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《元素家族》
碳的大家庭(二)钻石星球
鲁超   
得票 560 阅读 1990 评论 2

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上一节我们展示了这么多美轮美奂的钻石,你心里有什么想法呢?是不是开始梦想得到珍宝,那代表着财富;或者你相信“钻石恒久远、一颗永流传”,因为那代表着爱情;或者你开始愤起来:国家要强大,财富永远跟随着枪炮。

其实,再宝贵的财富,无论是存放在博物馆里,还是收藏在帝王将相家里,都是没有工业价值的,除了修炼一下艺术“细菌”以外,对人类的发展没有任何帮助。

作为一个理性的化学工作者,应该首先把钻石从高贵的礼品架上取下,它其实就是碳。

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【史上最牛的炫富大师:拉瓦锡就是用这套装置点燃了钻石,只是为了证明了钻石是碳。家里有钻戒的美妈们都把放大镜抱紧了,现在的熊孩子们什么都干得出来!】


钻石的真正的用途来自它的硬度,莫氏最大硬度10,因此它被称为金刚!

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【金刚石做成的切割刃,几乎可以切开所有物质。】

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【钻石的天然、坚硬代表着感情的执着和永恒,所以天然钻石最大的用途估计就是用来做定情信物了。我以前一直理解不了有那么多离婚的,学了化学就懂了,钻石之所以能“永恒”是因为它没有遇到放大镜,感情估计也一样吧。】


地球上主要的钻石资源分布在南非、加拿大、印度、俄罗斯、巴西和澳大利亚,其中几乎一半在非洲。看过电影《战争之王》的朋友们应该知道,钻石也是非洲战火纷飞的一个相当重要的原因吧。

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【世界上最大的“洞”,位于西伯利亚,其实是一个钻石矿。旁边的圈层是公路,你可以想象一下这个“洞”有多大。】


钻石的稀少决定了它的价值,目前,每年钻石的开采量约为26吨,满足不了工业和结婚的需要,所以科学家们开始想办法生产人造钻石。目前每年有1000吨左右的人造钻石被生产出来,但是基本都是2克拉以下的。

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【人造钻石只能造出来这么点大的,目前天然钻石的开采成本是每克拉40-60美元,而人工合成的钻石成本在每克拉2500美元,技术还需要改进。】


说完地球上的钻石,我们还可以看看遥远的太空,看看那里是不是有更加宝贵的财富呢?

美国天文学家宣布,经过8年多的观测,他们确信发现了一颗星球,它直径达4000公里,其核心是密度极高的结晶碳(即钻石),重量相当于10的34次方克拉,这简直是一颗钻石星球了。而且它距离我们仅50光年,这对于宇宙尺度来说实在不能算很远。

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【幻想中的钻石星球。】


如果要问宇宙中为什么会有钻石星球,这就要说到恒星的演化了。在前面几种元素的时候我们已经提到了,恒星内部无时不刻不在进行着核聚变反应,先从氢聚变成氦,然后到锂、铍,但这两种元素都很少,只是作为中间产物。然后它们跨过了硼,直接从氦聚变成碳(中间经过铍)。

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【恒星演化简史,大多数类似太阳的屌丝星球最后的命运都是白矮星,如果恒星特别巨大,质量超过太阳的十倍,那么它会发生超新星爆炸,它们的结局是中子星或者黑洞。】


以我们的太阳为例,50亿年以后,随着氢逐渐消耗完,它会不断膨胀,把地球等行星吞没掉。而等到氢消耗完之后,氦原子核在巨大的压力下继续聚变成碳的时候,太阳会发生一次爆炸:“氦闪”(级别比“超新星爆炸”小得多),把外部的气体喷发掉,留下一个白矮星内核。这个白矮星内核继续将氦“燃烧”成碳,当氦反应完,只剩下碳的时候,我们可以说:太阳已经变成一颗钻石星球了。

也就是说,我们现在看到的钻石星球,其实都是以前发光的恒星。

我们还可以说,因为以前的恒星也是很多的,所以,宇宙中其实是布满了钻石星球。

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【螺旋星云,是一种行星状星云,这就是太阳的最后结局,最中心是个白矮星,很大可能是一颗钻石星球。这种类型的星球在宇宙中应该很多。】


