化学史实一再表明，无论是从一个国家的科技发展来看，还是从科学家 本人的研究工作来看，化学进步与经济增长之间都存在着辩证的互动关系。 在对这种关系进行理论分析时，我们可以借鉴国外学者关于科技进步对经济 增长的作用的研究成果。
一、几个化学史上的案例 门捷列夫之所以能发现元素周期律，是与他研究工作中体现出来的时代精神（注重科学与工业相结合）分不开的。从 1861 年开始，他就致力于翻译 被后人称为化学技术百科辞典的《华格纳化学工艺学》。次年，他应邀前往 巴库和劳拉罕内地区油田考察了近一个月后，向石油工厂主提出了两项建 议：其一是引进新的科学技术，改变运输的落后状态，铺筑由炼油厂到码头 的输油管道；其二是依靠科学技术，建造运载煤油的专用船只。这种对化学 工业的实地考察拓展了门捷列夫的研究领域。他借助化学分析法，分析、测 定了 283 种液体及其它物质的性质和原子量之间的关系。他把提高科学的生 产力看成是自己的最大愿望。可以说，注重基础研究和工业应用的结合，注 重理论分析和实验操作的结合，造成了他在化学研究中作出重大的贡献的优 势。他先后考察过法国、德国、比利时和美国的化学工业，并致力于用化学 知识改善俄国石油生产的落后状况，还就煤的地下气化和采掘问题发表了若 干具有独到见解和经济观点的论文。
从化学研究手段看，化学分析法在新元素的发现和元素周期律的建立过程中，具有举足轻重的作用。在拉瓦锡时代，化学分析法已成为化学研究的 基本方法。随后，从化学角度看，道尔顿原子论推进了化学分析法的发展， 因为对原子量的精确测定对化学分析法提出了更高的要求；从工业角度看， 英国工业革命和欧洲大陆采矿业的发展对化学分析法的广泛应用产生了积极 的影响。化学分析法的迅速改进和广泛应用导致 18 世纪末、19 世纪初 22 种 新元素的发现。同理，在科学和工业的双重推动下，电化学方法应运而生， 并导致大量新元素的发现。铝就是在此期间由丹麦科学家奥斯特（Hans Christian Oersted）发现的（1825 年），当时得到的是粉状铅。过了两年， 德国的维勒（F.W?hler）又制取了块状铝。此后若干年里，铝都是一种贵金 属。拿破仑三世曾为工业制铝研究提供了大笔拨款。1854 年，人们发现了用 还原氯化物制取铝的方法。到 1886 年，由于人们发现了通过电解铝矾土的氢 氧化铝制取铝的方法，制铝工业获得了迅速发展，铝的价格不断下降，铝的 产量不断上升。
在门捷列夫研究周期律的同时，德国有机化学的迅速发展为它取代英、 法而成为世界经济强国找到了突破口，由此发展了合成化学和高分子化学工 业，为近代大生产提供了各种新材料。这个突破口就是煤化学工业。如何利 用炼焦生产中的排出物煤焦油，是煤化学工业迅速发展的关键，也是有机化 学迅速发展的动力之一。美国大约在 1810 年开始利用高温分解各种有机物所 得到的煤气来照明，不久煤焦油就成为照明气的主要来源。继伦敦在 1813 年建立起煤气厂后，巴黎和柏林在 1815 年，纽约在 1825 年都建立起了煤气 厂。大约在 1815 年，人们从煤焦油中分离出了轻油和重油，前者可用作胶制 品的涂料，后者是有效的木材防腐剂。
