人类已告别20世纪，跨人了21世纪。不论是科学家还是经济学家、政治家乃至普通的公众，当其回首20世纪发展历程的时候，无不惊叹科学技术在这100年里所取得的惊人进展，无不惊叹科学技术推动着社会生产力以前所未有的速度向前发展，无不惊叹科学技术对人类社会历史的进程、甚至对每一个普通人日常生活的深刻影响。
    历史告诉我们：科学技术是当代社会历史发展中最活跃的因素。现代科学技术的创新与进步，已不再像18世纪以前那样，仅依赖为数甚少的独立科学家或工程师的个人兴趣，已经成为全人类的事业，成为国家或地区发展竞争中的焦点。科学技术的发展不仅极大地改变了人类的生产方式和生活方式，影响着世界格局和人类社会的发展进程，并且正在加速渗透到人类社会更为广泛的领域，不论是对人类精神文明的形式，还是对物质文明的发展都产生着十分强烈的影响。科学技术是第一生产力，是经济与社会发展的首要推动力，是体现一个国家综合国力的重要因素，这在20世纪已经成为不争的事实。现在，人们都在关注着知识经济的出现与发展，各国都清楚地认识到，现在和未来的国际竞争，关键就是人的素质竞争和科学技术的竞争。如何抓住这个前所未有的良好机遇，迎接新的科技革命的挑战，依靠科学技术，加快经济发展，缩小我们与发达国家的差距，应该是我们严肃思考、认真对待的问题。
    由于种种原因，我国国民的科学文化素质比较低，众多的人口没有成为宝贵的人力资源，因而亟待开发。为了改变这种情况，1994年党中央和国务院提出了《关于加强科学技术普及工作的若干意见》，要求进一步做好科学技术普及工作，积极引导广大干部和人民群众掌握科学知识，应用科学法，学会科学思维，战胜迷信、愚昧和贫穷，提高全民科学文化素质，为我国社会主义现代化事业奠定坚实基础。科学技术普及包括科学知识的普及和科学思想与科学方法的普及，而了解科学史则是综合学习科学知识、科学思想和方法的很好的途径。
    科学史的奠基人，比利时的科学史家乔治•萨顿认为“科学史
是惟一能够阐述人类进步的历史”，“科学史是人类统一的历史，是人类崇高目标的历史，是人类逐渐得到改善的历史”。这种观点虽然有些偏颇，但科学史描述了自然科学的发生和发展历程，揭示了科学发展与人类文明的进步以及社会支撑系统的关系，总结了科学创新过程中的经验，探索了科学发展的规律，从而可以帮助人们认识科学思想、科学精神以及科学方法对人类文明的重要作用则是确定无疑的。
    我认为各级领导干部应当认真读一点科学史，尤其是应当了解一些中国科学史。众所周知，我国是世界上四大文明古国之一，而且惟有中华文明五千年来绵延不绝，从未中断。我们祖先的勤劳智慧，也突出地反映在科学技术的发现和发明创造上。四大发明是大家所稔熟的，这些发明对资本主义的发展也具有极其重要的作用。当然，中国对科学技术史的重要贡献还远远不止于这些。中华民族在古代的天文历算、陶瓷、青铜、铸铁、染织、机械、造纸、印刷、火药、造船、营造、水利工程等众多的技术门类中，都做出了杰出的贡献。英国科学家李约瑟博士穷其数十年之功，集数十人之力，潜心研究中国古代的科技史，规划了7卷34册的《中国科学与文明》，然而直到他谢世才完成一半。李约瑟博士用史实告诉世人，中国古代先进的科学技术是优秀民族文化遗产的精华所在。中国曾经拥有过长期的科学技术的辉煌时代，不仅为人类留下了极其珍贵的科学技术遗产，而且对探讨当今东西文化差异、探索人类文明中一些普遍性的问题都有重要价值。在中国一天天走向富强的世纪之交，我们更应该珍视和继承这份遗产，并使其发扬光大。认识这一点对于我们加强爱国主义教育和精神文明建设是十 分必要的。
