黃金與鑽石，誰更保值？

佰思科學：沈東旭 邱亞明

大家都知道，黃金是全球通行的硬通貨。人類歷史上貨幣換過無數種，黃金的硬通貨地位就沒變過，其價值被已經被世人所認可，自不必細說。

黃金

鑽石也很名貴，「鑽石恆久遠，一顆永流傳」。在尼古拉斯·凱奇主演的電影《戰爭之王》中，非洲軍閥用區區幾塊鑽石就換回來成車的軍火，可見鑽石的價值幾何。

鑽石

然而，恐怕很少有人從天文學的角度想過，黃金與鑽石的價值差異。今天讓我們來探討一下這個話題。

《戰爭之王》劇照

一、關於鑽石，你需要知道

很多人都知道，鑽石是由碳組成的，和製作鉛筆芯的石墨，元素組成一樣，區別僅在於晶體結構不同，造成價格天差地別。鑽石是正八面體晶體結構，因此硬度最高；石墨是層狀的平面結構，故而十分柔軟。

鑽石結構

石墨晶體結構

石墨和鑽石的燃點都不低，在空氣中為850到1000攝氏度，在純氧中為720到800攝氏度。把鑽石放到液氧中點燃，鑽石一邊燃燒，一邊發出悅耳的嘶嘶聲，慢慢地變小，逐漸化成一縷二氧化碳青煙。

鑽石在液氧中燃燒

其實，碳是宇宙中含量最豐富的元素之一，排在氫、氦、氧之後居第四位。從碳變成鑽石，需要高溫高壓的條件，即1100到1500攝氏度的溫度，4.5到6G帕斯卡的壓力。科學家研究發現，要在地表以下150到200千米的地方，才有這樣的溫度與壓力來形成鑽石。換句話說，即便地球內部鑽石很多，也還要通過火山、地震之類的地殼運動，把鑽石帶到地表，才能讓人類開採到。因此，天然鑽石稀有並保值，是完全正常的事情。

鑽石形成示意圖

不過，在當今工業化時代，高溫與高壓並不是難事，因此人工合成鑽石就成了必然。最早在1955年，人們就在實驗室人工合成了鑽石。進入二十一世紀以來，合成鑽石的技術不斷進步，合成出來的鑽石質量越來越好，成本越來越低。把一小盒石墨放進鑽石生長爐裡面，過了一段時間就會結晶成為鑽石。再使用化學溶液清洗表面雜質，經過拋光和打磨，得到的鑽石，和天然鑽石相比幾乎難以分辨。

生產鑽石的工廠

那麼鑽石還能不能恆久遠下去呢？這裡舉一個鋁製品的例子。1808年，英國化學家漢弗裡·戴維爵士確認了鋁元素的存在，但發現鋁很難提純。

漢弗裡·戴維

直到1825年，丹麥化學家和物理學家漢斯·奧斯特才提煉出鋁。

漢斯·奧斯特

實際上，鋁是地殼中含量最高的金屬，約佔地殼質量的8%。由於當時技術的限制，鋁製品很難得，以至於鋁比黃金還貴重。據說法國皇帝拿破崙三世（1848年至1870年在位），曾經用鋁製餐具招待貴賓，而普通客人只能使用金銀餐具。

拿破崙三世

直到1886年，美國化學家查爾斯·馬丁·霍爾和法國化學家保羅·埃魯各自獨立發明了電解鋁技術，這之後鋁開始被大規模提煉。

查爾斯·馬丁·霍爾

到了今天，金銀餐具仍然貴重，可還有人炫耀鋁製餐具嗎？

當然，天然鑽石稀缺依舊，照理來說不會貶值。但是，當普通人難以區分人造鑽石與天然鑽石時，天然鑽石的價值又如何體現呢？2006年，美國好萊塢影星萊昂納多·迪卡普裡奧主演了電影《血鑽》。2012年，他參與投資創立了名為「鑽石鑄造廠」的鑽石合成企業。連老帥哥小李子都親自下海了，鑽石能否保值，還請大家自行判斷。

小李子與鑽石生產

二、黃金真的很稀有

說完了鑽石，黃金又是什麼個來歷呢？首先，黃金是地殼中含量最低的金屬之一，其含量據估計是0.0011ppm，這裡ppm是百萬分之一的意思。換句話說，黃金佔比是百萬分之一的千分之一水平，請大家自己計算一下具體的比例吧。

大家都知道，我們的宇宙誕生於一次大爆炸。

宇宙大爆炸

宇宙大爆炸之初，宇宙中都是氫和氦這樣的輕元素。而碳以上的元素，要靠恆星的聚變反應來合成。不過，恆星內部的高溫高壓，也只能合成到元素周期表鐵附近的元素；而原子序數更高的元素，要在超新星爆發等事件中才能合成了。注意，鐵的原子序數不過是26，而金的原子序數，高達79。

元素周期表

實際上，金的形成更具有戲劇性。2017年，人類第一次觀察到了兩個中子星合併產生的引力波事件。這次觀測不僅確認了中子星合併會造成短伽馬射線暴，而且還證明了，黃金等重元素，是在中子星合併過程中產生的。

中子星碰撞

後來科學家做了進一步研究後認為，在太陽形成約8000萬年前，也就是距今46億多年前，在距離地球1000光年遠的地方發生了中子星合併事件，爆炸後產生的黃金等重金屬飄落到了當時太陽系的原始星雲之中，構成了我們地球上黃金的來源。

元素的來源，棕色代表中子星碰撞產生，黃金是79號Au

現在清楚了，黃金不可能在地球或太陽的環境下合成，且人類也暫時不具備製造黃金的能力。在可以預見的未來，黃金的價值都是毋庸置疑的。