站在新時代的起點上，習近平總書記提出：“中國要強盛、要復興，就一定要大力發展科學技術，努力成為世界主要科學中心和創新高地。”“科技創新、科學普及是實現創新發展的兩翼，要把科學普及放在與科技創新同等重要的位置。”以1999年“2049 計劃”制定實施為標志，中國在全社會范圍內大力弘揚科學精神，宣傳科學思想，推廣科學方法，普及科學知識，將大眾科普與公民科學素質緊密結合。2018年，第十次中國公民科學素質抽樣調查結果顯示，中國公民的科學素質水平快速提升。2018年中國公民具備科學素質的比例達到 8.47%， 比 2015 年的 6.20% 提高 2.27 個百分點。各地區公民科學素質水平大幅提升，其中，上海、北京公民具備科學素質的比例超過20%，天津、江蘇、浙江和廣東超過 10%， 互聯網對公民科學素質水平的提升發揮著越來越重要的作用，中國公民每天通過互聯網及移動互聯網獲取科技信息的比例高達64.6%，科學技術職業在中國公民心目中聲望較高，科學家、教師、醫生和工程師的職業聲望與職業期望名列前茅。

　　人是科技創新最關鍵的因素。公民科學素質建設是國家創新體系的重要組成部分，是基礎性、戰略性任務。1975年，本杰明· 申（B. Shen）提出了三類不同性質的科學素質，即實用科學素質（practical scientific literacy）、公民科學素質（civic scientific literacy）和文化科學素質（cultural scientific literacy）。20世紀90年代初，與世界先進國家相比，中國的公民科學素質建設存在較大差距。公民科學素質水平低下成為制約經濟發展的重要瓶頸。借鑒美國“2061 計劃”等發達國家公民科學素質建設的經驗和做法，中國科學技術協會于1999年11月向中共中央、國務院提出了關于實施“全民科學素質行動計劃”的建議，提出了立足我國基本國情、面向全體公民科學素質提高的“2049 計劃”。計劃的目標是到2049年使18歲以上全體公民達到基本的科學素質標準，使全體公民了解必要的科學知識，掌握基本的科學方法， 崇尚科學精神，學會用科學態度和科學方法判斷處理社會事務。經過二十多年的努力，中國公民科學素質快速進步，但仍然與發達國家存在著差距，存在內部地區之間、城鄉之間以及群體之間發展不平衡等問題。同時，我們還要重點關注和反思互聯網對科普信息的傳播特點。互聯網加快了科普知識的傳播速度，擴展了傳播范圍，增加了傳播個性，但也要充分認識到，缺乏了科學精神的引領，缺乏了科學倫理的規范，缺乏對科學知識的系統化學習，互聯網型科普傳播將加重社會大眾對科學技術認知的“扁平化、狹隘化”，阻礙公民科學素質的根本性提升。

　　因此，加強科學基礎知識的推廣成為進一步提升我國公民科學素質的關鍵性指標。出版科普書籍是弘揚科學精神、傳播科學知識、推廣科學方法的重要途徑，是增強理性與質疑精神，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，一大批科學科普類好書不斷涌現，這些書籍傳播了先進文化，普及了科學知識，提升了公民科學素養。2019年，由大眾投票與專家推薦相結合，出版界評選出了“40年中國最具影響力的40本科學科普書”，其中，《華羅庚科普著作選集》受到了公眾的廣泛好評。華羅庚、錢學森、竺可楨等老一輩科學家不僅在專業領域發表學術論文、撰寫學術著作，而且善于用通俗易懂的文筆，將深奧晦澀的科學理論深入淺出地介紹給社會公眾，為全社會掀起“科學熱潮”作出了突出貢獻。經過長期努力，中國特色社會主義進入新時代，我國社會主要矛盾已經轉化為人民日益增長的美好生活需要和不平衡不充分的發展之間的矛盾。公民科學素質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、提升生活品質的重要前提。當前，科學技術的發展日新月異，涌現了許多新知識、新方法，尤其是我國科學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，通俗介紹各個學科的基礎知識、發展歷史與現狀，展現中國科學家為學科發展作出的貢獻。中國科學院院士群體在社會上具有廣泛知名度、在學術上擁有高端權威性，發揮他們在科普中的獨特作用必將取得良好的社會效果。本叢書由中國科學院科學普及與教育工作委員會和學部工作局組織，充分調動各領域熱心科普工作的院士們的積極參與，精心組織各學科的優秀稿源。

　　習近平總書記提出，好奇心是人的天性，對科學興趣的引導和培養要從娃娃抓起。本叢書以提升全民科學素質、引導廣大青少年熱愛科學為目的，介紹各個基礎學科領域的知識。從中學生與社會大眾的視角出發，對基礎科學知識、學科發展、科技前沿等進行通俗講解與描述，強化青年人學科學、愛科學、用科學的興趣，培養他們的科學精神，激發他們探索科學奧秘的熱情。從內容上力爭淺顯易懂，打造成社會大眾都能讀懂的系列科普書。

