元素的盛宴：化學(xué)奇談與日常生活
作者：基恩，楊蓓,陽(yáng)曦 整理日期：2014-02-07 17:46:35
這是一本關(guān)于化學(xué)與人類(lèi)生活的既嚴(yán)謹(jǐn)又妙趣橫生的科普著作，作者搜集了大量科學(xué)史和人類(lèi)史上鮮為人知的史料，從不同角度講述了化學(xué)與人類(lèi)充滿(mǎn)“愛(ài)恨情仇”的歷史傳奇。你知道氮肥是德國(guó)人研究烈性炸彈時(shí)順便發(fā)現(xiàn)的嗎？你知道水銀在很長(zhǎng)時(shí)間里是作為瀉藥使用、鐳最初是被用來(lái)制作保健飲料的嗎？而是否吃碘鹽曾是甘地帶領(lǐng)人民爭(zhēng)取獨(dú)立的重要議題之一，門(mén)捷列夫是在打撲克時(shí)想出了元素周期表，格拉澤看到啤酒氣泡悟到了探測(cè)粒子的新方法……這些聞所未聞的事件，都是山姆探險(xiǎn)化學(xué)史的重要發(fā)現(xiàn)——它是化學(xué)與人類(lèi)生活交互作用的一部趣味史，也是無(wú)數(shù)科學(xué)家探幽尋微的一部“野史”，又是一部真實(shí)版的“生活大爆炸”。
本書(shū)一改人們對(duì)化學(xué)枯燥乏味的印象。它將幽默之筆與詳實(shí)考證完美融合，將史料搜集與科學(xué)精神精準(zhǔn)組配，使本書(shū)成為了解化學(xué)、認(rèn)識(shí)生活的最佳讀物。跟隨基恩，一次重新發(fā)現(xiàn)化學(xué)元素的奇妙之旅即將啟程。
作者簡(jiǎn)介：
山姆·基恩，美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)院士，美國(guó)華盛頓特區(qū)專(zhuān)業(yè)作家，曾任米德柏利
環(huán)境報(bào)道研究員。2009年，獲美國(guó)科學(xué)作家協(xié)會(huì)埃弗特?克拉克/塞思?佩恩最佳
青年科學(xué)作者獎(jiǎng)。2010年，獲D.C.科學(xué)作家協(xié)會(huì)年度新聞簡(jiǎn)訊獎(jiǎng)。
目前，基恩為美國(guó)《科學(xué)》雜志撰稿人。其作品多發(fā)表于《紐約時(shí)報(bào)》等著名刊物。
目錄：
引言
第一部分定位：行行又列列
1.位置決定命運(yùn)
2.親密雙胞胎與黑羊：元素家譜
3.元素周期表上的科隆群島
第二部分制造原子，破壞原子
4.原子從哪里來(lái)：“我們是群星之子”
5.戰(zhàn)爭(zhēng)年代的元素
6.完善周期表??砰的一聲
7.在冷戰(zhàn)中擴(kuò)展周期表
第三部分周期之惑：疑難初現(xiàn)
8.從物理學(xué)到生物學(xué)
9.毒藥協(xié)會(huì)：“哎喲喂”
10.帶兩個(gè)元素，早上打電話(huà)叫醒我
11.元素也會(huì)騙人引言
第一部分定位：行行又列列
1.位置決定命運(yùn)
2.親密雙胞胎與黑羊：元素家譜
3.元素周期表上的科隆群島
第二部分制造原子，破壞原子
4.原子從哪里來(lái)：“我們是群星之子”
5.戰(zhàn)爭(zhēng)年代的元素
6.完善周期表??砰的一聲
7.在冷戰(zhàn)中擴(kuò)展周期表
第三部分周期之惑：疑難初現(xiàn)
8.從物理學(xué)到生物學(xué)
9.毒藥協(xié)會(huì)：“哎喲喂”
10.帶兩個(gè)元素，早上打電話(huà)叫醒我
11.元素也會(huì)騙人
第四部分元素與人性
12.元素與政治
13.元素與貨幣
14.元素與藝術(shù)
15.元素與瘋癲
