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迷人的材料 版權(quán)信息
- ISBN:9787550257610
- 條形碼:9787550257610 ; 978-7-5502-5761-0
- 裝幀:簡(jiǎn)裝本
- 冊(cè)數(shù):暫無(wú)
- 重量:暫無(wú)
- 所屬分類:>
迷人的材料 本書(shū)特色
★「未讀·探索家」暢銷科普系列*新產(chǎn)品。世界級(jí)材料學(xué)大師的*新力作。榮獲:2014年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科學(xué)圖書(shū)獎(jiǎng)。Amazon 2014年度科學(xué)類選書(shū)!段锢硎澜纭2014年推薦*佳科普書(shū)!都~約時(shí)報(bào)》2014年*值得閱讀的一百本書(shū)之一。 ★一部材料科學(xué)的頌歌,以高超的故事寫(xiě)作手法,引導(dǎo)你步入材料學(xué)的神奇世界,探究身邊10種尋常之物背后激動(dòng)人心的故事。 ★ **次將材料的科學(xué)知識(shí)和它們給人的感官感受組合在一起,勾起人無(wú)限的好奇心,并從中發(fā)現(xiàn)詩(shī)意和美。2014年英國(guó)皇家學(xué)會(huì)科學(xué)圖書(shū)獎(jiǎng),《物理世界》2014年推薦*佳科普書(shū),Amazon 2014年度科學(xué)類選書(shū)。探秘10種改變了世界的神奇物質(zhì),發(fā)現(xiàn)材料科學(xué)之美。
迷人的材料 內(nèi)容簡(jiǎn)介
從茶杯、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)到家用電器、內(nèi)褲,我們的生活充滿了材料.但你想過(guò)沒(méi)有,為什么玻璃是透明的?是什么讓橡皮筋有彈性?為什么曲別針會(huì)彎曲?為什么不銹鋼不生銹?水泥也能做成衣服?世界上*薄卻*堅(jiān)硬的東西是什么?為什么某一種材料做成的東西會(huì)長(zhǎng)那樣?材料如何塑造了我們的世界又對(duì)我們的生活產(chǎn)生了怎樣的影響?
世界頂級(jí)材料學(xué)大師帶你用材料科學(xué)家的眼睛,以全新的方式看待你身邊的每一樣?xùn)|西:鋼、紙、混凝土、巧克力、塑料、玻璃、瓷器……本書(shū)以淵博的知識(shí)和極富感染力的文字寫(xiě)就.它不僅揭露了各種物質(zhì)背后的神奇結(jié)構(gòu),還告訴我們隱藏在其背后的精采故事.每一章介紹一種材料,輔以照片和手繪圖,極富可讀性和趣味性.
迷人的材料 目錄
一刀引發(fā)的機(jī)緣
材料構(gòu)筑了我們的世界
文明時(shí)代就是材料時(shí)代
看不見(jiàn)的微觀世界影響大
1不屈不撓的鋼STEEL
晚熟的科技
沒(méi)有金屬銅,就沒(méi)有金字塔
鋼是謎樣物質(zhì)
鋼鐵是珍貴的軍事力量
武士刀完成不可能的任務(wù)
貝塞麥法掀起工業(yè)革命
不再夜夜磨刀
誤打誤撞不銹鋼
2值得信賴的紙PAPER
化身為筆記紙
保存記錄
印成相紙
印制成書(shū)
變身為包裝紙
以收據(jù)或發(fā)票呈現(xiàn)
靈感來(lái)源的信封
不可或缺的衛(wèi)生紙
充滿高貴氣質(zhì)的紙袋
光鮮亮麗的封面紙
化身帶我去遠(yuǎn)方的車票
鈔票是另類的紙
是紙又不是紙的電子紙
實(shí)實(shí)在在的報(bào)紙
傳達(dá)蜜意的情書(shū)
3作為基礎(chǔ)的混凝土CONCRETE
混凝土要多久才會(huì)干
加水多少是關(guān)鍵
園藝家發(fā)明鋼筋混凝土
施工迅速且便宜的建材
必得隱形,不能示人
4美味的巧克力CHOCOLATE
只熔你口的技巧
