迷人的材料：10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事　【荐书联盟推荐】 [Stuff Matters] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[英] 马克·米奥多尼克 著，赖盈满 译

图书标签:

• 材料科学
• 物理学
• 化学
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• 科技
• 创新
• 趣味科学
• 非虚构
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• 物质科学

出版社： 北京联合出版公司

ISBN：9787550257610

版次：1

商品编码：11752604

包装：平装

外文名称：Stuff Matters

开本：16开

出版时间：2015-09-01

用纸：特种纸

页数：244

字数：180000

正文语种：中文

产品特色

编辑推荐

※获第11届“文津图书奖”科普类推荐图书。

★金融博物馆书院推荐！

　　★世界级材料学大师的新力作。“未读·探索家”畅销科普系列图书。
　　★2014年英国皇家学会科学图书奖。网站2014年度科学类选书。《物理世界》2014年推荐科普书。《纽约时报》2014年值得阅读的一百本书之一。
　　★一部材料科学的颂歌，以高超的故事写作手法，引导你步入材料学的神奇世界，探究身边10种寻常之物背后激动人心的故事。
　　★将材料的科学知识和它们给人的感官感受组合在一起，勾起人无限的好奇心，并从中发现诗意和美。
　　注：封底凡无企鹅防伪标识者均属未经授权之非法版本。

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内容简介

　　从茶杯、喷气发动机到家用电器、内裤，我们的生活充满了材料。但你想过没有，为什么玻璃是透明的？是什么让橡皮筋有弹性？为什么曲别针会弯曲？为什么不锈钢不生锈？水泥也能做成衣服？世界上薄却坚硬的东西是什么？为什么某一种材料做成的东西会长那样？材料如何塑造了我们的世界又对我们的生活产生了怎样的影响？
　　世界材料学大师带你用材料科学家的眼睛，以全新的方式看待你身边的每一样东西：钢、纸、混凝土、巧克力、塑料、玻璃、瓷器……
　　《迷人的材料：10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》以渊博的知识和极富感染力的文字写就。它不仅揭露了各种物质背后的神奇结构，还告诉我们隐藏在其背后的精采故事。每一章介绍一种材料，辅以照片和手绘图，极富可读性和趣味性。

作者简介

　　马克·米奥多尼克，伦敦大学学院材料科学教授，英国皇家工程学会会士，入选《泰晤士报》「英国百大影响力科学家」。 他乐于为大众讲解材料科学，且广受欢迎，曾担任多部纪录片的主持人，包括英国国家广播公司第二台（BBC2）制作的《发明的天才》。 2010年，他获邀在科普界负盛名的英国皇家科学院圣诞讲座进行演讲。
　　他也是伦敦大学学院制成研究中心主任，这个中心有一座材料馆，收藏了地球上神奇的一些物质，并和多所博物馆共同推出互动节目，合作伙伴包括泰特现代美术馆（Tate Modern），黑沃德画廊（Hayward Gallery）和威康收藏馆（Wellcome Collection）等。

精彩书评

　　★这本书实在太迷人了。一旦沉浸其中，你就会开始用米奥多尼克的眼睛看这个世界。我们平日里习以为常的每一样“物质”都隐藏着丰富的故事。这本书读起来真是愉快。
　　——吉姆·艾尔—哈利利，《悖论》（Paradox）作者

　　★材料学大师的又一力作。米奥多尼克教授有种天赋——他能将构成我们周遭世界的材料的科学知识和它们给人的感官感受，用独特的方式组合在一起，让我们读得兴致勃勃。
　　——托马斯·赫斯维克，英国当下很火的设计师/2012伦敦奥运会主火炬设计者

　　★一部材料科学的颂歌。米奥多尼克深入探究了金属、纸张、混凝土和巧克力等物质的分子结构和历史，并从细微中发现诗意和美。这同时也是对人类智慧的赞颂——唯有人类拥有独特的能力理解我们周围的物质，并使它们为我所用。
　　——爱丽丝·罗伯茨，BBC科学节目主持人

　　★《迷人的材料》提醒我，历史学家可能花了太多时间在人说过了什么和写下了什么，却没花足够的时间关注建构了我们现代社会的这些材料上。
　　——丹·斯诺，历史学家/BBC主持人

　　★我们觉得无聊、平凡，根本不值一顾的东西，竟然有这么多隐藏不现的奇迹……也许早有人说过这些神奇的故事，以及其中相关的科学，但就像好吃的巧克力一样，唯有米奥多尼克知道，要怎么调出很好的味道。
　　——《纽约时报》书评

　　★我要很难为情的承认，我本来以为材料科学无趣又单调，但《迷人的材料》完全改变了我的想法。现在我发现我会用手指滑过物体表面，然后发出赞叹。米奥多尼克这本生动有趣的书完全改变了我看待世界的方法。
　　——《华尔街日报》

