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可以肯定地说，我们正生活在铁器时代。 尽管人类进入这一时代已经有二千多年了，尽管各种材料如钛、铝纷纷出现，人类有了更多的选择，但是现在，乃至以后几千年内，铁依然会是人类最亲密的伙伴，应用在人类可以想象到的绝大多数地方。每天，我们可能会很难接触到一次金银铜，但不可能不接触铁。摩天大楼里有它，公交车上有它，皮带扣里有它，桌椅板凳里有它，就连生命体内也有它。每个人体内含的铁，可以铸造三枚回形针。铁承载了我们的生活，我们也时刻被铁所威胁。我们用铁刀切菜，我们也可能用铁刀割伤自己。我们喝补铁药补血，但很多孩子因误服大人的补铁药而死亡。我们就象坐在一匹神骏的铁马上狂奔，去路漫漫，前路茫茫，几乎看不到尽头，弄不好还会被从马背上甩下为，跌个骨折筋碎都算是幸运。  狂奔的铁马 到底是什么力量让我们选择了这种原子序号为26的金属？而不是其他？它到底是如何地塑造了这个时代还有我们人类的身体？这一切都不是偶然，而是上天注定的必然。 首先，与金银铜那哥仨不同。虽然铁与铜的位序不错，它比铜每个原子要少三个质子。但铁真正不是贵金属一族的。虽然宇宙中的很多金属元素都生于恒星湮灭时的坍塌，这四位也不例外。但行星最主要的毁灭因素就是源自铁的形成。沉重的铁改变了恒星的质量，碾碎了原本的星核，让其聚变反应无法继续。所以铁的形成往往标志恒星的末日，在恒星即将毁灭前的最后一丝蓄力反扑才生成了其他贵金属。但这些金属与铁根本就不是一个数量级。就以地球为例。在地壳中，铁是数量排名第四位的元素，位例氧、硅、铝之后，也就是说它也是含量排名第二的金属。虽然没有登顶但你必须要知道这是一个多么残酷的榜单。我们无比熟悉，甚至赖以维持生命或组成身体的碳元素居然没有冲进前十（当然碳有个盘外损招是可以通过大气中的二氧化碳补充）。至于其他元素，完全就不用提了。铜直接跌到了26位，不知道这是不是铁对它的嘲讽。  地壳元素含量 如果直接看含量，铜与铁的差距更是让人绝望。铁在地壳中的含量是5%，而铜的含量只有0.01%。完全就不是能够站在同一个起跑线上的对手。可是为什么属于铁的时代来得这么晚呢？或者人类为什么开创的是铁器时代，而不是数量更多的铝与硅的时代？ 这还是要从人类选择工具的历程说起。之前已经说过，金、银、铜都有天然的单质。但铁没有，它是以化合物的形式在地壳中存在的。最常见就是赤铁矿和黄铁矿。品相完好的赤铁矿也是难得的宝石，甚至可以用来做为颜料，那就是赭石。有些时候铁还能生成美丽的石榴石。但是这样的铁于人类文明来说除了被当作玩物外没有什么更大的价值。  美丽的石榴石 相同的事例也发生在硅和铝上面。首先硅是非金属，于是就被排除了。因为只有金属才方便铸造和使用。铝的熔点虽低，但个性太活泼，一直到19世纪才用电解的方式把它从矿藏中提取出来，所以也无法用来取代铜。 事件的转机可能来自天外。我们的地球每年都会被无数小行星或星际物质撞击。虽然这些天外来客中的绝大多数在还没有接触到地球的真身时，就会被地球的护体神功——大气层焚烧殆尽。但是它们中也偶然会有一两个万里挑一，神力出众的。虽然被烈火焚身，皮肉灰飞，还有一腔热血。哦，不，是星核，正正地撞到了地球身上。给地球带来了极其宝贵的陨石。 这是大多数固态行星的心脏（当然，地球也不例外），在天炉中精炼了亿万年而成的精铁啊。即使以地球的富氧环境，也不可能短时间将这些外太空的馈赠消化殆尽。而在它们存于世上最恰当的时候，遇到了最恰当的人。 对， 是人，我们的老祖宗们发现了这些散落的陨石，并且惊叹于它们拥有的硬度，于是很快想出利用陨铁的方法，那就是把它们加工、磨砺，镶嵌在早就流行的青铜斧子上做刃部，这就是古代的“铁刃铜斧”的来历。  存世铁刃铜斧 不过陨星虽多，也不是每个地方都有的。而且达到能够做武器的级别的更是少之又少。幸运的是，地球上也有不少高质量的铁矿，这些铁矿经过粗浅的加工就可以制成高质量的铁块。只是它们的分布同样是不均衡的。 在五行观念中，人们将西方与金属联系起来，这绝不是随意的。前面已经说过，古代的黄金来自西方的川藏一带，铜又有黄帝的昆仑取铜的传说。