內容簡
如何在地球毀滅後留下人類的印記？
——人類到不了的地方，材料可以！
今年是微信上線的第十個年頭。這篇小文章有幸被你看到，也是要拜微信平臺所賜。
你是否還記得我們在微信之前的交流模式？在簡訊按條計費的年代，我們往往會在每條簡訊內塞進儘量多的內容，而在微信時代，可以不計次數地盡情傳送。這在十年前可能是無法想象的。
這是技術給社會帶來的隱形改變——人們的思維方式、溝通習慣在無形中接受著新技術的塑造，逐漸變成了理所應當。而實現技術的載體便是
材料
。
通常，我們的視線總會聚焦在如何發明新型材料，嘗試去理解不同材料的性狀，反而會忽略材料
如何引導人類
和人類社會走到今天。
材料和人類是
相互塑造
的。我們不僅生活在物質世界中，也在與物質共舞。我們塑造它們，它們反過來又塑造我們。
雖然你可能並未察覺，但那些至關重要的材料相關的科學技術進步已經在無形中深刻地影響了人類社會的發展程序。
正如艾妮莎·拉米雷斯在她的暢銷書
《神奇的材料》
中開篇引用的：
“你觸碰過的一切會因你而改變，你改變過的一切也會改變你。”
——奧克塔維婭·E.巴特勒
1
石英與“去人格化”的時間
20世紀早期，全世界的人都很難知道準確的時間，因為這些資訊都留存在天文臺，比如英國格林尼治皇家天文臺。在19世紀70年代，英國頒佈了嚴格的法律，禁止在規定的時間之外出售酒類，違者有可能失去營業執照和生計。這使得很多行業都需要知道精確的時間，但他們卻沒有時間親自跑一趟天文臺。
露絲·貝爾維爾
負責為她的客戶提供時間。每個星期，她都會花3個小時去一趟格林尼治皇家天文臺，再帶著已經校準的懷錶“阿諾德”去她在倫敦的客戶那裡，
“出售”
時間。對於貝爾維爾的客戶們來說，時間是有
名字和形象
的——一個沉穩、親和又堅定的女士露絲，拿著她的老夥計“阿諾德”，穿梭在倫敦的鬧市，和各色人打招呼，然後走進客戶的店鋪。
在格林尼治天文臺對錶的露絲和懷錶“阿諾德”
露絲·貝爾維爾向客戶出售時間的那個時期，正是
整個社會按照時鐘生活
的習慣全面形成的時期。時鐘出現之前的生活則完全不同，社會經歷了一種類似的變化，從
自然訊號
切換到
時鐘訊號
。
在有時鐘之前，我們會為某個人的到來等待很長時間。而如今，一旦過了約定的時間，我們就不會額外等待超過20分鐘。因為石英鐘的出現讓精準的時間不再是奢侈的必需品，每個人都能輕易獲得，時間的契約性質得到了放大。
沃倫·馬裡森製造的鐘表，核心是一塊環狀石英石 ，它在電路中振動以提供精確的時間。這塊石英石的厚度大約有1英寸。
1927年底，在貝爾實驗室工作的加拿大研究員
沃倫·馬裡森
利用石英通上交流電後可以穩定振盪的特性，發明了依靠起伏次數來計時的石英鐘。這臺時鐘採用了一個厚1英寸、直徑幾英寸的石英環。它非常成功，想知道時間的行人會去曼哈頓區富爾頓街拐角處的櫥窗前，他們緊挨著彼此站著，
卻很少交流
。
幾個紐約人聚集在展示“世界最精確公共時鐘”的櫥窗周圍，調著各自的手錶。這臺用石英石計時的時鐘是由貝爾實驗室的科學家沃倫·馬裡森製造的。
長期以來，我們的目標都是製造更好的時鐘，但與此同時，
我們失去了睡眠
。人類睡眠困境的核心是文化當中的時間觀：
時鐘是一條準繩。
