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现在有点事，晚上将5篇一起更新出来。不好意思。

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【元素家族-连载3】宇宙元素：氢（星际穿越不再是梦）
宇宙诞生至今已经100多亿年了，第一代恒星已经寥寥无几。而第一代恒星在死亡以后，喷发出众多气体，有些继续集聚在一起，又形成第二代、第三代恒星，以及环绕它们旋转的行星、卫星等。我们的太阳就是一颗第二代或第三代恒星，我们地球上的石头、铜铁以及其他元素，都是来自于几十亿甚至一百多亿年前的恒星喷发出来的物质凝聚而成的。

（原始地球，当时太阳系还很混乱，到处是小行星等不速之客，地面上如同地狱。但这些元素都来自于之前的一次恒星爆发。）
然而在我们的地球上，氢的丰度（丰度不是丰满或丰收的程度，而是元素的相对含量）只排在第九位，非常之少，这是什么原因呢？原来，地球和木星、土星等巨行星相比，实在是一颗太小的行星了，引力太小，像氮气和氧气这种密度大一些的气体可以受到吸引留在大气层，而像氢气、氦气这种很轻的气体在漫长的岁月中就慢慢散逸到宇宙太空中了。
（太阳系最大的行星：木星，其质量相当于另外七大行星的2.5倍。）
而像木星这种巨行星，由于它们有足够强大的引力，可以将很轻的氢气留下来，因此它实际上是一颗氢的星球。木星的表面是一层很浓厚的大气，厚度可能有3000公里，在大气层下面，是一层很厚的液态氢层，再下面是科学家们设想的固体金属氢层。
你说什么？氢不明显是非金属吗？怎么你跟我说金属氢？难道氢气也能像金属一样发出银光闪闪的金属光泽？

（据说很多物质冷却到绝对零度左右都会变成金属态。）
其实，从化学的角度来说，金属意味着这种元素的原子易于失去电子，氢原子只有一个核外电子，原子核对它的控制很紧，在一般的情况下，氢原子只能以共价键的形式与其他原子共享电子。而在压力非常大的情况下，原子与原子之间的距离已经被压缩到了很小的地步，每个原子核周围都有十几个其他原子，这时候这些电子就可以像金属中的电子一样，在原子核的间隙中自由穿行，这就是金属氢。事实上，科学家在实验室里依靠高压已经得到了金属氢，只是压力一恢复，又回复到原来的状态。
人们设想，如果能得到可以储存的金属氢，由于金属氢的密度是液体氢的7倍，那将是更加灵巧优秀的燃料。当然它肯定也会被用于战争，科学和人文，有时候确实是矛盾的。

（有朝一日，我们会有能力把木星剖开，获取其中的金属氢资源吗？）
未来，人类走向太空，木星将是非常重要的一个中转基地，可以供星际飞船补充氢这种核燃料。更何况木星的卫星：欧罗巴上有着丰富的水资源，真是风水宝地啊。
第一代恒星喷发出的另一些气体散布在宇宙空间，由于引力不够，无法聚集成恒星，就形成了尘埃云，虽然我们说是“云”，但是大多数要比我们地球上美丽的云彩可要稀薄几万倍，其中最主要的物质就是氢。
这些尘埃云给我们未来的宇宙航行带来了很多不确定性因素，尽管它们很稀薄，但是对于高速飞行的星际飞船来说，就好比是高速的子弹，而且由于他们特别稀薄，也很难被提前发现，这真是宇宙中的黑暗杀手。
（猎户座马头型尘埃云，看起来气势磅礴，如同徐悲鸿笔下的天马行空。）
办法总比问题多，1960年，美国物理学家巴萨德提出了一种冲压发动机，他利用一个巨大的漏斗，里面有一个巨大的磁场，用以将星际尘埃粒子收集起来，传递到发动机内部，作为核聚变发动机的原料，核聚变产生的辐射作为动力从尾端发射出去。就这样，星际尘埃从拦路虎变成了原料仓库，而且是取之不尽用之不竭的。人们设想，有了这样的飞船，人类可以在20年内穿越3万光年的路程到达银河系中心。在人类的有生之年，星际穿越也不再是梦想。
有一部科幻作品《宇宙过河卒》，讲的就是一个利用巴萨德发动机的飞船失控了以后，一直飞到了宇宙尽头，其中探讨了宇宙中的人性观、时空观，以及……男女观，的确很有意思。

