我们如何走到今天：改变世界的7种元素 EVEN ELEMENTS THAT HAVE CHANGED THE WORLD

　　编辑推荐
　　★作为英国石油公司（BP）的前任CEO，作者约翰·布朗涉猎广博，熟知历史又精通科技，有着40年丰富的行业经验。
% O7 y6 Q: L& ]' F　　★行文流畅，简洁优美；擅长借助丰富的案例，以浅显易懂的语言，将化学元素的发展与历史故事相结合，层层解析，环环相扣，激发读者深入阅读和探索的乐趣。
　　★精彩好读，图文并茂。书中32页精美彩插，近100幅插图，直观展示元素影响人类的历史进程。
7 |" r; c1 `- i( r' u0 b! ~' {　　★从化学元素的角度揭示世界的起始本源，以小见大，从微观角度描绘宏观历史。
　　内容简介
　　七种不同组合赋予了七种元素完全不同的个性：
　　代表着力量又具有进攻性的铁、组成生命又释放热量的碳、折射着人类贪婪欲望的金、为世界留下影像的银、蕴藏巨大毁灭能量的铀、创造白色纯净空间的钛，以及催生互联网世界从而彻底颠覆人类生活的硅……每一种都以引人注目的姿态出现，并带着强烈的使命感存在，与我们息息相关。
　　发现元素和利用元素的历史，也是人类进步革新和贪婪疯狂的历史，在促进人类繁荣的同时，也改变着人类的本性，引发人性中黑暗的一面。
6 E+ ~4 p' G  I# F　　作者简介
! n) Y8 ?" z9 b$ |4 L% w' y: l. J　　[英]约翰·布朗，1966年以学徒的身份进入英国石油公司。1995年到2007年间一直担任该集团的首席执行官，并作为一个极有远见的领袖建立起了良好的声誉，在1999年到2002年间，连续每年被《今日管理杂志》评为“zui受尊敬的CEO”“。他是一个工程师、收藏家和商人，以及皇家学会院士和皇家工程院院士。他的回忆录《超yue商业》于2010年出版。
/ a6 L% ~  [4 }9 A　　精彩书评
　　“约翰·布朗用一种引人入胜的方式帮助我们消灭无知。作者既熟知历史，又精通科技，他用文字完美地诠释了科学，将原本复杂的原理以简单易懂的方式展现在读者面前。”
: E# F6 K) v) X1 d　　——彼得·亨尼西，英国历史学家
) ]6 x2 h8 ~% D4 {. O　　“人类对知识的追求促成了惊人的进步。这本书使得我们去面对这些现实，并以一种独特的、极具吸引力的方式去这么做。它将科学与人类社会交织在一起，这种方式给予了我们新的洞察力。这是由一位独特的思考者巧妙创作的一本书。”
0 @4 x7 e- O( M- ^2 S3 ?, z+ Q　　——托尼·布莱尔，英国前首相
　　“约翰·布朗使用了七种元素，用物理世界的构建模块去探索大量不同的世界。讲述一个个生动的故事，以一种全新的、极具吸引力的方式，向我们展示这些现代生活中的基本元素。”
2 R1 R1 Y  z8 M0 a: |　　——丹尼尔·耶金，普利策奖得主，《石油世纪》作者
- r8 U6 v6 y3 e$ @5 }3 M" Z　　“一部分的大众科学，一部分历史，一部分回忆录，组成了这些篇章。充满了洞察力，并承载了一种科学家与生俱来的乐观主义。”
* j, [3 `. z' W; o6 l　　——布瑞恩·考克斯，物理学家
　　目录
8 @- X+ ?  P" A2 N; }8 ~　　序言
+ V& j/ |* n% e0 W: B* W+ c　　前传
5 ^" q5 s3 ?, R# f　　第一章 铁
　　铁的含义里包含着阳刚的意味，钢铁筑成了现代社会的基本建筑架构，缔造了无数的工业财富，却也代表着进攻，是战争冲突的主角。人们用铁制造剑、枪、船只和坦克，将铁变成了高效而血腥的战争工具。
: O( p" R& e" T3 |1 Q  g+ H% }　　第二章 碳
　　碳是生命的元素，是DNA的骨干力量，使我们的身体得以构成、修改和补充，并与其他元素结合创造出复杂的世界。以矿物燃料形式存在的煤、石油和天然气，带领全球走上经济增长道路的同时，也引发了人类无尽的贪欲和对环境巨大的破坏。