正因為整個社會世世代代都在努力製造越來越好的時鐘，我們才能協調大家在一天當中的互動。然而，在追求更好的時鐘的過程中，我們卻
忘記了審視時間本身
。
02
鋼鐵與“時空壓縮”
1857年，
亨利·貝塞麥
擊敗了競爭對手威廉·凱利，成功取得了“吹碳式”鍊鋼法的專利——在極高的溫度下，由鐵和碳構成的熔融混合物發出明亮的橙色光芒，而過熱的空氣使附近的物體都變得影影綽綽。沸騰的液麵上方駐留著一層塵霧，手指般的火焰胡亂地噴濺出來。滾滾濃煙從液麵上升起，不時產生黃色和橙色的劇烈火花。冒著泡的混合物發出雷鳴般的響聲，碳和空氣都被熔融的金屬吞噬。就這樣，熔融金屬混合物被徹底改變了。
英國發明家亨利·貝塞麥爵士（左）創造了透過用氣流去除鑄鐵中多餘的碳來鍊鋼的方法。
美國發明家威廉·凱利（右）用空氣去吹鐵水，以降低燃料成本，他把這種方法稱為“充氣工序”。
這套方法又被稱為
“貝塞麥法”。
這種熔融混合物推動了鋼軌的興起，壽命達到傳統鐵質軌道的近
10倍
。鋼軌構建了一個網路，成為國家的“結締組織”，並催生出很多新情況。其中比較容易想到的是，人們開始遷移，城市規模擴大。
乘坐驛站馬車出行既危險又顛簸，這使得火車一問世就廣受歡迎。鐵路出行的便利，重構了人們心理上的地圖。1932年出版的《美國曆史地理地圖集》展示了這種距離上的變化，出行時間以曲線的形式被描繪在地圖上，從中可以看出一個人從紐約市出發，在特定的時間段內可以走多遠。
上為1800年在一定時間內到達多遠地方的地圖，下為1857年，可以看到人們在同一時間內能夠到達的最遠距離顯著提升。
比如，在19世紀早期，從紐約乘坐公共馬車去華盛頓特區要花5天的時間。然而，在19世紀中期，從紐約坐火車去華盛頓特區只需要花一天的時間。在鐵路出現之前，如果子女把自己的小家搬到離父母家50英里遠的地方，那麼探望父母一次要花2天的時間，所以他們不常回老家；而有了鐵路之後，只要等上2個小時祖父母就可以看到他們的孫輩了。鐵路的出現讓一個地方到另一個地方所需花費的時間變短，兩地之間的距離就變得不那麼重要了。或者說，
世界變小了。
03
從蠟紙到金唱片
1877年一個傍晚，
愛迪生
實驗室到了晚餐時間，只有他自己還在研究振動材料。他一邊思考著，一邊對首席助手查爾斯·巴徹勒說：
“如果我們在膜片中心放一個尖頭，然後對著膜片說話，同時拉動下面的蠟紙，那麼再次拉動蠟紙時就會聽到剛才說的話。”
他的想法猶如霹靂一般擊中了實驗室裡的所有人，大家就像聽到發令槍響一樣，立即開始尋找製造留聲機所需的零件。
不到一個小時，一個裝置就出現在愛迪生眼前。房間裡很安靜，愛迪生湊近話筒，喊道“Halloo”（嘿），與此同時巴徹勒緩慢勻速地拉動下面的蠟紙。之後，他們把紙帶放回起點，在膜片下再次拉動它。一個清晰的聲音傳來，但或許要有強大的想象力才能把它翻譯成最初的“Halloo’’。毫無疑問，這個裝置亟待改進。
經過深思熟慮和幾次不同的演算，愛迪生畫好了設計圖，把它交給信任的機械師約翰·克魯齊，並告訴對方他打算做一臺會說話的機器。
儘管感到難以置信，克魯齊還是設法在12月6日把成品交給愛迪生進行測試。當連線上另一個錐形揚聲器並轉動曲柄時，留聲機中傳出了愛迪生唱著《瑪麗有隻小羊羔》的歌聲，雖然模糊但確鑿無疑。這是
