这一切都始于那数百万颗如雨点般落在地球上的陨石。如果有人看到,那将是一幅壮观的景象。这些天外来客将自己埋藏于距离地表不远的地下,等待被发现。幸运的是,当后来人类偶然间发现它们的时候,并没有三足怪[1]升起来。
第一次观察这些天外来客的古人一定会对它们感到惊讶。这些又黑又重的硬块性能远超当时的技术,与过去常见的东西都不一样。这些外来入侵者看起来是由一种不寻常的金属构成的,它异常坚硬,而且耐腐蚀,这在当时简直就是神迹。于是古人用它制造武器和彰显身份的特殊物品。他们没有意识到,这种看似独特的硬块大部分是由普通的铁构成的,而它那卓越的品质来自另一种未知元素。
大约在公元前200年,中国人生产出一种叫作“白铜”的合金,其实它根本不含铜,含有的是这种天外来客。合金被出口到中东,可能还经此抵达了欧洲,尽管在这些地方,这种天外来客早已存在。
在欧洲,中世纪的矿工们最初误以为这种外星入侵者是铜,但不管他们怎么做,都无法在里面找到一丁点铜。他们想方设法提取出的东西除了会把玻璃染绿以外没有任何用途。矿工们以“老尼克”[2]的名字将它命名为“库普费涅”[3](魔鬼铜),因为他们认为这是一种魔鬼般的矿物。
当瑞典化学家阿克塞尔·弗雷德里克·克朗斯泰特在1751年研究这种矿物时,也未能提取出铜。然而,他意识到隐藏在矿石里的金属是一种极不寻常的、以前被忽视的东西,他把它命名为镍。没有人相信克朗斯泰特,大家认为他的新元素不过是其他几种已知金属的合金。1775年,瑞典化学家托伯恩·伯格曼制出了一块纯镍,结束了这场争论。终于,这种外星入侵者显露真身了。
虽然它的身份已经确定,但镍在很大程度上仍然被忽视,主要是因为没有人能找到它的用途。直到1844年镀银技术兴起,镍的优异性能才开始广为人知,在镀银工艺中,这种奇异的金属是非常理想的底材。经过研究的深入,镍的技术优势被广泛认可。它被添加到硬币、餐具、钟表和数以千计的其他日常物品中,这些地方需要的就是可靠性和统一的风格。
这种天外来客以几十种不同的方式慢慢渗透进人类的生活。它并没有对我们造成什么伤害,相反,它给我们的技术能力提供了不可估量的帮助。这种元素在日常生活中有如此多的应用,以至于它几乎已随处可见。乔治·威尔斯[4]会对这些仁慈的入侵者感到失望,但他并没能活着目睹这种金属最令人难以置信的能力。
20世纪50年代末,美国冶金学家威廉·J.比勒一直在研究钛和镍这种原子量相近元素的混合物。他以这两种元素和他工作的地方(海军军械实验室,Naval Ordinance Laboratory)将这种新合金命名为镍钛诺[5]。他把一些金属样品折成六角手风琴的形状,准备带去参加一个管理会议。这些样品被与会者反复研究,它们被弯折、扭曲成新的形状,以测试它们是否会断裂。副技术总监戴维·S.马泽漫不经心地用打火机加热其中一个样品。令人惊讶的是,金属竟然自己动了。随着它自身的弯折、扭曲,最终又回到了之前的六角手风琴形状。
尽管表面上看,这并不是一个外星入侵者从深度睡眠中突然苏醒的故事。与大多数合金不同的是,在镍钛合金中,镍原子和钛原子是有规则地交替排列。当比勒的样本被弯曲时,原子会轻微移动,就像多米诺骨牌躺平一样。加热会使它们恢复到原来的位置,因此物体也恢复了之前的形状。
尽管我们日常使用的大部分镍可能都来自太空,但地球上的镍并不都来自地外。这种元素一直是地球的一部分,主要隐藏在地核里。它与铁在一起,用它们的磁性制造出一个行星大小的防护盾,让持续轰击地球的危险带电粒子偏转。镍是有些奇怪,但并不一定非要写进科幻小说里才会让我们惊讶。
[1] 在美国电影《世界大战》中,一群外星人如陨石般砸入地下,随后外星人驾驶三足机器从地下钻出,开始屠杀人类。
[2] Old Nick,即恶魔,矿工以此命名是因为镍矿总是让他们徒劳无功。
[3] Kupfernickel一词源于两个单词,一个是copper(铜),另一个是Nick(恶魔)。
[4] 《世界大战》的原著作者。
[5] Nitinol,意为镍钛合金。