- u3 |! B: p& m  c* d　　第三章 金
1 O  ?# P. i# Z0 \$ ~, j% ]1 d* }　　金元素在空气中的惰性很强，轻易不与其他原子发生反应。柔软、易切割、不易被腐蚀，这些天然的属性使得黄金成为财富和成功的象征，它像一个巨大的魔咒，永恒地诱惑着全世界的人们。
　　第四章 银
* f5 z4 ~8 s. H! @& t　　银元素在成像技术上的应用让摄影风靡一时，从此银不再只是储存价值的货币。它有了足以影响世界的力量，人们从此可以用影像记录回忆和历史，让流动的瞬间定格，以一种不可思议的方式还原这个真实的世界。
　　第五章 铀
　　从没有一种原子的裂变可以产生如此惊天动地的力量，铀原子从被发现起，就站在距离死神最近的地方。人们是要和平地利用铀元素进行宇宙能源的开发，还是无法掌控地走向自我毁灭？这真是一种脆弱的平衡。
　　第六章 钛
　　钛与铀和硅被并称为战后三大“神奇元素”。金属钛强度重量比相当高，又具有抗腐蚀性，在军用领域发挥着独有的作用。钛与氧结合形成的二氧化钛，作为增白剂，更加普遍地存在于日常生活中，为我们创造出一尘不染的洁净空间。
　　第七章 硅
　　从最初的玻璃、镜子，到望远镜、太阳能电池，得益于人们偶然间将最简单的二氧化硅颗粒转化成了颇具美感的玻璃制品。而硅元素最大的贡献在于，成就了拥有强大信息传播功能的移动通信和互联网世界。从此我们的生活被彻底改变。
/ R( u% @) N1 i0 n) U& ?　　后记
. h* M  @1 o# z4 ~: ?* e) M　　致谢
  H7 b6 l8 p7 X9 y, x! z　　精彩书摘
  Z- k- ^* T: n. W" [9 e8 n: o　　碳
7 A) ]' x* U& G5 x% _2 w/ y! \# n　　威尼斯本是一块不毛之地，沼泽遍地、疟疾丛生。而到了13世纪，这里已经成为繁华的城市，是西方世界最重要的商业中心。威尼斯在绘画、雕塑、建筑和音乐等方面的成就是其它城市望尘莫及的。救世主节庆祝的正是这座城市在逆境中坚韧不拔的精神。我们欣赏着焰火窜到空中，绽放出各种欢快的颜色。各种元素的原子展现出它们各自的色彩：蓝色的铜，红色的锶，还有黄色的钠。但在这些光芒中，最重要的元素是碳。因为没有碳，焰火就无法到达半空。
2 O5 j% b3 }9 x8 a  O　　碳元素是火药的能量供应。在焰火的发源地古代中国，蜂蜜是碳的来源。蜂蜜越干燥，含碳量就越高。据记载，爆炸混合物曾烧伤人的手和脸，甚至炸毁房屋。后来，用碳化的木柴制成的木炭成为了火药的传统燃料元件。如今，和几百年前第一次救世主节上的焰火一样，碳仍是点燃一年一度节日焰火的燃料元件。
　　威尼斯城大部分的建造都离不开碳元素。城里广泛应用的石头是石灰岩，其成分是碳酸钙，来自威尼斯共和国领土范围内的一个半岛里亚斯特（Istria）。威尼斯许多久负盛名的宫殿，它们的柱子、拱门和正面都是由这些里亚斯特岛石头建造的。由于它们易于雕刻且不易风化，这些含碳的矿物质几乎主宰了整个威尼斯城。碳元素还是纸和墨水的组成元素，威尼斯里程碑式的艺术和智力成果正是建立在它们的基础上；不仅如此，碳元素还帮助威尼斯人建造木质船只、发动战争，使强大的威尼斯共和国能够扩张领土。
　　碳原子非同寻常的能力使它们结成长长的链和环，因此碳是最多才多艺的元素之一。碳元素构建出许多结构，之后其它元素在这些结构基础上创造出复杂的世界。碳不仅是威尼斯共和国的基础，也是所有人类文明和人类本身的基础。碳是DNA的骨干力量，这些遗传密码使我们的身体得以构成、修改和补充。碳是生命的元素。
# Z1 B4 j- `6 e( J: V7 T　　但孤立状态的碳元素几乎是无用的。如果燃料中只有碳，火药不会爆炸，因为碳只有在极高温度下才会点燃。因此为了能让焰火“砰”地一声飞到空中，我们需要使用氧化剂来加速碳的燃烧。是碳和氧的复杂结合在完成每年一度的救世主节焰火燃放任务。对于碳原子来说，环境至关重要。
　　纯碳的用处很少。纯碳出现在铅笔芯的石墨里，钻石中也有它的身影。纯碳还被用来制作珠宝和钻头。石墨烯是只有一个原子厚度的纯碳素晶格，不久它就会使许多高科技领域发生彻底变革。但总体来看，碳元素改变世界，还需要其它元素的通力合作。