当然这时候人们还不知道，未来的大航海也会带动无数的白银从西方进入中国。而铁，也是一样。古人认为最好的铁也是产自西方的，同最好的马产自于西方是相似的概念。 世界历史证明了这一点。在西方，曾经有个古老帝国赫梯，在我国的夏商时期已经开始使用铁做为生产工具了。这自然得益于其境内丰富的铁矿资源。虽然在那个时代冶炼的铁的硬度未必能超过青铜，但在赫梯王国境内铁制品价格甚至能超过黄金，并且严禁出口，因为这是它与埃及争霸的重要依仗。 很多人相信，精铁及其冶炼技术和良马一样很早就传入了中国。《本草纲目》就曾经提到：铁有五种，分别是出在当阳的紫色荆铁，比较锋利；出在上饶的铁就要差些；出在太原、蜀山的铁也不太好；还有出在西南瘴海的刚铁，这铁是最锋利的，但很难得到。又锋利又较容易得到的当属出在西方波斯的镔铁。其实这也就是后人常说的“大马士革钢”，可以说是神兵利器的最佳原料。在《西游记》中，孙悟空也说自己的金箍棒是“九转镔铁”的制品。  武松的刀传说也是镔铁产品 不过这也未必是事实，因为中国人很早就认识铁了。最早提到铁的资料应该是《山海经》，上多次提到“产铁之山”。不过这也是《山海经》被认为晚出的证据之一。 但事实可能没专家们想的那么简单，真相可能是祖宗们认识铁可能很早，但是在最开始的时候却无法提炼出能够超越青铜的铁件。因此，那时称铜为“美金”，铁为“恶金”。也就是说，可能那时已经开始了对铁的使用，不过只能做一些不那么重要工作，但多少比木头石块强些。 就这样，铁在铜的阴影中生活了千年，但出来混，总是要还的。屌丝迟早会有扬眉吐气的一天。原因无他，铜还是太贵。虽然名为“青铜时代”，但广大人民用的还是石器、木器、骨器。铜被掌握在贵族们手里，经年难得一见。而铁就要大众很多了，毕竟，五百倍的储量摆在那里。于是人们一次次探索，一次次试验。终于产生出了奇迹。 《兴唐传》里有个故事。说的是有个年轻铁匠，平日好吃懒作，结果家里过得上顿不接下顿。这时有个老道，来到他的铺子给了很多的钱，要打造一对铁鞭。铁匠收了人家的钱却一天到晚大吃大喝，反而把工作给忘记了。终于有一天想起来了，可是已经到了交货日期了，怎么办？  传世铁鞭 还好老婆机灵，说是那个古墓前有一对石人，你把它砸了吧。于是铁匠如法泡制，等着老道来了就指着那一堆烂石头说：“唉呀，道长，这堆铁矿石是我用你的钱买的，可是烧不化，没办法啊！” 老道仔细看了一下那堆石头，笑了，又给了他一笔钱，让他用炭一起烧。居然还真把这铁炼出来了，铁匠用这铁做了一对铁鞭，不过他为人马虎，有一根少做一节，就成了雌雄鞭。 这个故事无意中就讲述了古人的炼铁方式。铁的融点是1535度，比铜的1083度高上很多。而青铜在700－800度就可以熔解。上古人们能够烧化铜矿石，但要烧化铁矿石却要困难得多。这也就是上古人们无法炼出高质量的铁料的原因。所以古人采用了聪明的办法，那就是把铁矿石与炭一起烧，通过炭与矿石中的其他杂质发生反应，把那些吸走了，而铁元素则留了下来。这就是原始的冶铁方式——块炼铁。这样的反应在1000度左右就可以完成，那正好是纯铜的熔解点。 不过这样炼出来的铁呈海绵状，蓬松而多孔，无数的小铁珠藏在这孔隙里，要想成形还得经过锻造，也就是把大锤子反复敲打，打出来的铁块因为含碳量很低，所以也很软，所以叫“熟铁”。特别在中国这里，铁矿很多都含有硫。因此产生的铁更脆，更不堪使用。这样的铁还不具备取代青铜的能力。不过老祖先们倒是很早发现了它的另一种功能，就是做为药材。  炼铁图 中医很早就以铁入药了，《本草》中说，铁禀承太阳之气，五行中属水，所以对肾与耳朵有好处。因此，可以用来治耳聋、小儿丹毒等症状，甚至可以医不孕不育。 褐铁矿也是中药的组成人员。一般入药的有两种，一种呈黄粉状的叫“禹余粮”，光从名字就能读到一段传奇的中药还真不多见。传说它正是圣王大禹冶水时遗留的粮食。它的分子式是FeO(OH)]。具有涩肠止泻，收敛止血之功效。 还有一种药叫“太一余粮”，说“太一”就是“理化神君”。他是大禹的老师，因此，太一余粮要比禹余粮更红一些，它又叫“木鱼石”，分子式是Fe2O3，手摇或敲击可以发出动听的声音。因此，可以制成漂亮的工艺品。以前还有过一部电视剧，叫作《木鱼石的传说》。 不过中医总是充满着各种玄奇。