（幻想中的巴萨德冲压发动机飞船，星际遨游，你也可以的。有人能帮忙把图中的美国国旗P成五星红旗吗？）

【元素家族-连载4】你真的了解水吗？（上）
既然说到氢，就不能不谈到水，因为氢是形成水的物质嘛。的确，虽然氢可以和各种物质形成多样的化合物，但是地球上，水是含氢量最大的物质，也是跟我们人类生活关系最密切的物质。
水实在是我们太常见不过的物质，地球表面71%被海洋所覆盖，也因此，地球在宇宙中拥有独特的蓝色；而人体内几乎也是这个比例都是由水组成的，这实在是巧合，有个日本人据此写了一本书《水告诉你答案》，其中甚至提到水可以听懂人类的语言。我可以负责任的告诉你，这本书中大部分都是伪科学，如果你要相信他，概不负责。

（我们的第一个家园，会是最后一个吗？）
然而水又实在是非常神奇的物质，水的凝固点是0摄氏度，沸点是100摄氏度，都在我们地球的温度范围附近，因此我们经常可以看到冰、水、雪、霜、云、雾、蒸汽等不同形态的水，也曾让我们的诗人们诗兴大发，留下传世名句。

（仁者乐山，智者乐水。山不在高有仙则灵，水不在深有龙则灵。山和水都是中国古代知识分子的精神食粮。）
我们使用的质量单位“克”就是根据水的密度来的，一克的重量大约相当于一立方厘米水在室温的质量。而其实水的密度在不同温度下是变化的，水的密度在4摄氏度的时候最大，温度更高或者温度更低，它的密度都会下降。因此即使冬天水里结冰，在水不是太深的江河湖里，水底的温度会是4度，水里的鱼不会冻死。如果水的密度变化不是这样，地球上的海洋就很难支持生命如此长期的进化。

（想象中的三叶虫时代，距今约5.6亿年，统治世界3亿年之久。海洋是地球生命的摇篮，这大部分是由于水的特性。我们目前对于海洋的认识还很浅薄，比如我们对海底的厌氧性生物感到惊奇，对于水母等很多海洋生物，还有很多奥秘在等待着我们。人类还远未占领地球表面29%的陆地，对于海洋、海底更是谜团多多，“人类是地球的统治者”这句话实在是一个笑话。）
水结成冰以后，冰是浮在水上的，这说明水的固体比液体要轻，这实在是一个特例。这其中的原因是因为“氢键”让固态的冰内部形成了三维四面体网状结构，这种结构对于空间的利用率较小。
冰比水轻只是“氢键”的魔力的一个很小的表现，“氢键”在各个方面都影响了很多物质的物理化学性质。甚至影响到DNA的形成，DNA之所以可以以双螺旋结构稳定存在，其中就是依赖于氢键而存在。

（DNA的双螺旋结构，之所以能稳定，是由于碱基之间存在氢键。）
2013年，中科院国家纳米科学中心“拍摄”到了“氢键的照片”，证明了“氢键”绝非科学家脑里幻想出来的，而是真实存在的科学事实。

（“氢键”的照片，其中黄色为重点标志出的“氢键”。很多事物都是首先存在于科学家的理念之中，在普通人看起来，他们的一些想法和疯子没什么两样。但是只要坚持理性分析、推理，最终一定会被事实证明。）
水的电离常数是10的负14次方，这导致pH值的设计，水的pH值就是7，这实在是一个不大不小的数字。如果水的电离常数太小，（比如氨的电离常数是10-30）则很多化学反应会更加慢，生命的活动会更加缓慢，没有灵性；如果水的电离常数过大，则生命毁灭的速度会更快，甚至根本没有足够的时间形成生命。

（水的电离过程，这一简单的可逆过程影响了亿万种化学反应，以及在此基础上的生命过程。）
水是一种万能溶剂，很多种化学物质都能溶解在水中，这让地球表面的海洋成为了一个天然的化学反应釜，利用这么大的反应釜最终制造出了DNA，这就不是稀奇的事情了。这也让化学化工产业没有那么复杂，中国的很多化学轻工业就是从小作坊开始的，这一点和英国、德国等发达国家没什么两样。目前工业用水价格是3-6元/吨，如果很多溶剂不是水的话，这些小老板永远没有机会发财，中国的山寨轻化工业也很难发展到今天。

（太多的物质可以溶于水，可以说一大部分的化工行业就是围绕着水来开展的，下一篇我们会抽空谈谈化工产业的水性化趋势。）
图片太多，一贴只能发10个，分上下贴发啊。

围观一个，话说好长啊。。

好吧