嗅覺(jué)與味覺(jué)的絕佳享受
可可豆不可生吃
繁復(fù)的化學(xué)過(guò)程
分離后再加起來(lái)
*美好的滋味
絕妙的感官刺激
有潛力的健康食品
5不可思議的發(fā)泡材料FOAM
難忘的驚鴻一瞥
跟果凍一樣的東西
握在手中的藍(lán)天
飛向太空的材質(zhì)
捕捉太空物質(zhì)
隨星塵號(hào)遠(yuǎn)航
6充滿創(chuàng)造力的塑料PLASTIC
塑料沒(méi)有罪
用塑料取代象牙
化學(xué)的車庫(kù)革命
塑料有助于人體防腐
塑料專利之爭(zhēng)
珠寶的替代品
假牙也有塑料革命
視覺(jué)文化史的轉(zhuǎn)折點(diǎn)
電影推手
7透明的玻璃GLASS
高溫閃電造玻璃
羅馬人的科學(xué)智慧
中國(guó)人獨(dú)缺的發(fā)明
玻璃透光的奧秘
玻璃推動(dòng)科學(xué)進(jìn)步
玻璃揭開(kāi)啤酒的面紗
粉身碎骨保安全
透過(guò)玻璃看見(jiàn)世界
8堅(jiān)不可摧的碳材料GRAPHITE
鉆石是*昂貴的碳結(jié)構(gòu)
瀟灑的鉆石大盜
鉆石變石墨
煤炭化為黑玉
合成多種碳結(jié)構(gòu)
更輕更強(qiáng)的碳纖維
神奇材料石墨烯
9精致的瓷器PORCELAIN
真正的永續(xù)環(huán)保材料
中國(guó)人發(fā)明精致瓷器
中國(guó)引領(lǐng)風(fēng)騷五百年
繁復(fù)的制造過(guò)程
與文化相結(jié)合
10長(zhǎng)生不死的植入物IMPLANT
變得更強(qiáng)的方法
解決牙疼煩惱
用鈦固定韌帶
關(guān)節(jié)置換不麻煩
人體組織可再造
無(wú)法克服老化
后記材料科學(xué)之美
萬(wàn)物都由原子構(gòu)成
結(jié)構(gòu)尺度影響大
肉眼可見(jiàn)的尺度
生命與無(wú)生命的分野
材料擁有意義
致謝
圖片來(lái)源
延伸閱讀
迷人的材料 節(jié)選
序章走進(jìn)神奇的材料世界
一刀引發(fā)的機(jī)緣
我站在地鐵車廂里,身上有一道13厘米、后來(lái)被醫(yī)生診斷為穿刺傷的傷口在汩汩滲血,我心想:接下來(lái)該怎么辦?
那是1985年5月的一天,我在車門(mén)關(guān)上前跳進(jìn)車廂,把攻擊者擋在門(mén)外,卻沒(méi)閃過(guò)他的一刀,背上被劃了一下.傷口像遭利紙割傷一樣劇痛,而我看不到傷勢(shì)有多重.但身為英國(guó)人,又是中學(xué)生,我心中的難堪壓過(guò)了應(yīng)有的常識(shí).因此我非但沒(méi)有呼救,反而決定*好悶不吭聲坐車回家.這么做很怪,但我就是那樣做了.
為了讓自己分心,別去注意疼痛和鮮血流過(guò)背部的不適,我試著回想剛才究竟發(fā)生了什么.那家伙在月臺(tái)上朝我走來(lái),向我要錢(qián).我搖頭拒絕.他突然湊得很近,讓人很不自在.他盯著我說(shuō)他有刀,他說(shuō)這話時(shí)噴了幾滴口水,灑在我的眼鏡上.我順著那家伙的目光望向他藍(lán)色連帽夾克的口袋,發(fā)現(xiàn)他一手插在口袋里,里面凸起了一塊.我直覺(jué)認(rèn)為他只是虛張聲勢(shì),凸起來(lái)的是他的食指.接著我心里閃過(guò)另一個(gè)念頭:就算他有刀,也一定是很小一把,才塞得進(jìn)口袋里,因此絕不可能傷人太重.我自己也有小刀,知道那種刀很難刺穿我身上那么多件衣服,包括我引以為傲的皮夾克、灰色羊毛西裝制服、尼龍V領(lǐng)毛衣、白色棉襯衫,外加打了一半的條紋制服領(lǐng)帶和棉背心內(nèi)衣.我腦中迅速浮現(xiàn)一計(jì):繼續(xù)跟他說(shuō)話,然后趁車門(mén)關(guān)上之前把他推開(kāi),趕緊上車.我看見(jiàn)車就快來(lái)了,確信他一定來(lái)不及反應(yīng).