　　★这本书对构建现代世界的物质做了美好的描述。米奥多尼克写得真好，即使是水泥，在他笔下都显得闪闪发光。
　　——《金融时报》

目录

序章 走进神奇的材料世界
一刀引发的机缘
材料构筑了我们的世界
文明时代就是材料时代
看不见的微观世界影响大
1 不屈不挠的钢 STEEL
晚熟的科技
没有金属铜，就没有金字塔
钢是谜样物质
钢铁是珍贵的军事力量
武士刀完成不可能的任务
贝塞麦法掀起工业革命
不再夜夜磨刀
误打误撞不锈钢
2 值得信赖的纸PAPER
化身为笔记纸
保存记录
印成相纸
印制成书
变身为包装纸
以收据或发票呈现
灵感来源的信封
不可或缺的卫生纸
充满高贵气质的纸袋
光鲜亮丽的封面纸
化身带我去远方的车票
钞票是另类的纸
是纸又不是纸的电子纸
实实在在的报纸
传达蜜意的情书
3 作为基础的混凝土 CONCRETE
混凝土要多久才会干
加水多少是关键
园艺家发明钢筋混凝土
施工迅速且便宜的建材
必得隐形，不能示人
4 美味的巧克力 CHOCOLATE
只熔你口的技巧
嗅觉与味觉的绝佳享受
可可豆不可生吃
繁复的化学过程
分离后再加起来
最美好的滋味
绝妙的感官刺激
有潜力的健康食品
5 不可思议的发泡材料FOAM
难忘的惊鸿一瞥
跟果冻一样的东西
握在手中的蓝天
飞向太空的材质
捕捉太空物质
随星尘号远航
6 充满创造力的塑料 PLASTIC
塑料没有罪
用塑料取代象牙
化学的车库革命
塑料有助于人体防腐
塑料专利之争
珠宝的替代品
假牙也有塑料革命
视觉文化史的转折点
电影推手
7 透明的玻璃 GLASS
高温闪电造玻璃
罗马人的科学智慧
中国人独缺的发明
玻璃透光的奥秘
玻璃推动科学进步
玻璃揭开啤酒的面纱
粉身碎骨保安全
透过玻璃看见世界
8 坚不可摧的碳材料 GRAPHITE
钻石是最昂贵的碳结构
潇洒的钻石大盗
钻石变石墨
煤炭化为黑玉
合成多种碳结构
更轻更强的碳纤维
神奇材料石墨烯
9 精致的瓷器 PORCELAIN
真正的永续环保材料
中国人发明精致瓷器
中国引领风骚五百年
繁复的制造过程
与文化相结合
10 长生不死的植入物 IMPLANT
变得更强的方法
解决牙疼烦恼
用钛固定韧带
关节置换不麻烦
人体组织可再造
无法克服老化
后记 材料科学之美
万物都由原子构成
结构尺度影响大
肉眼可见的尺度
生命与无生命的分野
材料拥有意义
致谢
图片来源
延伸阅读

