自古江山社稷，靠两样东西实现征服——书/文、剑/武。

书的材料是纸，剑的材料是钢铁，所以很大程度上，纸和钢造就了历史。那么，什么造就了纸和钢呢？

这两样东西恰好是《迷人的材料——10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》的开篇两章。此书是材料科学领域的科普佳作，比尔·盖茨2015年曾专门撰文推荐， 因为全是小章节小故事，读来轻松且妙趣横生，可认真研读，亦可枕上车上厕上乱翻。

10种材料都是你我家中常见之物：钢、纸、混凝土、巧克力、气凝胶、塑料、玻璃、碳材料、瓷器和人体植入物。今日先说钢与纸。

钢之炼金术史

贾雷德·戴蒙德的名作《枪炮、病菌与钢铁》早就将钢铁的作用写得神乎其神，欧洲人航行至拉美时，如天神下凡一般降维打击，用刀剑将还用着木石武器的当地土著砍瓜切菜，几十个人的小队可以快速征服一个国家。

金属是完美的工具材料，可以塑成各种形状，也可以变得很坚硬很锋利，铁作为大自然中最常见的元素之一，就在天火中进入了人类的视线。然而，锻铁这门技术流传几千年，直到19世纪仍然是全凭经验和运气。铸剑师们或许经常困惑：要铸造一把好剑，是该靠祭天还是扔孩子进炉呢？

知识有什么用？它可以让成功不再靠经验和运气，而变得可以复制。当人们认识到事物是由原子组成，铸铁炼钢就成了一门科学。干将莫邪，恭喜你们，为了铸剑不用再杀人了。

金属由金属晶体组成，内部是驳杂的线条——“位错”，位错是金属不完美的存在，也是其能被改编形状成为工具的原因。位错的移动实现了金属的可塑性，金属的熔点代表晶体内金属键的强度，代表位错容不容易移动，即是否坚硬。

某种纯金属，例如铁、金，都是优缺点并重。戒指很少用纯金制作，因为硬度太低容易刮坏。好在金属只要掺入少量其他物质就会改变性质，所以有了更符合人类需求的合金。外来的原子会扰动原本金属晶体的物理和电子结构，包括让位错更难移动、金属更加坚硬，也会让晶体变颜色，比如透明的纯氧化铝晶体，加入铁就变成蓝宝石、加入铬就成了红宝石。

钢是铁和碳的结合，高碳钢硬而脆、低碳钢软而韧。终于知道《琅琊榜2：风起长林》里萧平旌是怎么被陷害的了，真相只有一个——皇宫比剑用的是高碳钢，太容易被砍短了！

你中不想让一座钢桥突然塌了吧，事实上，这事确实发生过。钢的故事到此为止了吗？

还好出现了一个叫贝塞麦的人，想到了两个办法：1、用氧气把碳给带走；2、再加回去1%的碳。

贝塞麦法钢之炼金术，钢大量生产、价格暴跌，宣布了机器时代正式到来。且不论之后的铁路大亨、钢铁大亨，一个小小的刀片就改变了世界，它的名字叫吉列。刀片足够便宜，钝了直接扔掉，日抛月抛年抛，想怎么抛怎么抛。1903年吉列卖出了168枚刀片，隔年卖出12万枚，1915年，已经卖掉超过7000万枚。这种剃刀赔本卖、刀片暴赚的“刀片模式”，后来也用到了打印机和硒鼓墨盒上。天才的想法用合适的技术实现，造就了完美的商业模式和伟大的百年企业。

另一个革命性的发明是不锈钢。钢中加入铬，铬原子会抢着跟氧气发生关系，透明的氧化铬成为护盾，从此之后，铁锅炒菜不补铁了，双立人菜刀可以当传家宝了。

纸之魔法史

武人用剑、文人用纸。用宝剑的陈家洛终敌不过用圣纸（旨）的乾隆。

木材制浆，去木质素，加入白垩（碳酸钙）等其他添加物，放在平坦表面晾干，变得到了纸。

纸的主要历史贡献就是记录。纸与文字结合，变而为笔记、而为书、而为报纸，可记录（或篡改）历史，可穿越千年和万里的时空。生物学说，保存信息最有效的方法就是快速复制，有了印刷术，书变成了最早的病毒营销。

纸也可以跟拍照技术结合，变而为相纸，记录回忆，也提供了标准化的身份认证方式，甚至定义我们是谁。我很好奇，在相纸出现之前，人们遇到陌生人时，如何证明自己是自己呢？古代一定有很多冤假错案是因为画师把通缉犯画得不像，昭君出塞也是因为被画师坑了。

纸放久了会变黄，两个原因：1、残留的木质素遇光和氧反应，这种纸廉价，常用来制造廉价的抛弃式制品，例如报纸；2、为了更光滑，纸上涂了硫酸铝，酸纸中纸纤维和氢离子反应，也会让纸变黄变脆。

还有几种特殊的纸。

一种是发票，热敏纸上的字不是墨水印出，而是纸上预涂酸剂与无色染料，受热后反应变黑，使机器永不断墨。不过这种染料放久了会回复透明，字迹变淡，重要的东西别打在热敏纸上。

最特殊的当属钞票，如果说书可以让我们的心灵穿越时空，那钞票可以让我们的身体想去哪去哪。纸做的钞可能比纸做的书更能改变世界。作为钞票的纸， 纯棉制品，更强韧、不怕水（妈妈再也不用担心我洗衣服忘了掏兜了），更重要的本事就是防止伪造：1、有特殊的声音；2、因为不含淀粉，碘笔写上不变色；3、棉的密度决定了明暗，稍微改变即可形成水印。听声、变色、看水印，你也可以识别伪钞。

纸有非常适合凹折与弯曲的力学构造，折纸会让纤维断裂产生永久弯折，却又有足够的纤维没有受损而不至于撕开。所以可以拿来折飞机，包礼品、当纸袋，对了，用纸袋并不更环保，因为制作抛弃式纸袋比造塑料袋费能源。

最后是以kindle为代表的电纸书。kindle之所以不像iPad那样伤眼睛，是因为它用的是真墨水。这是个很神奇的技术，先把墨水变成亚努斯粒子，亚努斯（Janus）是古罗马的太阳和光明之神，掌管天门启闭，使日月季节更迭。他有两张脸，一张向着过去，一张向着未来。亚努斯粒子也是这样的神奇存在，墨水粒子被染色，一边白一边黑，各带相反的电荷，通过调整电荷，可以随意翻转呈现出想要的字或画面。

电子纸和屏幕或许会替代掉大部分的纸，我自己就已经能有电子书不找纸书了。但我们相信，纸书不会灭绝，因为它除了传播文字，还有装逼、打蚊子、垫桌子等功效。

（《迷人的材料》读书笔记未完，可能会续，尤其是我目前还没研究清楚学好材料学跟投资之间的关系。需要本书电子版的朋友，可以去微信读书里找，赠一得一，不用花钱，可以点阅读原文直达链接。）

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