人類歷史上第一段被記錄下來的聲音
。
愛迪生的留聲機能夠透過在圓筒外包裹的錫箔上戳孔來捕捉聲音。
留聲機誕生後，愛迪生認為它的主要用途是商務口述，在這一點上他錯了，因為留聲技術將在音樂領域留下濃墨重彩的一筆，更成了幫助人類走向
永恆
的介質。
整整一百年後，NASA（美國國家航空航天局）計劃發射兩艘
“旅行者號”
宇宙飛船。當時太陽系的一眾行星排列成一個獨特的幾何形狀——這種現象每176年才會出現一次，在這樣的陣型裡，藉助行星的引力，這兩艘宇宙飛船可以變成貫穿太陽系的彈弓，飛到更遙遠的地方，也許還會抵達外星世界。
專案組做了一個浪漫的決定——將地球的聲音和人類引以為傲的音樂灌錄成一張
鍍金唱片
，跟隨“旅行者號”播放、飛行數十億年，向潛在的智慧生物傳遞地球的資訊。這兩艘宇宙飛船的飛行時間預計要長過地球的壽命，所以它們從單純的航天探測器升級為
人類生命最後的遺產承載者
。
工作人員正在將“金唱片”安裝在“旅行者”上
唱片除了有用開頭的標誌性音符打破太空寂靜的貝多芬《第五交響曲》外，還有塞內加爾打擊樂、亞塞拜然風笛曲、中國古琴等，以及55種語言向太空的致意。來自各種文明的聲音，使金唱片成了一個能真正代表其誕生地的樣本。
（共有四種不同的漢語口音，你都聽懂了嗎？）
隨著兩張金唱片分別於1977 年8月20日和1977 年9月5日離開地球，已經高唱著前行了
44年
。雖然NASA的這次太空任務的最初目的是收集有關太空的資料，但因為托馬斯·愛迪生在晚餐時的那個主意，地球的聲音能夠被永遠地儲存和傳播，等待知音。
書籍介紹
這本書展示了材料是如何被髮明家塑造的，也展示了這些材料是如何塑造人類社會文化的。每一章的關鍵詞都是一個
動詞
：
互動
、
連線
、
通訊
、
拍攝
、
看見
、
分享
、
發現
和
思考
。它們分別對應
8種
至關重要的材料，透過圖文並茂的精彩故事，你將瞭解這些材料的發明如何改變了人類社會。
作者簡介
艾妮莎·拉米雷斯（Ainissa Ramirez）
材料科學家，也是廣受歡迎的公共演說家和科學傳播者。她畢業於布朗大學和斯坦福大學，曾在貝爾實驗室擔任研究科學家，並在耶魯大學和麻省理工學院擔任學術職位。她曾為《時代》《科學美國人》《美國科學家》《福布斯》等雜誌撰稿，並定期出現在PBS的《科技新時代》節目中。
書籍評價
技術和發明正在改變我們的生活，但我們很少意識到它們如何真正地改變我們，包括我們說話、觀察和思考的方式。在這本引人入勝的書中，艾妮莎·拉米雷斯探尋了這些變化以及實現它們的人背後的故事。
——肖恩·卡羅爾
理論物理學家，加州理工學院教授，著有《大圖景》
故事令人驚訝，啟迪人心，順暢易讀。
——卡爾·齊默
科普作家，美國國家科學院科學傳播獎得主，著有《病毒星球》
這本書給我們上了重要的一課： 進步的代價、發明的本質以及多樣性的重要性。
——埃德·揚
科普作家，《大西洋月刊》科學記者，著有《我包羅永珍》
鐵路、電報、鐘錶、相機…所有這些曾經推動過一個時代的發明，都離不開同一個關鍵詞：材料。看看這神奇的材料吧，它讓我們知道自己如何走到今天，又將如何通向更遠的地方。
——孫亞飛
清華大學化學系博士生，科學松鼠會會員
