到 8.47%， 比 2015 年的 6.20% 提高 2.27 個(gè)百分點(diǎn)。各地區(qū)公民科學(xué)素質(zhì)水平大幅提升，其中，上海、北京公民具備科學(xué)素質(zhì)的比例超過20%，天津、江蘇、浙江和廣東超過 10%， 互聯(lián)網(wǎng)對(duì)公民科學(xué)素質(zhì)水平的提升發(fā)揮著越來越重要的作用，中國公民每天通過互聯(lián)網(wǎng)及移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)獲取科技信息的比例高達(dá)64.6%，科學(xué)技術(shù)職業(yè)在中國公民心目中聲望較高，科學(xué)家、教師、醫(yī)生和工程師的職業(yè)聲望與職業(yè)期望名列前茅。

　　人是科技創(chuàng)新最關(guān)鍵的因素。公民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)是國家創(chuàng)新體系的重要組成部分，是基礎(chǔ)性、戰(zhàn)略性任務(wù)。1975年，本杰明· 申（B. Shen）提出了三類不同性質(zhì)的科學(xué)素質(zhì)，即實(shí)用科學(xué)素質(zhì)（practical scientific literacy）、公民科學(xué)素質(zhì)（civic scientific literacy）和文化科學(xué)素質(zhì)（cultural scientific literacy）。20世紀(jì)90年代初，與世界先進(jìn)國家相比，中國的公民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)存在較大差距。公民科學(xué)素質(zhì)水平低下成為制約經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要瓶頸。借鑒美國“2061 計(jì)劃”等發(fā)達(dá)國家公民科學(xué)素質(zhì)建設(shè)的經(jīng)驗(yàn)和做法，中國科學(xué)技術(shù)協(xié)會(huì)于1999年11月向中共中央、國務(wù)院提出了關(guān)于實(shí)施“全民科學(xué)素質(zhì)行動(dòng)計(jì)劃”的建議，提出了立足我國基本國情、面向全體公民科學(xué)素質(zhì)提高的“2049 計(jì)劃”。計(jì)劃的目標(biāo)是到2049年使18歲以上全體公民達(dá)到基本的科學(xué)素質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)，使全體公民了解必要的科學(xué)知識(shí)，掌握基本的科學(xué)方法， 崇尚科學(xué)精神，學(xué)會(huì)用科學(xué)態(tài)度和科學(xué)方法判斷處理社會(huì)事務(wù)。經(jīng)過二十多年的努力，中國公民科學(xué)素質(zhì)快速進(jìn)步，但仍然與發(fā)達(dá)國家存在著差距，存在內(nèi)部地區(qū)之間、城鄉(xiāng)之間以及群體之間發(fā)展不平衡等問題。同時(shí)，我們還要重點(diǎn)關(guān)注和反思互聯(lián)網(wǎng)對(duì)科普信息的傳播特點(diǎn)。互聯(lián)網(wǎng)加快了科普知識(shí)的傳播速度，擴(kuò)展了傳播范圍，增加了傳播個(gè)性，但也要充分認(rèn)識(shí)到，缺乏了科學(xué)精神的引領(lǐng)，缺乏了科學(xué)倫理的規(guī)范，缺乏對(duì)科學(xué)知識(shí)的系統(tǒng)化學(xué)習(xí)，互聯(lián)網(wǎng)型科普傳播將加重社會(huì)大眾對(duì)科學(xué)技術(shù)認(rèn)知的“扁平化、狹隘化”，阻礙公民科學(xué)素質(zhì)的根本性提升。

　　因此，加強(qiáng)科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的推廣成為進(jìn)一步提升我國公民科學(xué)素質(zhì)的關(guān)鍵性指標(biāo)。出版科普書籍是弘揚(yáng)科學(xué)精神、傳播科學(xué)知識(shí)、推廣科學(xué)方法的重要途徑，是增強(qiáng)理性與質(zhì)疑精神，提升智慧與思辨能力，助推思想觀念變革不可替代的精神能量。改革開放四十年，一大批科學(xué)科普類好書不斷涌現(xiàn)，這些書籍傳播了先進(jìn)文化，普及了科學(xué)知識(shí)，提升了公民科學(xué)素養(yǎng)。2019年，由大眾投票與專家推薦相結(jié)合，出版界評(píng)選出了“40年中國最具影響力的40本科學(xué)科普書”，其中，《華羅庚科普著作選集》受到了公眾的廣泛好評(píng)。華羅庚、錢學(xué)森、竺可楨等老一輩科學(xué)家不僅在專業(yè)領(lǐng)域發(fā)表學(xué)術(shù)論文、撰寫學(xué)術(shù)著作，而且善于用通俗易懂的文筆，將深?yuàn)W晦澀的科學(xué)理論深入淺出地介紹給社會(huì)公眾，為全社會(huì)掀起“科學(xué)熱潮”作出了突出貢獻(xiàn)。經(jīng)過長(zhǎng)期努力，中國特色社會(huì)主義進(jìn)入新時(shí)代，我國社會(huì)主要矛盾已經(jīng)轉(zhuǎn)化為人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要和不平衡不充分的發(fā)展之間的矛盾。公民科學(xué)素質(zhì)是決定人的思維方式、行為方式、生活方式的主要因素，是人民過上美好生活、提升生活品質(zhì)的重要前提。當(dāng)前，科學(xué)技術(shù)的發(fā)展日新月異，涌現(xiàn)了許多新知識(shí)、新方法，尤其是我國科學(xué)家近年來取得了很多新成果。因此，非常有必要組織一套新的科普叢書，通俗介紹各個(gè)學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)、發(fā)展歷史與現(xiàn)狀，展現(xiàn)中國科學(xué)家為學(xué)科發(fā)展作出的貢獻(xiàn)。中國科學(xué)院院士群體在社會(huì)上具有廣泛知名度、在學(xué)術(shù)上擁有高端權(quán)威性，發(fā)揮他們?cè)诳破罩械莫?dú)特作用必將取得良好的社會(huì)效果。本叢書由中國科學(xué)院科學(xué)普及與教育工作委員會(huì)和學(xué)部工作局組織，充分調(diào)動(dòng)各領(lǐng)域熱心科普工作的院士們的積極參與，精心組織各學(xué)科的優(yōu)秀稿源。