依照导师李比希的建议，霍夫曼致力于轻油的研究。1843 年，当他把漂白粉加入轻油时，发现其中含有苯胺。由此，他想：能否从轻油中提取苯胺？ 后来由于发现轻油中苯胺含量太少，霍夫曼选择了这样的途径：先从轻油中 提取苯，再由苯制取苯胺。在此基础上，英国的柏琴制成了苯胺紫染料。接 着，他和他的父亲在伦敦效外建起了苯胺染料厂。柏琴既从事生产管理，又 致力开发研究，还解决了许多技术工艺问题（如苯的提纯，硝基苯的工厂制 取，改用铁制防爆容器代替玻璃容器等）。在 1862 年伦敦举办的国际展览会 上，以煤焦油为原料制成的各种苯胺紫染料成了英国的骄傲。但此后不到 10 年，德国便跃居于染料生产国家之首，并在第一次世界大战以前一直控制着 染料生产的发展。①“德国大学培养的从事创造性研究的化学家数量日益增 多，是造成这种繁荣景象的主要原因。随着生产药物和染料的大工业的建立， 那些培养出一批批化学家的教授纷纷被聘为顾问。他们不仅用科学方式指引 工厂向前发展，而且还把工业生产中遇到的问题带回实验室去，用这些新课 题来训练学生。他们在工业实验室里看到越来越多的半成品，也就是合成某 新化合物的中间产物。大学实验室里对这些中间产物进行的研究，往往就是 发明前所未有的新合成法的起点。19 世纪末期，德国的理论化学和工业化学 都已执世界牛耳，在理论化学和实用化学的共同推动下，各国学生大批涌进 德国大学。”②在德国染料工业的飞速发展中，凯库勒的贡献显示了化学理论的巨大威力。他关于苯分子结构的理论加深了人们对苯胺及一系列芳香族化合物的认 识，为有目的、有计划地设计和合成染料奠定了理论基础。1868 年，瑞伯（C·Graebe）和李别尔曼（K·T·Liebermann）发现茜素是蒽醌的二羟衍生物，并根据凯库勒的结构理论了解到蒽的三组龟壳迭加结构，成功地合成了 茜素。第二年德国就开始了合成茜素的工业化生产，其规模迅速扩大，以致 完全取代了茜草种植园的生产。凯库勒理论还帮助拜耳（A·Baeyer）确定了 靛蓝的分子结构，并于 1879 年制成了靛蓝结晶，为加速德国染料工业的发展 做出了重大贡献。
二、化学与经济的互动
由上述案例可见，无论对一个人的研究工作（如门捷列夫），对一种元 素的认识和利用（如铝），对一种化学方法的改进（如化学分析法），对一 个国家化学技术和经济的发展（如德国），都体现出化学与经济之间的互动 关系。
首先，经济生产活动是化学研究的基本动因。一方面，经济生产为化学研究提出课题，推动化学发展。例如，英国工业革命以后经济的发展提出了 精确分析矿石成分的研究课题，促使化学分析法迅速得到改进和发展。同样， 如何利用煤焦油的研究课题也是在经济生产活动（炼焦生产）中提出来的。 这一课题的深入研究导致了德国有机化学理论和有机化学工业的突飞猛进。 另一方面，劳动工具的改进，工艺技术的提高，也是化学进步的动力之一。 门捷列夫为实现提高科学生产力的愿望，向石油工厂主提出改进工艺技术的 建议，发表关于改善煤的地下气化和采掘技术的论文等，与他发现元素周期 律是相辅相成的。德国化学家把工业生产中遇到的问题和半成品带回学校实 验室去，既培养出一批批杰出的化学研究人才，又推动了德国有机化学的发① 黄梦平：《科学技术革命与经济社会发展》上册，福建科学技术出版社，1984 年版，第 316—317 页。
② 亨利·M ·莱斯特：《化学的历史背景》，商务印书馆，1982 年版，第 241 页。
展。
