传说中的炼金术,到底存不存在?
为什么说手机离不开黄金?
铜金属如何影响中国古代王朝的兴衰?
衣服标签上的材料锦纶,居然跟中国东北的一座城市有关?
最初外观是黄色的自由女神像,为什么变成了如今的青蓝色?
衣食住行,全都离不开的化学元素是哪个?
化学元素究竟会在多大程度上左右着人类文明的走向?为解答这个问题,小编从本书中选取了部分文字并撰以成文,以飨读者。
方方正正的砖块
用砖块垒起高墙,是我们最为经典的防御性武器,万里长城,还有古代城墙,无一不是为了抵挡外敌入侵。就算是我们自己的小家,也会修起砖墙,抵御风吹雨打,提防小偷光顾。
方方正正的砖块,成了我们的又一个记忆,数千年来文明的交锋,构筑成一道道墙体,也像大地上的一道道裂痕,无言地诉说着历史。
砖块是硅酸盐,只是比岩石和沙土多了些人类的加工,但就是这点加工,使它得以脱颖而出,成为建造城墙的最佳材料。
世界上现存的古代大型建筑中,尚有不少石工代表作,比方说埃及的金字塔。即便到了距今只有几百年的明朝,石料的使用也是相当普遍,例如紫禁城里的石阶与石壁。但同时期的城墙,却几乎都是用砖块堆砌。最为直观的一点原因在于,窑厂可以迅速烧制出大量标准尺寸的条砖,但要想切削出同样规格的石块,耗费的人力就不可同日而语了。更休提,石料作为一种资源,平原与草原地区少有分布,但烧砖所用的黏土,却很容易获得,这无疑也降低了运输成本。实际上,砖可以看作是陶的变种,或者说就是陶器的一类。考虑到陶器的使用要早于青铜器,那么可以确定地说,陶是人类史上第一种利用化学反应获得的新材料。尽管与石器的成分类似,但它却彻底改变了人类的生活——原因很简单,陶器可以轻松烧制成坛子,石器却连一只碗都很难加工成型。在人类学会用火之后,因为无意间加热黏土,最后得到烧结之后的硬质陶块,这显然并不需要太多巧合的因素。黏土是一些富含有机质的硅酸盐,岩石颗粒通常比较小,而有机质相当于胶黏剂,让它们不至于成为一盘散沙。给黏土浇上一点水,它们就可以跟橡皮泥一样,随意被捏成各种形状;再用火灼烧时,仿佛是出于一种本能,这些黏土便被定型,就算再给它们泼水,也不会重新恢复成橡皮泥一样的黏土。看起来虽是波澜不惊,但在微观尺寸上这却是一段激烈的变化。
黄金像一面照妖镜
黄金就像是一面照妖镜,一切套在野蛮身上的文明外衣,都只不过是层透明的遮羞布。
几乎所有人类文明的蛮荒时代,都留下了“黄金时代”的传说,并且大都发掘出了黄金遗产。同时,几乎所有地球文明都将黄金视为最高权力的象征。
哥伦布在探索大西洋之时曾说:“有了黄金,要把灵魂送到天堂,也是可以做的”,可见,那个时代西班牙人对黄金的贪恋,上到国王,下到囚犯,全都对黄金沉迷不已。
单纯从元素特性的角度来说,黄金算不上一种非常特殊的金属,不过是元素周期表上安静的第79号房客。然而,如果把金元素的各种性能综合起来,就不难理解黄金的重要性了。
黄金:不仅有美貌,还有才华
如今,黄金的权力色彩正在逐渐褪去。可是,黄金就没有什么实用价值了吗?