　　習(xí)近平總書記提出，好奇心是人的天性，對(duì)科學(xué)興趣的引導(dǎo)和培養(yǎng)要從娃娃抓起。本叢書以提升全民科學(xué)素質(zhì)、引導(dǎo)廣大青少年熱愛科學(xué)為目的，介紹各個(gè)基礎(chǔ)學(xué)科領(lǐng)域的知識(shí)。從中學(xué)生與社會(huì)大眾的視角出發(fā)，對(duì)基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)、學(xué)科發(fā)展、科技前沿等進(jìn)行通俗講解與描述，強(qiáng)化青年人學(xué)科學(xué)、愛科學(xué)、用科學(xué)的興趣，培養(yǎng)他們的科學(xué)精神，激發(fā)他們探索科學(xué)奧秘的熱情。從內(nèi)容上力爭(zhēng)淺顯易懂，打造成社會(huì)大眾都能讀懂的系列科普書。

　　“嶄新學(xué)術(shù)騁神奇……多方科技展新知，竿頭日進(jìn)復(fù)奚疑！”科技興則民族興，科技強(qiáng)則國家強(qiáng)。從新中國成立至今，中國正在從世界先進(jìn)科技的“跟跑者”變?yōu)椤巴姓摺保磥硪欢ㄒ蔀槿蚣舛丝萍嫉摹邦I(lǐng)跑者”！

　　面對(duì)創(chuàng)新使命，我們奮斗不息！

　　化學(xué)是關(guān)于分子的科學(xué)，也是最重要的基礎(chǔ)科學(xué)之一。大到人類發(fā)展的每一步，小到日常生活的每一天，都與化學(xué)息息相關(guān)。化學(xué)也被稱為中心科學(xué)（the central science），它與物理、生物、醫(yī)學(xué)、材料等學(xué)科相互滲透，是眾多學(xué)科之間聯(lián)系的橋梁。隨著科學(xué)的發(fā)展，化學(xué)又衍生出許多新的分支，并且科學(xué)越發(fā)展，其中心地位就越突出。一百多年來，諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)多次授予所謂的“非正統(tǒng)化學(xué)”研究領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)者，人們因此將其戲稱為“諾貝爾理綜獎(jiǎng)”。而這些研究領(lǐng)域，其實(shí)都屬于廣義上的“化學(xué)”領(lǐng)域。為紀(jì)念化學(xué)學(xué)科所取得的成就和對(duì)人類社會(huì)所做出的貢獻(xiàn)，聯(lián)合國決議將 2011 年定為“國際化學(xué)年”，主題為“化學(xué)——我們的生活，我們的未來”。2011年3月，Science 期刊上刊登社論——《鼓舞人心的化學(xué)》（Inspirational Chemistry）一文，文中提到“化學(xué)是解決當(dāng)今包括能源問題、疾病治療新方法在內(nèi)的大多數(shù)棘手問題的原動(dòng)力”，結(jié)尾更是強(qiáng)調(diào)“運(yùn)用基礎(chǔ)研究的力量解決那些讓人望而生畏的挑戰(zhàn)，讓本世紀(jì)成為化學(xué)的世紀(jì)”。化學(xué)的重要性不言而喻，可為什么在與非科研工作者談?wù)摶瘜W(xué)時(shí)，我們常常聽到的大多是擔(dān)憂與誤解，難以感受到人們對(duì)它的關(guān)注、贊嘆與欣賞呢？

