人造鉆石這事兒，現(xiàn)在已經(jīng)卷到什么程度了？

河南一個(gè)縣城的工廠，流水線上一周能"種"出幾千顆一克拉的鉆石，出廠成本三五百塊。拿去送檢，GIA證書上寫的是"鉆石"，不是"仿鉆"，因?yàn)樗诨瘜W(xué)成分、晶體結(jié)構(gòu)、物理性質(zhì)上，和地底下挖出來的那種一模一樣。

但黃金呢？人類琢磨"點(diǎn)石成金"這件事都琢磨了幾千年了，從煉金術(shù)士的坩堝到現(xiàn)代物理學(xué)家的粒子加速器，愣是沒能造出一塊能拿去銀行換錢的金子。

鉆石不是更稀有、更堅(jiān)硬嗎？為什么反而是它先被"攻克"了？

鉆石為什么能造？

你可能知道鉆石很貴，但你知道它的化學(xué)成分有多"樸素"嗎？就一種元素——碳。對(duì)，就是燒烤炭火里的那個(gè)碳，鉛筆芯里的那個(gè)碳，你呼出來的二氧化碳里的那個(gè)碳。

鉆石和鉛筆芯（石墨）的區(qū)別在哪？只在于碳原子的"坐姿"不一樣。

石墨里的碳原子手拉手排成一層一層的平面，層和層之間靠很弱的力連著，所以一劃就掉渣，又軟又滑。

鉆石里的碳原子則是三維立體交叉握手，每個(gè)碳和周圍四個(gè)碳死死綁定，形成一個(gè)超級(jí)穩(wěn)定的正四面體網(wǎng)絡(luò)。這種結(jié)構(gòu)讓鉆石硬得離譜，但本質(zhì)上它和石墨是"同一種東西換了個(gè)造型"。

所以造鉆石的思路就很清晰了：想辦法逼著碳原子換個(gè)姿勢(shì)。

怎么逼？?jī)蓷l路。

第一條：高溫高壓，簡(jiǎn)稱HPHT。1954年，通用電氣的實(shí)驗(yàn)室里，一幫工程師把石墨和金屬催化劑塞進(jìn)一個(gè)特制的高壓釜，加熱到1400℃以上，同時(shí)施加5萬(wàn)個(gè)大氣壓，相當(dāng)于你腳底下壓著一座珠穆朗瑪峰。

在這種"要命"的條件下，石墨里的碳原子扛不住了，被迫重新排列，幾小時(shí)后就變成了鉆石晶體。

第二條：化學(xué)氣相沉積，簡(jiǎn)稱CVD。這個(gè)方法更騷一點(diǎn)。工程師在真空腔里放一小片鉆石"種子"，然后通入甲烷氣體，用微波把氣體激發(fā)成等離子體。甲烷分子被打碎后，碳原子會(huì)一層一層地落在種子上，像下雪一樣把鉆石慢慢"長(zhǎng)"大。溫度只要800到1000℃，不需要那么夸張的壓力。

這兩種方法現(xiàn)在都很成熟。中國(guó)河南的柘城縣，一個(gè)你可能沒聽過的小地方，2023年人造鉆石產(chǎn)量占全球80%。一克拉的培育鉆石出廠價(jià)幾百塊，而天然鉆石動(dòng)輒幾萬(wàn)塊，你說戴比爾斯（壟斷全球鉆石產(chǎn)業(yè)鏈超過一個(gè)世紀(jì)的巨頭）慌不慌？

但這里有個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)你要抓�。�整個(gè)過程里，碳還是碳，沒有任何元素變成另一種元素。造鉆石就是在"重新整理"已有的碳原子，這是化學(xué)層面的事兒，物理學(xué)家甚至都懶得管。

黃金就不一樣了。

造黃金？你得劈開原子核

黃金的化學(xué)符號(hào)是Au，原子序數(shù)79。

這個(gè)"79"是什么意思？意思是金原子的原子核里有79個(gè)質(zhì)子。這79個(gè)質(zhì)子是金之所以為金的根本原因，不是78個(gè)，不是80個(gè)，就得是79個(gè)。少一個(gè)它就變成鉑，多一個(gè)它就變成汞。

所以問題來了：你想"造"黃金，要么找個(gè)有78個(gè)質(zhì)子的原子往里塞一個(gè)，要么找個(gè)有80個(gè)質(zhì)子的原子往外敲一個(gè)。

聽起來好像只是做個(gè)加減法？

實(shí)際操作一下你就知道什么叫絕望了。

原子核里的質(zhì)子和中子，被一種叫"強(qiáng)核力"的力死死箍在一起。強(qiáng)核力有多強(qiáng)？這么說吧，它比電磁力強(qiáng)100倍，比你熟悉的萬(wàn)有引力強(qiáng)103?倍。作用范圍極短，只有原子核那么大一丁點(diǎn)地方，但在這個(gè)范圍內(nèi)，它就是宇宙里最霸道的力量。

你想動(dòng)原子核？光靠加熱加壓根本沒戲。煉金術(shù)士燒了幾千年?duì)t子，不管火燒得多旺，溫度再高，也只是讓原子跑得更快、撞得更猛，但撞的是原子和原子，碰到的是外層電子，原子核躲在最里面穩(wěn)如泰山。