  A! X4 I& _3 I3 T: X　　但碳元素的故事始于几千年前，当时的人类还不能以工业规模利用石油。1969年，我在阿拉斯加工作，在那里我目睹了一个自然现象，这一自然现象使我想要记述人类对碳氢化合物最早的应用。当时我在一个实地考察组里，正在布鲁克斯山脉进行测量，阿拉斯加输油管道就贯穿在这条山脉中。一次暴风雨期间，我看到闪电击中了一块沥青岩层，裸露的矿脉很快燃起了火。也许，就在几千年前，古代的人们看到了同一现象，从而领会了煤的易燃性质。
0 ~* g* I- u7 t) x　　到目前为止，世界上最大的煤消费国是中国。在中国，煤的使用有着显著的连续性，最早可以追溯到公元前4000年中国东北的沈阳地区。被称为煤精或褐煤的低硬度、黑颜色石块散落在地上，早期人类将这些石块收集并雕刻成一些装饰物，如珠子和耳饰。煤精很容易雕刻和抛光，因此十分适合用来制作饰物。由于它的光洁度高，今天，煤精仍被用于首饰制作。“乌黑”这个词就是从这种石块中得来的。
　　煤是最重的碳氢化合物。煤中的氢碳的比例比石油和天然气都要小，因此煤更难燃烧，而一旦燃烧，它产生的二氧化碳比例要大于这些碳氢化合物。煤有不同的形式；含氢量越大，就越容易被点燃。中国古人很可能看到煤被闪电或炉火的火星点燃，之后意识到他们可以燃烧煤作为光和热的来源。
* H7 H$ I1 v. r6 B4 z- A4 [2 _　　汽车成为了“征服距离”的新工具。比煤含有更多碳氢键的石油有着更高的能量密度，因此能产生驱动汽车所需的能量。最初的汽车是手工定制的，价格高得只能作为有钱人的玩具，但福特希望所有人，包括农民和技工都能开上车。因此，他开创了汽车的大规模生产，规模经济使得汽车享有更为广阔的市场。1908年出厂的T型轿车就是这一计划的杰作：这是一辆轻载重量、安全可靠的汽车，同时，它价格低廉，能够满足美国大众对汽车越来越高的消费期望。1920年有1500万辆T型车出厂，几乎占当时美国汽车总量的一半。
　　拥有了汽车，就拥有了新的就业机会、更好的教育和医疗条件。汽车塑造着城市的发展，高速公路和城市郊区随之出现。除了实用性以外，在新兴的消费社会里，汽车也很快成为了社会地位的象征。作为自由和财富的符号，汽车成为美国梦不可或缺的一部分。
　　如今，美国梦已经走向全球。在中国的城市中，一度盛行的自行车大军已经被汽车代替，越来越多的车辆给交通造成了巨大压力。仅在北京，2011年实施管制前，每天新增加的轿车和卡车就有一千辆之多。
　　20世纪，全球车辆数量的的增加造成了石油需求量的猛增。然而，在汽车发明以前，石油有着两个非常简单的作用：照明和润滑。
, A9 G/ w8 G; s# y. Y　　“我把汽油看做是魔鬼的排泄物。它带来烦恼……看这个疯子——废料、腐败、消耗，我们的公共事业在土崩瓦解。还有债务，我们欠下了许多年的债务。”是什么让OPEC的创建者巴勃罗·佩雷斯·阿方索（Pablo Perez Alfonso）对石油如此痛恨？1948年，阿方索通过谈判使国际石油公司与生产国之间首次达成50：50的租金分成，大大提高了生产国的石油收入。从那以后，他看到了石油财富对委内瑞拉经济和社会的负面影响。
　　约翰·D·洛克菲勒一直觉得“石油就是金钱”。这样唾手可得的财富会使人滋生自满情绪，而且由于无可奋斗，石油国的创新力和竞争力会大受影响。人们为了利益而争吵不休，将经济发展丢在一边。以石油为基础的经济是极不稳定的：油价上涨，经济就繁荣，油价下跌，经济也跟着垮掉。艾伦·格林斯潘（Alan Greenspan）是我们这个时代最杰出的中央银行家之一，他对石油的负面作用深有感触，他曾向发现石油的非洲国家首脑提出建议，让他们忘掉已经发现的石油，并隐藏发现石油的消息。石油的魔咒已经如此深入人心。