精彩书摘

　　序章 走进神奇的材料世界
　　一刀引发的机缘
　　我站在地铁车厢里，身上有一道13 厘米、后来被医生诊断为穿刺伤的伤口在汩汩渗血，我心想：接下来该怎么办？
　　那是1985 年5 月的一天，我在车门关上前跳进车厢，把攻击者挡在门外， 却没闪过他的一刀，背上被划了一下。伤口像遭利纸割伤一样剧痛，而我看不到伤势有多重。但身为英国人，又是中学生，我心中的难堪压过了应有的常识。因此我非但没有呼救，反而决定最好闷不吭声坐车回家。这么做很怪， 但我就是那样做了。
　　为了让自己分心，别去注意疼痛和鲜血流过背部的不适，我试着回想刚才究竟发生了什么。那家伙在月台上朝我走来，向我要钱。我摇头拒绝。他突然凑得很近，让人很不自在。他盯着我说他有刀，他说这话时喷了几滴口水，洒在我的眼镜上。我顺着那家伙的目光望向他蓝色连帽夹克的口袋，发现他一手插在口袋里，里面凸起了一块。我直觉认为他只是虚张声势，凸起来的是他的食指。接着我心里闪过另一个念头：就算他有刀，也一定是很小一把，才塞得进口袋里，因此绝不可能伤人太重。我自己也有小刀，知道那种刀很难刺穿我身上那么多件衣服，包括我引以为傲的皮夹克、灰色羊毛西装制服、尼龙Ｖ领毛衣、白色棉衬衫，外加打了一半的条纹制服领带和棉背心内衣。我脑中迅速浮现一计：继续跟他说话，然后趁车门关上之前把他推开，赶紧上车。我看见车就快来了，确信他一定来不及反应。
　　有趣的是我猜对了一件事：他真的没有刀。他手上的武器只是一把用胶带缠住的剃刀刀片。那一块小铁片不比邮票大，却一口气割穿了五件衣服，刺破我的表皮和真皮，一点阻碍也没有。我后来在警局看到了那玩意儿， 整个人愣傻了，如同遭催眠一样。我以前当然见过剃刀，但那一刻却发现自己根本不了解它。我那时刚开始刮胡子，只看过嵌在比克牌橘色塑料刮胡刀里的刀片，那玩意感觉友善得很。警察问我凶器的事，我们之间的桌子微微晃动，剃刀也跟着摇晃，映着日光灯熠熠生辉。我清楚地看见它的钢刃依然完美无缺，下午那一番折腾没有在上面留下任何刮痕。
　　我记得后来要填笔录，爸妈焦急地坐在我身旁，不晓得我为何停笔不前。难道我忘了自己的姓名和地址？其实我是在盯着第一页顶端的订书针瞧，很确定它也是钢制的。这一小根其貌不扬的银色金属不仅刺穿了纸面， 而且干净利落，精准无比。我仔细观察订书针的背面，发现它两端整整齐齐对折收好，把纸紧紧抱住。连珠宝匠也没有这等功夫。我后来查到世界上第一把订书机是工匠亲手为法国国王路易十五打造的，每一根针上都刻着国王的姓名缩写。谁想得到订书机竟然有皇室血统？我觉得这订书针真是“巧夺天工”，于是指给父母亲看。他们两人对看一眼，面带愁容，心想这孩子一定是神经错乱了。
　　我想是吧，因为怪事显然发生了。那一天，我正式成了“材料迷”， 而头一个对象就是钢。我突然对钢超级敏感，发现它无所不在，其实只要开始留意，就会察觉确实如此。
　　我在警察局做笔录时，发现圆珠笔尖是钢做的；我父亲焦急地等待时， 钥匙圈当啷作响，那也是钢制成的；后来它还护送我回家，因为包住我家车子外壳的还是钢，而且厚度比一张明信片还薄。说也奇怪，那辆小Mini 平常很吵，但我觉得它那天特别乖巧，仿佛在代表钢为下午的事向我道歉。回家后，我和父亲并肩坐在餐桌前，安静地喝着母亲煮的汤。我突然停下来， 发现自己正拿着一块钢片放进嘴里。我把不锈钢汤匙吸吮干净，拿出来看着它发亮的表面。那勺面又光又亮，连我变形的倒影都看得见。“这是什么材质？”我挥动手里的汤匙问父亲，“还有，它为什么没味道？”说完， 我把汤匙放回嘴里仔细吸吮，确定它是不是真的没味道。
　　我脑中涌出了几百万个问题。钢为我们做了那么多事，我们为什么几乎不曾提到它？这材料和我们那么亲密，我们把它含在嘴里、用它去除不要的毛发、坐在它里面到处跑，它是我们最忠实的朋友，我们却几乎不晓得它如此万能的诀窍。为什么剃刀用来切割，回形针却能随意弯折？为什么金属会发亮，玻璃却是透明的？为什么几乎所有人都讨厌混凝土而喜欢钻石？为什么巧克力那么好吃？某某材料为什么外观是那样子、有那样的性质？
　　材料构筑了我们的世界
　　自从那天被人刺伤之后，我几乎所有时间都沉迷在材料里。我在牛津大学攻读材料科学拿到博士，研究主题是喷气发动机用合金，接着又到全球各地最先进的实验室担任材料科学家和工程师。我对材料愈来愈着迷，手边收藏的特殊材料也愈来愈多。那些样本如今都纳入我跟同事兼好友赖芙琳（Zoe Laughlin）和康林（Martin Conreen）共同打造的材料馆里。其中有些怪得离谱，例如美国航空航天局的气凝胶，成分有99.8% 是气体，感觉就像固态烟雾；有些具有放射性，例如我在澳洲一家古董店很里面的角落发现的铀玻璃；有些很小却重得夸张，例如要费尽千辛万苦才能从钨锰铁矿提炼铸成的钨条；有些虽然常见却隐含不为人知的秘密，例如自愈型混凝土。这座材料馆目前位于英国伦敦大学学院的制成研究中心，里头收藏了上千种材料，呈现出建构我们这个世界——从住家、衣服、机器到车辆的各种原料。你可以用它们重建文明， 也可以用它们毁灭世界。
　　然而，我们还有一个更巨大的材料馆，里头收藏了数百万种材料，这是已知最大的材料馆，而且收藏数量一直呈指数增长：那就是人造物的世界。请看本页的照片。这是我在我家屋顶喝茶的照片。这张照片非常普通，但如果仔细观察，就会发现它像一份型录，列出了建构我们整个文明世界的各种材料。这些材料很重要。拿掉混凝土、玻璃、织物、金属和其余材料， 我就只能光溜溜地飘在空中发抖。我们或许自认为文明，但文明绝大多数得归功于丰饶的物质。少了物质材料，我们可能很快就得和其他动物一样为了生存而搏斗。因此从这个角度看，是衣服、住宅、城市和各式各样的“东西”让我们成为人（只要去过灾区就知道我在说什么），而我们用习俗和语言让它们具有生命。因此，材料世界不仅是人类科技与文化的展现，更是人类的一部分。我们发明材料、制造材料，而材料让我们成为我们。
　　文明时代就是材料时代
　　从我们对文明发展阶段的划分（石器时代、青铜时代和铁器时代）就可以看出材料对我们而言有多么根本和重要。人类社会每一个新时代都是因为一种新材料出现而促成的。钢是维多利亚时代的关键原料，让工程师得以充分实现梦想，做出吊桥、铁路、蒸汽机和邮轮。修建英国大西部铁路与桥梁的伟大工程师布鲁内尔（Isambard Kingdom Brunel）用材料改造了地景，播下了现代主义的种子。
　　20 世纪常被歌颂为硅时代，是因为材料科学的突破带来了硅芯片和信息革命。但这个说法忽略了其他五花八门的崭新材质，它们同样改写了现代人的生活。建筑师运用大规模生产的结构钢和平板玻璃建起摩天大楼，创造出新的都市生活形态。产品和服装设计师用塑料彻底改变了我们的住宅与穿着。聚合物制造而成的赛璐珞催生了影像文化一千年来的最大变革，也就是电影的诞生。铝合金和镍超合金让我们制造出喷气发动机，使得飞行从此变得便宜，进而加速了文化互动。医用和牙科陶瓷让我们有能力重塑自己，并改写了残障与老化的定义。整形手术的英文是plastic surgery，而plastic 既有“整形”也有“塑料”的意思， 这显示材料往往是新疗法诞生的关键，从器官修补（如髋关节置换手术） 到美化外表（如硅胶隆胸）都是如此。德国著名解剖学家冯?哈根斯（Gunther von Hagens）博士展出人体标本的“人体世界展”，也展现了新颖的生物医用材料对文化的影响，促使我们思考自己生时和死后的物质性。