第五部分元素科學(xué)的今天與明天
16.零度以下的化學(xué)
17.光輝的球體：泡泡與科學(xué)
18.精確到荒唐的工具
19.超越元素周期表
作者注及勘誤
參考文獻(xiàn)及擴(kuò)展閱讀
山姆·基恩對(duì)談錄
參考討論題目
山姆·基恩最喜歡的5種元素
致謝 離奇、全面、引人深思……如果你最近一次看到元素周期表已經(jīng)是很久以前的事兒了，別怕，這本書(shū)的寫(xiě)作方式更像是言情小說(shuō)或是驚險(xiǎn)小說(shuō)，而不是化學(xué)課本。
——雷切爾·埃倫伯格，《科學(xué)新聞》
基恩的作品內(nèi)容充實(shí)、妙趣橫生，讓你情不自禁想找個(gè)朋友分享如此奇妙的閱讀之旅。這本書(shū)的魔力就在于：基恩讓你以一種與以往不同的方式去看、去感覺(jué)這個(gè)世界，他時(shí)時(shí)為你帶來(lái)驚嘆與發(fā)現(xiàn)的快樂(lè)。
——卡羅琳·萊維特，《波士頓環(huán)球報(bào)》
《元素的盛宴》讓元素周期表走進(jìn)了生活。它充滿(mǎn)了各元素妙趣橫生的逸聞、諾貝爾獎(jiǎng)得主的科學(xué)宅八卦和政治陰謀，足以吸引哪怕是對(duì)元素最不感興趣的人。
——邁克爾·保羅·梅森，Galleycat出版網(wǎng)對(duì)于鍺來(lái)說(shuō)，情況也不大妙。1954年，晶體管業(yè)蓬勃發(fā)展，計(jì)算機(jī)的處理能力提升了好幾個(gè)數(shù)量級(jí)，還出現(xiàn)了新的產(chǎn)業(yè)，例如便攜式收音機(jī)。不過(guò)繁榮之中，工程師從沒(méi)忘記向硅暗送秋波。他們之所以這樣做，部分是因?yàn)殒N的性質(zhì)不太穩(wěn)定。鍺的導(dǎo)電性很好，所以會(huì)產(chǎn)生不必要的熱量，導(dǎo)致晶體管過(guò)熱停機(jī)。更重要的是，硅是沙子的主要成分，它的價(jià)格當(dāng)真是賤比泥土�？茖W(xué)家們?nèi)员３种鴮?duì)鍺的忠誠(chéng)，可他們有太多時(shí)間魂不守舍，惦記著硅。
在那年的一場(chǎng)半導(dǎo)體貿(mào)易展會(huì)上，有人發(fā)表了硅晶體管不可行的悲觀演說(shuō)。突然間，一位來(lái)自得克薩斯的工程師站了起來(lái)，他厚顏無(wú)恥地宣布自己包里就有一個(gè)硅晶體管。大家想看看嗎？這位P.T.巴納姆——他的真名叫戈登?蒂爾——將一臺(tái)使用鍺晶體管的電唱機(jī)連到外置揚(yáng)聲器上，然后頗富中古色彩地把電唱機(jī)的內(nèi)部構(gòu)件扔進(jìn)了一桶沸騰的油里。不出所料，電唱機(jī)噎住沒(méi)聲音了。蒂爾把構(gòu)件撈出來(lái)，拆下鍺晶體管，換上了自己帶來(lái)的硅晶體管，然后又撲通一聲把它扔回油桶里。音樂(lè)仍在繼續(xù)。會(huì)議廳里的銷(xiāo)售員們蜂擁向大廳后面的付費(fèi)電話(huà)，從這一刻起，鍺被大眾拋棄了。
不過(guò)巴丁還算幸運(yùn)，他的故事雖然有點(diǎn)波折，卻有個(gè)美好的結(jié)局。實(shí)踐證明，鍺晶體管的研究工作十分重要。1956年，巴丁和布拉頓，唉，還有肖克利，共同獲得了諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。一天清晨，巴丁煎早餐的時(shí)候從收音機(jī)（當(dāng)時(shí)很可能已經(jīng)是硅晶體管的了）里聽(tīng)到了這個(gè)消息，他嚇了一跳，失手把一家人的煎蛋攤到了地板上。