　　中國美學(xué)史上最負(fù)盛名的美學(xué)大師之一朱光潛在《談美》一書的開篇中講述了一個(gè)小故事，寫到不同的人對(duì)待園中一棵古松的三種態(tài)度：木商只看見木料值錢，植物學(xué)家只關(guān)注常青的顯花植物，而畫家則是在感受古松的蒼翠挺拔。美學(xué)家告訴我們，擁有審美的眼睛才能看到美。因此，請(qǐng)?jiān)试S我邀請(qǐng)你跟隨化學(xué)家的目光去深入探索與理解化學(xué)之美，它有色彩繽紛、電光石火的瞬間，那是表象的美；它有形式簡(jiǎn)潔、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)?shù)睦碚摚鞘莾?nèi)在的美；更為重要的是，化學(xué)家們直面這繽紛多彩的現(xiàn)實(shí)世界，不斷深入地理解、探索各種物質(zhì)的屬性，不斷準(zhǔn)確地分析、調(diào)控物質(zhì)之間的變化，不斷精心地設(shè)計(jì)、創(chuàng)造全新的物質(zhì)形態(tài)。化學(xué)帶我們了解過去、把握現(xiàn)在，并創(chuàng)造未來的無限可能，在人類歷史上留下了不朽的物質(zhì)與精神之美。

　　我們只需要帶上一雙發(fā)現(xiàn)美的眼睛，就會(huì)通過化學(xué)重新認(rèn)知萬物的驚奇與美妙。化學(xué)會(huì)帶領(lǐng)我們走進(jìn)一段高級(jí)的審美之旅，讓我們?cè)谖镔|(zhì)層面有接觸、在現(xiàn)實(shí)層面有觀察、在科學(xué)層面有思考、在精神層面有感悟。子曰：“知之者不如好之者，好之者不如樂之者。”讓人們感受到化學(xué)的魅力，是每一個(gè)化學(xué)家義不容辭的責(zé)任。愿這份熱愛， 能夠引領(lǐng)更多人走入化學(xué)的大門，感受化學(xué)之美。

第一章 發(fā)現(xiàn)化學(xué)之美

　　第一節(jié) 最美的化學(xué)實(shí)驗(yàn)室

　　一、氧氣的發(fā)現(xiàn)——近代化學(xué)的起點(diǎn)

　　二、巴斯德與葡萄酒鉆石

　　第二節(jié) 最美的化學(xué)結(jié)構(gòu)

　　一、晶體的秘密

　　二、從晶體到 DNA 雙螺旋結(jié)構(gòu)

　　第三節(jié) 最美的化學(xué)理論

　　一、元素周期表的創(chuàng)造和發(fā)展

　　二、元素周期表背后的理論

　　第四節(jié) 最美的化學(xué)反應(yīng)

　　一、金屬的冶煉——從石器時(shí)代到青銅器時(shí)代

　　二、焰色反應(yīng)和氦元素的發(fā)現(xiàn)

第二章 化學(xué)創(chuàng)造之美

　　第一節(jié) 有機(jī)合成

　　一、有趣的分子創(chuàng)造

　　二、手性與立體化學(xué)

　　三、有機(jī)合成與生命

　　第二節(jié) 無機(jī)合成

　　一、晶體——有序“生長(zhǎng)”

　　二、分子篩——超越沸石

　　三、團(tuán)簇——“樂高”化學(xué)

　　四、無機(jī)半導(dǎo)體

　　第三節(jié) 碳材料合成

　　一、零維碳材料

　　二、一維碳材料

　　三、二維碳材料

　　第四節(jié) 新材料

　　一、仿生材料

　　二、超級(jí)電池材料

　　三、柔性電子材料

　　四、自組裝（修復(fù)）材料

　　五、核酸納米材料

第三章化學(xué)應(yīng)用之美

　　第一節(jié) 纖維的前世今生

　　一、合成化纖吹響“穿衣革命”的先鋒號(hào)角

　　二、妙用不粘鍋打造“世紀(jì)之布”

　　三、新材料航天服助力探尋太空之美

　　第二節(jié) 從果腹到佳肴

　　一、化學(xué)技術(shù)，助力糧食增產(chǎn)

　　二、化學(xué)認(rèn)知，盡享舌尖美食

　　三、化學(xué)檢測(cè)，守護(hù)“舌尖上的安全”

　　第三節(jié) 造就安居之所

　　一、開發(fā)新型材料，保居住平安

　　二、巧用化學(xué)原理，換窗明幾凈

　　三、智能化學(xué)設(shè)計(jì)，營(yíng)建舒適環(huán)境

　　第四節(jié) 助力日行千里

　　一、綠色化學(xué)提供清潔動(dòng)力

　　二、功能材料成就舒適出行

　　第五節(jié) 成就綠水青山

　　一、能源的清潔利用——從“煤”做起

　　二、化學(xué)與環(huán)境治理根脈相連

　　第六節(jié) 鋪就強(qiáng)國之路

　　一、“兩彈一星”中的化學(xué)創(chuàng)造

　　二、新時(shí)代的中國化學(xué)制（創(chuàng)）造

第四章 分子醫(yī)學(xué)開啟健康之美

　　第一節(jié) 分子檢查與診斷

　　一、分子探針與體內(nèi)成像

　　二、體外檢測(cè)與基因診斷

　　第二節(jié) 分子藥物與治療

　　一、經(jīng)典化學(xué)的醫(yī)藥貢獻(xiàn)

　　二、分子醫(yī)學(xué)引領(lǐng)醫(yī)藥發(fā)展