　　人类建构了物质世界。如果你想了解其中奥秘，挖掘这些物质来自何处、如何作用，又如何定义了我们，这本书便是献给你的。材料虽然遍布我们周遭，却往往面貌模糊得出奇，隐匿在我们生活的背景中，毫不显眼， 乍看很难发现它们各有特色。绝大多数金属都会散发灰色光泽，有多少人能分辨铝和钢的差别？不同的树木差异明显，但有多少人能说出为什么？ 塑料更是令人困惑，谁晓得聚乙烯和聚丙烯有什么差别？但更根本的问题或许是：这种事有谁在乎？
　　我在乎，而且我想告诉你为什么。不仅如此，既然主题是材料，是构成万物的东西，那我爱从哪里开始都可以。因此，我选了我在屋顶的照片当成这本书的起点和灵感来源。
　　我从照片中挑了10 种材料，用它们来说“东西”的故事。我会挖掘这10 种材料当初发明的动机，揭开其背后的材料科学之谜，赞叹人如何用高明的技术把它们制造出来。更重要的是，我会说明它为何重要，为何少一物便不能成世界。
　　在发掘的过程中，我们将发现材料和人一样，差异往往深藏在表面之下，大多数人唯有靠先进的科学仪器才能略窥一二。因此，为了了解材料的性质，我们必须跳脱人类的经验尺度，钻进物质里面。唯有进入这个微观世界， 我们才能明了为何有些材料会有气味，有些则无；有些东西上千年不变， 有些一晒太阳就发黄变皱；有些玻璃可以防弹，但玻璃酒杯却一摔就碎。这趟微观之旅将揭开我们饮食、衣着、用具和珠宝背后的科学，当然还探索了人体。
　　不过，微观世界的空间尺度虽小，时间尺度却常常大得惊人。就拿纤维和丝线来说，它的尺寸和头发差不多，是细得肉眼几乎看不见的人造物， 我们可以用它来制造绳索、毛毯、地毯和最重要的东西：衣服。我们身上穿的牛仔裤和所有衣服都是微型编织结构，而许多结构的式样比英国的巨石阵还古老。人类历史都记载衣服能保暖、庇护身体，还能穿出时尚，但衣服也是高科技产品，20 世纪发明了强韧的纤维，让我们可以制作太空衣保护登陆月球的航天员，还有坚固的纤维可以制造义肢。至于我，我很开心有人发明了一种名叫“凯芙拉”的高强度合成纤维，可以制作防刀刺的内衣。人类的材料技术发展了几千年，所以我会在书中不断提到材料科学史。
　　本书每一章不但会介绍一种材料，还会提供一个认识材料的不同角度。有些主要从历史出发，有些来自个人经验；有些强调材料的文化含义，有些则强调科技的惊人创造力。每一章都是这些角度的独特混合，理由很简单， 因为材料太多种类也太多样，我们跟材料的关系也是如此，不可能一概而论。材料科学是从技术层面了解物质的最强大、最统合的理论架构，但重点还是关于材料，而不是探讨科学。毕竟所有东西都是由别的东西制成的， 而制造东西的人（艺术家、设计师、厨师、工程师、家具师傅、珠宝匠和外科医生等），对所使用的材料都有属于自己的情感、感觉和运用方式。我想捕捉的就是如此丰富多样的材料知识。
　　例如，我在讨论纸的那一章用了许多角度，像快照一样呈现，理由不只是纸有各种形态，还因为几乎所有人都在以许多方式使用纸。但在讨论生物医用材料的那一章，我却钻入了“人类的物质自我”（也就是人体） 的最深处。这块领域正迅速成为材料科学的处女地，不断有新材料出现， 开启了名为仿生学的全新世界，让人体得以借助植入物而重建。这些植入物都经过设计，可以“聪明地”融入肌肉和血液的运作中。它们誓言彻底改变人和自我的关系，因此对未来社会有深远的影响。
　　看不见的微观世界影响大
　　由于万物都由原子组成，因此我们无法不谈原子的运作原理，也就是人称量子力学的理论。这表示我们一旦进入微观原子世界，就必须完全舍弃常识，开始谈论波函数和电子态。愈来愈多材料从这个微观尺度创造出来， 而且这些材料看起来几乎无所不能。运用量子力学设计而成的硅芯片已经催生了信息时代，而以同样方式设计的太阳能电池很有潜力，只靠阳光就能解决能源问题。不过革命尚未成功，我们还在使用石油和煤炭。为什么？ 在发电领域有一个明日之星——石墨烯，我会试着用它来解释当下发电方式的局限。
　　简而言之，材料科学的基本概念就是：看不见的微观世界若有变化， 那么在人的尺度之中，物质行为也会跟着改变。我们的祖先能做出铜和钢之类的新材料，就是因为碰巧蒙到了这个过程。差别只在于老祖先没有显微镜，看不见自己在做什么，但这只让他们的成就显得更加惊人。比方说， 敲打金属不只会改变它外在的形状，还会改变它内在的结构，因此若用某种方式敲击，金属的内在结构就会有所改变，使它变得更硬。我们的祖先从经验中学到了此事，只不过并不知其所以然。人类的材料知识从石器时代开始就不断累积，但直到20 世纪才掌握了材料的真正结构。然而， 蕴含在铸铁和其他工艺里的经验知识依然重要，而本书提到的材料也几乎都是经由我们手脑并用才发现和认识的，因此认识材料不仅靠脑袋， 也靠双手。
　　人在感觉和生活上都和材料建立了关系，这带来了许多奇妙的结果。有些物质虽然有瑕疵，我们却爱不释手；有些材料很实用，我们却深恶痛绝。就拿陶瓷来说吧。陶瓷是餐具的原料，我们的杯碗瓢盘都是陶瓷做的， 无论住家或餐厅，少了陶瓷就不完整。
　　人类从几千年前发明农耕以来就在使用陶瓷，然而陶瓷用久了容易有缺口、发生龟裂，甚至在不该破的时候摔得粉碎。我们为何不改用更坚固的材料，例如塑料或金属来制作碗盘和杯子？陶瓷在物理上有这些缺点， 我们为何还对它不离不弃？许多领域的学者都在问这个问题，例如考古学家、人类学家、设计师和艺术家，但有一门学科专门有系统地研究人对材料的感官反应，并且发现了许多有趣的现象，那就是心理物理学。
　　例如针对“酥脆感”所做的研究显示，我们觉得某些食物好吃与否不只是跟味道有关，还跟品尝时的声音有关，两者同样重要。这让不少厨师受到启发，开发出具有音效的餐点，而某些薯片商更进一步，不仅让产品更酥脆，还让包装更会发出声音。我在介绍巧克力那一章会讨论材料的心理物理学意义，同时说明材料的感官性几百年来一直是人类发明创造的主要动力。
　　这本书当然无法涵盖所有材料，也无法尽述材料和人类文化的关系， 而是概略介绍材料如何影响我们的生活，并且阐述即使单纯如在屋顶上喝茶的活动，也必须倚赖复杂的物质网络才能进行。各位不必到博物馆就能领略历史和科技如何推动人类社会，它们的影响此时此刻就在你身旁四周，只是我们多数时候视而不见。我们必须视而不见，因为要是我们整天一边用手指滑过水泥墙面，一边发出赞叹，肯定会被当成疯子。但在某些机缘下你会陷入沉思：我在地铁站被人刺了一刀的那一刻，就属于那样的机缘， 而我希望这本书也提供这样的机缘，能让你走进神奇的材料世界。
　　……