后面還有更糗的。去瑞典參加頒獎(jiǎng)禮的前幾天，他拿出自己的白領(lǐng)結(jié)和禮服背心來(lái)洗，結(jié)果和其他深色衣服混在一起，染成了綠色，簡(jiǎn)直像是畢不了業(yè)的學(xué)生才能干出的事兒。頒獎(jiǎng)當(dāng)天，因?yàn)橐P見(jiàn)瑞典國(guó)王古斯塔夫一世，巴丁和布拉頓非常緊張，不得不服用奎寧來(lái)防止胃部痙攣。不過(guò)在覲見(jiàn)的時(shí)候，古斯塔夫責(zé)怪巴丁為什么讓兒子乖乖待在哈佛上課（巴丁擔(dān)心兒子可能會(huì)錯(cuò)過(guò)考試）而不帶他們來(lái)參加頒獎(jiǎng)禮，這時(shí)候奎寧大概也幫不上什么忙了。面對(duì)國(guó)王的責(zé)難，巴丁只得打個(gè)哈哈，保證下次得獎(jiǎng)一定帶兒子來(lái)。
拋開(kāi)糗事不說(shuō)，這次頒獎(jiǎng)給半導(dǎo)體可謂意味深長(zhǎng)，簡(jiǎn)短卻有力。諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)和物理學(xué)獎(jiǎng)由瑞典皇家科學(xué)院負(fù)責(zé)評(píng)選，當(dāng)時(shí)他們更傾向于頒獎(jiǎng)給純粹的科學(xué)研究而非工程研究，所以晶體管項(xiàng)目榮獲諾貝爾獎(jiǎng)非同尋常，代表著他們對(duì)應(yīng)用科學(xué)的認(rèn)可。然而，到了1958年，晶體管業(yè)又迎來(lái)了一次危機(jī)。雖然巴丁已經(jīng)退隱江湖，不過(guò)留給新英雄的大門(mén)一直敞開(kāi)著。
杰克·基爾比跨過(guò)了這扇大門(mén)，雖然他可能得彎著腰才走得進(jìn)去（他差不多有2米高）。基爾比是堪薩斯人，說(shuō)話(huà)很慢，面孔像皮革一樣堅(jiān)韌，他在高科技的“荒漠”（密爾沃基）里漂泊了10年，終于在1958年進(jìn)入了德州儀器公司（TI）。雖然基爾比接受的是電子工程方面的訓(xùn)練，但他的工作卻是解決一個(gè)名為“數(shù)字暴政”的計(jì)算機(jī)硬件問(wèn)題。大體來(lái)說(shuō)，雖然廉價(jià)的硅晶體管運(yùn)作得還不錯(cuò)，但昂貴的計(jì)算機(jī)電路里要用很多晶體管，這意味著德州儀器這樣的公司不得不雇用一車(chē)皮低薪的技術(shù)工人。這些工人大部分是女性，她們整天要干的就是穿著防護(hù)服汗流浹背地蹲在顯微鏡前，一邊咒罵一邊把極小的硅元件焊到一塊兒。這個(gè)工序昂貴且低效。電路中的電線(xiàn)很脆弱，難免會(huì)有一根壞掉或是松掉，整個(gè)電路就報(bào)廢了。但是工程師對(duì)此毫無(wú)辦法，他們就是需要這么多晶體管——數(shù)字帶來(lái)的暴政。
一個(gè)炎熱的6月，基爾比來(lái)到了德州儀器。作為一個(gè)新員工，他沒(méi)有假期，所以7月里成千上萬(wàn)的工人出去享受強(qiáng)制性休假的時(shí)候，他一個(gè)人留在工作臺(tái)前。周?chē)募澎o讓基爾比放松下來(lái)，于是他意識(shí)到雇好幾千人來(lái)焊接晶體管實(shí)在太蠢了，假期里上司也不在，所以他有時(shí)間來(lái)實(shí)踐一個(gè)新想法——集成電路。電路中需要手工焊接的部分不光是硅晶體管，碳電阻和磁電容也得用銅線(xiàn)焊接起來(lái)�；鶢柋葤仐壛诉@種組裝獨(dú)立元件的方式，轉(zhuǎn)而將所有東西——所有的電阻、電容和晶體管——刻在一整塊半導(dǎo)體上。這是個(gè)天才的主意——從結(jié)構(gòu)和藝術(shù)兩方面來(lái)說(shuō)，原來(lái)的方式就像是先分別雕出雕像肢體的各個(gè)部分，再用電線(xiàn)組裝成整體，而現(xiàn)在則是用一整塊大理石直接雕刻�；鶢柋日J(rèn)為硅的純度不足以制造電阻和電容，所以他選擇用鍺來(lái)實(shí)現(xiàn)自己的想法。
