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《從此世間有稀土》

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活動截止時間：12月11日

（將會在12月12日的推文里公布獲獎名單）

活動解釋權(quán)歸「尹哥聊基因」所有

稀土，這組名字聽起來并不起眼的元素，卻在當(dāng)今世界扮演著關(guān)鍵角色。從芯片、導(dǎo)彈到電動車、風(fēng)電機(jī)組，幾乎所有高端科技都離不開它。

目前中國稀土儲量、生產(chǎn)量、消費(fèi)量和出口量位居世界前列，在世界范圍內(nèi)形成了資源優(yōu)勢及產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢。

而在中國收緊稀土出口后，美國和一些國家才真正意識到，關(guān)鍵材料的供應(yīng)鏈，早已掌握在中國手中。

可以說，未來科技時代，誰掌握了稀土，誰就掌握了主動權(quán)。

但鮮有人知道，這個如今被各國爭奪的戰(zhàn)略資源，最初只是十八世紀(jì)歐洲實(shí)驗(yàn)室里無人在意的石頭。他們并不知道，自己手中那一塊不起眼的黑色礦石，將在兩個世紀(jì)后改變?nèi)祟惖奈拿鬟M(jìn)程。

正是在這片被稱為“稀土”的未知領(lǐng)域里，實(shí)驗(yàn)科學(xué)開始展現(xiàn)出分辨自然細(xì)微差異的力量。

如今，稀土早已走出實(shí)驗(yàn)室，成為當(dāng)今世界重要的戰(zhàn)略資源。但要真正了解它，我們需回到最初的發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場，那是科學(xué)史上一段少有人提起的篇章，也是《從此世間有稀土》所要還原的故事。

△ 《從此世間有稀土》 羊頓 著

01

起源：從黑石到元素的名字

十八世紀(jì)的歐洲，化學(xué)正處在從煉金術(shù)向現(xiàn)代科學(xué)過渡的時期。在此背景下，一塊來自瑞典小鎮(zhèn)伊特比的黑色礦石，意外地打開了通往“稀土”的大門。

1787年，一位愛好化學(xué)的瑞典火炮團(tuán)中尉阿雷紐斯在伊特比礦區(qū)采到這種奇特的礦石，他發(fā)現(xiàn)它與已知的礦物都不太一樣，但是自己又沒能力分析，于是給他的同胞——化學(xué)家加多林寄了一塊樣品，讓他研究看看。

加多林沒讓他失望，經(jīng)過反復(fù)試驗(yàn)，他終于在1794年分離出一種新的氧化物——釔土。

“土”（earth）這個詞在當(dāng)時有著特殊含義�；瘜W(xué)尚未成熟，人們習(xí)慣把那些外觀似土、難溶于水、又不導(dǎo)電的物質(zhì)統(tǒng)稱為“某某土”。

在加多林的時代，生石灰、礬土、苦土、重土都屬于這一類。

拉瓦錫曾指出，這些“土”可能并非真正的元素，而是某種金屬的氧化物，只是由于還原手段有限，人類暫時無法看清它們的本質(zhì)。

加多林發(fā)現(xiàn)釔土后，化學(xué)界意識到，這類“土”遠(yuǎn)比想象的復(fù)雜。

18世紀(jì)至19世紀(jì)中葉，科學(xué)家相繼在各種礦石中分離出新的氧化物——鈰土、鑭土……他們給這些難以區(qū)分、又彼此相似的物質(zhì)起了一個新名字：稀土（Rare Earths）。

“稀”就是指它們最初出現(xiàn)的礦物極少、分離極難，非常稀有；“土”則沿襲了化學(xué)史上的舊詞。

真正讓“土”與金屬畫上等號的，是英國化學(xué)家漢弗萊·戴維。1808年，他用電流成功從生石灰、重土、苦土中分離出鈣、鋇、鎂的金屬單質(zhì)。那一刻，人們認(rèn)識到，所謂“土”，其實(shí)是金屬的氧化物，釔、鈰等物質(zhì)無法被還原，只是因?yàn)楫?dāng)時的技術(shù)尚不成熟。

到了19世紀(jì)中葉，化學(xué)分析手段進(jìn)步，尤其是光譜學(xué)的出現(xiàn)，使得稀土的研究迎來了高峰。貝爾塞柳斯和他的學(xué)生們發(fā)現(xiàn)，許多看似純凈的“釔土”其實(shí)混合著不同元素。通過火焰的顏色、光譜的細(xì)微差異，他們逐步識別出鑭、鈰、銪、鋱、釓、鏑等新成員。

到20世紀(jì)中期，人類終于確認(rèn)了全部17種稀土元素，包括15種鑭系元素（Lanthanide）和鈧、釔兩種元素，其中最后被公布的是1947年的钷，此時，距離第16種稀土元素銪的發(fā)現(xiàn)，已過去了四十余年。

這段長達(dá)160年的科學(xué)歷程，是人類在黑暗中摸索的真實(shí)記錄。雖有天才閃現(xiàn)的瞬間，但更多的是無數(shù)次失敗與微小進(jìn)步。

正如新書《從此世間有稀土》所展示的，那時科學(xué)家的世界中沒有“戰(zhàn)略資源”這個詞，他們追求的只是理解自然的秩序。他們相信，即使一個毫無用途的“土”，也可能隱藏著通向真理的鑰匙。

