元素的盛宴:化學奇談與日常生活

元素的盛宴:化學奇談與日常生活

《元素的盛宴:化學奇談與日常生活》是一本關於化學與人類生活的既嚴謹又妙趣橫生的科普著作,作者蒐集了大量科學史和人類史上鮮為人知的史料,從不同角度講述了化學與人類充滿“愛恨情仇”的歷史傳奇。你知道德國人研究烈性炸藥時順便發現了生產廉價化肥的方法嗎?你知道水銀在很長時間裡是作為瀉藥使用、鐳最初是被用來製作保健飲料的嗎?而是否吃碘鹽曾是甘地帶領人民爭取獨立的重要議題之一,門捷列夫是在打撲克時想出了元素周期表,格拉澤看到啤酒氣泡悟到了探測粒子的新方法……這些聞所未聞的事件,都是作者探險化學史的重要發現——《元素的盛宴:化學奇談與日常生活》是化學與人類生活互動作用的一部趣味史,也是無數科學家探幽尋微的一部“野史”,又是一部真實版的“生活大爆炸”。

基本介紹

  • 書名:元素的盛宴:化學奇談與日常生活
  • 作者:(美國)山姆·基恩
  • 類型:科學與自然
  • 出版日期:2013年9月1日
  • 語種:簡體中文
  • ISBN:7544831434
  • 外文名:The Disappearing Spoon
  • 譯者:楊蓓、陽曦
  • 出版社:接力出版社
  • 頁數:304頁
  • 開本:16
  • 品牌:接力出版社
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基本介紹

內容簡介

最近,當作者山姆·基恩在早餐時回憶起關於水銀的故事,他意識到,元素周期表中的每一種元素都有其或有趣、或奇怪、或令人毛骨悚然的故事。而與此同時,這張表格是人類最偉大的智慧結晶之一。它既是偉大的科學成就。又是妙趣橫生的故事集錦,所以作者寫下《元素的盛宴(化學奇談與日常生活)》這本書,層層回顧周期表行行列列的傳奇,就像是解剖學教科書里的透視圖一樣,從不同的深度講述同樣的故事。從最簡單的層面上說,元素周期表羅列了我們這個宇宙里所有不同種類的物質,它裡面一百多位各具特色的角色構成了我們能夠看見、能夠觸摸到的一切事物。周期表的形狀也給了我們線索,讓我們知道某些元素之間為何如此相似。而在稍微複雜一些的層面上,周期表也是一份密碼錶,隱藏著每種原子來自何方、哪種原子能夠裂變或是轉換成另一種原子的秘密。這些原子也能自發組合成動態系統,例如生物,元素周期表能預測這一切如何發生,它甚至能預測哪些陰險的元素會毒害甚至毀滅生物。

作者簡介

作者:(美國)山姆·基恩 譯者:楊蓓 陽曦
山姆·基恩,美國科學促進會院士,美國華盛頓特區專業作家,曾任米德柏利環境報導研究員。2009 年,獲美國科學作家協會埃弗特·克拉克/ 塞思·佩恩最佳青年科學作者獎。2010 年,獲D.C. 科學作家協會年度新聞簡訊獎。
山姆為美國《科學》雜誌撰稿人。其作品多發表於《紐約時報》等著名刊物。

專業推薦

媒體推薦

離奇、全面、引人深思……如果你最近一次看到元素周期表已經是很久以前的事兒了,別怕,這本書的寫作方式更像是言情小說或是驚險小說,而不是化學課本。
——雷切爾·埃倫伯格,《科學新聞》
基恩的作品內容充實、妙趣橫生,讓你情不自禁想找個朋友分享如此奇妙的閱讀之旅。這本書的魔力就在於:基恩讓你以一種與以往不同的方式去看、去感覺這個世界,他時時為你帶來驚嘆與發現的快樂。
——卡羅琳·萊維特,《波士頓環球報》
《元素的盛宴》讓元素周期表走進了生活。它充滿了各元素妙趣橫生的逸聞、諾貝爾獎得主的科學宅八卦和政治陰謀,足以吸引哪怕是對元素最不感興趣的人。
——麥可·保羅·梅森,Galleycat出版網