“禹余粮”与“太一余粮”到底是一种物质还是两种物质一直有争议。而其药效也未必得真。《本草纲目》中有一方，那就是把铁斧头在孕初期塞在孕妇床下，而不让她知道，就可以保证肚子中的孩子是男孩。这已接近巫术了。  禹余粮 但是铁的确对于你的造血机能是不可或缺的。因为铁的电子由内向外共有四层，其中第三层没有塞满，只有14个电子，而第四层有两个电子。而正是这两个电子，正好与拥有8个质子的氧天然相合。因为氧只有两层电子，第二层只有六个电子，那正好与铁的第四层的两个电子相合，可以共同组成8个电子的最外层稳定结构，所以铁有很强的吸附氧的作用。因此，大多数血液都是通过铁离子吸附作用来运输氧气的。也因此人的血液也呈现红色。 不过呢，日常铁的这一特性却又成为了它的最大敌人，因为铁的吸氧能力太强了。所以铁也经常锈蚀。与铜或铝的锈蚀不同，铁的锈蚀有如皮肤癌，它会侵蚀铁的正常肌理，让它变得无法使用。现在我们看到的很多古代宝剑都只是锈断的残件，完全不是它们当年寒光闪闪的模样，这就是铁锈的危害。因此，现代人为了防止锈蚀，想了不少办法。现在比较通行的是在铁外面再镀一层锌。这样一般只要锌没有被锈蚀干净，铁可以不受影响。  被锈蚀的宝剑 基本原理就是这样，但事实上还有些问题我们不清楚缘由。因为第四层电子只有两个的元素不只有铁，还有锌、鎘、汞等，可为什么只有铁成为了生命的必要元素？一定还有某些我们不清楚的地方。 但铁的确有很神奇的地方。很久以前，祖先们就发现，如果把一种铁矿石做成针状，放在光滑的表面转动，或者用细丝挂起来，又或者放在水中。只要能让它自由转动360度就好。最后它停下来时，会自动指向大致南北向的位置。这就是中国四大发明之一的指南针。可以说没有它就没有近代的地理大发现，也不会有现代文明。  天然磁石 虽然中国人发明了指南针，但是对于其奥妙一直没有明白。所以古人把制作指南针的这种铁矿石叫做“慈石”。意思是如慈母般吸引孩子，也就是小铁片的石头。后来才写成了“磁”。在中医里面，慈石也是一味药材，甚至被认为是炼丹的原料之一。道士们甚至还发现了慈石。 “死”、“活”的区别，说有磁性的慈石是活的，可以用来入药，没磁性的慈石是死了的，不会有疗效。足见古人对于为什么慈石有吸引铁的作用没有真正的认识。 直到近代，外国科学家才解开了慈石之谜。原来，任何物质内部都有电子，这些电子很多时候呈杂乱无章的排布。没有规律可言。但金属不一样，当它接通电流时，内部的电子会整齐地象流水一样朝着特定的方向流动，这就形成了电流。但其他金属在断电后，电子会恢复到原本的无序状态，但只有铁不一样，在断电后，它依然可以记得原来的方向，因此朝一个方向整齐地把自己内部的电子进行排布，这就体现出了磁性，或者可以说是被磁化了。但是如果铁受到其他的什么外力干扰，如大力的撞击，高温等等，体内的电子排列方向会被打乱，这就消失了磁性。 磁性于人类而言，属于很高的技术领域价值。在现代当然不只是指南针，其他很多地方如电子领域都能看见它的身影。科学家们甚至不满足于铁本来的磁性，他们想通过其他方式得到更大的磁力。于是他们发现了“钕”这种稀土金属。在它的作用下铁的磁力倍增。不过也多了一些危险性。由于经“钕”增强后的磁性太强了，简直可以发生漫画中“万剑归宗”似的场景。当一个人手中有块钕磁铁的话，相隔甚远的另一块磁铁也会被吸附过来，力量之大，以至于棋子大的一块小磁铁就能击碎人的指骨。  神奇的钕 不过说一千道一万，铁对人用处最大的地方还是在于材料科学方面，也就是它能够制成各种为人类所用的生产工具。为了驯化铁这匹野马，人类也真是费尽心力。在长期探索中，人们逐渐发现。一般当铁件刚制成时，它比较坚硬而易碎。于是人们叫它“生铁”，可以用来制造井盖、铁壶、马蹄铁等物件。而为了改善生铁性质，人们将它再次冶炼，最后变得柔韧起来，但硬度下去了，人们于是叫它熟铁，它的最常用途就是铁锅。 生铁硬而脆，熟铁柔而软。但是人们发现，有时这两种功能可以兼而有之。这时候我们就不叫这种金属为“铁”了，而叫它“钢”。钢才是铁的最重要表现方式。直到它出现后，铁器时代才真正降临。 |
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