自古江山社稷，靠兩樣東西實現征服——書/文、劍/武。

書的材料是紙，劍的材料是鋼鐵，所以很大程度上，紙和鋼造就了歷史。那么，什么造就了紙和鋼呢？

這兩樣東西恰好是《迷人的材料——10種改變世界的神奇物質和它們背后的科學故事》的開篇兩章。此書是材料科學領域的科普佳作，比爾·蓋茨2015年曾專門撰文推薦，?因為全是小章節(jié)小故事，讀來輕松且妙趣橫生，可認真研讀，亦可枕上車上廁上亂翻。

10種材料都是你我家中常見之物：鋼、紙、混凝土、巧克力、氣凝膠、塑料、玻璃、碳材料、瓷器和人體植入物。今日先說鋼與紙。

鋼之煉金術史

賈雷德·戴蒙德的名作《槍炮、病菌與鋼鐵》早就將鋼鐵的作用寫得神乎其神，歐洲人航行至拉美時，如天神下凡一般降維打擊，用刀劍將還用著木石武器的當地土著砍瓜切菜，幾十個人的小隊可以快速征服一個國家。

金屬是完美的工具材料，可以塑成各種形狀，也可以變得很堅硬很鋒利，鐵作為大自然中最常見的元素之一，就在天火中進入了人類的視線。然而，鍛鐵這門技術流傳幾千年，直到19世紀仍然是全憑經驗和運氣。鑄劍師們或許經常困惑：要鑄造一把好劍，是該靠祭天還是扔孩子進爐呢？

知識有什么用？它可以讓成功不再靠經驗和運氣，而變得可以復制。當人們認識到事物是由原子組成，鑄鐵煉鋼就成了一門科學。干將莫邪，恭喜你們，為了鑄劍不用再殺人了。

金屬由金屬晶體組成，內部是駁雜的線條——“位錯”，位錯是金屬不完美的存在，也是其能被改編形狀成為工具的原因。位錯的移動實現了金屬的可塑性，金屬的熔點代表晶體內金屬鍵的強度，代表位錯容不容易移動，即是否堅硬。

某種純金屬，例如鐵、金，都是優(yōu)缺點并重。戒指很少用純金制作，因為硬度太低容易刮壞。好在金屬只要摻入少量其他物質就會改變性質，所以有了更符合人類需求的合金。外來的原子會擾動原本金屬晶體的物理和電子結構，包括讓位錯更難移動、金屬更加堅硬，也會讓晶體變顏色，比如透明的純氧化鋁晶體，加入鐵就變成藍寶石、加入鉻就成了紅寶石。

鋼是鐵和碳的結合，高碳鋼硬而脆、低碳鋼軟而韌。終于知道《瑯琊榜2：風起長林》里蕭平旌是怎么被陷害的了，真相只有一個——皇宮比劍用的是高碳鋼，太容易被砍短了！

你中不想讓一座鋼橋突然塌了吧，事實上，這事確實發(fā)生過。鋼的故事到此為止了嗎？

還好出現了一個叫貝塞麥的人，想到了兩個辦法：1、用氧氣把碳給帶走；2、再加回去1%的碳。

貝塞麥法鋼之煉金術，鋼大量生產、價格暴跌，宣布了機器時代正式到來。且不論之后的鐵路大亨、鋼鐵大亨，一個小小的刀片就改變了世界，它的名字叫吉列。刀片足夠便宜，鈍了直接扔掉，日拋月拋年拋，想怎么拋怎么拋。1903年吉列賣出了168枚刀片，隔年賣出12萬枚，1915年，已經賣掉超過7000萬枚。這種剃刀賠本賣、刀片暴賺的“刀片模式”，后來也用到了打印機和硒鼓墨盒上。天才的想法用合適的技術實現，造就了完美的商業(yè)模式和偉大的百年企業(yè)。

另一個革命性的發(fā)明是不銹鋼。鋼中加入鉻，鉻原子會搶著跟氧氣發(fā)生關系，透明的氧化鉻成為護盾，從此之后，鐵鍋炒菜不補鐵了，雙立人菜刀可以當傳家寶了。

紙之魔法史

武人用劍、文人用紙。用寶劍的陳家洛終敵不過用圣紙（旨）的乾隆。

木材制漿，去木質素，加入白堊（碳酸鈣）等其他添加物，放在平坦表面晾干，變得到了紙。

紙的主要歷史貢獻就是記錄。紙與文字結合，變而為筆記、而為書、而為報紙，可記錄（或篡改）歷史，可穿越千年和萬里的時空。生物學說，保存信息最有效的方法就是快速復制，有了印刷術，書變成了最早的病毒營銷。

紙也可以跟拍照技術結合，變而為相紙，記錄回憶，也提供了標準化的身份認證方式，甚至定義我們是誰。我很好奇，在相紙出現之前，人們遇到陌生人時，如何證明自己是自己呢？古代一定有很多冤假錯案是因為畫師把通緝犯畫得不像，昭君出塞也是因為被畫師坑了。

紙放久了會變黃，兩個原因：1、殘留的木質素遇光和氧反應，這種紙廉價，常用來制造廉價的拋棄式制品，例如報紙；2、為了更光滑，紙上涂了硫酸鋁，酸紙中紙纖維和氫離子反應，也會讓紙變黃變脆。

還有幾種特殊的紙。

一種是發(fā)票，熱敏紙上的字不是墨水印出，而是紙上預涂酸劑與無色染料，受熱后反應變黑，使機器永不斷墨。不過這種染料放久了會回復透明，字跡變淡，重要的東西別打在熱敏紙上。

最特殊的當屬鈔票，如果說書可以讓我們的心靈穿越時空，那鈔票可以讓我們的身體想去哪去哪。紙做的鈔可能比紙做的書更能改變世界。作為鈔票的紙， 純棉制品，更強韌、不怕水（媽媽再也不用擔心我洗衣服忘了掏兜了），更重要的本事就是防止偽造：1、有特殊的聲音；2、因為不含淀粉，碘筆寫上不變色；3、棉的密度決定了明暗，稍微改變即可形成水印。聽聲、變色、看水印，你也可以識別偽鈔。

紙有非常適合凹折與彎曲的力學構造，折紙會讓纖維斷裂產生永久彎折，卻又有足夠的纖維沒有受損而不至于撕開。所以可以拿來折飛機，包禮品、當紙袋，對了，用紙袋并不更環(huán)保，因為制作拋棄式紙袋比造塑料袋費能源。

最后是以kindle為代表的電紙書。kindle之所以不像iPad那樣傷眼睛，是因為它用的是真墨水。這是個很神奇的技術，先把墨水變成亞努斯粒子，亞努斯（Janus）是古羅馬的太陽和光明之神，掌管天門啟閉，使日月季節(jié)更迭。他有兩張臉，一張向著過去，一張向著未來。亞努斯粒子也是這樣的神奇存在，墨水粒子被染色，一邊白一邊黑，各帶相反的電荷，通過調整電荷，可以隨意翻轉呈現出想要的字或畫面。

電子紙和屏幕或許會替代掉大部分的紙，我自己就已經能有電子書不找紙書了。但我們相信，紙書不會滅絕，因為它除了傳播文字，還有裝逼、打蚊子、墊桌子等功效。

（《迷人的材料》讀書筆記未完，可能會續(xù)，尤其是我目前還沒研究清楚學好材料學跟投資之間的關系。需要本書電子版的朋友，可以去微信讀書里找，贈一得一，不用花錢，可以點閱讀原文直達鏈接。）

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