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科學家煮沸5500升尿液,本想提取黃金,卻意外打開了科學新大門
2024/01/01

科學探索是永無止境的,人類作為地球上最有智慧的生命,從誕生以后就開始不斷的研究和探索世界的奧秘,經過幾千年的科技發展,現在人類能夠走出地球探索宇宙,這說明人類科技發展的速度非常快,人類之所以能夠有如此之快的發展速度,主要是因為在人類歷史上出現了很多偉大的科學家,比如說牛頓、愛因斯坦、哥白尼、霍金、薛定諤等等,牛頓是著名的科學家,他創立了經典力學體系,奠定了現代科學的理論基礎,是近代物理學和天文學的奠基人,在數學上,他創立了微積分學,為現代數學的發展奠定了基礎;在光學上,他創立了反射望遠鏡和光的色散理論;在電學上,他建立了最早的電與磁之間的聯系,同時,他對當時科學界盛行的教條主義和迷信思想進行了批判。在物理學、數學和天文學領域有諸多開創性貢獻。

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如果沒有牛頓,那麼人類的科技發展至少要倒退幾百年的時間,在力學領域,牛頓提出了慣性原理,它指出物體在不受外力作用時保持靜止或勻速直線運動的性質。根據這個原理,可以推知力的大小和方向,就是牛頓第二定律。這個定律在力學中占有重要地位,而且對于牛頓的其他科學成就,它也起了決定性的作用。在光學領域,牛頓發現了光的反射、折射現象,并提出了光色散理論,在熱學領域,他建立了熱力學第一定律:任何物體都具有保持熱量不變的溫度;他還建立了熱力學第二定律:任何物體都在不斷地吸收或放出熱量。除了這些之外,還有很多其它的定律,所以后人將牛頓稱為是科學界的鼻祖,在牛頓之后,唯一能夠和牛頓相媲美的科學家就是愛因斯坦了。

愛因斯坦也是世界之最偉大的科學家之一,并且在未來很久的時間內都不會有人超越他,愛因斯坦曾經說:如果我不提出俠義相對論,那麼5年以后就會有人提出來,但是如果我不提出廣義相對論,50年后都沒有人會提出來,1905年,在專利局工作期間,愛因斯坦寫了五篇科學論文,全部發表在《Annalen der Physik》,這是一套物理學主流期刊。

在一篇論文中,愛因斯坦提出理論,光不僅以波的形式傳播,而且以粒子形式存在,這解釋了光電效應。愛因斯坦本人將這一特殊理論描述為「革命性的」。這也是愛因斯坦獲得1921年諾貝爾物理學獎的理論。他的第三篇論文描述了愛因斯坦的 「狹義相對論」,其中愛因斯坦揭示了空間和時間不是絕對的。唯一不變的是光速,其余的空間和時間都基于觀察者的位置。

愛因斯坦還發現,曾經被認為完全不同的能量和質量實際上是可以互換的,并提出了驚嘆后人的方程式: E=mc^2。這個公式揭示了極少量的質量可以轉化為巨大的能量,直接地促成了後來原子彈的發明。當時愛因斯坦只有26歲,想一想我們在26歲的時候在干什麼,和愛因斯坦根本無法比較,當時有很多人將愛因斯坦稱為是能夠超越牛頓的人,雖然牛頓和愛因斯坦的貢獻非常突出,但是它們也是建立了其它科學家的理論之上,才能夠有如此之大的成就,今天介紹的這位科學家想要用尿液提取黃金,但是卻意外打開了科學新大門,對于黃金來說,相信很多人都不會陌生,黃金的價格非常昂貴,大部分人都喜歡黃金,在古代就有很多人癡迷于煉金術。

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其中就包括了著名的科學家牛頓,很多人只知道牛頓是著名的物理學家,但是牛頓在科學上面花費的精力并不是很大,如果要把他的精力做一個切分,他百分之80的精力其實都用于研究神學和煉金術,可想而知,如果牛頓將全部的精力都放在科學上,那麼估計沒有后面科學家的事情了,煉金術是一種源自古埃及、希臘和阿拉伯的傳統神秘學說,它試圖通過化學手段將濺金屬轉化為貴金屬,或者制造出能夠讓人長生不老的物質來,對于當時的科學家來說,尤其是那些對宇宙運作方式有著強烈好奇心的人來說,煉金術具有極大的吸引力。他們希望通過這種古老的魔法力量揭示出自然界中隱藏的秘密,比如萬物的本質以及生命的奧秘。而這些正是牛頓所感興趣的領域。

