这是一本约会圣典!
这是一本圈内八卦!
更是一本改造三观的好书!
【约会圣典】
咖啡店里初次见面,聊相貌,聊收入?太俗!读罢此书,你会发现搭讪的机会俯拾皆是。
手里捧的星巴克杯子,如是纸质,咱可从东汉蔡伦造纸谈起;如是瓷质,咱可从china这种中国最让西方震撼的发明开讲。
望向远处的高楼大厦,咱可以谈谈内敛谦逊的钢筋水泥,也可以聊聊光鲜靓丽的钢化玻璃。
手上的钻戒与铅笔的墨芯,明明都是碳,为何地位天壤之别?
友情提示:凡事都要有个度,如太沉醉材料本身,容易沦为Geek。以后求婚可以不用钻戒,但打算送根铅笔就能表明心意的还是省省吧。
如没时间通读全书,就速览下面的贴心小抄吧。
【材料决定人类文明】
马克思曾说,人与动物最大的区别在于会使用工具。因此,工具发展史也就成了人类发展史的一个注脚。
人类文明则先后经历了旧石器时代、新石器时代、铜器时代(商周)、铁器时代(战国至工业社会)直到现代社会更丰富多元的新材料时代。
旧石器就是用现成的石头、骨头作工具;新石器则稍微把石头与骨头加工一下。铜器时代开始,则是因为自然界的铜资源熔点低,易于开发,但铜硬度不够,直到人类能够冶炼更高的温度,才开始有了更坚硬的铁器。铁+碳=钢,铁+铬=不锈钢。
工业社会来临前,钢铁冶炼主要凭借经验,碳加多了会变脆,加少了则变软,因此造出好剑的概率很小,中国的干将、莫邪或日本的草薙才会名垂千古,希腊人则供奉赫菲斯托斯为奥林匹斯十二主神之一的铁匠之神(阿芙洛狄特,罗马人叫她维纳斯,是他的老婆)。
正是由于造出好钢的概率太小,一直以来男人刮胡子都没有刀片可用,必须定期去理发店,师傅还要时不时用皮革打磨剃刀。其实,皮革是起不到磨刀作用的,关键在于皮革上面加了耐磨的瓷粉,这层瓷粉会改变剃刀刀锋的分子结构,让边缘的钢铁分子重新排列整齐,从而变得更锋利。直到1903年,美国人吉列实现了刀片量产,理发店的这项业务才渐渐消亡。
从打磨剃刀这个例子也可看出,人类尺度上的现象对应着微观尺度上的结构。比如,纸很容易被弯折,在微观尺度上的分子结构也出现了变化,如果分子结构非常稳定,纸则会变成硬脆的玻璃,宁折不弯。
【居功至伟却卑微低贱】
水泥,顾名思义,水+泥。水泥不可能完全干掉,因为泥分子(如硅酸钙)将水分子困在其中,有点像果冻,但比果冻的含水量要少得多。
水泥,光看名字就low到爆。其实,水泥是现代社会不可或缺的重要材料,没有水泥(钢筋混凝土),就没有摩天大楼。水泥也是技术含量不低的材料,水与灰的比例稍有失衡,就会导致豆腐渣工程。水多了,硬度不够;水少了,泥化成灰。觉得水泥太土的人,别忘了,名满天下的悉尼水上歌剧院就是水泥浇筑而成。
古罗马帝国的辉煌也在很大程度上归功于水泥与铁。亚平宁半岛有天然的铁矿和水泥资源,铁让古罗马军队有领先于周边国家一个时代的铁制兵器,水泥让古罗马建筑得以气势恢宏。罗马万神殿的水泥穹顶穿越2000多年的历史长河,至今依然屹立不倒,也是当今世界最大的无柱穹顶。
反观中国的古建筑,唉,经常是一把火就化作了灰。最古老的中国建筑当属长城,但现存的长城主要是明长城,最早的春秋战国时期的长城是土质结构,太容易就风化掉了,石质的明长城耐久度更高一些,但修建效率比水泥可差远了,动不动工期就要数十年。水泥是浇筑模式,而砖石是堆砌模式,液体材料显然要比固体材料的可塑性更高、一体性更强。
水泥并非无懈可击,随着四季变换,水泥会热胀冷缩。时间一长,水泥内部分子结构就会遭到破坏,随之开裂。
水泥向钢筋混凝土的进化,不是化学家的功劳,而是花匠的贡献。1860年代,巴黎园艺师在制作花盆的时候,发现在水泥花盆中加入钢丝,花盆的耐久度更好。后来化学家发现,水泥与钢铁有相同的膨胀系数,钢铁的韧性弥补了水泥的缺点。
