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【Gene思書齋】改變世界的十種物質

我差點被《10種物質改變世界》Stuff Matters: The Strange Stories of the Marvellous Materials That Shape Our Man-Made World)的書名誤導,以為這是本和市面上許多能夠提供知識、但沒有更深入洞見的知識書籍一樣。不過一讀之下才發現這真是本好書,難怪可以榮獲幾項大獎的肯定。

《10種物質改變世界》作者米奧多尼克(Mark Miodownik)並非等閒之輩,他是倫敦大學學院材料科學教授和製成研究中心主任,英國皇家工程學會會士,並曾入選《泰晤士報》「英國百大影響力科學家」。

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物質,在米奧多尼克的妙筆生花下,成了妙不可言的材料。米奧多尼克對材料科學的熱愛,躍然紙上。這樣的熱愛,居然出自他還是個阿宅學生時,在地鐵車廂裡被人勒索不成而遭受的攻擊,在背上被劃了道十三公分的傷口。攻擊者手上用膠帶纏住的剃刀刀片,硬生生劃破了五件衣服。

從那個嚇人的暴力事件開始,從此改變了他的一生,他沒有身心受創成為變態,而是成了位沉迷材料世界的阿宅,因為他好奇為何劃過五件衣服和他肌膚的鋼刃依然完美無缺,連在警察局做筆錄時的筆,發現那也是鋼製的。回家時乘坐的車也是,回到家吃飯時用的湯匙也是……

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這位愛上物質而無可救藥的阿宅,對我們日常常見到麻木的各種材料,問出了好幾十萬個為什麼,例如為什麼剃刀用來切割,迴紋針卻能隨意彎折?為什麼金屬會發亮,玻璃卻是透明的?為什麼幾乎所有人都討厭混凝土而喜歡鑽石?為什麼巧克力那麼好吃?某某材料為什麼外觀是那樣子、有那樣的性質?

米奧多尼克沉迷材料的宅物質世界,到了牛津大學攻讀材料科學拿到博士,研究主題是噴射引擎合金,接著又到全球各地最先進的實驗室擔任材料科學家和工程師。他在任教的倫敦大學學院製成研究中心弄了個巨大的物質館,裡頭收藏了數百萬種材料。在《10種物質改變世界》的每一章,都秀了張他宅在家的屋頂上喝英式下午茶的照片,展示他的宅……哦不……展示我們日常生活中常見的各種物質,背後精彩絕倫的故事。

在那張宅照片中,出現了不屈不撓的鋼、值得信賴的紙、重要的混凝土、美味的巧克力、神奇的發泡體、充滿創造力的塑膠、透明的玻璃、打不斷的石墨、精緻的瓷器和長生不死的植入物這十種改變世界的物質。哦不對,當我看到巧克力時,差點沒崩潰,巧克力是食物,算哪門子材料科學會關心的物質啊?他是宅到腦袋壞掉了嗎?可是一讀之下,發現原來太宅到井底之蛙的是我自己啦。巧克力不僅好吃,也是好材料!

上述十種物質,只有發泡體,是人類有史以來製造出最輕的物質氣凝膠,還有用膠帶製造出的石墨烯,堪稱神奇到出神入化,其他的都普通到我們視而不見。所以,讀了《10種物質改變世界》,會得到的樂趣不僅是在閱讀他風趣的文字的過程,還會改變你對周遭世界的看法,這改變還不小哦,因為裡頭提到的物質,絕大部分是我們天天無時無刻都看得到、摸得到的,有些還能放入嘴裡吃下肚。

米奧多尼克指出,我們把文明發展階段的劃分為石器時代、銅器時代和鐵器時代,就可見文明世代就是物質世代,因為人類社會每一個新時代都是因為一種新物質出現而促成的。鋼是維多利亞時代的關鍵原料,而二十世紀常被歌頌為矽時代。另外,摩天大樓由結構鋼和平板玻璃構成、電影的誕生因為有了賽璐珞等等。為了紀念賽璐珞,他還寫了個電影戲本,只是演出效果實在差強人意。

《10種物質改變世界》中,他沒有套用公式在每一章中,有些從歷史出發,有些來自個人經驗;有些強調物質的文化意含,有些則強調科技的驚人創造力,介紹了各種物質的不同角度。書中不少附圖是他人生中值得留戀的回憶,書中甚至附了他的情書,還有老婆懷孕時超市購物的收據等等。

就拿混凝土來說吧,這是讓現代人又愛又恨的。愛的是,混凝土真的太方便了,讓工程師能夠用這個羅馬帝國時代就擅長的材料,建造出許多大型建築、橋樑和道路。恨的是,混凝土建築卻給人冰冷的感覺,生活在水泥森林的畫面,似乎很難讓人有美好想像。

不過,經米奧多尼克的生花妙筆,我們不僅知道了混凝土了不起的歷史和演化,以及其在不同環境下凝固的箇中道理,還可知道有嵌入細菌和澱粉可自癒合的混凝土和有淨水作用的透水混凝土,還有可塑成各種形狀的水泥帆布,以及摻入二氧化鈦會自潔淨的混凝土。透過混凝土,還有其他物質,他解說了各種物質的性質可以千變萬化,像是玻璃,大部分像杯子般易碎,但也有能夠防彈的玻璃。

也並非所有神奇的物質能有超炫的用途,像氣凝膠生不逢時,也有過懷才不遇的境遇,居然曾淪落成綿羊用防蠅膏的增稠劑,真是虎落平陽被犬欺,直到太空科技崛起後,它才東山再起。

材料科學是很複雜的一門跨領域科學,《10種物質改變世界》沒有艱澀難懂的術語和觀念,可是更精準地捉到材料科學的精髓,是本娛樂和教育功能兼具的好書。米奧多尼克也提醒我們,投身科學研究是出自旺盛的好奇心,這是身為科學工作者不該忘卻的初衷。

這些物質早已改變了全世界,但讀了這本《10種物質改變世界》好書,也會改變你的世界!

本文原刊登於閱讀‧最前線【GENE思書軒】,並同步刊登於The Sky of Gene。

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關於作者

Gene Ng

來自馬來西亞,畢業於台灣國立清華大學生命科學系學士暨碩士班,以及美國加州大學戴維斯分校(University of California at Davis)遺傳學博士班,從事果蠅演化遺傳學研究。曾於台灣中央研究院生物多樣性研究中心擔任博士後研究員,現任教於國立清華大學分子與細胞生物學研究所,從事鳥類的演化遺傳學、基因體學及演化發育生物學研究。過去曾長期擔任中文科學新聞網站「科景」(Sciscape.org)總編輯,現任台大科教中心CASE特約寫手Readmoo部落格【GENE思書軒】關鍵評論網專欄作家;個人部落格:The Sky of Gene;臉書粉絲頁:GENE思書齋

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