最終，集成電路將工程師從手工焊接的暴政里解放了出來(lái)，所有元件都在同一片電路上，再也不需要人工焊接了。事實(shí)上，不久以后，也沒(méi)法用人工焊接了，因?yàn)榧呻娐返牡窨坦ぷ饕矊?shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，工程師做出了非常小的晶體管——第一片真正的計(jì)算機(jī)芯片。基爾比沒(méi)能獲得足夠的回報(bào)（一位肖克利的門(mén)徒將資料透露給了競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手，具體一點(diǎn)說(shuō)，對(duì)方幾個(gè)月后提出了專(zhuān)利申請(qǐng)，經(jīng)過(guò)一番角逐，他們把專(zhuān)利權(quán)從德州儀器手里搶走了），但今天的“極客”一族仍視他為工程界的第一偶像。這個(gè)行業(yè)里的產(chǎn)品以月為單位換代更新，可是50年后的芯片仍以他的設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)。2000年，他終于拿到了遲來(lái)的諾貝爾獎(jiǎng)，表彰他對(duì)集成電路做出的貢獻(xiàn)�！�
|
闂傚倷绀侀崥瀣儑瑜版帒纾块柟缁樺釜閼板潡鏌ｅΔ鈧悧蹇涘煝閺囥垺鐓ラ柡鍐ㄦ处绾爼鏌ｉ悢鍝ョ疄闁哄被鍊濋幖褰掝敃閵忣澀鍠婄紓鍌欑劍椤ㄥ懘骞婅箛鎾細妞ゅ繐鐗嗗Λ姗€鏌曢崼婵囧窛妞わ富鍣ｉ弻锝夋偐閸欏鎮欓梺鎼炲灩瀵墎绮嬪澶婂嵆闁绘棁銆€閺€鎶芥⒑閺傘儲娅呴柛鐕佸亰钘熼柛銉墯閻撴瑩鎮归崶顏勭毢缂佺姵澹嗛幉鎼佸级閹稿骸鏆堢紓浣割儏椤﹂亶鍩€椤掑﹦绉甸柛娆忛宀ｅ潡鍨剧搾浣烘嚀楗即宕橀鍡曠礃婵犵數鍎戠紞鍡涘闯閿濆绠氱€广儱顦伴弲鎼佹煥閻曞倹瀚�
闂傚倷鑳舵灙缂佺粯顨呴埢宥夊即閵忕姵鐎梺缁樺姇閹碱偆绮堥崒娑栦簻闁硅揪绲剧涵鍫曟煠缁嬭法绉洪柡灞剧☉閳诲氦绠涢弴鐕佸敻闂備線鈧偛鑻晶顖滅磼椤旇偐鐒哥€规洘妞藉畷鍗炩槈濞嗗本瀵栨俊鐐€ら崑鎺楀储閸忓吋鍙忔繛鎴烆焸濞戙垺鏅查柛鈩冪懄閸犳盯姊洪柅鐐茶嫰婢ч箖鏌熼崙銈嗗,婵犵數鍋為崹璺何涢幋鐘典笉闁瑰瓨绻嶉崵鏇㈡煕濠靛嫬鍔欓柣鎺戯躬閺屾盯鍩勯崘顏呭櫘闂佽偐枪閻栧ジ寮婚悢纰辨晩闁告繂瀚‖鍫ユ⒑閹肩偛濡奸悗娑掓櫇缁顓兼径妯绘櫇闂佹寧绻傚Λ娆戔偓姘虫珪缁绘盯骞嬮悙鎼闁荤姵鍔楅崰鏍春閳ь剚銇勯幒鎴敾閻庢熬鎷�
闂傚倷绀侀崥瀣儑瑜版帒纾块柟娈垮枤缁犳棃鏌涘☉鍗炴灍濠殿喗绮撻弻锕€螣娓氼垱笑缂備焦鏌ㄦ晶鐣屾閹捐纾兼俊銈勭劍閻濇棃鏌ｆ惔锛勪粵闁挎洏鍨归锝夊垂椤愩垻绐炴繝鐢靛Т鐎氼參锝炲鑸碘拺婵炶尪顕ч弸娆戠磼闊彃鈧危閹邦兘鏀介悗锝庝海琚濋梺璇茬箳閸嬫稒鏅堕懞銉х彾濠㈣埖鍔栭悡娆愮箾閸繄浠㈠ù婊呭仱閺岋綁寮介妸褏鐓夐悗瑙勬礃椤ㄥ﹪骞栬ぐ鎺濇晝闁挎繂妫欓悾濂告⒒娴ｇ懓顕滅紒瀣灴閹崇喖顢涘В顓熸そ瀵粙濡搁妷褏鐛柣搴＄畭閸庢壆鎷嬮弻銉ョ；闁圭偓鏋奸崼顏堟煕閻橀潧顣奸悽顖椻偓宕囨殾闁靛繆鎳囬崑鎾绘晲鎼存繄鏁栧┑鈥冲级濞茬喖寮婚敐澶樻晩闁哄嫬娴氶崬褰掓⒑闁偛鑻晶顖滅磼鐠囨彃鈧悂鎮鹃悽绋垮耿婵炴垶岣块悡鎴濐渻閵堝棛澧懣銈夋煕鐎ｎ偅宕岄柡浣规崌閺佹捇鏁撻敓锟�
|