并非如此。实际上,如今的黄金迎来了史上最美好的时代,因为人们终于认识到,这种金属除了美貌,还有才华。
才华之一还是源于它的化学惰性——黄金不会被腐蚀,所以稳定性极高。不过,昂贵的价值注定了黄金只能被少量应用在工业产品中,但是反过来说,如果某种产品中使用了金,那么其中的黄金一定是无法被取代的一比如说手机电路中的镀金膜。
智能手机是一种高度集成的设备,从硬件的角度说,这需要在狭窄的空间里排下更多的电路,所以电路板的体积越来越小,而导线的直径也只好相应地缩小。
电路通常都采用铜作为导线,可是铜的耐腐蚀能力不强,很容易生锈,如此精细的铜线一旦有了锈点,信号传输就会出错。
如果给这些铜线镀上一层金,导线就可以免遭氧气和水的腐蚀了。当然,如果不计成本,直接用金丝做导线,效果大概会更好,毕竟黄金的导电性与铜相仿,在所有金属中仅仅是略低于银。
由此看来,如今几乎每个人都离不开的手机,就是一种由黄金“打造”而成的产品,尽管这其中的黄金只是微末的一点点。微末到什么程度呢?一只金戒指所需的黄金量,足够数十万台手机使用。
“高端武器”——勾践剑
在春秋战国时期,吴越两国由于生产力不发达,民风彪悍就成了当时吴越两国的写照。由于地处长江下游,水网密布,别说战车在这里施展不开,就连长兵器在实战中也难以施展,翻到是适合近战与水战的短兵器,可以更好地发挥特长,正应了那句话:一寸短,一寸险。
于是在这样的环境下,一种新型的武器开始大行其道,也就是百兵之君——剑。
年底,湖北省江陵县,工人们正顶着寒冬凛风,热火朝天地修水库,一不留神却挖到了五十多座古墓。在这一墓群中,考古人员发现了一把青铜剑,剑身全长55.7厘米,剑格宽5厘米。
看到宝剑,研究人员顺手取来报纸,想试一试剑刃是否锋利,结果轻轻一划,便划透了二十多层报纸,现场人员无不为之惊叹。
不仅性能优异,这把剑的精美程度也令人咋舌。剑身遍布菱形花纹,剑首上刻有十一个同心圆,其几何完美性不亚于机床加工的水准,而在剑柄与剑身相连的位置,还镶有一些宝石。
当时他们还不知道,这竟是此次考古中的最大发现,直到后来才发现它是一件稀世珍宝,轰动了全国。今天,这把剑陈列于湖北省博物馆,是该馆的镇馆之宝之一。
此剑的特殊之处在于,它曾经跟随过卧薪尝胆的越王勾践,剑体所刻的八个篆体文字足以证实此事:“越王勾践自作用剑”(此处的汉字是现代用语,勾践剑的铭文本为“越王鸠浅自乍用鐱”)。
时隔两千余年,当此剑重见天日之时,寒光四射,完好如新,刀身居然都没有生锈的痕迹。
根据已有的一些资料,勾践剑所用的青铜,不仅其中铜锡的配比十分考究,少量的硫元素很可能也是防锈的奥秘。
除此以外,其他杂质的含量很低,这也就降低了它形成“伽伐尼电池”的可能性,自然不那么容易生锈了。如果自由女神像的修复团队获悉这把剑的奇迹之处,不知该作何感想。
除了剑体料,青铜剑的铸造工艺也是非常值得研究的一项。铸剑的时候,先将铜合金熔化成液体,再将液化后的金属灌入剑范(也就是铸剑模具),待其冷却后凝固成型。
然而,像勾践剑这样,在一把剑上修饰这么多细致的图案,再镶嵌其他材料的宝石,还不能为了精美而丧失性能,这就不是那么简单的工作了。直到今天,冶金专家虽然可以借助现代技术复制出勾践剑,但也未能参透,以当时的物质条件究竟是怎么实现这一切的。
勾践剑并不是吴越地区唯一的一把“高端”武器,甚至勾践本人佩带过的剑都不止这一把。不仅是勾践,吴王阖闾、夫差以及越王允常等这些吴越君主,也都收藏或佩挂了一些绝世名剑。
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