《迷人的材料：10种改变世界的神奇物质和它们背后的科学故事》 简介 从古老的陶器到未来的超导体，材料的演变与人类文明的进步紧密相连。它们是我们生存、发展和探索宇宙的基础。这本书将带领我们踏上一段激动人心的旅程，深入探索那些塑造了我们世界的十种非凡材料，揭示它们令人惊叹的科学原理和引人入胜的故事。 第一章：改变思想的火花——玻璃 当亚述人意外地在铜炉中发现了闪烁着奇妙光泽的透明物质时，他们或许并未预料到，这仅仅是玻璃漫长而辉煌历史的开端。从古埃及人制作的精美珠饰，到罗马人吹制出的晶莹剔透的酒杯，玻璃的出现不仅丰富了人们的物质生活，更在视觉上带来了革命性的改变。 玻璃的本质是一种非晶体固体，其原子排列没有固定的晶体结构，这赋予了它独特的透明性。硅砂（二氧化硅）是最主要的原料，但要将其融化并塑造成型，需要极高的温度。数千年来，人类通过不断试验，找到了各种助熔剂，如纯碱（碳酸钠）和石灰石（碳酸钙），它们能降低二氧化硅的熔点，使其更容易加工。现代玻璃制造更是高度精密，可以根据不同需求调整成分，生产出超白玻璃、防爆玻璃、光学玻璃等。 玻璃的科学故事，不仅仅是化学反应和物理性质的堆砌。它关乎人类对光学的理解，对建筑美学的追求，甚至对科学探索的贡献。伽利略用玻璃制造的望远镜，将人类的目光引向浩瀚的星空，开启了天文学的新纪元。显微镜的出现，则让我们得以窥探微观世界的奥秘。光学纤维的诞生，更是以前所未有的速度和容量，实现了信息的全球互联。从最早的朴素器皿，到现代通信和科学研究不可或缺的工具，玻璃始终以其独特的透明魅力，默默地改变着我们认识世界的方式。 第二章：坚韧与文明的基石——金属 人类与金属的相遇，是一场漫长而深刻的“化学疗法”。从最初从矿石中提炼出铜，点燃了青铜时代的火种，到铁器的普及，再到现代合金技术的日新月异，金属材料的每一次飞跃，都伴随着一次文明的革新。 金属之所以能够被人类广泛应用，源于其独特的物理和化学性质。金属原子在外层存在离域的电子，这些“自由电子”使得金属具有优异的导电性和导热性。同时，这种电子结构也赋予了金属光泽，并使其能够被塑造成各种形状。 纯金属往往有其局限性，例如铜的强度不足，铁容易生锈。人类很早就发现了“合金”的智慧，通过将两种或多种金属（或金属与非金属）熔合，可以显著改善材料的性能。青铜（铜和锡的合金）比纯铜更坚硬，是古代兵器和工具的重要材料。后来的钢（铁和碳的合金）的出现，更是将人类的制造能力提升到了一个新的水平，无论是建筑、交通还是工业生产，都离不开钢的支撑。 现代冶金学更是将合金的艺术推向极致。不锈钢，通过加入铬，赋予了铁合金优异的抗腐蚀能力，让我们的厨房用具和建筑结构得以长久保持光洁。铝合金，以其轻质高强的特点，在航空航天领域发挥着不可替代的作用。钛合金，因其生物相容性和优异的力学性能，被广泛应用于医疗器械和高性能运动装备。 金属的科学故事，是人类认识和改造自然能力的体现。从简单的敲打和锻造，到复杂的炼制和合金化，每一个进步都凝结着无数的智慧和汗水。它们支撑着我们的城市，承载着我们的交通，构筑了我们的技术，金属，无疑是人类文明最坚韧的基石。 第三章：温暖与能量的源泉——木材 在现代工业的洪流中，我们似乎很容易忽视木材曾经和现在的重要性。然而，这看似普通的有机材料，却是人类文明发展历史上不可或缺的组成部分，它不仅为我们提供了温暖和庇护，更是能量、建筑和艺术的基石。 木材的本质是一种由纤维素、半纤维素和木质素组成的复合材料。这种复杂的有机结构赋予了木材独特的性能：易于加工，良好的隔热性和隔音性，以及一种天然的、温暖的触感。从古老的茅草屋到宏伟的木结构建筑，木材一直是人类最重要的建筑材料之一。它不仅提供了遮风挡雨的场所，还以其自然的美感，营造出温馨宜人的居住环境。 在能源方面，燃烧木材曾是人类最主要的取暖和烹饪方式，其能量密度虽然不及化石燃料，但在过去的漫长岁月中，它维系着人类的生存和发展。如今，随着对可持续发展的重视，木材作为可再生能源，在生物质能领域再次焕发活力。 木材的科学故事，也蕴含着对植物生长机制的理解。木材的生长年轮，记录着气候的变化和环境的因素，是研究古气候的重要依据。科学家们对木材的纤维结构进行深入研究，发展出各种木质复合材料，如胶合板、刨花板和纤维板，它们在家具制造、建筑装饰等领域有着广泛的应用，充分利用了木材的特性，并克服了天然木材的一些局限性。 即使在现代，木材依然在多个领域发挥着重要作用。造纸业离不开木浆；纺织业中，人造丝等再生纤维素纤维也源于木材；在高科技领域，一些生物基材料的研发也借鉴了木材的结构和特性。木材，这位沉默而勤劳的贡献者，用它温润的质感和强大的功能，默默地支撑着人类社会的方方面面。 