    我们了解科学史，可以深刻地感受到科学是人类文明中最为重要的一个组成部分，科学技术的发展对人类社会的进步起着重要的推动作用。回顾人类社会的演进过程，我们总能够在源头上找到影响科学技术进步的痕迹。特别是到了近代，科技进步明显地加快了社会发展的进程。而在当代，我们的社会则完全置身于科学技术造就的世界之中，并随着科学技术的进步而向前发展。蒸汽机的发明和应用，使劳动者作用于劳动对象的生产方式发生了根本变革，生产工具中增加了动力机、传动机和工作机，并通过工业革命形成了许多新兴产业，使人类从农业社会进入工业社会。从20世纪中叶开始，由于计算机与自动控制技术以及信息技术的产生和发展，新的生产工具更大地提高了生产率，必然地引起了产业结构的巨大变革，促使社会生产方式和人类生活方式发生了根本性改变。通过学习科学史，我们可以更深切地领会邓小平同志提出的“科学技术是第一生产力”、“四个现代化的关键是科技现代化”等一系列英明论断，更自觉地贯彻实施党中央“科教兴国”的伟大战略，把经济与社会发展转到依靠科技进步和提高劳动者素质的轨道上来。
    科学史还说明了一个重要论断，就是江泽民总书记在科协第五次全国代表大会上指出的“科学技术是精神文明建设的重要基石”。科学技术促进经济发展的意义往往易于理解，但它对人类精神文明进步的推动作用则往往被人们所忽视。著名科学家爱因斯坦曾把科学对“人类心灵的作用”、对“理智所产生的影响”称之为“不朽的荣誉”。科学始终是在与谬误、偏见与宗教禁锢作不懈的乃至残酷的斗争中发展的。它的历程充满了艰辛、甚至牺牲。科学的每一个重大的发展，都对人类的精神文明产生重要的推动作用。波兰天文学家哥白尼于1543年发表了《天体运行论》，提出了“日心说”，而这个学说的真正确立却是在与已流传了lOOO多年的地球是宇宙中心这一传统观念进行了相当长时间的斗争之后。宣传“日心说”最有力的是意大利科学家布鲁诺，由于“日心说”与基督教教义相抵触，布鲁诺竟被宗教裁判所处火刑，为科学殉道献 身，哥白尼的著作也被罗马教廷宣布为禁书。后来，德国天文学家开普勒发展并完善了哥白尼的学说，意大利天文学家伽利略用观测事实有力地支持了“日心说”，并且不顾宗教法庭的警告，出版了《关于托勒密和哥白尼两大世界体系的对话》一书终被宗教法庭判处监禁，这本著作也被列为禁书。随着英国科学家牛顿总结出万有引力定律，使太阳系内各天体的运动在科学上找到了理论根据，随着一系列观测事实也有力地证实了“日心说”，罗马教皇才不得不于1882年承认“日心说”，教皇保罗二世也于1979年和1980年两次宣布为伽利略“平反”。这是历史经过300多年的曲折发展，科学战胜谬误的典型实例。真理是禁锢不了的。我们了解科学史，就不难认识到科学知识、科学思想与方法，是战胜封建迷信、扫除伪科学的强大武器。科学技术不仅可以治贫，而且可以治愚。普及科学技术、提高全民族科技素养，对一个国家和民族的精神文明建设具有极其重要的作用。当我们迈向21世纪的时候，尤其需要科学对我们精神文明建设的有力推动。
    《科学与文明丛书》正是为了适应广大读者，特别是各级领导干部了解科学史的需要而编撰出版的。我衷心地希望它的问世，对推动精神文明建设，提高干部队伍的科技素质和国民的科学文化素养，起到积极的促进作用，故特为之作序。
肥    料
    从前，农民以天然肥料补给作物从大地夺去的养分。农民常将肥料叫“粪尿”、“粪肥”等，指的是动物的排泄物，对肥料认识很狭隘。随着农业生产的发展，人们逐渐认识到肥料的成分有氮、磷、钾、镁等多种，并且肥料来源也很广泛。20世纪以来，由于农业的高速发展、农业生产的扩大，使得大地不能恢复肥沃，因此，迫切地要找出办法，以改善天然肥料，于是出现了经过化学工业制造、在工厂中大规模生产的肥料——“化学肥料”。那么化学肥料是怎样发明的呢?