有趣的是我猜對(duì)了一件事:他真的沒(méi)有刀.他手上的武器只是一把用膠帶纏住的剃刀刀片.那一塊小鐵片不比郵票大,卻一口氣割穿了五件衣服,刺破我的表皮和真皮,一點(diǎn)阻礙也沒(méi)有.我后來(lái)在警局看到了那玩意兒,整個(gè)人愣傻了,如同遭催眠一樣.我以前當(dāng)然見(jiàn)過(guò)剃刀,但那一刻卻發(fā)現(xiàn)自己根本不了解它.我那時(shí)剛開(kāi)始刮胡子,只看過(guò)嵌在比克牌橘色塑料刮胡刀里的刀片,那玩意感覺(jué)友善得很.警察問(wèn)我兇器的事,我們之間的桌子微微晃動(dòng),剃刀也跟著搖晃,映著日光燈熠熠生輝.我清楚地看見(jiàn)它的鋼刃依然完美無(wú)缺,下午那一番折騰沒(méi)有在上面留下任何刮痕.
我記得后來(lái)要填筆錄,爸媽焦急地坐在我身旁,不曉得我為何停筆不前.難道我忘了自己的姓名和地址?其實(shí)我是在盯著**頁(yè)頂端的訂書(shū)針瞧,很確定它也是鋼制的.這一小根其貌不揚(yáng)的銀色金屬不僅刺穿了紙面,而且干凈利落,精準(zhǔn)無(wú)比.我仔細(xì)觀察訂書(shū)針的背面,發(fā)現(xiàn)它兩端整整齊齊對(duì)折收好,把紙緊緊抱住.連珠寶匠也沒(méi)有這等功夫.我后來(lái)查到世界上**把訂書(shū)機(jī)是工匠親手為法國(guó)國(guó)王路易十五打造的,每一根針上都刻著國(guó)王的姓名縮寫(xiě).誰(shuí)想得到訂書(shū)機(jī)竟然有皇室血統(tǒng)?我覺(jué)得這訂書(shū)針真是"巧奪天工",于是指給父母親看.他們兩人對(duì)看一眼,面帶愁容,心想這孩子一定是神經(jīng)錯(cuò)亂了.
我想是吧,因?yàn)楣质嘛@然發(fā)生了.那一天,我正式成了"材料迷",而頭一個(gè)對(duì)象就是鋼.我突然對(duì)鋼超級(jí)敏感,發(fā)現(xiàn)它無(wú)所不在,其實(shí)只要開(kāi)始留意,就會(huì)察覺(jué)確實(shí)如此.
我在警察局做筆錄時(shí),發(fā)現(xiàn)圓珠筆尖是鋼做的;我父親焦急地等待時(shí),鑰匙圈當(dāng)啷作響,那也是鋼制成的;后來(lái)它還護(hù)送我回家,因?yàn)榘∥壹臆囎油鈿さ倪是鋼,而且厚度比一張明信片還薄.說(shuō)也奇怪,那輛小Mini平常很吵,但我覺(jué)得它那天特別乖巧,仿佛在代表鋼為下午的事向我道歉.回家后,我和父親并肩坐在餐桌前,安靜地喝著母親煮的湯.我突然停下來(lái),發(fā)現(xiàn)自己正拿著一塊鋼片放進(jìn)嘴里.我把不銹鋼湯匙吸吮干凈,拿出來(lái)看著它發(fā)亮的表面.那勺面又光又亮,連我變形的倒影都看得見(jiàn)."這是什么材質(zhì)?"我揮動(dòng)手里的湯匙問(wèn)父親,"還有,它為什么沒(méi)味道?"說(shuō)完,我把湯匙放回嘴里仔細(xì)吸吮,確定它是不是真的沒(méi)味道.
我腦中涌出了幾百萬(wàn)個(gè)問(wèn)題.鋼為我們做了那么多事,我們?yōu)槭裁磶缀醪辉岬剿?這材料和我們那么親密,我們把它含在嘴里、用它去除不要的毛發(fā)、坐在它里面到處跑,它是我們*忠實(shí)的朋友,我們卻幾乎不曉得它如此萬(wàn)能的訣竅.為什么剃刀用來(lái)切割,回形針卻能隨意彎折?為什么金屬會(huì)發(fā)亮,玻璃卻是透明的?為什么幾乎所有人都討厭混凝土而喜歡鉆石?為什么巧克力那么好吃?某某材料為什么外觀是那樣子、有那樣的性質(zhì)?