圖書目錄

引言
第一部分 定位:行行又列列
1.位置決定命運
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 製造原子,破壞原子
4.原子從哪裡來:“我們是群星之子”
5.戰爭年代的元素
6.完善周期表……砰的一聲
7.在冷戰中擴展周期表
第三部分 周期之惑:疑難初現
8.從物理學到生物學
9.毒藥協會:“哎喲喂”
10.帶兩個元素,早上打電話叫醒我
11.元素也會騙人
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
15.元素與瘋癲
第五部分 元素科學的今天與明天
16.零度以下的化學
17.光輝的球體:泡泡與科學
18.精確到荒唐的工具
19.超越元素周期表
作者注及勘誤
參考文獻及擴展閱讀
山姆·基恩對談錄
參考討論題目
山姆·基恩最喜歡的5種元素
致謝

序言

20世紀80年代早期,那時候我還是個孩子,喜歡和一切塞進我嘴裡的東西說話——食物啊,牙醫管啊,會飛走的氣球啊,什麼都有——就算周圍沒人,我也會喃喃自語。我愛上元素周期表正是因為這個習慣,當時我第一次單獨一個人測體溫,周圍誰都沒有,只有一支溫度計壓在我舌頭下面。測體溫的原因是我得了鏈球菌咽喉炎,二、三年級期間我好像得過十幾次這種病,它會纏著你好幾天,讓你吞咽的時候喉嚨疼痛。我一點都不介意待在家裡不去上學,吃香草冰淇淋和朱古力醬來治病。而且,生病總會給我再打破一支老式水銀體溫計的機會。
我躺著,舌頭下壓著那根玻璃棍,我會大聲回答一個想像中的問題,然後體溫計就會從我嘴裡滑出去,在硬木地板上摔得粉碎,液態的水銀珠子像軸承里的滾珠一樣滿地亂蹦。一分鐘後,我媽媽就會蹲下去——雖然她有點關節炎——開始收拾那些珠子。她用牙籤把柔軟的小珠趕到一塊去,就像用冰球球桿打球一樣,水銀珠子快要碰到一起了。最後輕輕一撥,一顆珠子吞掉了另一顆,曾經有兩顆珠子的地方現在只剩下一顆完美無瑕的珠子輕輕顫抖著。媽媽在地板上走來走去,重複著這種魔術般的小把戲,大的水銀珠子不斷吞噬著其他小個兒的珠子。直到最後重新匯聚成一顆銀色的“扁豆”。
媽媽把所有水銀聚到一起後,就會從廚房裡放小擺設的架子上取下來那個帶綠色標籤的塑膠藥瓶,藥瓶放在拿魚竿的泰迪熊和1985年家庭聚會留下的藍色陶瓷馬克杯之間。她把水銀挪到一個信封上,然後小心翼翼地把這最新的一份戰利品倒進瓶子裡——瓶子裡的水銀球已經有胡桃那么大了。有時候,把藥瓶藏起來之前,媽媽會把水銀倒到瓶蓋里,讓我和兄弟姐妹們一起欣賞這種未來主義的金屬。它不停地流動,時而分開,時而又完美地匯聚起來。有的母親特別害怕水銀,她們甚至不讓自己的孩子吃鮪魚,我為這樣的孩子感到悲哀。中世紀的鍊金術士追求的雖然是黃金,但他們認為水銀是宇宙中最強大、最有詩意的物質,孩提時代的我肯定非常同意他們的觀點。我甚至曾經和他們一樣相信過,水銀無法歸於任一類別,它既非液體亦非固體,既非金屬亦非水,既非天堂亦非地獄;水銀里蘊含著超凡脫俗的靈魂。