    被称为有机化学之父的农业化学家李比希(J•Von Liebig)(1803～1873年)，出生在德国的黑森•达姆斯塔德大公国的首都，在童年时代就学会了一些最简单的化学操作，并热心于制造炸药。
    李比希年轻时前往巴黎——学术之花正值盛开的城市，接受当时的学术泰斗——盖•吕萨克(1778～1850年)的私人指导。那时，法国化学家已经做了一些足以推翻过去常识的发现。例如，索修尔(1767～1845年)从事一项实验，他研究了把仅以纯水培养的植物予以燃烧时留下的灰分分量，和燃烧其种子时留下的灰分，并使植物在密闭的容器中成长，结果证明了该植物所含的碳，全部取自空气中的二氧化碳，而不是当时所认为的来自腐植土壤。李比希延伸了索修尔的见解，有意地进行一项挑战：“如果需要的只是无机物，那么农作物就可以摄取它而成长。”
    1837年，“不列颠科学振兴协会”在利物浦召开年会，李比希应邀前往参加，这年8月初，他从基生(德国中西部的一个城市)搭乘驿马车出发，3个月后才抵达目的地。在这段漫长的旅程中，一路上他受到英国的科学家、实业家和其他贵族的殷殷款待。而当时英国的工业生产力水平，使来自落后国家普鲁士的李比希深感惊叹。
    当时的英国，工业革命即将完成，同时也发生了劳动手段和技术的固定化，但在化学工业上，老式的工匠技艺却仍具影响力。他从利物浦寄给太太一封信，对于“不列颠科学振兴协会”年会的情形，他写道：“我写了一篇小论文，报道有机化学方面的两三个成果。我指出有机化学对于药学、生活和工业的振兴十分重要，并且强调在这好客而令我毕生难忘的国度里，有机化学并没往下扎根，实令人感到遗憾，我希望能够立刻给英国的自然研究者助一臂之力。”
    由于李比希的英语不太好，带有浓郁的德国腔调，他的报告由主席法拉第代读，“不列颠科学振兴协会”把握这个机会，请他写一篇关于有机化学和有机物分析的现状报告，于是于1843年，李比希出了一本书：《有机化学在农业及生理学上的应用》(农业化学)。在这本书中，他用新观点阐明植物营养与矿质肥料的问题，在1846年就已出到第六版，1862年发行增订本第七版，李比希将化学研究和实际活动有机地联系起来。
    李比希中年以后，把主要精力转向了应用化学领域，其中的一个方面是植物化学或称农艺化学。他首先开展了对植物营养状态的研究。植物需要吸收空气里的二氧化碳和地下的水分以作为它的营养物质，这是早就知道的，他在此基础上进一步指出还需要吸收钾、钙、磷酸盐等无机物质。他在1840年出版的《植物的无机营养学说》一书中提出的肥料理论认为：“对人们想要在耕地上获取的一切植物，施以化学工厂所制造的适合于各种植物的肥料，这样的时代即将来临了。”
    一如他所料，开始有人尝试人造肥料的制造。这些人造肥料包括以硫酸处理骨灰而生成的过磷酸钙，和利用废弃的磷矿残渣制成的磷酸质肥料等等。李比希根据以上的观念，对植物灰分加以化学分析，终于制出成分和植物灰一样的人造肥料，但由于没有加进氮，所以无助于农作物的增产，农民怨声四起。没加进氮，是因为李比希错认为同碳一样，植物的氮也是从空气中摄取的。直到20世纪，因氨的成功合成而证实了这个观念是错的。关于氮质肥料的效果，和李比希发生最激烈争辩的是英国农艺化学家罗斯和吉尔勃特，他们仅以肥料的有效性这一功能问题为论点展开讨论。李比希不太重视在人造肥料中添加氮，主要是他认为氮以氨的形式在大气中够多了。另外，他也持着一个哲学观念：从大自然的物质循环这个大视野来看，人和动物的排泄物必然回归土地。
    李比希还指出，自然界中的二氧化碳和水分虽然用之不尽，但是土壤中的无机养分却很有限，因此需要以肥料的形式进行补充。同时，他还说明应当用什么原料来制造肥料，并细致地研究了当时欧洲各国农业浪费自然资源的状况，进而提出了详细的有效利用的方法等。
    李比希的另一项成就是，请英国有钱的地主创立了第一所农业实验所，这座实验所的实验，在农业和化学的结合上，扮演着重要的角色。人们感谢李比希是农业界的恩人，原因就在于他把化学知识开始应用于农业，不但弥补了过去的缺欠，而且还指明了将来的发展方向。