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元素的盛宴,基恩著,杨蓓、阳曦译,接力出版社2015
哈,这书全是八卦呀,印象中只有早期BBS上的一个“物理学八卦”可以与其相抗衡。全书都是在讲与元素或者元素应用相关的八卦故事。强相关的自然是元素周期表的发现以及周期表里那些元素的发现、确认与命名,而相关的故事就多了去,包括波粒二相性都涉及到,解释都合理、易懂、新鲜,不是人云亦云。而这些故事多数是相关的科学家的故事,有一些还涉及社会或其他因素。比重最大的可能就是这些元素的命名问题了,有纪念某位科学家的、有纪念某位先哲的、但更多的是以国家或民族的方式来命名,从而引起国际纠纷,真的很搞笑。
元素是一个很奇妙的事情,横跨物理与化学两界,也可以算是物理与化学的分界线,元素以上的东西,比如元素间的相互作用,元素间相互纠缠而构成的物质的新的特性,通常都是化学领域,而元素内部的各种性质则归物理,这种事情上还体现称谓上,化学叫元素而物理叫原子,一个倾向于“类”,一个倾向于“个”。并且,那些物理规律应该是通过化学才与生物联系在一起的,因而化学不仅仅是物理学的伴侣,还是物理学的引路人。
一门科学的历史就是这门科学本身,但写科学史或者科普读物也是一门学问,需要天赋与勤奋。想起来那些常见的科学史或科普读物(比如各种科学史),最佳者也只是书架,堆砌一些历史事件,如果书名上缀着“思想”还会好些(科学思想史),探讨一些深层次上规律性的东西。而且,这类书总是讲那些老生常弹的故事,比如亚里士多德、伽利略、牛顿,即使在那里翻出点新意来也是故纸堆里的尘埃颗粒,就似关于红学的那些文章,搜肠刮肚地弄出些犄角旮旯里的东西,完全没有营养。而这书真的好,将很多貌似无关的内容流畅的缀在了一起,就似串在一起的珍珠项链,这种串联是需要大智慧的,即不突兀又没跑偏,结合的那般丝滑,顺理成章。
此书翻译的极佳,你多数时间都可以理解成在读一本由中文写成的书,完全没有任何翻译腔,只发现了一处译成“米农”我觉得“稻农”可能更好一些(指种稻子的农民)。我搜了一下两个译者(不知谁的贡献更大一些)的其他作品,没发现在售的作品有合胃口的,只好将继续读译者作品的想法作罢的了。
阅读基本上没有门槛,因为那些内容不需要什么科学知识,唯一奇怪的是这样一本好书在豆瓣上的阅读数很少并且分值不高。三个版本加之来也就五百多人,打分也就8.5左右。
全书上几乎篇篇都是引人入胜的故事,所以只介绍了部分当下用的着的内容。
1、晶体管的那些人事纠纷
贝尔的肖克利虽然准备淘汰掉真空管,可他制造的硅放大器却并不成功。经过两年徒劳无功的努力,把这个项目丢给了两位下属巴丁和布拉顿。二人很快发现,硅太脆了而且难以提纯所以不适合用来做放大器。锗的外层电子能级比硅的更高,所以电子与原子核之间的联系没有那么紧密,导电性能更好。当巴丁和布拉顿用锗制造出了世界上第一个晶体管时,这个消息本该让肖克利激动一番消息却让他犯了难,因为他当时待在巴黎,很难宣称自己对这一发明有所贡献(更别提他最开始用的根本不是这种元素),所以肖克利从巴黎仓促赶回,想方设法地开始窃取巴丁和布拉顿的成果,并成为了这个伟大成就的第一完成人。
哈,这种手段现在太普通了,基本上都不能算做道德污点了,属下的工作成果归了领导不算个事儿,你终是拿人家的钱,并且是在人家开辟的领域。不过这肖克利后来将巴丁放逐了就不太厚道了,但巴丁离开贝尔也离开了半导体行业,转向超导研究并在那领域的出色工作获得了第二个诺奖,也是因祸得福,而且我印象中巴丁的超导工作也是学生做的,好像当时他也是在巴黎。
2、集成电路中的商业故事
集成电路是基尔比发明的,他将所有的电阻、电容和晶体管刻在一整块半导体上。当时硅的纯度不足以制造电阻和电容,所以选择了锗来实现了集成电路,所有元件都在同一片电路上,再也不需要人工焊接了。
可对于锗来说,情况并不大妙。工程师从没忘记向硅暗送秋波。部分是因为锗的性质不太稳定:高温下无法工作,并且锗的导电性很好,所以会产生不必要的热量导致过热停机,更重要的是,硅是沙子的主要成分,它的价格当真是贱比泥土(它本身就是土呀)。科学家们仍保持着对锗的忠诚,可他们有太多时间魂不守舍,惦记着硅。
最后是蒂尔戏剧性的在一次半导体大会上带来的硅基晶体管,但如何实现硅基的书中却没有介绍。当时大会一片哀鸿,认为硅基是不可能的了,蒂尔站出来说,不可能吗,我这兜里就揣了两个,而后将锗基的半导体丢到了滚油中,其自然就失效了(锗的熔点低),而后换上了硅基的重复实验,得到了可继续使用的结果。