後來,我發現,水銀之所以表現出這些性質,是因為它是一種元素。它和水(H2O)、二氧化碳(CO2)或你日常生活中能見到的幾乎所有東西都不一樣,你不能自然地把水銀分成更小的單位。事實上,水銀頗富“邪典”氣息:水銀原子只願意和同類待在一起,它們縮成球狀將和外界的接觸減至最小。我小時候潑灑過的大部分液體都不這樣,水會流得到處都是,油、醋、還沒凝固的果凍,統統一樣。而水銀不會留下污漬。每次我打碎溫度計後,爸媽總會叫我穿上鞋子,免得看不見的玻璃碎片扎進腳里,可我從不記得他們什麼時候叫我小心過散落的水銀。 很長一段時間裡,我一直在留意書本和學校里的80號元素,就像你也許會在報紙中搜尋某位童年夥伴的名字一樣。我來自大平原,在歷史課上我曾學到過劉易斯和克拉克遠征南達科他州和路易斯安那州其餘疆域的故事,他們帶著一架顯微鏡、羅盤、六分儀、三支水銀溫度計,還有其他設備。最開始時我並不知道,他們還帶了600片含汞瀉藥,每一片都有阿司匹林藥片的4倍大。這種瀉藥名為“拉什醫生的膽汁丸”,名字源於《獨立宣言》的簽署者之一班傑明·拉什。這位英雄醫生曾於1793年費城黃熱病肆虐期間勇敢地堅守孤城。無論是治什麼病,他都喜歡讓病人口服一種含有氯化汞的漿狀藥物。雖然從1400年到1800年。藥學領域取得了不少進展,不過那個年代的醫生更像是一位藥劑師,而非診療師。出於某種不可思議的迷戀,他們覺得美麗誘人的汞能夠以讓病人身陷險境的方式來治療他們——以毒攻毒。拉什醫生讓病人服用含汞溶液,直至涎水四流。經過數周或數月的連續治療,病人的牙齒和頭髮常常會脫落。毫無疑問,他的“療法”毒害甚至是毒殺了許多也許會被黃熱病放過的病人。不過儘管如此,在費城進行了10年的醫學實踐後,他仍讓出征的梅里韋瑟和威廉帶上了一些包裝好的藥片。無心插柳之下,拉什醫生的藥片讓現代的考古學家得以追蹤當年那些探險家駐留過的營地。他們在野外碰上的食物都很奇怪,飲水也很成問題,所以遠征隊里總有人腸胃不適。直到今天,他們挖過的臨時廁所的沙土裡仍能找到星星點點的水銀,也許是某次拉什醫生的“雷霆猛藥”效果有點好過頭了。
科學課上也能看到水銀的蹤跡。我第一次看見一團亂麻般的元素周期表時,饒有興趣地在上面尋找水銀,卻沒找到。它在那兒——金和鉈之間,前者和水銀一樣緻密而柔軟,後者和水銀一樣有毒。可是水銀的化學符號Hg,這兩個字母甚至根本沒出現在它的名字(mercury)里。解開這個謎題——Hg來自拉丁語hydragyrum,意思是“水一樣的銀”——讓我明白了古代語言和神話傳說對周期表的影響力有多大。在周期表最下面那行更新的超重元素的拉丁名字里,你還能看見這樣的影響力。
我在文學課上也發現了水銀。制帽人曾使用一種鮮艷的橙色水銀來浸泡皮革,將熟好的毛皮與生皮分離開來,那些成天圍著蒸氣瀰漫的大桶打轉的普通制帽人,就像《愛麗絲漫遊仙境》里的瘋帽子一樣,最後頭髮都掉得光光的,腦子也變笨了。我終於明白了水銀的毒性到底有多強。這也就是拉什醫生的膽汁丸如此有效的原因:身體會拚命清除體內的毒素,包括水銀。吞服水銀無疑會中毒,而水銀蒸氣更糟糕,它會侵蝕中樞神經系統的“電線”,把你的腦子燒出洞來,和老年痴呆症晚期的症狀十分相似。
