科學(xué)家做實(shí)驗(yàn)，將汞變成了金

可以說(shuō)幾千年的“煉金歷程”，從現(xiàn)代人看來(lái)，是一種具有神秘色彩的“迷信活動(dòng)”，因?yàn)榻F(xiàn)代物理學(xué)和化學(xué)科學(xué)體系的逐步建立和完善，人們對(duì)組成物質(zhì)的原子結(jié)構(gòu)和性質(zhì)愈發(fā)了解，煉金術(shù)受到了質(zhì)疑，后來(lái)又遭到了批判，到19世紀(jì)時(shí)，“煉金術(shù)”已進(jìn)慢慢退出了歷史舞臺(tái)。

現(xiàn)代科學(xué)家“點(diǎn)汞成金”

大家知道，不同元素的區(qū)別，就是原子核中質(zhì)子數(shù)量不同造成的。原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成（氫1是個(gè)特例，原子核中只有一個(gè)質(zhì)子，沒(méi)有中子），質(zhì)子數(shù)決定元素種類，當(dāng)質(zhì)子數(shù)一樣而中子數(shù)不同，則決定著該元素的同位素。

那么，在理論上，如果通過(guò)人工的方式，想辦法改變?cè)雍酥械馁|(zhì)子數(shù)量，那么就可以實(shí)現(xiàn)將一種元素改變?yōu)槠渌亍Ｒ簿褪钦f(shuō)，如果我們能夠?qū)⒃有驍?shù)大于79的元素原子（金的原子序數(shù)為79），拿掉若干質(zhì)子；或者往原子序數(shù)小于79的元素原子中添加若干質(zhì)子，使其原子核中的質(zhì)子數(shù)變?yōu)?9，那么，我們就實(shí)現(xiàn)了創(chuàng)造金子的目的。

基于上述考慮，不少科學(xué)家為之設(shè)計(jì)并開(kāi)展了相關(guān)實(shí)驗(yàn)，比如，1941年美國(guó)哈佛大學(xué)的班布里奇博士，利用“慢中子技術(shù)”，成功將汞（原子序數(shù)80）變成了金。1980年，美國(guó)勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室利用高能加速器，將高速粒子轟擊鉍（原子序數(shù)83）和鉛（原子序數(shù)82），都分別得到了金。

進(jìn)入新世紀(jì)后，日本科學(xué)家松本高明等人，通過(guò)使用核種變換技術(shù)，即用高能伽馬射線照射一種物質(zhì)的原子核，使其失去一個(gè)質(zhì)子而變?yōu)樾碌脑印?shí)驗(yàn)中，他們將質(zhì)量為1.34噸的汞暴露在伽馬射線的照射下，一照就是70天，結(jié)果完全冷卻后得到了744克的黃金。

黃金難不成要白菜價(jià)？

實(shí)際上，要實(shí)現(xiàn)將原子核中的質(zhì)子發(fā)生變化的目標(biāo)，難度是相當(dāng)?shù)拇蟆Ｔ谖覀兯佑|到的物質(zhì)化學(xué)反應(yīng)中，即使用上各種化學(xué)手段以及常規(guī)的加熱等物理方式，都不能改變?cè)雍说慕Y(jié)構(gòu)，而只是分子層面的破裂或者原子間的重組，生成不了新元素，這也是為什么古代的“煉金術(shù)”不能成功的原因。

據(jù)科學(xué)家測(cè)算，從一個(gè)原子核中取出一個(gè)質(zhì)子，要比分子破解為原子所需能量高出數(shù)百萬(wàn)倍，普通化學(xué)反應(yīng)所輸入的能量，距離原子核結(jié)構(gòu)改變還相差甚遠(yuǎn)。這也就是說(shuō)，要想使元素的原子中質(zhì)子數(shù)量發(fā)生改變，需要的能量必須非常大才行，在宇宙中，像恒星內(nèi)部的高溫高壓環(huán)境，超新星爆發(fā)，中子星碰撞等，方可實(shí)現(xiàn)。

而用人工的方式，也必須創(chuàng)造出非常特殊的環(huán)境、用特殊的裝置，比如用大型粒子加速器，用超高速的質(zhì)子、中子等微觀粒子，去轟擊原子核，原子核“破解后”，這些微觀粒子重新組合為新的原子。

上述人工的方法，所需能量巨大，因此創(chuàng)造新原子的成本也很高。就拿日本科學(xué)家用伽馬射線照射汞這個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)說(shuō)，前后70天的花費(fèi)達(dá)到了1.5億日元，折合人民幣近1000萬(wàn)元，僅得到了700多克的黃金。

因此，目前人工創(chuàng)造黃金，只能在少數(shù)高端實(shí)驗(yàn)室中，用特殊的設(shè)備以及巨量的投入來(lái)實(shí)現(xiàn)，如果僅從黃金的投入產(chǎn)出比看，無(wú)疑是極其虧本的，但做這些科學(xué)實(shí)驗(yàn)的目的，根本不是為了得到黃金的“貨幣價(jià)值”，其價(jià)值體現(xiàn)在創(chuàng)造黃金的過(guò)程以及結(jié)果上，體現(xiàn)在提升人類對(duì)物質(zhì)認(rèn)知水平的提高上。

就像我們?nèi)祟愐呀?jīng)在太陽(yáng)系內(nèi)發(fā)現(xiàn)了富含黃金等貴金屬的靈神星，在2500光年外也發(fā)現(xiàn)了一顆“黃金星球”—巨蟹座K星，上面黃金的含量高達(dá)千億噸級(jí)別，吸引我們的并不是要把這些黃金都開(kāi)采了拿到地球來(lái)用，而是探測(cè)的過(guò)程，以及對(duì)航空航天和深空探測(cè)能力提升的推動(dòng)。

科學(xué)永無(wú)止境，人類探索的腳步也將永遠(yuǎn)向前。

（來(lái)源：優(yōu)美生態(tài)環(huán)境保衛(wèi)者版權(quán)屬原作者 謹(jǐn)致謝意）