贝尔实验室的塔尼巴恩研制的硅晶体管被定义为全球半导体产业界第一个硅晶体管,而德州仪器的蒂尔研制的硅晶体管被定义为全球半导体产业界第一个商用化的硅晶体管。不要忘了,这也是从贝尔实验室后出来的人,估计是真的没有什么八卦,因为书中没有讲出走的故事。
不过,让人悲伤的是,在竞争激烈的市场上锗一败涂地,硅实在太便宜了。活都是锗干的,荣耀却全都是硅的。锗被放逐了,重新成为周期表里默默无闻的元素。
3、科学界也得学会拍马屁
开尔文勋爵被称为第一计算地球年龄的人,他利用冷却原理测算了地球年龄,结果约为2千多万年,原因是他没有考虑到地壳中的放射性物质能够散发出额外的热量的问题(当时还没有发现放射性)。而小一辈的卢瑟福考虑到了这个问题,并计算出了地球的年龄应该长的多。当时卢兴奋地想要展示自己的推论,于是安排了一次演说,可没料到步履蹒跚的开尔文爵士也到场了。卢瑟福小心翼翼地开始演说,幸运的是就在他开始后,坐在第一排的开尔文爵士打起了盹。卢瑟福快马加鞭直奔主题,可就在他正打算向开尔文理论的立足点发起进攻时,老人家醒了过来,精神抖擞,神采奕奕。哈,这下卢瑟福在台上尴尬了。急中生智,他引用了老人一句无关紧要的话:关于地球年纪的推算是正确的,除非有人发现额外的热量来源存在于地球之上。卢瑟福把这句话抬出来撑腰,指出辐射能也许就是那种潜藏的热量来源,他即兴发挥,把开尔文爵士夸了个天花乱坠,说这足以说明老先生早在很多年前就预见到了放射性物质的发现,真是个天才!哈,但即使如此他也是等到开尔文去世才公布他所计算的地球年龄有5亿万年之久(现在的计算结果应该40亿万年)。
你可不要以为卢瑟福真的是个马屁精,他有着极具敏锐的科学眼光。他不但自己获得了1908年的诺贝尔奖,还指导和手把手地培养了11位获奖者,最后一位获奖者是在1978年,距其逝世已经超过了40年。
4、在元素及其相关的科学研究中发生的那些造假事件
1999年,伯克利的尼诺夫宣称用氮能制造出118号元素,但其他人复现他的实验,却没有发现这个元素。于是管理方面插手进来,复查了原始数据档案,原始数据没有任何发现,只是在后面的一轮数据分析中,尼诺夫利用当时还不是那般普及的计算机程序将“结果”突然就从混沌中蹦了出来。尼诺夫被炒了鱿鱼,伯克利实验室亦元气大伤。
5、元素与社会
世界上最大的稀有金属产出国是刚果(金),当稀有金属因为手机业的发展而变得“稀有”时,很多资本进入了这个贫穷的地区,导致频繁的战争,9个国家和200个部族卷入了这场纷争,他们之间各有古老的同盟关系或是悬而未决的矛盾。
战争当然不是手机引发的,但同样明显的是资金的流人使得纷争旷日持久地拖了下来。资金大量涌人一个无政府状态的国家不是什么好事儿。野蛮的资本主义掌握了话语权,那么所有东西,包括生命都可以待价而沽。为手机制造商采购矿石的人既不好奇也不在意矿石到底从哪里来,矿工们也不知道矿石拿去做了什么,他们只知道,白人花钱买这玩意儿,赚到的钱他们可以拿去支持自己心仪的民兵组织。
1998年到2001年,刚果的战争进入了白热化阶段,手机制造商意识到自己正在资助战乱。为自己的声誉着想,他们开始从澳大利亚采购,虽然澳洲的价格更贵,但刚果则稍微平静了一点。然而,另一种金属锡开始扮演起了战争推动者的角色。2006年,欧盟宣布禁止在消费品中使用含铅焊料,于是许多制造商用锡取代了铅而刚果恰好也有大量的锡。
总而言之,从20世纪90年代中期以来,刚果死于战火的人超过500万,自“二战”以来,这是伤亡人数最多的战争。刚果的战火告诉我们,虽然元素周期表带来过无数振奋人心的元素,但它同时也能引发人类天性中最糟糕、最残忍的一面。
6、诺贝尔奖的错误
费米,就是那个在原子弹爆炸现场用纸片测试能量的人,在1934年宣布发现了93号元素。1938年诺贝尔奖便颁发给了费米,以表彰他发现了新的元素!可就在颁奖后的第十二天,人们就发现费米的所谓“93号元素”实际上是43号元素,其实费米所发现的是一种比新元素发现更为重大的“裂变”物理现象,但他真的没有发现新元素。好在费米在物理学的贡献还很多,完全值得获得诺奖,大家也没指望他交回诺奖。而诺奖委员会更是坚持自己的错误,不但未承认错误,当真正发现93号元素的人(麦克米伦)出现时,奖项给出的理由是这位英雄得到的是“超铀元素的化学性质”,这也没错,谁能说发现了新元素而没发现其化学性质呢?
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