第四章：轻盈与飞翔的梦想——塑料 当亚历山大·帕克斯在1862年展示了第一种人造塑料——赛璐珞时，他或许并未完全预料到，这种可塑性极强的材料将如何彻底改变20世纪乃至21世纪的生产和生活方式。从最初模仿天然物质的尝试，到如今种类繁多、性能各异的合成高分子材料，塑料的诞生，是人类驾驭化学反应，创造新物质能力的又一次伟大飞跃。 塑料的本质是高分子聚合物，由许多小的单体分子通过化学键连接形成的长链状分子。这种特殊的结构赋予了塑料“可塑性”——在加热时可以软化变形，冷却后又可以保持形状的特性。不同的单体和聚合方式，可以产生性能迥异的塑料，从柔软的保鲜膜，到坚硬的工程塑料。 塑料的出现，极大地降低了许多产品的生产成本，使得曾经昂贵的物品得以普及。它们轻便、耐用、易于着色和成型，广泛应用于包装、服装、家用电器、汽车、电子产品等各个领域。一次性塑料制品，更是深刻地改变了我们的消费习惯，虽然也带来了环境挑战，但其便利性依然难以替代。 然而，塑料也并非完美无缺。其耐降解性导致的环境污染问题，已经成为当今世界面临的严峻挑战。科学家们正在积极研发可降降解塑料，以及更高效的回收利用技术，试图在享受塑料便利的同时，减轻其对环境的负担。 塑料的科学故事，是化学家们不断挑战分子结构的极限，创造出前所未有的材料的史诗。它们见证了人类对物质世界的探索，也映照出人类在创造与责任之间不断寻求平衡的智慧。 第五章：能量的脉搏——石油 石油，这个看似普通的黑色液体，却是现代工业文明跳动的能量脉搏。它不仅是交通工具的燃料，更是无数化学产品的“万能原料”，深刻地塑造了我们今天的生活方式。 石油的本质是复杂的烃类混合物，主要由古代海洋生物遗骸在地壳深处经过数百万年的高温高压作用而形成。其主要成分是碳氢化合物，通过精炼和分离，可以得到汽油、柴油、煤油等燃料，以及石脑油等重要的化工原料。 石油的发现和开发，极大地推动了工业革命的进程。内燃机的发明，使得以石油为燃料的汽车、飞机得以普及，极大地改变了人类的出行方式和贸易格局。同时，石油化工产业的兴起，更是为我们带来了各种各样的合成材料，如上文提到的塑料，以及合成橡胶、合成纤维、化肥、药品等，几乎渗透到我们生活的每一个角落。 然而，过度依赖石油也带来了严重的能源危机和环境问题。化石燃料的燃烧释放大量温室气体，导致全球气候变暖。因此，寻找和发展替代性能源，已经成为当今世界的重要课题。 石油的科学故事，是地质学、化学工程和经济学交织的宏大叙事。它讲述了人类如何从地下发掘出如此巨大的能量宝藏，如何将其转化为驱动现代社会的动力，也警示着我们必须以更加可持续的方式，重新审视我们对能源的依赖。 第六章：信息的丝线——半导体 在信息爆炸的时代，一个微小而不起眼的材料，却悄然改变了整个世界的运作方式——那就是半导体。从最早的锗管到如今集成电路中密集的硅芯片，半导体材料的发展，是电子技术革命的核心驱动力，也是信息时代到来的关键。 半导体的独特性在于其导电性介于导体和绝缘体之间。在纯净状态下，它们的导电性较差，但通过掺杂（加入少量杂质原子），可以显著改变其导电性能，从而实现对电流的精确控制。硅是最常见的半导体材料，因其储量丰富且性能优异而成为现代电子工业的基石。 半导体的核心应用在于“晶体管”和“集成电路”。晶体管就像一个微小的电子开关，可以放大或控制电流，是构成现代电子设备的基本单元。而集成电路（IC），则将成千上万甚至数十亿个晶体管集成在一块小小的芯片上，实现了强大的计算和信息处理能力。 正是半导体材料的不断进步，才有了电脑、手机、互联网，以及我们今天所知的数字世界。它们让信息传输的速度呈指数级增长，让计算能力变得前所未有的强大，彻底颠覆了我们的工作、学习和娱乐方式。 半导体的科学故事，是物理学、材料科学和电子工程的深度融合。它讲述了人类如何通过对原子和电子的精确控制，创造出能够处理和传输信息的“数字大脑”，也预示着未来电子设备将更加智能化、微型化和高效化。 第七章：未来的希望——生物可降解材料 随着全球环境问题的日益严峻，对传统不可降解材料的担忧与日俱增。生物可降解材料的出现，为我们提供了一种全新的解决方案，它们在完成使命后，能够在大自然中被微生物分解，回归环境，成为可持续发展的重要组成部分。 生物可降解材料的种类繁多，包括： 聚乳酸（PLA）： 由可再生资源（如玉米淀粉）发酵产生的乳酸聚合而成，广泛应用于包装、一次性餐具、纺织品等领域。 聚羟基脂肪酸酯（PHAs）： 由微生物合成，在自然界中易于降解，具有良好的生物相容性，可用于医疗器械和环保包装。 淀粉基材料： 以淀粉为主要原料，通过改性制得，成本较低，可用于一次性用品和农业地膜。 纤维素基材料： 从植物纤维中提取，具有良好的可塑性和力学性能，可用于包装和一次性用品。 这些材料的出现，不仅缓解了塑料污染的压力，还为我们提供了一种更环保的生活方式。