说到这里,不禁感叹:我们实在是应该将眼光投向遥远的深空,那里不光有无尽的财富,更有我们人类无尽的生存空间。刘慈欣带领我们思考过一个问题:我们人类代表着地球上诞生的生命,进化了30多亿年到了现在,究竟是为了干嘛来了?我们现在局限在地球上,拥有庞大的群体,但是却没有一个共同的目标,时时发生战争、纠纷和各种互相不理解。我们的生活习惯、组织形态让我们更多的资源在无谓的内耗上,而没有更多的用到认识和开发宇宙中。

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【在宇宙尺度下开辟疆土,拓展生存空间,才是正道。】


网络上各种关于民主、专制的纷争,其实就是财富如何分配的问题。两只蚂蚁抢夺一粒米,会被观察它们的猫狗们耻笑的。我想与其趴在地上去抢夺苦涩的浆果,不如去植树造林,研究如何发现和利用更大财富的方法。那就是科学所能带给我们的,在我们对元素家族介绍的不断深入中,我们会不断的看到科学技术对于人类社会的影响。30年前,家里有台彩电已经是非常显摆了,当时的人们谁能想到,现在的我们可以用一台轻巧的迷你pad就能实现比当时彩电多得多的功能呢?拿破仑三世甚至将铝作为财富的象征,他不会想到我们现在对铝是一种怎样平常的态度。那当然,我们更加不能把我们现在相比于身边人的优秀当成自己炫耀、自满的资本了,因为我们不用想也知道,后代们将嘲笑我们现在的所有事物。

人们不能老看当前,否则跟刍狗又有什么不同,人类的伟大在于自己的理性,所以我真心的希望大家“多谈谈赛先生,少麻烦德先生。”

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【我们的征途应该是星辰大海,宇宙深处才是我们更广阔的生存空间,我们不希望自己如同电影《星际穿越》里人类的命运,在地球上活活等死。】


小测试:

1, 按照作者的说法,下面哪个是对的?

A) 太阳的寿命至少还有50亿年。

B) 人类进化了30多亿年,应该多关注当下的分配问题。

C) 钻石星球是外星矮人族的财富仓库。

D) 50亿年以后,太阳会发生超新星爆炸。

2, 在宇宙尺度下进行投资,你是选择黄金还是选择钻石?

A) 黄金

B) 钻石

C) 我没钱我是来打酱油的

D) 美元

3, 哪个地区钻石储量最大?

A) 非洲

B) 亚洲

C) 澳洲

D) 温州

-完-
我要评论
小分子团水 2018-01-24 11:34
作为一个化学系本科生,所学的知识都是非常专业性的,科普性不足。元素家族以幽默风趣的讲述方式,以化学元素为基本来讲述化学对人类、对社会方方面面的影响,十分不错!
钱一二 回复 小分子团水 不错
2018-02-26 15:41 回复
笑笑 2017-12-28 20:32
个人一点心得愚见,算几点体会:文章节奏特别稳当,彰显了作者深厚的文字功底和隐藏的相关知识的广博,文中俏皮地使用了一些幽默的句子,还选定了化学元素这一主题,非常契合学生业余生活的需要,引导大家深入记忆这些元素。另外跟本人正相反,使用了大量图片,这些图片本人仔细研究了一下,不是从网上复制的,而且图片整体效果规整,高人耶~
科普作品
元素家族
| 目录  (共17章)
评委点评 评语汇总

虽然,化学元素的科普,是一个很老的题材。但作者显然将最新的科研进展,融合到化学元素的科普中,时效性、时代性都很强。 写作风格幽默风趣,配图恰当,适合手机、网络等新媒体传播。

2018-01-08 20:01 郑永春 ——

全作以较为通俗的语言讲述了,十种元素从发现,到部分生活中的实际应用等方面的内容,从文字角度应该是不错的作品,老少皆宜。但在选取图片上,感觉部分图片选取的质量不高,需要改进。

2018-01-10 13:37 匿名 ——

一篇内容非常丰富的科普文章,相信如果不限制字数的他作者完全可以把现在所有已知元素全部写一遍。而且文中的科普内容不光是这些元素的化学性质,还有他们奇妙的特性以及科学家们发现他们的故事。可以勾起读者继续把他读完的欲望。而且据我所知作者鲁超自己也在运营一个科普相关的公众账号,这种不计回报的科普精神值得学习。

2018-01-24 15:39 匿名 ——

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