“上帝之杖”的主构成元素，缘自科学家们的接力发现！

《神棍》不是电影《哈利·波特》中巫师万能的魔杖，也不是《神雕侠侣》中“江南七怪”的老板柯镇恶手中的铁棍。这是美国宇航局正在开发的动能武器系统。它的全称是神杵天基动能武器系统。该系统由一颗带有一根名为“上帝的手杖”的金属棒的卫星携带。它从遥远的太空发射，依靠动能精确摧毁地球上的任何区域。它的攻击能力强，攻击范围广，令人震惊。该系统对环境友好，在攻击目标时没有核污染，将来可以替代核武器。

“上帝的手杖”升空模型照片。(来自互联网)

直径0.3米、长6米、重数十吨的“上帝之杖”的主要元素是什么？当它穿过大气层时，为什么它能经受住与大气层摩擦产生的数千度高温？科学家是如何发现它的？……

在回答这些问题之前，我们不妨回顾两个多世纪前。

继电器把它“拉”了出来。

“这块石头怎么这么重？如果是锡或锌，应该很轻！”1758年，瑞典矿物学研究员克兰斯·泰特手里拿着一块沉重的白色矿石，不禁喃喃自语。这种矿石是由德国萨克森埃尔斯山脉的矿工发现的。矿主认为这块石头可能会产生锌或锡，于是把它送到了现在的国家科学院。克兰斯·泰特的另一个身份是他的国家的一位著名的化学家和社会学家。他在与德国化学家交流时得到了这些矿石，并把它们带回中国进行研究。

克兰斯·塔特已经尝试了很多次，但都没有找到它是哪种矿石。为了便于将来的研究，他用瑞典单词“钨”给这种坚硬而重的矿石命名，并发表了一篇文章，声称“钨”含有未知元素。“钨”字面意思是“重石头”，意思是重石头。

白钨矿(来自互联网)

1781年。在瑞典化学家舍勒阅读了克兰斯·泰特的论文后，他发现了来自他自己国家的白色重石头，并重复实验，看看其中是否有未知元素。他将碳酸钾与重石头融合，并加入硝酸，得到一种黄色粉末状固体。在与他的化学家朋友贝格曼讨论后，他称这种粉状固体为“钨酸”。结果，舍勒得到了两个结论:一是重石头不含锡或锌，二是还原“钨酸”可以得到未知的高硬度金属。这种金属被称为“钨”。

化学家舍勒(来自互联网)

还没有结束。两年后，两个研究矿石的西班牙兄弟对一种叫做狼泡的矿石非常感兴趣。侯赛因·德罗伊拉德和沃斯托克·德罗伊拉德兄弟是瑞典乌普萨拉大学贝格曼教授的学生。他们曾经听过老师谈论舍勒分析重石头的实验。贝格曼教授鼓励他们寻找另一种方法进行科学研究，即使舍勒大师研究过它。

德鲁拉德兄弟随后在高温下燃烧“狼泡”和木炭粉的混合物，燃烧完成并冷却后，形成一种黑褐色的金属颗粒。进一步的实验表明，金属颗粒既坚硬又致密。德鲁里拉德兄弟在英语中将金属元素“沃尔夫拉姆”命名为“沃尔夫泡泡”，化学缩写为“W”。几年后，也就是1870年，晚清科学家徐寿等人根据“旧汉字赋予新含义”的原则，在编纂化学物质的中西名称时，将钨翻译成了钨。从那以后，钨终于进入了世界的视线。

黑钨矿(来自互联网)

值得一提的是，科学家研究的“拉”钨石正是钨主要存在于自然界的两种矿石:克兰斯·泰特和舍勒研究的白钨矿，其主要成分是钨酸钙。西方人称这种矿石为“白钨矿”，并将其转化为舍勒矿。德鲁里拉德兄弟研究了黑钨矿，也称为黑钨矿，其主要成分是钨酸锰铁。作为一个亲石元素的人，地壳中的钨含量很少，只有百万分之一左右。

《火王》展示了他的技巧

据说，在德鲁拉德兄弟用碳还原三氧化钨以获得钨粉的100多年后，人们没有意识到钨的重要性。历史进入了1880年，当时“发明之王”爱迪生进行了1600次不同的实验来开发灯泡，并最终制造出竹丝灯。虽然这种电灯寿命只有几百小时，但显然不能满足人类生活和工作的需要。三十年后，美国科学家库里克在实验中发现，钨的熔点超过3400度，升华速度很慢，这是灯丝的唯一选择。他制造了可延伸的钨丝，开发了钨灯泡。这种灯泡平均寿命为1500小时，售价很低，很受大众欢迎。1914年，世界上8850万个灯泡中，钨丝灯占了70%。1945年，钨丝灯泡占世界7.95亿灯泡的96%以上。这种情况一直持续到21世纪初，那时它被节能灯所取代。

钨灯泡(来自网络)

科学家们进一步研究并证实钨具有以下优点。首先，它是熔点最高的天然金属，不愧为“火烈鸟”。其次，它具有超高密度、超高硬度、超高耐腐蚀性和超高沸点。在20世纪30年代，具有这些优势的钨被用作黄金行业的钢铁添加剂，约占整个市场的50%。在钢中加入9%-17%的钨制成钨钢后，硬度更高，可用于金属切削或现代工业中的切削。在钨钢中加入铬、钴和其他元素后，可以制成比钨钢具有更高硬度和更高耐温性的合金。因此，钨已逐渐应用于天然气、采矿、金属加工、重型制造等领域。

自20世纪70年代以来，“火王”钨在航空航天领域发挥了重要作用，主要用作制造航天器、航空母舰等的原材料。认识到钨的重要性，各国*已将钨纳入自己的战略金属。美国、英国和其他国家对钨的总需求量占世界总量的60%以上，其中大部分是从国外进口的。作为世界上最大的钨供应国，中国钨资源丰富，其产地主要在江西省的大禹山。

高精度钨钢磨头。(来自互联网)

20世纪80年代，高度重视战略金属储备的美国*从增强自身军事实力的角度提出了发展“上帝之杖”的想法，并计划在2025年前完成部署。“上帝之杖”主要由钨基战略金属制成，它依靠卫星导航在几分钟内打击地球上任何地方的目标。

这个想法已经被许多科学家和科普作家接受，并被翻译成电影和电视作品。在科幻电影《特种部队2》中，美国科学家构想并实施了一种类似于“上帝之杖”的太空武器:一颗卫星将一根重达数十吨的钨棒送入太空，让它*下落，从而轻而易举地摧毁伦敦市中心。

这部电影的情节完全符合科学原理。首先，由“火王”制成的金属棒能够承受摩擦产生的高温，在穿过大气层时不会熔化。其次，它非常重，以每小时数万公里的速度从离地面1000公里的太空倾泻而下。高速产生的重力足以导致伦敦市中心的地面结构发生变化并坍塌。

当然，虽然“上帝的工作人员”是如此令人印象深刻，但它不应该是科学家们的初衷，他们将钨的发现作为一种类似于核武器的威慑武器。

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[参考]

1.论文《钨在化学工业中的应用现状及发展前景》，姜恒，2012年2月刊。

2.论文《汉字的发明者》钨“李国琴”与“百年潮”2001年第12期

3.论文《白炽灯的诞生史》，未来科学网等。