它们在医疗领域，如可吸收缝合线、药物缓释载体等方面，也发挥着越来越重要的作用。 生物可降解材料的科学故事，是材料科学家们致力于寻找环保替代品，与大自然和谐共生的努力。它们代表着我们对未来的美好期许，希望能够用科技的力量，修复我们对地球造成的伤害，实现真正的可持续发展。 第八章：坚固与轻盈的平衡——碳纤维 在追求更轻、更强、更高效的材料的道路上，碳纤维以其卓越的性能，在多个领域留下了深刻的印记。它是一种由碳原子组成的、直径仅有头发丝万分之一的纤维，却拥有令人惊叹的强度和韧性。 碳纤维的制造过程通常是将聚丙烯腈（PAN）或其他有机前体在高温下进行炭化和石墨化处理。在这个过程中，有机分子中的碳原子重新排列，形成高度取向的石墨晶格，从而赋予了碳纤维极高的抗拉强度和模量（抵抗变形的能力）。 碳纤维最显著的特点是其“比强度”和“比模量”极高，这意味着在同等重量下，它的强度远超钢和铝，而在同等强度下，它的重量却要轻得多。这种特性使其成为航空航天、汽车制造、体育用品等对重量和强度要求极高的领域的理想材料。 在航空航天领域，碳纤维复合材料的应用，使得飞机结构更轻，燃料效率更高。在汽车工业中，它有助于提高车辆的燃油经济性和操控性能。在体育用品领域，碳纤维自行车、网球拍、高尔夫球杆等，更是为运动员提供了更优越的表现。 碳纤维的科学故事，是人类对碳元素特性的极致挖掘，是将微观的原子排列与宏观的材料性能紧密联系的典范。它代表着材料科学在高强度、轻量化方向的重大突破，为未来的交通、能源和工业发展提供了强大的技术支撑。 第九章：导电的新篇章——超导体 想象一下，电流可以在材料中畅通无阻地流动，没有任何能量损耗。这就是超导现象，而拥有这种神奇能力的材料，被称为超导体。自1911年海克·卡末林·昂内斯发现第一个超导体——汞以来，超导材料的研究一直是物理学领域最激动人心的前沿之一。 超导体的核心特性是“零电阻”和“迈斯纳效应”。零电阻意味着电流可以在其中无阻碍地流动，这预示着能源传输和电力储存的巨大潜力。迈斯纳效应则是指超导体在低于临界温度时，能够完全排斥外部磁场，从而实现悬浮。 早期的超导体大多需要在极低的温度（接近绝对零度）下才能实现超导，这极大地限制了它们的实际应用。然而，随着高温超导材料（尽管“高温”相对于绝对零度而言仍然很低，但比传统超导体要高得多）的不断发现，超导体在能源、交通、医疗和科学研究等领域的应用前景变得越来越广阔。 例如，在能源领域，超导电缆可以实现零损耗的电力传输，极大地提高能源利用效率。在交通领域，超导磁悬浮列车利用迈斯纳效应实现高速、平稳的运行。在医疗领域，超导磁共振成像（MRI）设备利用超导磁体产生强大的磁场，为疾病诊断提供了清晰的图像。 超导体的科学故事，是人类对量子力学现象的深刻理解，以及对材料设计和合成能力的不断提升。它充满了探索未知、挑战极限的勇气，也预示着一个更加高效、清洁和先进的未来。 第十章：未来的无限可能——智能材料 我们生活在一个科技日新月异的时代，而“智能材料”的出现，更是将这种变化推向了一个新的维度。它们能够感知外界环境的变化，并作出相应的响应，仿佛拥有“生命”一般。 智能材料的定义非常广泛，但其核心在于能够对外部刺激（如温度、光、电、磁、压力、pH值等）产生可逆的、可控的响应。这些响应可以是形状的变化、颜色的改变、导电性的调整，甚至是药物的释放。 一些常见的智能材料类型包括： 形状记忆合金（SMA）： 能够在加热到一定温度后，恢复到预设的形状，被广泛应用于医疗器械（如血管支架）、航空航天和精密机械。 液晶（LC）： 其分子排列会随着温度或电场的变化而改变，这是我们日常使用的液晶显示屏（LCD）的基础。 压电材料： 施加压力时会产生电荷，反之，施加电场时会发生形变，可用于传感器、执行器和能量收集装置。 光致变色材料： 暴露在特定波长的光下会改变颜色，可用于变色眼镜、防伪标识等。 响应性聚合物： 能够根据温度、pH值等环境变化而膨胀、收缩或改变溶解度，在药物递送、生物传感器等领域有潜力。 智能材料的科学故事，是材料科学家们对自然界中物质响应机制的模仿和创新。它们正在为我们开启一个充满想象力的未来，从能够自我修复的结构，到能够根据人体需求调整药物剂量的智能医疗设备，智能材料正以其独特的“智慧”，重新定义我们对物质世界的认知和应用。 结语 从古老的陶器到未来的智能材料，这十种神奇物质的故事，仅仅是材料科学浩瀚宇宙中的一瞥。它们的存在，不仅证明了人类对自然规律的探索和利用能力，更揭示了材料创新对于推动社会进步和改变人类命运的决定性作用。每一次材料的革新，都伴随着一场思维的革命，一次文明的飞跃。翻开这本书，让我们一同走进这些迷人的物质世界，感受它们背后蕴含的科学智慧和人文魅力。