　　石油国的发展潜力很有可能被腐败扼杀，由于管理制度的腐败，石油收入根本到不了公民的手中。这样的情况通常发生在国内冲突期间或殖民统治者离开以后。腐败的领导人只要掌握了关键的基础设施，就能够握紧手中的财富和权力。他们不须关注国家的经济或国民的意见。这就是“石油魔咒”。
" K3 y" y- G+ X　　90年代早期，我在安哥拉参与讨论英国石油公司在该国近海地区进行石油开发的可能性。驱车走在饱受战争蹂躏的首都卢旺达的街头，处处可见贫穷的印记，安哥拉已经陷入了石油魔咒。1483年，葡萄牙人来到安哥拉，开始了他们的殖民统治。葡萄牙殖民者交回权力后，安哥拉立即爆发了内战。内战爆发与1975年，断断续续一直持续到了2002年。冲突双方源自两大对立的政治运动，一个是安哥拉人民解放运动（MPLA），另一个是反共的争取安哥拉彻底独立全国联盟（UNITA）。
　　安哥拉有着丰富的石油和钻石（一种纯的结晶碳）资源。在冲突初期，UNITA夺取了安哥拉最好的金刚石矿床，而MPLA则掌握了石油储藏。两种形式的碳元素都是财富的来源，它们是冲突双方的资金保障。最初，钻石和碳仅仅是战争的工具。然而，它们为冲突双方带来的财富和权力使得它们本身成为了冲突继续的原因。被卷入战争的安哥拉国民陷入了极度的贫困之中。
' \1 k. Z6 g! R/ m6 |: }　　1998年，总部设于英国的非政府组织“全球见证组织”（Global Witness）发表了一份报告，谴责非法的钻石交易为安哥拉内战提供支持。报告开头这样写道：“国际社会……与钻石大亨已经窜通一气”，UNITA在其帮助下得以重新武装并发动战争，仅在90年代中期，就有50万人左右在这场战争中丧生。人们可以将大笔财产换成一颗小小的钻石，交易不需要任何文件，也不会留下一丝痕迹。联合国对这类钻石销售的禁令丝毫不起作用，经营这些钻石的公司也并没有受到任何起诉。全球见证组织特别提到了戴比尔斯（De Beers），他掌握着全球大约80%的钻石交易。
4 I: U5 S& e! |　　美国天然气使用量的增大带来的另一个副作用是二氧化碳排放量的减少。天然气含碳量小，生产等量的能量，它产生的二氧化碳只有煤的一半。因此，在过去的五年里，美国的二氧化碳排放量下降了7.7%，即五十万公吨左右，超过其它任何国家。全球天然气使用量的增加将对降低气候变化的风险至关重要。
" f: [4 G: t/ F5 T; h- v　　1992年，在里约热内卢的地球峰会上，我首次意识到了气候变化的真正风险。一百多个国家首脑在此聚集，讨论如何应对全球变暖等问题。这一话题并不新鲜，但这是首次被提上全球日程。
8 [3 b% a% Q" D* P　　从表面上看，里约热内卢的讨论与石油业和英国石油公司的成功完全相悖。但气候变化显然不能被忽视：我希望能获得更多信息，了解英国石油公司能否解决这一全球难题。我们必须采取重要措施，降低气候变化的风险。
$ Z+ U% q* U" j' }+ W4 ]8 t　　地球峰会之后，我与许多科学家和专家会面，努力应对这一问题。最后，有一个人说服了我。约翰·霍顿（John Houghton）是联合国政府间气候变化专门委员会（IPCC）科学评估小组的主席。他谈到了概率的问题，此前我曾受过这一方面的训练，因此能够明白他的意思，他说服我说，面对激增的全球排放，我们不能再保持被动的姿态。
　　气候变化经常被看做一个简单、线性的因果过程：日益增长的能源消耗会导致大气中二氧化碳浓度的增加，引起地球表面气温的上升，对环境造成灾难性的后果。但是，在同约翰·霍顿的讨论中，我逐渐明白，在这一因果关系链的每一个环节都可能引发许多不同的结果，而每个结果都可能有着巨大的误差范围。
2 k! I# s( V( ^- N, Z　　大气层和气候是一个相当复杂的系统，而人类行为更加复杂多变，两者相互作用产生的结果具有很强的不确定性。因此气候变化对环境、人类生活和经济的最终影响就更难估测。IPCC称之为“一连串的不确定”；我们不知道气候究竟会如何变化，也不知道变化的后果是什么。
