分节阅读 Table of contents

• 1.本书能给我带来什么？带你进入材料的奇妙世界

  • 今天给大家带来的，是一本有趣又有料的书，名字叫《迷人的材料》，是世界著名的材料学家马克·米奥多尼克的最新力作。
    
    在这本书中，作者探究了10种改变世界的神奇物质，并且写了有趣的科学故事。比如说，他写到早期的台球，他说早期台球的制造材料叫赛璐珞。这个赛璐珞的化学性质其实很不稳定。可能，你本想着一杆清台，结果刚一开球，“哐”一声就爆炸了。好在，后来改用了别的制造材料，不然，这哪里是打台球啊，简直就是撞地雷嘛。
    
    作者在“材料”前加了一个形容词叫“迷人的”。嗯，迷不迷人不敢说，但是这材料世界，的确挺疯狂的。听完这期节目，你还会了解到：为什么曲别针可以自由弯曲；为什么我们没有不锈钢的马桶；以及我们人类和一支铅笔，到底有什么不同。
    
    别走开，让我们一起走进这个神奇的材料世界。

• 2.我们的日常用品是用什么做的？这取决于你研究时选择怎样的视角

  • 从用于书写的铅笔，到吃饭用的餐具，我们每天都在接触大量的人工制品。但是，你有没有仔细想过，它们究竟是用什么做成的呢？事实上，这个答案取决于你用什么视角来观察这些物体。
    
    乍一看，我们接触到的日常用品，都是一个个单独的整体。但是，如果我们观察地更仔细一些，你就会发现，它们其实是由一些更小的部分排列结合而成，比如毛衣就是用毛线编织而成的。而如果你更进一步地观察这些小部分，不难发现，它们同样是由更加微小的部分所组成的。换句话说，这些用于制作物品的材料，就像俄罗斯套娃一样，一层套着一层。
    
    不幸的是，如果想要获得这件毛衣的更多信息，我们已经不能单凭肉眼了。但是在一台功能强大的显微镜下，你会看见毛线的每一根纤维，如果再进行放大，你甚至还会看到这些纤维中成千上万的分子，乃至更小的原子。
    
    事实上，材料在性质上的差别，就取决于这些分子和原子。比如金刚石和铅笔芯里的石墨，看起来完全不同，但其实它们全部是由碳元素组成的。而两者在外观上的区别，仅仅是因为它们有不同的分子原子结构。在石墨中，碳原子以片状排列；而在金刚石中，碳原子则呈现面心立方的排列结构。
    
    所以啊，材料绝不仅仅是我们肉眼所能看见的那样。

• 3.即使是那些看似坚实的材料里，也有微小的构造在不停地移动

  • 现在你知道了，所有的材料，包括那些看起来最坚实的，都包含了无数微小的组成部分。
    
    比如金属，实际上就由上亿个细小晶体构成。当然啦，一说到晶体，我们通常想到的是戒指上晶莹剔透的宝石。你可能很难想象，你的钥匙、手机的外壳、包包上的拉链等等金属制品，都是由晶体构成的。
    
    更让你大跌眼镜的是，这些晶体其实是在不停移动的，只是我们肉眼无法看到而已。这些晶体通过相互挤压而形成材料，它们相互结合的紧密程度决定了移动范围的大小，而这又反过来决定了材料的抗压性能。也就是说，晶体结合得紧，移动范围就小，那么抗压性能就强，反之亦然。
    
    举个例子吧。办公常用的曲别针，你见过吧？像这类金属物体，晶体结合得就比较松散，因而晶体可以自由地移动，它的抗压性也就比较差。也就是说，曲别针是可以轻轻松松被掰弯的。
    
    但是，如果用来制作曲别针的金属是由结合更加紧密的晶体构成的，例如钢铁，情况就截然不同了。不仅不能被掰弯，在蛮力之下，很可能会被掰折。
    
    这样看来，软性材料的硬度之所以比较小，只是因为它们的基础组成部分结合得更加宽松罢了。

• 4.有生命和无生命的材料，最大的不同在于它们对刺激的反应方式

  • 你觉得，你和一支铅笔有什么区别？额，听到这么没头没脑的问题，你是不是愣住了。其实啊，从微观角度来讲，我们和周围的一切事物一样，都由原子和分子构成的。
    
    从原子级别上来看，我们的身体也是由碳、氢、氧、氮等地球上最为常见的元素所组成，这些元素在我们体内的排列方式只有很细微的差别。而其他元素也是如此，相比之下，它们可能并不常见，但对我们的躯干、头发、皮肤、眼睛等生理构造非常重要，比如说钙元素。听到这儿，你估计想起某某钙片的广告了，吃了某某高钙片儿，腰不酸了，腿不痛了，走路也有劲了，一口气上五楼，不费劲儿……
    
