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為何我們無法學會《鋼之鍊金術師》裡的鍊金術?-《空想科學讀本:科學也無法解答的超難題》

現實世界中的鍊金術是起源於 3 世紀埃及的亞歷山卓,至 17 世紀時在伊斯蘭世界和歐洲盛行研究此術,目的不僅止於用人工造出黃金,甚至及於長生不老及操縱生命的範疇。他們認為鍊金作業的最終階段能析出一種名叫「賢者之石」的紅色粉末狀物質,只要能得到這個,不只能造出黃金,連長生不老都有可能。

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鍊金術的目的不僅止於造出黃金,甚至及於長生不老及操縱生命的範疇。圖 @ pixabay

「賢者之石」,《哈利波特》小說版第一集的原名,就是「哈利波特與賢者之石(Philosopher’s stone)」,但電影版改名為「哈利波特與魔法石(The Sorcerer’s Stone)」。

雖然這些嘗試並沒有成功,卻因此而確立了物質的分析及合成法等等,對科學發展有很大的貢獻。這就是歷史上的鍊金術。

《鋼之煉金術師》中的鍊金術,還有加入其他的要素。最大的特徵就是能令物體變形。主角愛德華.艾力克經常能從地面上現出一道牆壁,還能把右手的機械鎧變形成武器。

要實行此一過程,就必須改變組成物質的原子或分子的排列。這可是不得了的大事,即使是一點點的物質,所含原子或分子數量可都是很大的。例如 1 公克的鐵就含有 1 兆 × 100 億個鐵原子。就以這個情形來想一想愛德華具體說來到底做了什麼事吧。

他光只是在腦海中將全體的形狀想像出來,這些原子就會自動改變配列變成那樣嗎?還是說他將原子一個個依自己的想像把它們移動到該去的位置?如果是後者,光是要讓 1 公斤的鐵變形,就算他每 1 秒鐘能移動 1 萬個鐵原子,得花上 34 兆年。到時候連全宇宙的歷史都早已完結了吧。

為何造不出黃金?

現實中的鍊金術與《鋼之鍊金術師》中的鍊金術還有一個決定性的相異之處:前者造不出黃金,後者卻造得出來。故事中愛德華就曾將一整部手推車的煤炭鍊成黃金,既然標榜的是「鍊金術」,這差異不可謂不大。但兩者又是不同在何處呢?

要從其他物質造出黃金,理論上並非不可能。所有的原子都是由質子、中子和電子構成的。由多少個基本粒子組成,就決定了原子的種類。例如構成煤炭的碳元素,原子是由 6 個質子、6 個中子、6 個電子組成的;構成黃金的金原子則是 79 個質子、118 個中子、79 個電子構成的。只要能改變質子、中子和電子的組合,就能把煤炭變成黃金。

只不過,要改變原子,所需的能量可是化學變化的 1 千萬倍以上。古代的鍊金術師是把藥品與藥品混合或加熱等等,想從化學反應造出黃金,之所以失敗,最大的理由就是能量根本不夠

按作者的說法,要改變元素唯一的方法就是改造原子核,所以要進行的是核分裂反應及核融合反應,這根本不是化學反應所能提供的能量等級。

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古代的鍊金術師是把藥品與藥品混合或加熱等等,但能量根本不夠。圖 / By 你猜 纪 @ flickr

 愛德華的鍊金術呢?

實際上,愛德華又是如何造出黃金的?雖然故事中並沒有描述,但如果他要把 1 噸的煤炭變成 1 噸的黃金,應該是以如下的推測過程:

1. 為了把碳原子全部打碎,首先要投注大約比基尼氫彈試爆 12 倍的能量。

2. 把 6 兆 × 1 兆 × 10 萬個質子和中子組合成金原子。

3. 造出黃金的同時,應該也會發出相當於比基尼氫彈試爆 60 倍的能量,所以還得處理掉這些能量。

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愛德華又是如何造出黃金的?圖 / Maki Maki

 

結論:我們之所以辦不到愛德華那樣的鍊金術,是因為我們沒有操縱原子的能力,也無法自由的生成和消滅能量。要做蛋糕就該交給蛋糕店,要鍊金還是交給鍊金術師吧。

 

摘自《空想科學讀本:科學也無法解答的超難題》,由遠流出版。

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