其次，化学的发展状况对经济生产活动起着巨大的制约作用。比如，化 学分析法和电化学方法的产生都导致大量新元素的发现。由此，人们对铝的 认识逐步深化，直到 1886 年发现了电解制铝法。正因如此，制铝工业才得到 迅速发展，铝的产量不断提高，铝的价格不断降低。同样，没有凯库勒的理 论，就没有合成茜素的工业化生产，也没有靛蓝染料的工业化生产。当然， 化学要转化成直接的物质生产力，必须通过两条途径：一是技术环节，二是 社会体制。化学的研究成果可以通过技术生产环节作用于劳动者、劳动资料 和劳动对象，进而转化为直接的生产力，推动经济发展。化学对劳动者的作 用在门捷列夫、柏琴及大批德国化学家身上得到了充分体现。这里实际上涉 及教育问题。因此，上述案例所提到的德国化学教育的经验是值得深思和学 习的。从劳动资料来看，化学成果要转化为直接的生产力，就必须变成“在 机器上实现了的科学”。①如果门捷列夫对油田工厂主的建议实现了，即化学 知识凝聚在输油管和油船上，那么化学成果就转化成了直接的物质生产力。 化学研究向石油、矿石、元素、煤焦油、苯胺紫染料、茜素、靛蓝染料等的 进军，是化学作用于劳动对象，转化为物质生产力的例证。至于社会体制， 主要包括经济体制和科研体制。德国的经济振兴就与它整顿大学，兴办企业， 为科学家提供优厚待遇和工作条件，制定合理的经济政策和科研政策等密切 相关。
关于科学对提高劳动生产力的作用，马克思曾指出：“劳动生产力是由各种情况决定的，其中包括：工人的平均熟练程度，科学的发展水平和它在 工艺上应用的程度，生产过程的社会结合，生产资料的规模和效能等，以及 自然条件。”②马克思和恩格斯在《共产党宣言》中甚至还提到“化学在工业 和农业中的应用。”①这些观点在现代经济发展的一系列研究成果中得到了充 分体现。在这些成果中，包含着若干具体分析科学技术对经济增长的作用的 方法。无疑地，这些方法有助于我们分析化学对经济的作用。下文所述便是 这些方法中的一种。
三、经济发展中科技贡献度的估算
美国经济学家丹尼森（E.F.Densison）认为，一个国家的总收入在两个 时期之间的变动，只有在它的产量决定因素发生变动时才有可能；找出这些 因素，估计它们对产量变动的影响，是了解经济增长的先决条件。他借助统 计法，发现经济增长主要决定于如下因素的变动；（1）就业人数及其年龄、 性别的构成；（2）劳动时间；（3）就业人员的教育年限；（4）资本存量的 多少；（5）知识进展状况；（6）资源配置；（7）规模的节约，并以市场扩 大来衡量；（8）需求压力的强度及其短期变动的格局。②根据对美国 1929
1969 年间经济增长及其他许多国家经济增长的分析，丹尼森发现，在上述几 个因素中，知识进展和就业人员受教育时间长是经济增长的主要源泉。在综 合性的“知识进展”中，科学技术是重要因素。因此，知识进展对经济增长① 《马克思恩格斯全集》，第 26 卷，人民出版社，1972 年版，第 421 页。
② 同上，第 23 卷，人民出版社，1972 年版，第 53 页。
① 《马克思恩格斯选集》，第 1 卷，人民出版社，1972 年版，第 256 页。
② E.F.Denison：Accounting for United States EconomicGrowth：1929—1969， Washington， P.149（1974）.