评分☆☆☆☆☆

阅读体验的流畅性对我来说至关重要，尤其是面对技术性较强的题材。我设想这本书的行文风格应该是充满智慧的幽默感和恰到好处的节奏感。想象一下，在讲述复杂的晶体结构或高分子链时，作者能够巧妙地运用生活中的类比，让这些抽象的概念瞬间变得具象化、可触摸。我非常期待作者的叙事功力能够将那些看似冰冷的化学式，转化为一幕幕充满人情味的故事场景。那些为材料学做出贡献的先驱者们，他们的性格、他们的坚持、他们与时代思潮的碰撞，都应该被细致入微地刻画出来。毕竟，科学史就是一部由充满激情和好奇心的人类书写的奋斗史，只有将“人”的故事讲好了，材料的故事才能真正打动人心，引发读者更深层次的共鸣和思考。

评分☆☆☆☆☆

最近几年，我对可持续发展和绿色科技的关注度越来越高，所以非常期待这本书能在介绍经典材料的同时，也能触及到前沿的、具有环保意义的“新材料”。比如，那些能够高效捕获碳的材料，或者完全可生物降解的塑料替代品，它们无疑是解决当前环境危机的一线希望。如果作者能将这些新兴材料的研发背景、技术瓶颈以及它们对未来社会形态可能带来的颠覆性影响进行深度剖析，那这本书的价值将大大提升。我个人很看重一本书是否能提供一种“面向未来”的视角，让我们意识到，我们今天所做的每一个材料选择，都将深刻影响子孙后代的生存环境。希望这本书能提供一个审慎而乐观的平衡点，既承认科学的局限性，也歌颂人类改造世界的无限潜力。

评分☆☆☆☆☆

拿到这本书的初步印象，就是封面设计非常抓人眼球，那种带着未来感和历史厚重感的视觉冲击力，让人联想到材料科学的无限可能。我特别喜欢那种将宏大叙事与微观细节巧妙结合的叙事方式。科学的书籍往往容易陷入枯燥的公式和晦涩的术语泥潭，但我相信一本优秀的科普作品，应该能用鲜活的案例和生动的故事来“活化”这些知识点。这本书如果能像讲述史诗一样，去描绘每一种关键材料的发现过程，包括那些充满偶然性和戏剧性的实验失误与灵光乍现的瞬间，那简直太棒了。我希望它不仅仅停留在介绍“是什么”的层面，更要深入挖掘“为什么”和“怎么做”的过程，比如某种合金是如何在战争或工业革命的催化下被推向应用前沿的，背后的工程师和科学家们付出了怎样的努力和智慧。这种对人类探索精神的赞美，往往比单纯的知识点堆砌更有感染力。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名听起来就充满了引人入胜的魔力，光是“迷人的材料”这几个字，就勾起了我对未知世界的好奇心。我一直对我们身边那些看似平凡却又在悄然改变世界的“东西”背后的原理充满兴趣，这本书似乎恰好能满足这种探索欲。想象一下，那些构成我们日常生活方方面面的物质，是如何从最基础的原子层面一步步演变成如今的模样，背后又蕴含着怎样精妙的科学逻辑，简直让人迫不及待想一探究竟。我期待它能像一个经验丰富的向导，带领我穿越时空，去发现那些被我们习以为常却又无比重要的物质的诞生与演变历程。这本书的推荐语里提到了“改变世界的神奇物质”，这让我立刻联想到那些突破性的发明，比如轻盈却坚固的复合材料，还是能自我修复的智能表面，我非常好奇作者将如何用引人入胜的故事，将这些硬核的科学知识变得通俗易懂，让即便是非专业背景的读者也能从中获得乐趣和启发。那种知识的碰撞和思维的延展，正是我阅读这类科普读物时最享受的体验。

评分☆☆☆☆☆

这本书的书名结构，特别是中英文对照的标题，给我一种它既有深厚的学术底蕴，又不失国际化视野的感觉。我希望它能做到在专业深度和大众可读性之间找到一个完美的平衡点。对于那些对物理和化学有基础了解的读者来说，应该能从中发现一些自己过去忽略掉的细节和更深层次的联系；而对于纯粹的爱好者而言，它也应该是一扇通往材料世界奇妙大门的钥匙。我尤其关注那些“幕后”的故事，比如某种材料的专利之争、跨国公司的技术垄断，或是小作坊式的创新如何颠覆了行业巨头。这些商业和历史的侧面，往往能为冰冷的科学发现增添一抹复杂的人性色彩，使得整个阅读过程充满了悬念和探索的乐趣。这不仅仅是一本关于物质的书，更是一部关于人类如何理解和驾驭自然的编年史。

评分☆☆☆☆☆

深知各产品琳琅满目。然，唯此宝物与众皆不同，为出淤泥之清莲。使吾为之动容，心驰神往，以至茶饭不思，寝食难安，辗转反侧无法忘怀。于是乎紧衣缩食，凑齐银两，倾吾之所有而能买。东哥之热心、快递员之殷切，无不让人感激涕零，可谓迅雷不及掩耳盗铃儿响叮当仁不让世界充满爱。待打开包裹之时，顿时金光四射，屋内升起七彩祥云，价格便宜，物流很快，态度很好，最新的包装，日期很新的，很喜欢。处处皆是祥和之气。吾惊讶之余甚是欣喜若狂，呜呼哀哉！此宝乃是天上物，人间又得几回求！遂沐浴更衣，焚香祷告后与人共赏此宝。人皆赞叹不已，故生此宝物款型及做工，超高性价比之慨，且赞吾独具慧眼与时尚品位。产品介绍果然句句实言，毫无夸大欺瞒之嫌。实乃大家之风范，忠义之商贾。

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作为plus用户，家里大小用品全部京东搞定。 非常感谢京东商城给予的优质的服务，从仓储管理、物流配送等各方面都是做的非常好的。送货及时，配送员也非常的热情，有时候不方便收件的时候，也安排时间另行配送。同时京东商城在售后管理上也非常好的，以解客户忧患，排除万难。给予我们非常好的购物体验。

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到书中去，入雅俗天地，窥凹凸乾坤

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xkcd 的衍生品「what if」栏目则负责收集、回答网友的古怪问题，结果深受欢迎，作者还将这个栏目的内容集结起来出版。于是就有了 What If?: Serious Answers to Absurd Hypothetical Questions 这本有趣的书，中文版译名为《那些古怪又让人忧心的问题》。

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这本书真的超级棒，巨多的好看内容吸引着我，价格也比书店便宜

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★xkcd是全世界科技迷的必备读物。从门罗的解答中，他们读者可以在真实生活中再现这些奇思妙想。

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oracle的书质量有点差

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★从原子角度解读你与宇宙万物之间的联系，给你多一双眼睛审视自然，审视自己。

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★杜克大学生物学与地质学博士、保罗史密斯学院自然科学教授，30年科普心血之作。