聊起这个话题,我总想起大学时一次化学史的随堂测验,题目就这么直白:“技术元素哪一年发表的?”当时我脑子一抽,胡乱填了个二战后的年份,结果当然是红叉叉一个。这事儿,我记了好多年。因为它远不止一个年份那么简单。
所以,答案到底是什么?
1937年。
记住这个年份。但别只记住它。因为1937年这个数字背后,藏着一个近乎寻宝电影般的故事,充满了巧合、执着,还有那么一点点跨越大洋的“垃圾”的浪漫。
在聊1937年之前,我们得先倒带,看看元素周期表上那个让人抓狂的“空位”——43号。门捷列夫老爷子当年画出那张伟大的表格时,就神预言般地在锰(Manganese)和铼(Rhenium)之间留了个空。他说,这儿,应该有个元素,它的性质嘛,大概是这样这样的……
然后,全世界的化学家们就疯了。
找啊找,找了几十年。中间闹出过不少乌龙。比如1925年,有德国科学家信誓旦旦地宣布他们找到了43号元素,还给它取了个特有民族情怀的名字“Masurium”(“马祖里”)。结果呢?无法复现,成了科学史上的一桩悬案,一缕幽魂。这个43号位,就像是元素周期表里的百慕大三角,吞噬着科学家的心血和名誉,却始终空空如也。
为什么?为什么地球上就找不到它?
答案后来才揭晓,而且这个答案本身就酷得不行:因为技术元素(Technetium)的所有同位素,全都是放射性的!它根本没有一个稳定的“版本”。最短的半衰期可以按微秒算,最长的,在我们看来很长,但在地球几十亿年的寿命里,也早就衰变得无影无踪了。想在地球的矿石里把它刨出来,无异于大海捞针?不,是想在已经蒸发的大海里捞一根特定的针。
好了,故事的主角该登场了。
两位意大利人,物理学家埃米利奥·塞格雷(Emilio Segrè)和矿物学家卡洛·佩里耶(Carlo Perrier)。时间,1937年。地点,意大利的巴勒莫大学。
塞格雷这哥们儿,之前在美国加州大学伯克利分校的劳伦斯实验室待过。那儿有当时全世界最炫酷的“玩具”——回旋加速器。这玩意儿,简单说,就是个能把粒子加速到接近光速然后狠狠撞向靶子的机器。塞格雷对这东西着迷得不行。他注意到,加速器里那些被高能粒子轰击过的零件,比如偏转板什么的,用着用着就会变得有放射性。
这让他心里咯噔一下。一个大胆的念头冒了出来:会不会……会不会在这些被轰击过的“废料”里,藏着自然界不存在的新元素?
于是,他厚着脸皮,向劳伦斯——对,就是那个诺奖得主、加速器之父——讨要了一块被轰击过的钼(Molybdenum,42号元素)箔片。那片钼箔,在回旋加速器里被氘核(就是重氢的原子核)轰了几个月,早就该被当成放射性废料处理掉了。劳伦斯估计也没多想,就随手把这片“垃圾”寄给了远在意大利的塞格雷。
你能想象那个画面吗?一片从美国加州漂洋过海来到西西里岛的、毫不起眼的金属箔片,皱巴巴地躺在信封里。它看起来就像个失败的实验留下的残骸。
但对于佩里耶和塞格雷来说,这就是来自新世界的藏宝图。
他们在巴勒莫的实验室里,用尽了当时最精妙的化学分离技术,一点一点地,从那片钼箔里“淘金”。他们发现了一种前所未见的放射性,这种放射性既不属于钼,也不属于任何已知的杂质。经过几个月的艰苦奋战,他们终于铁证如山地证明:他们分离出的,正是一种全新的、原子序数为43的元素。
那个在元素周期表上空了几十年的“鬼打墙”,终于被填上了!
而这个发现最震撼的地方在于,它不是“找到”的,而是“制造”出来的。这是人类历史上第一个通过人工方法合成的元素。所以,他们给它取名“Technetium”,源自希腊语“τεχνητός”(technetos),意思就是“人造的”。
这个名字,简直是人类科技的一枚勋章。技术元素,这个名字本身,就是一篇宣言。
所以,你看,“技术元素哪一年发表的?”这个问题,答案是1937年。但它真正告诉我们的是:从那一年起,人类不再仅仅是自然的发现者,我们开始扮演起“造物主”的角色。我们开始能创造出地球上、甚至在太阳系诞生之初就已经消失的物质。
后来,天文学家们更是在一些恒星的光谱里,发现了技术元素的踪迹。一个被我们称为“人造元素”的东西,竟然在遥远的星辰上熊熊燃烧。这简直是一种宇宙级的黑色幽默,也让我们对“人造”和“自然”的界限,有了更深的思考。
直到今天,技术元素的同位素锝-99m,依然是核医学诊断里最重要的显像剂之一。当医生给你做SPECT扫描时,注入你体内的,就是这一点点来自星辰、又由人类亲手“复活”的奇迹元素。
所以下次再有人问起,别只干巴巴地报上1937年。你可以给他讲讲这个故事:关于一个固执的空位,两个聪明的意大利人,和一片跨越大洋的、闪耀着人类智慧之光的“废铜烂铁”。
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