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人类会不会因为某些元素过少导致科技停滞? 第1页

  

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不会的,其实人类已经找到一个取之不尽用之不竭的,一直都担当科技支柱的元素了。

现今发现的石器当中,燧石石器是最多的。

而燧石之所以用“燧”这个字,是因为和黄铁矿撞击就能产生火花,燧石别称打火石就是这么来的。而黄铁矿又是地表中含量最多的硫化物,生火其实就是从人类敲击燧石中学来的。

以色列Gesher Benot Ya-aqov找到的79万年前最早的人工生火遗迹之中,便有大量灼烧过的燧石。

中国关于生火的传说,《韩非子·五蠹》记载:“民食果蓏蜯蛤,而伤害腹胃,民多疾病。有圣人作,钻燧取火,以化腥臊,而民悦之,使王天下,号曰燧人氏。”

换句话说,一个燧石,让人类在科技上得到两次重大升级——使用工具以及生火用火。

而燧石其实就是二氧化SiO2)。

后来,人类学会制陶,人类居然开始学会凭空创造工具了!而制陶需要用到黏土,黏土是一类层状硅酸盐,层片由硅氧四面体和铝氧八面体组成。比如大名鼎鼎的高岭土,化学式:Al2O3.2SiO2.2H2O,没有那个Si,还就真黏不起来。

玩陶瓷的经常会说,这个釉那个釉,说破天,其实就是二氧化SiO2)。

陶冶陶冶,无陶不冶金,人类若不是一直制陶,更发现不了金属,青铜文明也是凉凉,这后来的一切全是玩泥巴带来的啊同志们。

后来,玻璃进入人类社会。特别是透明玻璃,作用简直了不得。

没有透明玻璃,人类在绘画上就难有精确的透视,达芬奇在《论绘画》中多次提到如何运用透明玻璃窗帮助画家画出完美的透视。

当时一些画家直接在透明玻璃上画出网格线,在玻璃上作画。

对于文明来说,没有精确的透视,就不可能在平面上传达精确的信息。

现代人是这样描绘透视的——幻想面前有一个透明的画面,其实就是达芬奇提到的玻璃窗:

全靠透视,这幅示意图才能让我们一眼看懂。

而玻璃镜子在一些学者眼中还是启发人类自我认知的重要工具。

另外,没有透明玻璃也不会出现眼镜、望远镜、显微镜这三个拓展人类视野的工具。

当然科学革命所需要的菱镜、烧杯、量杯、玻璃压片、烧瓶、温度计、气压计等等等等,可以及时即刻看到实验效果的工具也不会存在。

如果没有透明玻璃,光学是什么?大气压力是什么?在大气科学基础上开始的工业革命也就凉凉。

牛津大学有一本著作叫做《伟大的科学实验:改变我们世界观的二十个实验》,其中16个必须用到玻璃,也就是说,没有玻璃,科学都要凉凉。

那玻璃是什么?一点也不意外,也是二氧化SiO2)。

再后来,人类对时间的精确性有了非常高的需求,现在我们依靠铯133原子基态的两个超精细能阶之间跃迁时所辐射的电磁波来定义秒,这个方法是从石英压电效应来的。现在我们还有石英钟。

那石英是什么?又是二氧化SiO2),how old are you?

再后来,我们进入了计算机时代,计算机运行靠什么?靠半导体晶体管集合组成的集成电路,也就是芯片,去年有过一股芯片热,那么应该很多人都知道大多数芯片是晶圆做的。

晶圆又是什么?

单晶硅~。所以那个地方叫做硅谷,咋不叫铁谷铜谷碳谷呢?

再后来,我们进入了互联网时代,联通全球靠的是什么?

是无数光纤,光纤通讯之父高琨还凭此获得过诺贝尔物理奖,对人类贡献之大难以描述。那光纤又是什么——全称“光导纤维”,是一种由玻璃或塑料制成的纤维。

怎么又是二氧化SiO2)?

放眼太空,去年朱诺飞抵木星,传回了无数美轮美奂的木星照片。

而朱诺依靠装备数万块和砷化镓的太阳能电池,以创造太阳能飞行距离的纪录顺利抵达木星。

也就是说,人类如果想要充分利用太阳能,离不开

最后,一些粒子对撞机里面用来探测粒子轨迹的介质添加物,非常非常神奇的,还是二氧化SiO2)。

说起来还有一些,比如玄武岩这种布满孔洞的硅酸盐矿物,石油就是一点点藏在里面的,也就是说,连保存能源都和硅元素脱不了干系。。。再比如硅藻这种微生物,地球上20%的氧气都是它们制造的,研究这个小东西转化光能的机制很可能是太阳能技术出现突破的关键点,更神奇的是硅藻有尿素循环系统,有可能这玩意儿还和动植物起源分化息息相关呢。。。一些植物,比如水稻会生成一种结石,这种结石叫做植硅体,作用是让植物“站起来”更有效的享受阳光。。。

硅元素在科技和文明上的作用简直“罄竹难书”。

硅这么屌,用完了咋办?其实这才是最可恶的地方,因为确实用不完。

地球上硅元素真的太多了,多到你随便抓一把砂,铲一坨土,捡几个石头,里面就有硅。

地球中含量超过10%的元素只有铁(Fe)、氧(O)、硅(Si)、镁(Mg)。在我们目所能及的岩石中,超过90%都是硅酸盐矿物,学者们一度还把地球这样的岩石行星称之为硅酸盐地球

在我们看不到的地幔中,通过各种形式突入地表的岩浆,我们发现里面全是硅酸盐矿物。火山喷发带来玄武岩,就是夏威夷;岩浆侵蚀地表带来花岗岩,就是黄山。

大陆漂移说之父魏格纳甚至这样比喻过地球:就是一堆铝硅酸盐漂浮在镁硅酸盐上而已。

换句话说,硅元素多到挖空地球才用得完。而且就算地球上的硅元素被挖空,只要是岩石行星,几乎可以确定肯定也是硅酸盐为主,就近就有一个月球可以挖呢。

现在硅元素应用依然无比广泛,比如气凝胶就是最新形态之一,所以摆在人类面前的是如何更好的利用硅元素,毕竟是已经帮助我们至少300万年的老朋友了。




  

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