“绿色技术范式”，分析化学未来发展方向——访中国分析测试协会副理事长、辽宁省分析科学研究院原院长刘成雁教授

“范式”是指“特定的科学共同体从事某一类科学活动所必须遵循的公认的“模式”，它包括共有的世界观、基本理论、范例、方法、手段、标准等等与科学研究有关的所有东西。

“范式”是一个科学哲学概念，由美国著名的科学史家、科技哲学家托马斯·库恩在1962年出版的《科学革命的结构》一书中首先提出来的。他在深入地研究人类社会科学进步的历史中发现，科学发现不是简单的累积、堆栈的过程，而是有着结构性发展规律的，即是“范式“的转换过程。

那么，具体到科学的一个分支——分析化学，它的“范式”是怎样的？刘成雁教授提出的“分析化学绿色技术范式”是否是分析化学未来发展方向？其面临的困境又有哪些？带着这些问题，仪器信息网编辑采访了提出“分析化学绿色技术范式”概念的第一人，刘成雁教授。

刘成雁教授

“要找准未来发展的大方向，必须要加强哲学与本门学科的激荡”

作为一个科学哲学概念，日常工作中并不常听到“范式”这个词。刘成雁教授首先为我们简单科普了一下。托马斯·库恩早期在完成物理学方面的博士论文写作时，查阅了大量的科学史学资料，他发现科学进步是要革命的，是有着规律的。在深入地研究人类社会科学进步的历史时，他发现，科学发现不是简单的累积、堆栈的过程，而是有着结构性发展规律的，即是“范式”的转换过程。“当时，托马斯·库恩在谈到用‘范式’这个词来描述这个规律过程时说到，用‘范式’这个词，是因为我找不到一个更合适的词来予以描述这个过程。”

刘成雁表示，当前正像总书记指出的那样，人类社会正在发生着百年未有之大变局，正是站在发展新质生产力和未来产业的新起点上，我们必须为本学科、本领域未来发展方向进一步深刻地思考“我们过去走过的过程和我们未来将向何处去”这一常谈的问题。

“要找准未来发展的大方向，必须要加强哲学与本门学科的激荡。”刘成雁谈到，“哲学”是指导我们的世界观和方法论的科学，正像一些伟人说的那样，“缺少了哲学的科学是盲目的，而缺少了科学的哲学将是空洞的”一样，我们必须要花费一定的时间和精力，对于分析化学这门学科和领域未来的发展方向进行深入的思考，只有这样，才能使分析化学学科健康的发展，服务于人类社会文明发展，服务于子孙后代、永续健康地发展下去。

新时期大变革背景下，“分析化学绿色技术范式”应势而起

分析化学，有着与其他实验科学不同的特点，它的劳动成果主要是测试的数据与分析的结果。所有为取得这个结果所消耗的试剂耗材，特别是剧毒、有毒有害的危险化学品，都将会以不同形式产生出来。有人做过考察，实验室能耗是办公室的10倍，水的消耗是办公室的4倍。据国家市场监督管理局对检验检测服务业市场的统计，2022年全年检测服务收入4275.84亿元，纳入统计的检验检测机构52769家。“然而，全国没纳入统计的检验检测机构、研究类和教学类实验室会有多少家？每年消耗多少能源资源、水资源、危险化学品和各类试剂资源？实验做完了它们都哪儿去了？这些都不得而知了。但肯定会是个惊人的数字，对环境的影响一定会是很大很大的！”刘成雁谈到。

“从事分析化学的专业技术人员，一定要深入思考，我们是不是要走出一条即能得到准确稳定的分析测试结果，又能够少消耗，特别是能源、水资源和化学制剂等等的新路子来。这也就是我按照总书记的指示，站在新时期大变革的起点上，要把“范式“理论引入到分析化学中，通过激荡、争论、讨论达到学科快速发展的目的。”

