“大众”与人工合成时代（—

1910—1970年间，发生了人类历史上仅有的两次世界大战，所涉及的国家之多，范围之广，史无前例，众多国家卷入战争，给世界人民带来了严重的灾难。但是，从另一个角度来看，这也是人类历史上科技发展最为迅速的一段时间。一方面，正常的科技发展进程被无情地打断，大量的资源被用于军事相关技术的研发，许多缺乏军事用途的技术和科学研究难以获得足够的资源，导致这些领域的研究放缓，甚至中止。另一方面，战争刺激着军事科技的飞速发展，战争的参与者都投入了大量的人力、物力和财力资源进行高精尖技术的研发，并试图通过这些领域的研究成果赢得战争，这也极大地刺激着这些领域惊人成就的出现，如运筹学、原子能、计算机技术等。当战争结束后，随着军事技术向民用技术转化，新的民用工业得以繁荣发展，如核能技术等。

使用石油作为燃料的内燃机在这一阶段获得了飞速的发展。不同于笨重的蒸汽机，这种动力机械具有轻便、易操作、能量转化率高等特点。尽管在发展初期缺乏足够的稳定性和动力，无法应用于铁路机车，但是由于在驱动小型机械上的优势，内燃机很快被用于汽车、飞机等较为轻型的设备上。随着内燃机的广泛使用，它的性能得以持续性改进，开始抢占蒸汽机的市场。尽管内燃机、汽车、卡车、拖拉机和坦克的主要发明都来自于欧洲，但是装配线、大规模生产和消费的创新都来自于二十世纪初美国底特津的福特公司。这些技术和组织创新大大推动了美国汽车工业的生产率、收益率、产出和出口，并让那个生产车间成为了全世界参观者的“麦加圣地”。当时“福特制”成为了主流的管理哲学，也成为了经济和文化意识，被认为是“新经济”的曙光。在这一时期，除了汽车，冰箱、洗衣机等生活耐用品，大众传媒的代表——收音机和电视也开始成为人们生活的一部分。

图1-8　20世纪初的福特公司和福特汽车

合成化学的发展也大大促进了人造材料的多样化。合成化学在19世纪中叶就已经问世，例如1845年德国化学家柯尔柏就人工合成了有机化合物醋酸。早期化合物的结构都比较简单，随着合成技术理论与实践的不断深入，高分子合成物质开始出现。在1909年，美国化学家巴克兰特用小分子的甲醛人工合成了高分子的酚醛塑料，这也是最早的人工高分子化合物。自此之后，合成化学进入了高分子的新发展阶段，合成材料开始正式登上历史舞台，并开始在人类社会的生产和生活活动中占据越来越重要的地位，合成橡胶、合成塑料与合成纤维开始成为人们生活中不可或缺的材料。这些新材料的出现往往来自于政府和企业的利益追求，例如，随着橡胶在众多工业和军事领域的应用，天然橡胶的产量和运输受到地域和气候的影响，许多国家开始面临天然橡胶原料供应不足的难题，一些国家开始进行橡胶的人工合成。其中最大的推动力来自于二次世界大战的禁运。为了摆脱这一重要原料受制于人的现状，人工橡胶得以飞速发展，从大战初期的天然橡胶占使用量的主流，转变为在战争结束后，人工合成橡胶占据主导。

此外，新合成材料的出现来自于工业发展多样化的需求。追逐利润与竞争力的企业往往试图获得优质低价的材料，这也刺激了企业在新材料的研发上展开竞争。合成塑料和合成纤维的出现正是这一追求的直接成果。随着早期酚醛树脂在1907年的发明问世，越来越多的塑料类型开始出现。特别是在20世纪30年代前后，有机化学建立了高分子链结构理论，为高分子合成技术扫平了障碍。关于高分子聚合反应中的“连锁反应”、“缩聚反应”等机理被更多的学术界和工业界人士认可和接受。高分子合成的成本和复杂度开始降低，这也导致了塑料的产量、品种不断增加，用途不断扩大。聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯塑料等新塑料逐渐被发明出来，并投入到了工业化生产当中。同时，在工业生产和社会生活领域中，塑料逐渐代替金属、木材和水泥，发挥着越来越大的作用。