02

現(xiàn)實(shí)：稀土為何成了“戰(zhàn)略資源”？

時間跨越兩個世紀(jì)，稀土從實(shí)驗(yàn)室里的“無用之物”，變成了21世紀(jì)最具戰(zhàn)略意義的資源。它們?nèi)缃裰沃鴰缀跛懈呖萍籍a(chǎn)業(yè)：

釹與鏑讓電動車電機(jī)高效運(yùn)轉(zhuǎn)，銪和鋱決定顯示屏的色彩，鈰用于汽車尾氣凈化，鑭用于光學(xué)鏡頭，釔用于激光與超導(dǎo)材料。AI服務(wù)器中的高速磁體、量子通信設(shè)備、5G基站、風(fēng)力發(fā)電機(jī)，都離不開稀土。

稀土之所以重要，在于它們的“調(diào)節(jié)能力”——哪怕只需極少量，就能改變材料的磁性、光學(xué)、電學(xué)等性能。

科學(xué)家常用一個形象的比喻來說明：稀土之于金屬，就像維生素之于生命。沒有它們，一切仍能運(yùn)作，但有了它們，性能將被徹底激活。

然而，稀土并非真正稀少。以地殼豐度計算，除钷外，幾乎所有稀土元素的豐度都高于金、銀、汞、碘等常見元素。之所以“稀”，在于它們難以集中、提取復(fù)雜。稀土元素通�；旌显谕坏V物中，彼此化學(xué)性質(zhì)極其相似，分離需要成千上萬次化學(xué)操作。

△ 地殼中稀土元素豐度

而今的現(xiàn)代工業(yè)雖然效率更高，本質(zhì)上的困難仍在。

這也使稀土成為全球供應(yīng)鏈的焦點(diǎn)。20世紀(jì)末以來，中國逐漸成為世界上最大的稀土生產(chǎn)國和出口國，儲量之豐富、分離技術(shù)之成熟，使其在全球科技產(chǎn)業(yè)鏈中占據(jù)關(guān)鍵位置。

△ 中國內(nèi)蒙古白云鄂博稀土礦區(qū)

但在科學(xué)史的視角下，這個故事的意義遠(yuǎn)不止于資源競爭，今天我們提起稀土，更多想到能源安全、產(chǎn)業(yè)鏈和地緣政治。

但當(dāng)我們回望歷史，會發(fā)現(xiàn)最初的動力并不是功利性的，而是好奇與求知，那種“無用”的研究，恰恰奠定了后來一切應(yīng)用的基礎(chǔ)。

科學(xué)的長遠(yuǎn)價值，往往需要幾代人的等待。稀土的故事也告訴我們：技術(shù)奇跡并非一夜之間出現(xiàn)，它的根系埋在那些看似瑣碎的實(shí)驗(yàn)和錯誤之中。

03

未來：稀土潛力猶未可知

如果說過去的兩個世紀(jì)，稀土推動了工業(yè)與信息技術(shù)的革命，那么在未來，它或許將決定人類能否實(shí)現(xiàn)新的能源與智能轉(zhuǎn)型。

在新能源領(lǐng)域，稀土磁體是電動車和風(fēng)力發(fā)電機(jī)的核心部件。

沒有釹鐵硼磁體，就沒有高效的驅(qū)動系統(tǒng)，也就難以實(shí)現(xiàn)低碳轉(zhuǎn)型。

在人工智能和量子計算中，稀土離子因其獨(dú)特的電子能級結(jié)構(gòu)，被用于制造高精度的量子存儲器，稀土元素還可能成為下一代光子計算與腦機(jī)接口的重要材料。

△ 稀土磁體

然而，這種重要性也帶來了新的挑戰(zhàn)。全球需求的增長、環(huán)境開采的壓力、回收技術(shù)的滯后，都讓稀土在可持續(xù)與發(fā)展之間左右搖擺。

科學(xué)界正在探索稀土替代材料、回收循環(huán)技術(shù)、以及“綠色冶金”的可能性。也許幾十年后，稀土不再僅僅是礦石，而是一種可循環(huán)的智能材料體系。

《從此世間有稀土》以科學(xué)史的筆法重現(xiàn)了那些早期探索的細(xì)節(jié)，也提醒我們，科學(xué)的價值不止在于成果，更在于那種不斷試錯的勇氣。

今天的科學(xué)家面對的是新的未知——稀土在量子、能源、智能領(lǐng)域的潛力尚未被完全理解，未來的突破，可能就像當(dāng)年加多林面對黑石那樣，從一塊看似平凡的樣品開始。

回望這160年的歷程，從實(shí)驗(yàn)室的一縷火光，到點(diǎn)亮現(xiàn)代文明的熒幕，人類對物質(zhì)世界的理解始終在延展。稀土的故事，是科學(xué)史上極具象征意義的篇章之一：它從一塊礦石起步，最終成為連接過去與未來的橋梁。

而在每一次新發(fā)現(xiàn)背后，都潛藏著同樣的信念——世界的本質(zhì)并不在于它能否帶來即時的用途，而在于我們能否持續(xù)地去理解它。

稀土的發(fā)現(xiàn)，讓我們看到科學(xué)的真正力量：不僅是發(fā)現(xiàn)資源，更是擁有改變世界的能力。

本書作者：羊頓。自由作者、編輯，運(yùn)營“羊頓第二作者工作室”，主要從事通俗科學(xué)讀物，及非虛構(gòu)文本的創(chuàng)作與出版工作。