不過,我對水銀的危險性了解得越多,就越為它毀滅性的美麗而著迷——就像威廉·布萊克寫的一樣,“虎!虎!火一般輝煌”。時間流逝,我的父母重新裝修了廚房,拆掉了架子,也把馬克杯和泰迪熊拿了下來,不過他們把所有小玩意兒都收到了一個紙板箱裡。最近一次回家時,我把那個貼著綠標籤的瓶子找了出來,打開了它。我來回晃悠著瓶子,感覺到裡面的重量在來回滑動。我透過瓶口往裡看,注意到水銀流經的沿途濺出的小液滴。它們靜靜地待在那兒,閃耀著光芒,就像你只有在想像中才能看見的完美無瑕的水滴一般。整個童年時代,我總會在發燒的時候把溫度計里的水銀潑出來,可現在我已經知道了,這些小小的、勻稱的液滴是多么可怕,我打了個寒戰。
從這一種元素中,我學到了歷史、詞源學、鍊金術、神話、文學、毒物取證,還有心理學。而我蒐集到的關於元素的故事絕不止這一個,尤其是當我進入大學以後,沉浸於科研之中時;我還找到了一些很樂意把研究工作暫時放到一邊,
作為一個渴望逃離實驗室投身寫作的物理專業學生,我班上有許多年輕又才華橫溢的科學家,身處他們之中,我不由得十分自憐,他們深愛反覆試錯的實驗,那股勁頭我永遠望塵莫及。我在明尼蘇達州度過了無趣的5年,最後拿到了物理學榮譽學位。可是,儘管在實驗室里奉獻了數百個小時,儘管背誦了數千條方程式。儘管畫了數以萬計的無摩擦滑輪組和斜坡示意圖——可我真正受到的教育是那些教授講述的故事。甘地的故事,哥斯拉的故事,利用鍺竊取了諾貝爾獎的優生學家的故事,把一塊塊易爆品鈉扔進河裡弄死魚的故事,人們幾乎滿懷喜悅地在充滿氮氣的太空梭里窒息而死的故事,還有曾在我的母校擔任教職的一位教授的故事——他拿自己胸腔里裝的鈽動力心臟起搏器做實驗,擺弄身旁的強磁線圈來讓起搏器加減速。
我為這些故事深深著迷。最近,當我在早餐時回憶起關於水銀的故事,我意識到,元素周期表中的每一種元素都有其或有趣、或奇怪、或令人毛骨悚然的故事。而與此同時,這張表格是人類最偉大的智慧結晶之一。它既是偉大的科學成就。又是妙趣橫生的故事集錦,所以我寫下這本書,層層回顧周期表行行列列的傳奇,就像是解剖學教科書里的透視圖一樣,從不同的深度講述同樣的故事。從最簡單的層面上說,元素周期表羅列了我們這個宇宙里所有不同種類的物質,它裡面一百多位各具特色的角色構成了我們能夠看見、能夠觸摸到的一切事物。周期表的形狀也給了我們線索,讓我們知道某些元素之間為何如此相似。而在稍微複雜一些的層面上,周期表也是一份密碼錶,隱藏著每種原子來自何方、哪種原子能夠裂變或是轉換成另一種原子的秘密。這些原子也能自發組合成動態系統,例如生物,元素周期表能預測這一切如何發生,它甚至能預測哪些陰險的元素會毒害甚至毀滅生物。
最後,元素周期表是一個人類學奇蹟,作為人工製品,它映射出我們這個種族所有的精彩、巧奪天工和醜陋,映射出我們如何與物理世界互動——它以簡潔而優雅的形式寫下了我們這個種族的簡史。元素周期表值得我們從各個層面悉心研究,讓我們從最基本的開始,然後循序漸進。除了供我們消遣之外,元素周期表的傳說還提供了另一條理解它的道路,這條道路你在教科書或是實驗手冊上永遠都不會看到。一飲一啄,元素周期表與我們息息相關,有人以它下注,因此傾家蕩產;哲學家利用它探求科學的意義;它能毒殺人類,也能釀成戰爭。從左上角的氫到最底下那些不可能自然存在的人造元素,字裡行間,你能發現泡泡、炸彈、金錢、鍊金術、政治手腕、歷史、毒藥、罪行和愛情,甚至還有一點點科學。

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