在纤维领域，合成化学未出现的几千年里，天然纤维一直是衣物、被服的唯一原料，如棉麻等植物纤维、羊毛和蚕丝等动物纤维，而合成化学逐渐改变了衣物原材料的来源。正是科学技术的发展，不断地改变了历史。化学创造的奇迹——化学纤维实现了“人工制丝”，并在产量和特性上弥补了天然纤维的不足。化学纤维的发展历程可以分成两个阶段：19世纪末期的人造纤维阶段，以及1913年后的合成纤维阶段。前者主要是指通过化学方法成功地实现天然纤维素的改性，在制成硝酸纤维的基础上研制出人造丝，如粘胶纤维、醋脂纤维等。而后者则是使用小分子化合物直接人工合成的高分子化合物为原料，经纺丝和后加工而制成的化学纤维。尽管聚氯乙烯纤维是最早的合成纤维，但是由于其存在软化点低等缺点，未能得到进一步的发展。随着链式高分子化学理论的逐渐建立和完善，一些化工企业开始投身于化学合成工业，例如美国的杜邦公司化工部专门拨款25万美元作为研究经费，聘请化学家卡罗泽斯专门进行合成纤维的研究。1935年，杜邦公司在聚酰胺纤维的研究中取得了重要突破，制成了世界上第一种人工合成纤维“尼龙”，并在1938年实现了工业化生产。尼龙的成功不仅证实了高分子为长链结构的理论，还将纺织工业推进到合成纤维时代。尼龙很快便成为世界商行的紧俏产品，它的制成品从军用降落伞到尼龙丝袜，可谓种类繁多，美观耐用。可以这么说，合成纤维导致纺织工业又出现了一种不同以往的新业态。随着人工合成纤维质量的不断提高，品种的日益增多和产量的日趋增大，天然纤维在人们社会生活中所占的应用比例不断减少，在许多领域中的地位被人工合成纤维所替代。

此外，农药和药品等也出现了人工合成。为了保护农作物免受病虫害的侵袭，适时地向农作物喷施农药，已经成为农业生产过程中一个必不可少的环节和保证丰产丰收的有利措施。然而有机合成农药在上世纪40年代才开始得到试用，最早使用的有机合成农药是滴滴涕（DDT）和六六六。

与此同时，医学和生物化学家也开始研制治疗用的化合物，并推动了相关领域的快速发展。例如随着磺胺类药物对病菌的杀灭作用逐渐被发现，各国科学家了解到磺胺是抑菌作用的基本结构，它具有广谱抗菌效能。于是，他们以磺胺为母体合成了许多衍生物新药，这些磺胺药物的合成与大量生产，使医学进入了化学疗法的新阶段。抗生素的发明也是医学历史上重要的事件，抗生素的生物合成和大规模制取为抑制细菌感染，对延长人的寿命产生了极大的作用。尽管很早以前就已经有利用抗生素的例子，但是这些应用并非基于对治病的原理的深入了解。英国细菌学家弗莱明、病理学家弗洛利、德国生化学家钱恩对青霉素的研制工作，开创了人工制取抗生素的先河。

图1-9　青霉素的发现具有重大意义

青霉素的发现和成功使用，极大地引发了人们对抗生素进一步研究的兴趣。因而在20世纪40年代和50年代，世界范围内形成了寻找抗生素新药的高潮，在这之后，针对不同菌种的新型抗生素不断出现，如氯霉素、红霉素等。与此相关联，在医学科学发展的过程中，人们发现某些微量物质对人的生命和健康至关重要。这种特殊的营养成分就是维生素（又称为维他命）。维生素的种类多达几十种，20世纪以来它们先后被发现和分离出来，但人工合成维生素直到20世纪30年代才逐步开始实现。