自从2015年以习近平为核心的党中央提出了“创新、协调、绿色、开放、共享”五大理念以来，经过近十年的发展，充分证明了五大发展理念已经深入人心，自觉地成为我们工作生活的总的指导理念。去年9月初，总书记在东北考察指导工作时又提出了新质生产力这一具有重大历史意义的新概念，并且在今年1月31日中共中央政治局第十一次集体学习时进一步指出，“绿色发展是高质量发展的底色，新质生产力本身就是绿色生产力”等等。

刘成雁表示，我们要紧跟总书记的指示精神，做好分析测试新质生产力的培育和发展，打好专业领域未来产业发展的基础。基于此，他提出了“分析化学绿色技术范式”这一概念；目的是将哲学理论在分析化学这一学科中能有一个结合和新的应用，为分析化学在新时代找准未来的发展方向。

马克思主义的自然观、习近平的人类命运共同体、五大发展理念、新质生产力就是绿色生产力、未来产业等等，这些都是绿色范式转换的理论基础和重要的组成部分。分析化学学科以往主要重视了结果，但忽视了这一结果获得的过程和成本消耗，特别是对能源、水资源、危险化学品和试剂等等的消耗，这些都严重的与时代发展不相适应；不从观念、信仰、价值观层面出发，不推动“范式“的转换，就很难使分析化学健康快速的发展。

不过，刘成雁也指出，目前“分析化学绿色技术范式”还刚刚起步，处于“初探”阶段，希望边学习边与同行专家学者一起交流讨论，共同探索。当前，尽管我们已经在工作中注意到了水电等消耗，但是在统一思想方面还有大量的工作需要去做。刘成雁谈到，“由于这一概念刚刚提出来，还面临着许多问题。首先要解决的是信念和价值观问题，要学习一些本学科以外的科学理论，特别是哲学理论的学习。同时，我们还要深入学习五大发展理念、新质生产力、未来产业和高质量发展等指示精神。只有这样，我们遇到的难以统一的思想、建立统一的理想信念和价值观等问题就会迎刃而解了。”

绿色范式基础之分析仪器，绿色发展三要素

近年来，我国在制造业领域持续深入推进节能降耗、绿色制造，加快绿色低碳技术变革。科学仪器是现代科学技术的“眼睛”和高端制造业“皇冠上耀眼的明珠”，重视节能、环保方面的设计，对于促进我国制造业绿色转型有重要意义。

而“分析化学绿色技术范式”的提出，对分析仪器技术的发展也提出了明确的方向。刘成雁谈到，首先，仪器分析要采用绿色方法。方法的原理要符合绿色化学的原子经济性原则，如像诺贝尔奖“点击化学”。使用的化学试剂尽可能无毒、低毒、普通；方法尽可能采用一步法；少能耗、少水耗、少排污、不排污；遥测、原位、在线、非接触；样品不用制备或处理；离子液体制备方法的替代；改变仪器设备使用条件来开发仪器的功能；选用常温常压试验方法；等等。

其次，仪器设备要绿色设计。具有绿色特征的仪器设备是可拆卸、模块化、小型化、便携化、方便回收再制造的；低能耗、低水耗；非必要不用一次性资源；废液分类资源化收集；优先使用再生循环资源；自动化、智能化；可升级、可集成；结构集约、美观、合理；防辐射、低噪音；使用安全，少用样品量、多通道、多样份、多参数、快速度；少人力、免维护、无值守；外观体现科技美；等等。

另外，绿色包装技术也是一个值得重视的问题。我们很高兴看到，一些国产科学仪器企业，如：丹东百特、济南海能技术、北京海光仪器、大连依利特、北京晶品赛斯等科学仪器公司，已经开始重视产品的绿色包装，不用不可降解的合成材料，改用可生物降解或可回收再用的包装材料，在我国仪器设备生产企业中起到了很好的绿色发展引领作用。

后记

采访中，刘成雁也介绍了“分析化学绿色技术范式”接下来的工作规划：首先建立起分析化学的绿色技术范式并加以推广运行；在此基础之上，进行深入的研究总结，用“扬弃”的理论和方法指导我们的工作，通过实践认识再实践再认识；最后形成科学合理有效的分析化学绿色技术范式的原则。