    好了，说回正题。显然，如果你仅仅观察原子和分子，生命体和非生命体之间并不存在什么差别。但是，当我们观察这些原子和分子对周围环境的反应时，诶，两者的差别就出来了：有生命的材料比无生命的材料呈现出强得多的反应性。
    
    试想一下，当一种材料遇上了一个外在刺激，比如说火，会发生什么呢？无生命的材料一定会通过弯曲、折断或者是共振等方式，来对其作出反应。但是，这种反应是被动的。也就是说，火已经烧到了这种材料，这种材料才做出反应。
    
    而有生命的材料，就没这么迟钝和被动了。有生命的材料在分子层面上是可以相互沟通的。当皮肤中的细胞感觉到前方有一个高温热源时，会立即启动应对机制，比如它们可能会发送神经信号以产生某种反射行为，使得皮肤远离热源。
    
    现在你再想想你和一支铅笔的不同，是不是很容易给出答案了呢？

• 5.我们对材料的选择，既有情感的部分也有实用的部分

  • 为什么现代社会对材料如此重视？难道，仅仅只是因为它们的使用价值么？NO！考古学证据显示，人类为了纯粹的社会价值而对珠宝、绘画等装饰性物品的生产，几乎与实用性工具的发明和生产同步。
    
    有时候，一件物品的社会价值和情感价值，比它的使用价值更加重要。看看我们为特定物品选择的制作材料就知道了。
    
    我们都知道，不锈钢成本低廉、持久耐用而且方便清洁，那么为什么我们不把它做成盘子或者马桶呢？为什么我们还要用精美但是易碎的陶瓷来制作厨卫用具呢？
    
    显然，这是我们在材料选择中不理性的部分。但从情感角度来讲，这又是非常合理的。我们天生就不喜欢把冰冷坚硬的钢铁和我们进食时温暖柔软的感受联系起来，同样的，我们也不喜欢自己最私密的排泄物必须通过不锈钢导出。
    
    那么，我们关于材料的这些情感认识从何而来呢？
    
    事实上，材料被赋予的隐含意义，往往是受人们所接触的场所影响。比如说，如果我们大老板的办公室里有一张紫檀木书桌，那么，以后你想到紫檀木这种材料，估计很容易就把它和名望、财富等联系起来。
    
    此外，我们对材料的选择，也反映了我们的性格和价值观。比如，重视奢侈享受、注重外表的人可能会身穿丝绸衣服，并且用大理石来装修厨房；然而一个重视实用性的人则更可能会用聚酯乙烯材质的餐具，并拥有一个铺着花岗岩的卫生间。
    
    最后，我们来总结一下本书的关键信息吧。
    
    如果你仔细观察周围的物体，你将发现它们绝不是一个坚固不破的整体，而是由很多微小的部分组成，而每个微小的部分则由更小的部分所组成，以此类推。通过在更小的层面上对微小的部件进行观察，我们可以更好地理解材料的性质，并且在未来创造出更加神奇的材料。

关于本书 About the book

从茶杯、喷气发动机到家用电器、内裤，我们的生活充满了材料。但你想过没有，为什么玻璃是透明的？是什么让橡皮筋有弹性？为什么曲别针会弯曲？为什么不锈钢不生锈？水泥也能做成衣服？世界上最薄却最坚硬的东西是什么？

世界顶级材料学大师带你用材料科学家的眼睛，以全新的方式看待你身边的每一样东西：钢、纸、混凝土、巧克力、塑料、玻璃、瓷器⋯⋯

本书以渊博的知识和极富感染力的文字写就。它不仅揭露了各种物质背后的神奇结构，还告诉我们隐藏在其背后的精彩故事。每一章介绍一种材料，辅以照片和手绘图，极富可读性和趣味性。

本书金句 Key insights

● 少了金属工具，就算召集再多奴隶也盖不出金字塔。

● 纸张软而强韧，轻薄又易于再加工，加上个硬壳封面，书就成为文字的堡垒，可以守护文字几千年。

● 混凝土永远不会干，因为水是混凝土的一部分。

● 巧克力是一种神奇的固体饮料，它的成功源自于制造者对于可可脂结晶的认识与调控。

● 气凝胶的表面几乎不会反射光线，因为散射作用在暗色前呈现蓝色而在浅色前会消失不见，从这个角度说，手里拿着一块气凝胶就等于握着一大片天空。