材料構(gòu)筑了我們的世界
自從那天被人刺傷之后,我?guī)缀跛袝r(shí)間都沉迷在材料里.我在牛津大學(xué)攻讀材料科學(xué)拿到博士,研究主題是噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用合金,接著又到全球各地*先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任材料科學(xué)家和工程師.我對(duì)材料愈來(lái)愈著迷,手邊收藏的特殊材料也愈來(lái)愈多.那些樣本如今都納入我跟同事兼好友賴芙琳(ZoeLaughlin)和康林(MartinConreen)共同打造的材料館里.其中有些怪得離譜,例如美國(guó)航空航天局的氣凝膠,成分有99.8%是氣體,感覺(jué)就像固態(tài)煙霧;有些具有放射性,例如我在澳洲一家古董店很里面的角落發(fā)現(xiàn)的鈾玻璃;有些很小卻重得夸張,例如要費(fèi)盡千辛萬(wàn)苦才能從鎢錳鐵礦提煉鑄成的鎢條;有些雖然常見(jiàn)卻隱含不為人知的秘密,例如自愈型混凝土.這座材料館目前位于英國(guó)倫敦大學(xué)學(xué)院的制成研究中心,里頭收藏了上千種材料,呈現(xiàn)出建構(gòu)我們這個(gè)世界——從住家、衣服、機(jī)器到車輛的各種原料.你可以用它們重建文明,也可以用它們毀滅世界.
然而,我們還有一個(gè)更巨大的材料館,里頭收藏了數(shù)百萬(wàn)種材料,這是已知*大的材料館,而且收藏?cái)?shù)量一直呈指數(shù)增長(zhǎng):那就是人造物的世界.請(qǐng)看本頁(yè)的照片.這是我在我家屋頂喝茶的照片.這張照片非常普通,但如果仔細(xì)觀察,就會(huì)發(fā)現(xiàn)它像一份型錄,列出了建構(gòu)我們整個(gè)文明世界的各種材料.這些材料很重要.拿掉混凝土、玻璃、織物、金屬和其余材料,我就只能光溜溜地飄在空中發(fā)抖.我們或許自認(rèn)為文明,但文明絕大多數(shù)得歸功于豐饒的物質(zhì).少了物質(zhì)材料,我們可能很快就得和其他動(dòng)物一樣為了生存而搏斗.因此從這個(gè)角度看,是衣服、住宅、城市和各式各樣的"東西"讓我們成為人(只要去過(guò)災(zāi)區(qū)就知道我在說(shuō)什么),而我們用習(xí)俗和語(yǔ)言讓它們具有生命.因此,材料世界不僅是人類科技與文化的展現(xiàn),更是人類的一部分.我們發(fā)明材料、制造材料,而材料讓我們成為我們.
文明時(shí)代就是材料時(shí)代
從我們對(duì)文明發(fā)展階段的劃分(石器時(shí)代、青銅時(shí)代和鐵器時(shí)代)就可以看出材料對(duì)我們而言有多么根本和重要.人類社會(huì)每一個(gè)新時(shí)代都是因?yàn)橐环N新材料出現(xiàn)而促成的.鋼是維多利亞時(shí)代的關(guān)鍵原料,讓工程師得以充分實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想,做出吊橋、鐵路、蒸汽機(jī)和郵輪.修建英國(guó)大西部鐵路與橋梁的偉大工程師布魯內(nèi)爾(IsambardKingdomBrunel)用材料改造了地景,播下了現(xiàn)代主義的種子.