牛頓認為,只要有足夠的能量輸入,把其它 元素轉化為黃金是有可能做到的,不過在17世紀的時候,人類是不可能提煉出黃金的,即便是現在也無法制造出黃金來,在人類歷史上,不僅僅只有牛頓這樣的天才想要制造出黃金來,其它科學家也在試圖制造黃金,在17世紀的時候,一位叫做亨尼格.布蘭德的科學家做了一個有趣的實驗,實驗的目的就是為了提煉黃金,這次實驗,是布蘭德人生當中最重要的、也是最后一次實驗,因為此前他做煉金實驗已經花光了家中所有的財產,為了做最后一次實驗,他甚至將自己妻子的全部身家都用來購買這些實驗器材,其中就包括了5500升尿液,盡管他的妻子和家人都把他當成是瘋子,但是他并不在乎,因為他堅信這次實驗之后,一定能夠提煉出黃金來。

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布蘭德認為人體是一個非常神奇的提煉器,人類在吃完東西之后會將食物排出,而人類的尿液和黃金的顏色非常相似,所以他決定嘗試一下,不過由于尿液中還有鹽分,密度要大于水,這意味著它一共收集了5.5噸尿液。實驗步驟:1、將尿液煮沸,蒸發掉其中的水分,使其變得濃漿,2、繼續加熱,直到蒸餾出一種紅油,然后將他們分離出去,3、殘余物質經過冷卻之后,上半部分呈現黑色海綿狀,下半部分呈現鹽狀,4、分離掉鹽的部分,把紅油和黑色殘渣攪拌,5、蒸發掉所有揮發性物質,最終這位科學家得到了白色液體,經過冷卻之后就變成了白色的蠟狀物質,很顯然這些白色的蠟燭和黃金沒有任何關系。

是他的方法不對還是根本就無法制造出黃金來?想要解開這個疑問,我們需要知道地球上的黃金是如何形成的,現在我們知道,世界是由元素和元素的化合物組成的,元素是同一類型的原子組成的純物質,目前已知的元素有116種,其中只有90種是天然存在的,在138億年前,宇宙大爆炸之后形成了最終的氫元素和氦元素,隨著大爆炸產生的宇宙塵埃和氣體云冷卻形成恒星,然后這些恒星聚集在一起形成了星系,在自然界中發現的其它86種元素是在這些恒星的核反應和被稱為超新星的巨大爆炸中所產生的,在恒星生命的大部分時間內,它們的核心將元素氫融合成氦,兩個氦原子結合形成氦-4,這些反應占據了恒星所產生能量的百分之85,剩下的百分之15來自鈹和鋰元素的反應。

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那麼什麼是超新星爆炸呢?超新星爆發需要一個大質量(通常是太陽質量的10倍以上)恒星壽命終結時的一種方式,當一顆大質量的恒星內部的燃料即將耗盡時,它會開始嘗試燃燒更重的元素,比如說氦、碳、直到鐵,在這個過程中,恒星內部的壓力開始無法抵抗它自己的引力,引起了一場內部的戲劇性沖突,對于大質量的恒星來說,這個沖突就是核心的突然坍縮,在這種塌縮中,恒星的外層材料以驚人的速度向外爆炸,釋放出的能量是如此之大,以至于這顆恒星在短時間內的亮度可以與整個星系媲美。這就是超新星爆發。在超新星爆發后,它會留下一個稠密的核心,這可能是一顆中子星或者如果質量足夠大,它甚至會塌縮成為一個黑洞。

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我們的太陽雖然也是一顆恒星,但是它的質量太小,在生命的最后沒有資格發生超新星爆發,所以科學家認為,地球上的黃金并不是來自于太陽系,再者是超新星爆炸可能會形成中子星,當兩顆中子星發生碰撞并合并時,也可能會形成大量的黃金。事實上兩個來源的黃金都會有相當一部分被拋散在宇宙中,隨后和原來就已經存在的星際氣體塵埃混合,共同構成形成下一代恒星以及行星的原材料,要知道太陽系和太陽系中的各個星球,都是從這樣的星際氣體塵埃中的引力凝聚形成的,其中也包括地球,所以在地球形成時,星際氣體塵埃云中的各種元素都會存在于地球上,英國的《自然》雜志上發表的一項研究對此做出以下解答,有科學家指出,地球上的大部分重金屬很可能是從遠離地球的恒星爆炸中噴射出來的,比如說黃金、鉑金這一類重金屬,有80%都是來自恒星爆炸。

