引言:自從人類從大自然中發現了金後,這種化學性質極為穩定的金屬逐漸成為了珍稀品,甚至成為了一個國家的財富象徵。黃金對人類的誘惑力很大,那麼人類能做到「點石成金」嗎?如果化學反應不能,通過物理反應能嗎?
中國有個古老的成語叫「點石成金」,它的表面意思就是一個人具備能讓一塊石頭變成金塊的能力,常常被用來形容一個人能力超強或者能力的應用恰到好處。同時該成語也體現了古人曾經在「鍊金術」上有過長期的追求,幾乎歷朝歷代都出現過與鍊金術有關的案例,在鍊金師眼裡,只要給一物體施加足夠的外力,就能夠改變它的本質。隨著科學技術的發展,人們逐漸意識到這是不可能實現的,至少通過化學反應是實現不了的。
化學反應和物理反應都是這個世界上最為普遍的反應,從表面上看事物通過化學反應能夠發生質的變化,但從實質上看只是事物的形態和結構發生了變化而已,構成事物的元素一成不變。同樣的,所有化學反應的實質是分子、原子和離子等微粒發生電子的得失,從而組成一種新的化合物,但是參與反應的元素根本沒有變化,因此不可能讓一塊原本不含金元素的石頭通過化學反應變成金塊。
有人就會問了,既然化學反應無法達到「點石成金」的目的,那麼物理反應是否可以呢?從理論上來說是可以的,而且現實中科學家們也實現過。在元素周期表上金元素是序號為79的金屬元素,序號排位越靠後,化學性質就越穩定,也就是說越不容易和其他元素發生反應。剖開金原子的內部我們會發現其原子核外有79個電子,核內同樣有79個質子和118個中子,讓金原子改變性質的關鍵就是改變核內的粒子組成。
從科學家的試驗情況來看,目前只能通過核聚變或者核裂變反應才能達到目的,因為這兩種反應具備足夠的條件讓金原子核內部的質子數量和中子數量發生變化。目前人類通過核反應已經造出了金的多種同位素,例如金-195、金-196等等。然而這些同位素的性質遠遠不如金元素本身穩定,其中有不少容易發生衰變,從金元素變成鉑元素或者汞元素。同樣的,讓其他元素的原子通過核反應變成金原子也是不現實的,至少目前仍未有一起成功的案例。
除此之外,「造金」的成本十分昂貴。儘管核反應被認為是當今世界上最具威力的反應方式,但是它的反應成本並不低,利用這種方式來造金簡直就是在做虧本生意,因此人類社會中出現的所有金都是從自然界中開採出來的,沒有任何金是人造的。至於為什麼地球本身蘊藏著金元素,這就要從地球的誕生講起了。除了地球之外,宇宙中其他星球和天文現象也會產金,例如超新星爆發和中子星碰撞。
這兩種天文現象的發生都伴隨著極為劇烈的能量釋放,這為原子的本質轉變提供了可能性。總而言之,光靠人類的力量是無法真正點石成金的。