20世紀(jì)常被歌頌為硅時(shí)代,是因?yàn)椴牧峡茖W(xué)的突破帶來(lái)了硅芯片和信息革命.但這個(gè)說(shuō)法忽略了其他五花八門(mén)的嶄新材質(zhì),它們同樣改寫(xiě)了現(xiàn)代人的生活.建筑師運(yùn)用大規(guī)模生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)鋼和平板玻璃建起摩天大樓,創(chuàng)造出新的都市生活形態(tài).產(chǎn)品和服裝設(shè)計(jì)師用塑料徹底改變了我們的住宅與穿著.聚合物制造而成的賽璐珞催生了影像文化一千年來(lái)的*大變革,也就是電影的誕生.鋁合金和鎳超合金讓我們制造出噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),使得飛行從此變得便宜,進(jìn)而加速了文化互動(dòng).醫(yī)用和牙科陶瓷讓我們有能力重塑自己,并改寫(xiě)了殘障與老化的定義.整形手術(shù)的英文是plasticsurgery,而plastic既有"整形"也有"塑料"的意思,這顯示材料往往是新療法誕生的關(guān)鍵,從器官修補(bǔ)(如髖關(guān)節(jié)置換手術(shù))到美化外表(如硅膠隆胸)都是如此.德國(guó)著名解剖學(xué)家馮哈根斯(GunthervonHagens)博士展出人體標(biāo)本的"人體世界展",也展現(xiàn)了新穎的生物醫(yī)用材料對(duì)文化的影響,促使我們思考自己生時(shí)和死后的物質(zhì)性.
人類建構(gòu)了物質(zhì)世界.如果你想了解其中奧秘,挖掘這些物質(zhì)來(lái)自何處、如何作用,又如何定義了我們,這本書(shū)便是獻(xiàn)給你的.材料雖然遍布我們周遭,卻往往面貌模糊得出奇,隱匿在我們生活的背景中,毫不顯眼,乍看很難發(fā)現(xiàn)它們各有特色.絕大多數(shù)金屬都會(huì)散發(fā)灰色光澤,有多少人能分辨鋁和鋼的差別?不同的樹(shù)木差異明顯,但有多少人能說(shuō)出為什么?塑料更是令人困惑,誰(shuí)曉得聚乙烯和聚丙烯有什么差別?但更根本的問(wèn)題或許是:這種事有誰(shuí)在乎?
我在乎,而且我想告訴你為什么.不僅如此,既然主題是材料,是構(gòu)成萬(wàn)物的東西,那我愛(ài)從哪里開(kāi)始都可以.因此,我選了我在屋頂?shù)恼掌?dāng)成這本書(shū)的起點(diǎn)和靈感來(lái)源.
我從照片中挑了10種材料,用它們來(lái)說(shuō)"東西"的故事.我會(huì)挖掘這10種材料當(dāng)初發(fā)明的動(dòng)機(jī),揭開(kāi)其背后的材料科學(xué)之謎,贊嘆人如何用高明的技術(shù)把它們制造出來(lái).更重要的是,我會(huì)說(shuō)明它為何重要,為何少一物便不能成世界.
在發(fā)掘的過(guò)程中,我們將發(fā)現(xiàn)材料和人一樣,差異往往深藏在表面之下,大多數(shù)人唯有靠先進(jìn)的科學(xué)儀器才能略窺一二.因此,為了了解材料的性質(zhì),我們必須跳脫人類的經(jīng)驗(yàn)尺度,鉆進(jìn)物質(zhì)里面.唯有進(jìn)入這個(gè)微觀世界,我們才能明了為何有些材料會(huì)有氣味,有些則無(wú);有些東西上千年不變,有些一曬太陽(yáng)就發(fā)黃變皺;有些玻璃可以防彈,但玻璃酒杯卻一摔就碎.這趟微觀之旅將揭開(kāi)我們飲食、衣著、用具和珠寶背后的科學(xué),當(dāng)然還探索了人體.
不過(guò),微觀世界的空間尺度雖小,時(shí)間尺度卻常常大得驚人.就拿纖維和絲線來(lái)說(shuō),它的尺寸和頭發(fā)差不多,是細(xì)得肉眼幾乎看不見(jiàn)的人造物,我們可以用它來(lái)制造繩索、毛毯、地毯和*重要的東西:衣服.我們身上穿的牛仔褲和所有衣服都是微型編織結(jié)構(gòu),而許多結(jié)構(gòu)的式樣比英國(guó)的巨石陣還古老.人類歷史都記載衣服能保暖、庇護(hù)身體,還能穿出時(shí)尚,但衣服也是高科技產(chǎn)品,20世紀(jì)發(fā)明了強(qiáng)韌的纖維,讓我們可以制作太空衣保護(hù)登陸月球的航天員,還有堅(jiān)固的纖維可以制造義肢.至于我,我很開(kāi)心有人發(fā)明了一種名叫"凱芙拉"的高強(qiáng)度合成纖維,可以制作防刀刺的內(nèi)衣.人類的材料技術(shù)發(fā)展了幾千年,所以我會(huì)在書(shū)中不斷提到材料科學(xué)史.