, Y! s/ u* {5 i1 x5 G* b" T" }% |　　但这并不意味着无所作为是正确的：不确定不等同于无知。要知道一百年后的世界是什么样的是很困难的，但是我们可以做估测，将不确定因素一一列出，然后采取合适的措施。持续的工作增进了我们的理解，也减少了不确定性。卡尔·玻珀（Karl Popper）曾说，所有的科技都是暂时性的。科学方法的中心原则即所有的发现都可以并应该受到质疑。在人类活动与大气和环境之间的联系这一领域，我们的认知必须不断接受挑战和批评。
　　……
　　前言/序言
+ N% X& E% g( m/ o2 i　　前言
　　为什么是七种？
　　七这个数字一直在神话、音乐和文学中占据着重要位置。世界在七天内被创造出来；一个全音节包含七个音符；根据莎士比亚的说法，人有七种年龄。在构思这本书的时候，我也被这个数字吸引，因此我问自己：有哪七种元素最能帮助我们理解这个世界以及它的形成？哪些元素对我的生活影响最大？我又直接经历过哪些元素？
* n, s7 l5 M7 p. p" H  F" F8 v　　与氢一起组成原油主体的碳元素无疑是其中之一。同样的还有十八世纪工业革命以来所有产业的支柱－铁（铁也是提炼石油的必需品）。下一个映入我脑海的是银，它使得摄影成为可能，这也是我毕生的爱好之一。继续寻找灵感，我找到了学生时代的元素周期表，它根据化学性质将元素排列起来。我从左至右浏览这棋盘格，发现这些元素的原子核里质子的数量是随排列依次递增的。
　　第一个是氢，它在与其它许多元素的结合中发挥了极其重要的作用，一起组成了生命的框架及因此产生的矿物燃料。但就其本身而言，氢元素好像并没有改变世界。再向后浏览，在碳的下方我看到了硅，两者的最外层都含有四个电子。由此我想到我在硅谷微芯片先驱
# B: e* T* H0 {: I" v　　——英特尔公司董事会任职的日子。它们在我们的日常生活中无处不在，实现了我们的数码生活，因此，硅元素显然要被考虑在内。
! m& V1 S( O5 k2 y　　我在钛元素这里停下了，二十世纪四十年代，钛和硅一起以改变世界的形式出现在人们面前。它曾有机会成为创造奇迹的元素，但那个梦想并没有实现。但引起我兴趣的却是钛一个不太为人所知的作用：增白剂，几乎所有白色的东西里都要用到它。我是在和加拿大魁北克铁钛公司（Quebec Iron and Titanium）打交道的时候知道这一点的。无论在那时还是现在，钛一直让我感到惊奇。
% I. D$ {/ S) I3 N- j　　遍览周期表的剩余部分，我看到几个熟悉的金属元素：铁，钴，镍，铜和锌。所有这些元素都很重要，但我想，哪一个真正起到了改变世界的作用呢？我停在了铁元素上面，而放弃了铜，因为电子工程领域我已经选择了硅元素。
　　我来到对摄影至关重要的银元素，以及下一行的金元素。金的万有吸引力使得它被制成钱币，成为货币以及国际贸易的基础。金是全球扩张和帝国雄心的推动力。但同样的吸引力也导致了许多暴行的发生。时至今日，人们仍在为它着迷。
　　最后，我来到元素周期表的最下面一行，这里有六个元素，其中之一是铀。由于处在周期表最底层，铀原子内含有许多质子和中子，因此非常不稳定。在1945年的某一天，铀的这一特性改变了一个日本城市的命运，也由此定义了战后时代。因此，铀是我选择的第七种元素。
　　在撰写本书过程中，我一次又一次地回顾元素周期表，质疑自己选择的这七种元素，甚至质疑七这个数字。铁，碳，金，银，铀，钛，硅；每一次，这七种元素都会以引人注目的姿态出现，因为它们曾强有力地改变了人类历史的进程。这七种元素塑造了我们社会、经济和文化存在的种种。不仅如此，这些元素和我们的情感及历史也息息相关，这是其它元素不能比拟的。
. l& s+ v: u6 r! ^  `! K　　我想不出第八种。
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