【文明古国的骄傲】
古代中国有四大发明,其中最重要的可能就是造纸术了。没有纸就没有书,没有书就没有知识的堡垒。没有知识的累积,也就没有了文化传承与演进。
纸是人类最熟悉的老朋友,除了书,纸还以报纸、信封、照片(相纸)、礼品包装、购物小票、服装纸袋、车票、纸币等角色陪伴着每一个人的成长。尽管随着数字技术的发展,书报、照片、纸币等都电子化了,但纸承载着一代人的记忆(照片)、浪漫(情书)与情怀(书报)。
不过,最让西方惊叹的中国技术是制瓷,足足领先了1000年,中国的英文译名就是瓷器的意思。瓷器与陶器相比,硬度更高,孔洞更少,热胀冷缩也不怕,即便从白热状态(1350摄氏度)直接放入水中,依然不会碎裂。拥有高超制瓷技术的中国,一直将白瓷作为“白金”出口到西方。与瓷器一起还伴生了饮茶文化,这也是中国文化向外传播的重要媒介。
有道是各领风骚数百年,制瓷最牛的中国却一直没有发展出玻璃技术。没有玻璃窗户还是小事儿,用纸糊也能凑合着过;没有玻璃制作的望远镜与显微镜,中国人的世界观与科学精神就大受影响,直接导致中国缺席了引领世界走入近现代社会的工业革命。
【不期而遇却影响深远】
泡沫的诞生来源于这样一个奇葩的想法,如果把果冻中的水分都抽掉,会剩下一个什么结构呢?
一直以来,通过加热蒸发的方法都没法得到完整的结构,因为水分消失的同时,结构也被破坏了,所以会出现萎缩的情况。有人想到,把果冻放在高压锅里加热,让水分瞬间变成气体,保持结构的内外气压相同,然后就发现了泡沫这种结构。泡沫在隔热与缓冲方面的应用前景无量,上至航天飞机下至运动鞋底,都有泡沫材料的身影。
塑料的广泛应用与台球有不解之缘。如果不是美国太爱玩台球,而象牙又太稀缺,也许塑料的应用还要再等上几年。没有塑料,也就没有胶片,更没有电影可看了。
【读罢此书,三观颠覆】
世界观层面,观察世界从此不再仅是从人的尺度,而是意识到了材料的性质取决于微观层面的原子、纳米、晶体、纤维、毛发等多个尺度,过去习以为常的东西今后再也不是路人,而是知根知底的熟人了。
人生观层面,钟灵毓秀,人来自于动物,动物来自于植物,植物来自于矿物,人类站在生命形态的最顶端,其实不过是大自然的造物;反过来,随着智能材料的技术进步,人也开始造物,让一切皆有生命,让万物皆可与人互动,实现天人合一。
价值观层面,钻石或元素周期表第11列的铜、银、金再也不像以往那么贵重了,无比廉价、充沛的氧与硅反而是现代社会必不可少的材料,把沙子或岩石变成计算机芯片或玻璃,才是更神奇的炼金术!
作者在书中详解了钢铁、纸、水泥、巧克力、泡沫、塑料、玻璃、石墨、瓷、人造骨骼等10种材料。上文只是浮光掠影,感兴趣的读者还是在书中细细品味吧!(完)
九牛二鼠
2016年2月29日
Better Material, Better World 更好的材料,更好的世界
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书名: 迷人的材料
作者: [英] 马克·米奥多尼克
出版社: 北京联合出版公司
原作名: Stuff Matters: Exploring the Marvelous Materials That Shape Our Man-Made World
副标题: 10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事
译者: 赖盈满
出版年: 2015-9
页数: 244
定价: 49.80元
装帧: 平装
丛书: 未读·探索家
ISBN: 9787550257610