要真正"動(dòng)"原子核，你需要粒子加速器。

1941年，哈佛大學(xué)的物理學(xué)家用回旋加速器拿中子去轟汞原子。汞有80個(gè)質(zhì)子，敲掉一個(gè)理論上就能變成金。他們轟了好幾天，確實(shí)造出了金——有多少呢？幾十納克，大約是一根頭發(fā)絲重量的萬(wàn)分之一，肉眼根本看不見。

1980年代，勞倫斯伯克利國(guó)家實(shí)驗(yàn)室用更先進(jìn)的設(shè)備重復(fù)了實(shí)驗(yàn)，結(jié)果差不多：能造，但少得可憐。

為什么效率這么低？因?yàn)槟阌眉铀倨靼l(fā)射的粒子，絕大部分都"打偏"了。原子核太小了，小到什么程度？如果把一個(gè)原子放大到足球場(chǎng)那么大，原子核大概只有一顆豌豆。你往足球場(chǎng)里扔石子，想砸中那顆豌豆，還想砸得剛剛好讓它吐出一個(gè)質(zhì)子而不是整個(gè)碎掉，概率低得離譜。

最要命的是成本。

有人算過，勞倫斯伯克利那次實(shí)驗(yàn)，如果把電費(fèi)、設(shè)備折舊、人工成本全算上，每合成一盎司黃金的成本超過一萬(wàn)億美元。當(dāng)時(shí)黃金市場(chǎng)價(jià)多少？大約400美元一盎司。

這不是"不劃算"，這是"徹底沒有意義"。

地球上這些黃金到底是哪來的？

那地球上這些黃金到底是哪來的？

答案是：中子星相撞。

你可能聽說過恒星內(nèi)部能發(fā)生核聚變，把氫變成氦，氦變成碳，一路往上造出越來越重的元素。但這個(gè)過程到鐵就停了——鐵原子核的結(jié)合能最高，再往后聚變不但不釋放能量，反而要吸收能量。恒星造不動(dòng)了。

比鐵更重的元素怎么來？需要更暴力的事件。

2017年8月17日，人類第一次"聽到"了兩顆中子星合并的引力波。中子星是什么？簡(jiǎn)單說，就是大質(zhì)量恒星死亡后留下的超級(jí)致密殘骸，一顆典型的中子星質(zhì)量相當(dāng)于1.4個(gè)太陽(yáng)，但直徑只有20公里。整顆星基本上就是一個(gè)巨大的原子核，密度高到一勺中子星物質(zhì)就有幾億噸重。

當(dāng)兩顆這樣的"死星"以接近光速相撞時(shí)，會(huì)發(fā)生什么？

溫度超過100億度，密度高到?jīng)]法想象，大量中子被甩出來，以極快的速度被周圍的原子核吸收。原子核像滾雪球一樣越滾越大，在幾秒鐘內(nèi)就堆出了金、鉑、鈾這些超重元素。

2017年那次合并，科學(xué)家估算，一次性拋出了大約10到100個(gè)地球質(zhì)量的黃金。沒寫錯(cuò)，是"地球質(zhì)量"。

所以你手上那枚金戒指，它的每一個(gè)原子，都曾經(jīng)歷過兩顆中子星的死亡之吻，那是宇宙中最劇烈的事件之一。這些金原子在幾十億年前被炸進(jìn)太空，飄啊飄，混進(jìn)了形成太陽(yáng)系的星云，最終隨著地球的誕生沉入地殼。

你買的不是一塊金屬，你買的是一場(chǎng)宇宙級(jí)別的煙火表演的遺骸。

未來有機(jī)會(huì)實(shí)現(xiàn)“人造黃金”么？

講到這兒，有個(gè)問題可能會(huì)冒出來：如果未來技術(shù)進(jìn)步了，核反應(yīng)成本降下來了，黃金會(huì)不會(huì)和鉆石一樣被"批量制造"？

很難。

核反應(yīng)的能量門檻是由基本物理常數(shù)決定的，不是工程問題。造鉆石需要的能量是"千瓦時(shí)"級(jí)別的，造黃金需要的能量是"恒星燃燒多少年"級(jí)別的。這個(gè)差距不是幾百倍、幾千倍，而是倍。

10? 到 10?

除非人類真的搞出了可控核聚變還能便宜地用，否則合成黃金的成本永遠(yuǎn)不可能接近開采成本。而可控核聚變這事兒，人類已經(jīng)追了七十年，口號(hào)還是那句："再給三十年就能實(shí)現(xiàn)。"

這就解釋了一個(gè)很有意思的市場(chǎng)現(xiàn)象：人造鉆石正在把天然鉆石打得節(jié)節(jié)敗退，戴比爾斯當(dāng)年"鉆石恒久遠(yuǎn)"的營(yíng)銷神話正在崩塌。但黃金？它的地位從來沒有受到威脅，以后大概率也不會(huì)。

因?yàn)殂@石的稀缺是"人造的稀缺"，是靠營(yíng)銷和供應(yīng)鏈控制硬撐著的。黃金的稀缺是"物理定律寫死的稀缺"，是宇宙本身的運(yùn)行規(guī)則決定的。

地球上所有被開采出來的黃金加起來，大約20萬(wàn)噸。聽著不少？全部熔成一個(gè)立方體，邊長(zhǎng)只有21米，差不多一棟七層樓那么大。人類挖了幾千年，就攢下這么點(diǎn)家底。

所以你看，鉆石貴是因?yàn)橛腥讼ＭF，黃金貴是因?yàn)橛钪婢蜎]給多少。這兩種"貴"，性質(zhì)完全不同。