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除此之外,彗星撞擊地球也帶來了大量的金屬物質,彗星被稱為是掃把星,它在飛行的過程中后面總是拖著一條長長的尾巴,古時候很多人將彗星看作是不詳的征兆,其實彗星就是一種天體,和災難沒有任何關系,目前科學家發現的彗星大部分都處于奧爾特星云中,距離我們非常遙遠,彗星和太陽系中的其他天體一樣,都是在太陽引力作用下繞日運行的,軌道是圓錐曲線。如果彗星的軌道是橢圓形的,那麼它可以繞太陽周而復始的運行,這種彗星被稱為周期性彗星。運行周期小于20年的被稱為短周期彗星,20年到200年的稱為中等周期彗星,超過200年的,稱為長周期彗星。彗星被稱為臟雪球,是冰和塵埃凍結的團塊,主要的化學成分有氫、氧、碳、硫、水等。

在太陽系早期的時候,太陽系的環境并不穩定,經常會出現彗星到處亂飛的情況,大量的彗星在經過地球的時候墜落在了地球上面,這使得彗星上面的物質都留在了地球上,超新星爆發之后,很多金屬物質飛濺到彗星上面,最終都被帶到了地球上,由于金屬的密度很高,所以黃金經過漫長時間的積累,它們開始向地下運動,最終到達地球內部,科學家通過研究發現,地球分為地殼、地幔、地核三個部分,地殼的平均厚度從1.

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6公里到70公里不等,一般來說山脈下面的地殼要比海洋下面的地殼更厚。地殼的下面就是地幔,地幔的總厚度達到了2800公里,上地幔是由橄欖石、輝石還有其他礦物質組成,下地幔是由硅、鎂、氧等物質組成,在地幔下面就是地核,地核的溫度非常高,地心的溫度比太陽表面的溫度還要高,大約是6000攝氏度左右,

大多數金屬物質在這個溫度下只能夠以液態存在,所以在地球的內部,黃金的數量非常多,這些金屬可能是構成地球磁場的關鍵因素,根據科學家的研究我們能夠知道,地球擁有強大的磁場,磁場對于地球什麼來說非常重要,它能夠牢牢的抓住地球大氣層,使得地球大氣層不會被太陽風吹散,如果沒有磁場的保護,地球大氣層就會被太陽風吹散,大氣層對于生命來說非常重要,它能夠抵擋宇宙中的各種輻射和太陽光的紫外線,如果沒有大氣層的保護,那麼太陽光的紫外線和宇宙輻射就會直接照射到生物的皮膚上,對生物造成嚴重的后果。

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地球能夠誕生生命,和地球內部的磁場也有很大的關系,看到這里,相信很多人就應該知道了,為什麼古人無法制造出黃金來。

黃金需要非常大的壓強和溫度,所以人類現在的科技水平不可能制造出黃金來,只能夠提煉出黃金來,不過雖然布蘭德并沒有制造出黃金來,但是他提煉出了另一種物質,這種物質就是白磷,布蘭德提煉出白色物質之后,他并沒有放棄實驗,而是將白色的蠟狀物質放在漆黑的地方,竟然能夠看到這種物質會釋放出綠色的光芒,由于化學性質極其活潑,我們見到的白磷一般都是保存在水中,將它切下來一小塊放到金屬容器上,能看到迅速冒出的白煙,這是因為白磷會與空氣中的氧氣發生化學反應,生成五氧化二磷。把燈關上,我們確實能看到白磷在氧化過程中發出的微弱光芒,只不過根本沒人敢把它用作日常的發光涂料,因為一旦超過40攝氏度,白磷就會自燃,發出耀眼的白光和濃煙,而此時的燃燒溫度高達800攝氏度!

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白磷其實是一種非常危險的物質,早在19世紀的時候。有人曾經用白磷放火,他們的操作方法非常簡單,先將白磷放到二硫化碳溶液中,在攪拌之后,兩者就混合在一起了,這個時候將得到的溶液在濾紙上,一開始還沒有任何變化,隨著時間的流逝,二硫化碳不斷揮發,濾紙上面的白磷開始接觸氧氣就會燃燒,早期的時候人類將白磷用于戰爭,但是後來白磷彈為何被列為國際禁用武器?這是為什麼呢?這是因為白磷燃燒溫度可達1000度,相當于把一個人活生生火化掉,這種痛苦常人絕對無法忍受,場面異常恐怖,而且白磷彈在爆炸時,還會形成云層,爆炸范圍內無人能幸免。白磷制成手榴彈時,殺傷范圍是可達35米,而投擲距離也才30米左右,一不小心操作不當,就是傷敵一千自損八百,甚至自己也被燒成渣。

