讀書 | 從青銅器到航天器，看化學元素裡的中國故事

11月19日下午，《118化學元素》作者、華東理工大學教授戴升在2022上海書展上帶來了“化學元素與中國：從青銅器到航天器”的主題講座，其以中國人民對化學元素的應用故事為線索，貫穿中國歷史，從青銅器到航天器，串講其中所蘊含的化學知識與原理，體現中國古代勞動人民的勤勞智慧，以及新中國成立以來，中國人民在化學領域取得的令世界矚目的偉大成就。

戴升表示，化學元素承載了中華文明的開端、傳遞與探索，標誌著中華文明開端的青銅器正是一個例證。除了青銅之外，矽元素也在中華文明的演化中扮演著重要的角色。矽不僅透過古代的岩石、陶瓷來傳承中華文明；當今的資訊時代，矽已然傳遞著現代文明。目前，世界上生產的鈦及鈦合金，有四分之三都用於航天航空領域。2019年1月，我國的“嫦娥四號”月球探測器成功登入月球背面。與“嫦娥四號”一同隨行的還有 “玉兔二號”登月車。“玉兔二號”的車輪是由鈦合金製造的，使用了鈦鎳形狀記憶合金。人類對於化學元素的探索孜孜不倦，未來10年、20年之後，可能元素增長之後不再是118號。希望大家學會透過化學元素去了解世間萬物的這種思維，做到交叉學科的融合，用我們的科學知識去理解生活中的各種現象。

《118化學元素》

戴升 著

華東理工大學出版社出版

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內文選讀：

元素是什麼

人類關於“元素”這一概念的思想有著悠久的歷史，這是人類對物質世界的一種簡單歸納。早在古希臘時期，哲學家亞里士多德曾提出了“四元素說”。他認為，世間萬物皆由土、氣、水、火四種元素組成。這種說法為後世的鍊金術師所推崇。鍊金術師們錯誤地認為，只要改變這四種元素的比例，就能使普通金屬變為黃金，繼而他們孜孜不倦地試圖從廉價的鐵中獲得昂貴的黃金。類似地，古巴比倫和古埃及曾有關於水、空氣、土的“三元素說”，中國古代也有關於金、木、水、火、土的“五行說”。直到15、16世紀，歐洲醫藥學家們提出的關於硫、汞、鹽的“三元素理論”仍風靡一時。

17世紀，英國化學家羅伯特·玻意耳透過一系列實驗證明了：黃金並不能分解出硫、汞、鹽中的任何一種“元素”：砂子和灰鹼混合在一起，經加熱熔化可變成透明的玻璃，但玻璃再也不會分解成土或水；果汁經過發酵會變成酒精，但它們都不會變成鹽或硫。由此，玻意耳對傳統的元素觀念產生了懷疑，井率先提出了較為科學的 “元素”定義：元素應是具有確定的、實在的、可察覺到的實物。只有那些不能用化學方法再分解的簡單物質才是元素。

從玻意耳的定義中不難看出，“不能用化學方法再分解的”是一個關鍵定語，這也使得後繼的化學家們不斷地嘗試著“分解”和“提煉”，從安託萬-洛朗·拉瓦錫到漢弗裡·戴維，再從約翰·道爾頓到德米特里·門捷列夫，這些才華橫溢的化學家們帶領人類不斷探索物質的組成和元素的本質。隨著現代科學技術的進步，目前 “元素”的科學定義是由國際原子量委員會在1923年提出的，其中的“分解”尺度已經細化到了“原子”級別。

所以，元素是同一類原子的總稱，它們描述著物質的宏觀組成。截止至2021年，人類總共發現了118種元素，其中既有地球上存在的自然元素，也有人工合成的人造元素，它們有條不紊地“坐落”在元素週期表中。本書就將帶你去認識這一個個化學元素，井透過它們瞭解世間萬物的組成。

作者：戴升

編輯：袁琭璐