李汉林：《科学社会学》，中国社会科学出版社，1987 年版，第 168—169 页。
的作用从一个侧面反映了科学技术对经济增长的作用。在具体分析知识进展 对经济增长的作用时，丹尼森没有直接估算知识进展对经济增长的贡献值， 而是作为剩余额来估算的：从经济增长率中减去所有其它因素的贡献值，余 额便是知识进展的贡献值。
让我们用一个简化的模型来说明这种估算方法。①首先假设现在的经济系 统，（1）只有一种产品；（2）只有劳动和资本两项生产要素，而且它们由 同质的单位构成；（3）要素的数量有增长，而质量无变化；（4）产品和要 素均在完全竞争的市场上出售；（5）工资率等于劳动的边际产品，利息率等 于资本的边际生产率；（6）没有技术变革；（7）没有规模的节约。
现在设 y 表示产量的增长率，k 表示资本的增长率，l 表示劳动的增长率， a 表示资本在国民收入中所占的份额，b 表示劳动在国民收入中所占的份额。 于是，基本增长公式为：y=ak+bl（Ⅰ）
例如，资本增长率为 3%，劳动增长率为 1%，资本在国民收入中所占的 份额为 1/4，劳动在国民收入中所占的份额为 3/4，则年产量增长率为：
y = 1 ×3% +
4
3 ×1% = 1.5%
4
由（Ⅰ）式知，产量不能大于投入量，即产量的增长率不能大于要素的 增长率；产量的增长率依赖于资本和劳动的联合增长，即依赖于总要素投入 量的增长；每一要素对产量的贡献按其在国民收入中所占的份额来衡量。
定义（y-l）为按工人平均的产量增长率，（k-l）为按工人平均的资本增长率，则可由（Ⅰ）式导出： y-l=a（k-l）（Ⅱ） 这表明，要使按工人平均的产量增长，必须使按工人平均的资本增长。
比如由上例，按工人平均的资本增长率为 2%，则按工人平均的产量增长率为：
y - l
1 ×2 % = 0.5%
4
根据上述公式，美国的一些经济学家测算了美国及西欧发达国家在较长 时期内投入量与产量之间的关系，发现产量的增长率一般高于投入量的增长 率。如投入量每年增长 2%，而产量每年增长 4%是常有的事。这个差额就是 上文所谓“剩余额”，也就是除劳动和资本要素增长外其余一切促进产量增 长的要素的综合效应，其中绝大部分来自科学技术的进步。丹尼森利用这种 方法分析美国经济增长状况以后，得出了如下结论：美国的国民收入在 1929
—1969 年间，平均每年增长 3.33%，其中知识进展和教育两项的贡献共占40%左右。若分成两个时期，则国民收入在 1929—1948 年间平均每年增长2.75%，其中知识进展和教育的贡献占 37%；国民收入在 1948—1969 年间 平均每年增长 3.85%，其中知识进展和教育的贡献占 56.2%。
1972 年，联合国欧洲经济委员会在分析 50 年代至 60 年代欧洲经济增长 状况时，也采用了这种方法来分析技术进步的影响，其结果比 50 年代尚无此 法时的分析要简明得多。
根据德国经济学家采用这种方法的分析，德国的经济在 1850—1913 年间① 杨敬年：《科学·技术·经济增长》，天津人民出版社，1981 年版，第 37 页。
每年平均增长率为 2.6%，其中技术进步的贡献占 42%。有人进一步分析“剩 余额”，得出这样的结论：年增长率为 0.1%可归于结构的影响（生产要素 从生产率低的部门转向生产率高的部门），0.2%可归于教育年限的增长。一 个德国经济学教授评论说：“在这种测算所依据的基本数字和所应用的技术 中，自然是有许多缺陷的。”①但是这种测算方法毕竟对我们是一项伟大的贡 献，“它使我们能把 1850—1913 年的德国经济发展，比以前更加轮廓鲜明地 描绘出来。我们现在可以指出进展较快和进展较慢的时期中结构的变革和不 平衡。”②一般说来，由（Ⅰ）和（Ⅱ）式所表征的方法用于估算科学技术对经济 增长的作用时，常有偏高的倾向。但因为它毕竟能提供有用的参考数据，所 以在经济学界得到了广泛的认可和应用。因此，这种方法可以成为我们分析 化学对经济增长的作用的参考工具。
① 转引自杨敬年：《科学·技术·经济增长》，天津人民出版社，1981 年版，第 41 页。
② 同上，第 42 页。