本書(shū)每一章不但會(huì)介紹一種材料,還會(huì)提供一個(gè)認(rèn)識(shí)材料的不同角度.有些主要從歷史出發(fā),有些來(lái)自個(gè)人經(jīng)驗(yàn);有些強(qiáng)調(diào)材料的文化含義,有些則強(qiáng)調(diào)科技的驚人創(chuàng)造力.每一章都是這些角度的獨(dú)特混合,理由很簡(jiǎn)單,因?yàn)椴牧咸喾N類也太多樣,我們跟材料的關(guān)系也是如此,不可能一概而論.材料科學(xué)是從技術(shù)層面了解物質(zhì)的*強(qiáng)大、*統(tǒng)合的理論架構(gòu),但重點(diǎn)還是關(guān)于材料,而不是探討科學(xué).畢竟所有東西都是由別的東西制成的,而制造東西的人(藝術(shù)家、設(shè)計(jì)師、廚師、工程師、家具師傅、珠寶匠和外科醫(yī)生等),對(duì)所使用的材料都有屬于自己的情感、感覺(jué)和運(yùn)用方式.我想捕捉的就是如此豐富多樣的材料知識(shí).
例如,我在討論紙的那一章用了許多角度,像快照一樣呈現(xiàn),理由不只是紙有各種形態(tài),還因?yàn)閹缀跛腥硕荚谝栽S多方式使用紙.但在討論生物醫(yī)用材料的那一章,我卻鉆入了"人類的物質(zhì)自我"(也就是人體)的*深處.這塊領(lǐng)域正迅速成為材料科學(xué)的處女地,不斷有新材料出現(xiàn),開(kāi)啟了名為仿生學(xué)的全新世界,讓人體得以借助植入物而重建.這些植入物都經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì),可以"聰明地"融入肌肉和血液的運(yùn)作中.它們誓言徹底改變?nèi)撕妥晕业年P(guān)系,因此對(duì)未來(lái)社會(huì)有深遠(yuǎn)的影響.
看不見(jiàn)的微觀世界影響大
由于萬(wàn)物都由原子組成,因此我們無(wú)法不談原子的運(yùn)作原理,也就是人稱量子力學(xué)的理論.這表示我們一旦進(jìn)入微觀原子世界,就必須完全舍棄常識(shí),開(kāi)始談?wù)摬ê瘮?shù)和電子態(tài).愈來(lái)愈多材料從這個(gè)微觀尺度創(chuàng)造出來(lái),而且這些材料看起來(lái)幾乎無(wú)所不能.運(yùn)用量子力學(xué)設(shè)計(jì)而成的硅芯片已經(jīng)催生了信息時(shí)代,而以同樣方式設(shè)計(jì)的太陽(yáng)能電池很有潛力,只靠陽(yáng)光就能解決能源問(wèn)題.不過(guò)革命尚未成功,我們還在使用石油和煤炭.為什么?在發(fā)電領(lǐng)域有一個(gè)明日之星——石墨烯,我會(huì)試著用它來(lái)解釋當(dāng)下發(fā)電方式的局限.
簡(jiǎn)而言之,材料科學(xué)的基本概念就是:看不見(jiàn)的微觀世界若有變化,那么在人的尺度之中,物質(zhì)行為也會(huì)跟著改變.我們的祖先能做出銅和鋼之類的新材料,就是因?yàn)榕銮擅傻搅诉@個(gè)過(guò)程.差別只在于老祖先沒(méi)有顯微鏡,看不見(jiàn)自己在做什么,但這只讓他們的成就顯得更加驚人.比方說(shuō),敲打金屬不只會(huì)改變它外在的形狀,還會(huì)改變它內(nèi)在的結(jié)構(gòu),因此若用某種方式敲擊,金屬的內(nèi)在結(jié)構(gòu)就會(huì)有所改變,使它變得更硬.我們的祖先從經(jīng)驗(yàn)中學(xué)到了此事,只不過(guò)并不知其所以然.人類的材料知識(shí)從石器時(shí)代開(kāi)始就不斷累積,但直到20世紀(jì)才掌握了材料的真正結(jié)構(gòu).然而,蘊(yùn)含在鑄鐵和其他工藝?yán)锏慕?jīng)驗(yàn)知識(shí)依然重要,而本書(shū)提到的材料也幾乎都是經(jīng)由我們手腦并用才發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)的,因此認(rèn)識(shí)材料不僅靠腦袋,也靠雙手.