　　“嶄新學術騁神奇……多方科技展新知，竿頭日進復奚疑！”科技興則民族興，科技強則國家強。從新中國成立至今，中國正在從世界先進科技的“跟跑者”變為“同行者”，未來一定要成為全球尖端科技的“領跑者”！

　　面對創新使命，我們奮斗不息！

　　化學是關于分子的科學，也是最重要的基礎科學之一。大到人類發展的每一步，小到日常生活的每一天，都與化學息息相關。化學也被稱為中心科學（the central science），它與物理、生物、醫學、材料等學科相互滲透，是眾多學科之間聯系的橋梁。隨著科學的發展，化學又衍生出許多新的分支，并且科學越發展，其中心地位就越突出。一百多年來，諾貝爾化學獎多次授予所謂的“非正統化學”研究領域內的學者，人們因此將其戲稱為“諾貝爾理綜獎”。而這些研究領域，其實都屬于廣義上的“化學”領域。為紀念化學學科所取得的成就和對人類社會所做出的貢獻，聯合國決議將 2011 年定為“國際化學年”，主題為“化學——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》（Inspirational Chemistry）一文，文中提到“化學是解決當今包括能源問題、疾病治療新方法在內的大多數棘手問題的原動力”，結尾更是強調“運用基礎研究的力量解決那些讓人望而生畏的挑戰，讓本世紀成為化學的世紀”。化學的重要性不言而喻，可為什么在與非科研工作者談論化學時，我們常常聽到的大多是擔憂與誤解，難以感受到人們對它的關注、贊嘆與欣賞呢？

　　中國美學史上最負盛名的美學大師之一朱光潛在《談美》一書的開篇中講述了一個小故事，寫到不同的人對待園中一棵古松的三種態度：木商只看見木料值錢，植物學家只關注常青的顯花植物，而畫家則是在感受古松的蒼翠挺拔。美學家告訴我們，擁有審美的眼睛才能看到美。因此，請允許我邀請你跟隨化學家的目光去深入探索與理解化學之美，它有色彩繽紛、電光石火的瞬間，那是表象的美；它有形式簡潔、邏輯嚴謹的理論，那是內在的美；更為重要的是，化學家們直面這繽紛多彩的現實世界，不斷深入地理解、探索各種物質的屬性，不斷準確地分析、調控物質之間的變化，不斷精心地設計、創造全新的物質形態。化學帶我們了解過去、把握現在，并創造未來的無限可能，在人類歷史上留下了不朽的物質與精神之美。

　　我們只需要帶上一雙發現美的眼睛，就會通過化學重新認知萬物的驚奇與美妙。化學會帶領我們走進一段高級的審美之旅，讓我們在物質層面有接觸、在現實層面有觀察、在科學層面有思考、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。”讓人們感受到化學的魅力，是每一個化學家義不容辭的責任。愿這份熱愛， 能夠引領更多人走入化學的大門，感受化學之美。

第一章 發現化學之美

　　第一節 最美的化學實驗室

　　一、氧氣的發現——近代化學的起點

　　二、巴斯德與葡萄酒鉆石

　　第二節 最美的化學結構

　　一、晶體的秘密

　　二、從晶體到 DNA 雙螺旋結構

　　第三節 最美的化學理論

　　一、元素周期表的創造和發展

　　二、元素周期表背后的理論

　　第四節 最美的化學反應

　　一、金屬的冶煉——從石器時代到青銅器時代

　　二、焰色反應和氦元素的發現

第二章 化學創造之美

　　第一節 有機合成

　　一、有趣的分子創造

　　二、手性與立體化學

　　三、有機合成與生命

　　第二節 無機合成

　　一、晶體——有序“生長”

　　二、分子篩——超越沸石

　　三、團簇——“樂高”化學

　　四、無機半導體

　　第三節 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 新材料

　　一、仿生材料

　　二、超級電池材料

　　三、柔性電子材料

　　四、自組裝（修復）材料

　　五、核酸納米材料

第三章化學應用之美

　　第一節 纖維的前世今生

　　一、合成化纖吹響“穿衣革命”的先鋒號角

　　二、妙用不粘鍋打造“世紀之布”

　　三、新材料航天服助力探尋太空之美

　　第二節 從果腹到佳肴

　　一、化學技術，助力糧食增產

　　二、化學認知，盡享舌尖美食

　　三、化學檢測，守護“舌尖上的安全”

　　第三節 造就安居之所

　　一、開發新型材料，保居住平安

　　二、巧用化學原理，換窗明幾凈

　　三、智能化學設計，營建舒適環境

　　第四節 助力日行千里

　　一、綠色化學提供清潔動力

　　二、功能材料成就舒適出行

　　第五節 成就綠水青山

　　一、能源的清潔利用——從“煤”做起

　　二、化學與環境治理根脈相連

　　第六節 鋪就強國之路

　　一、“兩彈一星”中的化學創造

　　二、新時代的中國化學制（創）造

第四章 分子醫學開啟健康之美

　　第一節 分子檢查與診斷

　　一、分子探針與體內成像

　　二、體外檢測與基因診斷

　　第二節 分子藥物與治療

　　一、經典化學的醫藥貢獻

　　二、分子醫學引領醫藥發展