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除了被燒死外,戰場上不少因白磷彈而死的人,是吸入了劇毒的磷蒸氣,吸入超過15毫克就會嚴重中毒,達到50毫克當場去世。所以一般人對白磷的認識并不是很多,而且我們平時也不會見到這種物質,在19世紀的時候,磷化工產業已經慢慢走向規模化,磷有三種同素異形體,黃磷、赤磷、黑磷。以黃磷(又稱白磷)最重要,它是制取赤磷和磷化合物的基本原料。所以大規模地制造廉價的黃磷,是生產一系列磷化合物的重要條件。磷化工產品主要分為兩大類:一類是以磷酸一銨、磷酸二銨及磷酸氫鈣為代表的磷肥;另一類則是廣泛用于工業、農業及食品、醫藥領域的磷酸及磷酸鹽,包括三聚磷酸鈉、磷酸氫鈣等。不過這種物質也被看作是不可再生資源。

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一個由40位國際磷專家組成的研究小組在美國化學會旗下《環境科學與技術》發表文章稱:「我們的星球將很快耗盡已知的磷資源,以目前的需求增長趨勢計算,最多再有400年,全球所有可供開采的磷酸鹽礦石儲量將被消耗殆盡」。而一些研究人員則認為磷儲量將在100年消耗完畢,澳大利亞悉尼理工大學可持續發展學院高級研究員科德爾說:「按照目前的使用速度,磷儲備量將會在今后50年至100年內消耗殆盡。磷同水一樣對所有現代經濟體來說都是不可或缺的。終有一天,這些物質都會被人類用完,到時候人類會不會找到其它物質代替它們呢?在人類科技發展的道路上,出現了很多奇葩的實驗,但也正是因為這些實驗,科學家才能夠意外的發現很多新的物質。

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有的科學家為了證明一件事情,不惜犧牲掉自己的生命,法國化學家拉瓦錫就做過這樣一個瘋狂的實驗,安托萬·拉瓦錫于1743年出生在法國一個貴族家庭,父親從事律師工作。1748年,拉瓦錫母親病逝后,他繼承了一大筆財產,成為了名副其實的富二代。按照父親的想法,是希望他子承父業,繼續從事律師這一行。拉瓦錫也聽從了父親的安排,于1761年進入巴黎大學法學院學習,并獲得了律師資格。但他本人其實對自然科學更感興趣,所以課余時間都去自學了自然科學,1771年,拉瓦錫與同事的女兒,24歲的瑪麗·安娜·皮埃爾波澤成婚。瑪麗不僅長得很漂亮,而且精通多國語言,多才多藝。在瑪麗的幫助下,拉瓦錫看了很多的英國文獻,成長為一位真正的化學巨擘。

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他是第一個發現化學元素的人,被后人稱為化學之父,成名后的他一直在想一個問題,就是 人死后意識會不會立馬消失?為了證明自己的猜想,在劊子手行刑前,拉瓦錫與他商議:「當我人頭落地時,如果有意識就會向你眨眼,你要數清我眨眼的次數,然后向公眾宣布這個結果。如果沒意識,那我自然是已經死了。」劊子手答應了拉瓦錫的要求,在砍下拉瓦錫的頭后,他果然眨了11次眼。劊子手向公眾宣布了這個結果,但卻有人質疑此事的真假。而法籍意大利數學家拉格朗日則心痛地說:「他們可以一眨眼就把他的頭砍下來,但他那樣的頭腦一百年也再長不出一個來。」對于科學家的這種獻身精神,我們普通人非常敬佩,如果沒有它們,那麼人類科學將會倒退。

雖然現在人類已經能夠走出地球探索宇宙,而且也已經知道了宇宙中的很多奧秘,不過現在人類還無法解開宇宙中所有的奧秘,畢竟宇宙比我們想象的還要神秘,宇宙到底有多少奧秘,還需要科學家進一步去研究和發現,小編認為,人類能夠在短時間內站到地球食物鏈的頂端,這說明人類科技發展的速度非常快,只要人類能夠堅持不懈的努力下去,未來隨著人類科技的進步,人類一定能夠解開宇宙的奧秘,希望這一天能夠早日到來,對此大家有什麼想說的嗎?

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