人在感覺(jué)和生活上都和材料建立了關(guān)系,這帶來(lái)了許多奇妙的結(jié)果.有些物質(zhì)雖然有瑕疵,我們卻愛(ài)不釋手;有些材料很實(shí)用,我們卻深惡痛絕.就拿陶瓷來(lái)說(shuō)吧.陶瓷是餐具的原料,我們的杯碗瓢盤(pán)都是陶瓷做的,無(wú)論住家或餐廳,少了陶瓷就不完整.
人類從幾千年前發(fā)明農(nóng)耕以來(lái)就在使用陶瓷,然而陶瓷用久了容易有缺口、發(fā)生龜裂,甚至在不該破的時(shí)候摔得粉碎.我們?yōu)楹尾桓挠酶鼒?jiān)固的材料,例如塑料或金屬來(lái)制作碗盤(pán)和杯子?陶瓷在物理上有這些缺點(diǎn),我們?yōu)楹芜對(duì)它不離不棄?許多領(lǐng)域的學(xué)者都在問(wèn)這個(gè)問(wèn)題,例如考古學(xué)家、人類學(xué)家、設(shè)計(jì)師和藝術(shù)家,但有一門(mén)學(xué)科專門(mén)有系統(tǒng)地研究人對(duì)材料的感官反應(yīng),并且發(fā)現(xiàn)了許多有趣的現(xiàn)象,那就是心理物理學(xué).
例如針對(duì)"酥脆感"所做的研究顯示,我們覺(jué)得某些食物好吃與否不只是跟味道有關(guān),還跟品嘗時(shí)的聲音有關(guān),兩者同樣重要.這讓不少?gòu)N師受到啟發(fā),開(kāi)發(fā)出具有音效的餐點(diǎn),而某些薯片商更進(jìn)一步,不僅讓產(chǎn)品更酥脆,還讓包裝更會(huì)發(fā)出聲音.我在介紹巧克力那一章會(huì)討論材料的心理物理學(xué)意義,同時(shí)說(shuō)明材料的感官性幾百年來(lái)一直是人類發(fā)明創(chuàng)造的主要?jiǎng)恿?
這本書(shū)當(dāng)然無(wú)法涵蓋所有材料,也無(wú)法盡述材料和人類文化的關(guān)系,而是概略介紹材料如何影響我們的生活,并且闡述即使單純?nèi)缭谖蓓斏虾炔璧幕顒?dòng),也必須倚賴復(fù)雜的物質(zhì)網(wǎng)絡(luò)才能進(jìn)行.各位不必到博物館就能領(lǐng)略歷史和科技如何推動(dòng)人類社會(huì),它們的影響此時(shí)此刻就在你身旁四周,只是我們多數(shù)時(shí)候視而不見(jiàn).我們必須視而不見(jiàn),因?yàn)橐俏覀冋煲贿呌檬种富^(guò)水泥墻面,一邊發(fā)出贊嘆,肯定會(huì)被當(dāng)成瘋子.但在某些機(jī)緣下你會(huì)陷入沉思:我在地鐵站被人刺了一刀的那一刻,就屬于那樣的機(jī)緣,而我希望這本書(shū)也提供這樣的機(jī)緣,能讓你走進(jìn)神奇的材料世界.
迷人的材料 作者簡(jiǎn)介
馬克·米奧多尼克:倫敦大學(xué)學(xué)院材料科學(xué)教授,英國(guó)皇家工程學(xué)會(huì)會(huì)士,入選《泰晤士報(bào)》「英國(guó)百大影響力科學(xué)家」.他樂(lè)于為大眾講解材料科學(xué),且廣受歡迎,曾擔(dān)任多部紀(jì)錄片的主持人,包括英國(guó)國(guó)家廣播公司第二臺(tái)(BBC2)制作的《發(fā)明的天才》.2010年,他獲邀在科普界最負(fù)盛名的英國(guó)皇家科學(xué)院圣誕講座進(jìn)行演講.
他也是倫敦大學(xué)學(xué)院制成研究中心主任,這個(gè)中心有一座材料館,收藏了地球上最神奇的一些物質(zhì),并和多所博物館共同推出互動(dòng)節(jié)目,合作伙伴包括泰特現(xiàn)代美術(shù)館(TateModern),黑沃德畫(huà)廊(HaywardGallery)和威康收藏館(WellcomeCollection)等.
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