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今天给大家分享的这本书，叫做《决战元素周期表》（上）。

从书名就能看出，这本书和元素周期表有关。为什么想着分享这本书，主要因为它涵盖市场很多周期板块，也可以说它是行业某些板块的基础元素；

我们平常熟悉的元素周期表，主要是化学课上学的那些常见元素，像氢、氧、碳、铁这些。而这本书聚焦的，是元素周期表后半段那些相对稀有的金属元素，比如钽、钇、镓、锗、铌、镝等等。

可能你会纳闷，这些生僻的金属元素，和我们的生活包括股市有啥关系？我们一点点拆解。

先给大家介绍一下这本书的作者，大卫·亚伯拉罕。他是美国相当厉害的自然资源战略专家，也是白宫智囊团的成员。在稀有金属这个领域，美国政府做决策都得参考他的意见。为了写好这本书，作者下了大功夫，走访了几十个国家，还跟一些平时不太露面，甚至游走在法律边缘的“神秘人物”交流过，经过大量调研，才完成了这本《决战元素周期表》。

那书名里的“决战”是什么意思呢？其实，这里的决战是个比喻，指的是人类围绕着元素周期表后半段那些稀有金属元素展开的一系列争夺和利用。

这本书大概可以分为三个部分：

第一，打仗就是打金属，看看金属元素在人类战争史上扮演着怎样的角色；

第二，认识几种有神奇本领的金属元素，了解它们的特殊功能；

第三，稀有金属交易市场，这是个神秘又复杂的世界。

打仗就是打金属 书里有句话说得好：一个种族使用元素周期表上元素的能力，直接决定了它在军事上能取得多大成就。

这话怎么理解呢？咱们从地球还没有人类的时候说起。

想象一下，有一群狼，狼算是一种动物，也能看作是文明的初级形态。狼能利用的，也就是自己身体的各个器官，像狼牙、狼爪，本质上就是生物体自身携带的一些元素，像碳、氢、氧、氮、磷这些。因为能掌握的元素有限，所以狼和其他普通生物没太大区别，根本统治不了地球。 这时候，如果来了一群拿着石器的原始人，狼肯定不是对手。表面上看，是原始人武器更先进，但往深了说，是原始人掌握了狼没有的元素，也就是地壳里的各种硅酸盐，通俗讲就是石头。硅酸盐的硬度可比生物骨骼高多了，所以原始人比狼厉害。

时间继续往前走，要是来了一群拿着金属武器的人，那拿着石器的原始人肯定打不过。书里提到了“赫梯人”征服中东的例子。公元前6000年左右，有个叫“赫梯人”的种族从高加索地区南下，到了现在的土耳其一带。赫梯人的战斗力超强，很多上古史书把他们描绘得像战神一样。为啥呢？因为赫梯人掌握了一项神秘技术。他们把一种特殊的石头放在炭火上加热，能得到一种特别坚固的东西，其实就是铁元素，原子序号是26。铁元素是宇宙里超新星爆发的产物，得有一颗质量是太阳8倍以上的恒星爆炸才会产生。原子序号在26之后的元素，都得通过超新星爆发才能形成。当然，赫梯人可不知道这些，他们只知道这东西特别硬。他们用铁打造的盾牌和武器，在当时那就是地球上最先进的武器。

同一时期的阿拉伯人，只有木质弓箭，根本没法和赫梯人比。赫梯人强大的根本原因，就是他们能操控元素周期表上更靠后的铁元素。

后来，人类科技不断进步，铁元素普及开来，大家都用上了铁制武器，甚至铁都成了战争的代名词。像著名的俾斯麦，被称为铁血宰相，就是因为他发动了不少战争。在大家都用铁打仗的时代，要是想比别人厉害，就得掌握元素周期表后面那些更稀有的元素。

比如一战的时候，1918年，炮弹突然在巴黎市区从天而降，一下子炸死了好几百人。巴黎人都懵了，因为离巴黎最近的德军阵地在100多公里之外，当时大炮的射程也就十几公里，德军炮弹按常理根本打不过来。原来，德军用了一种新式武器，外号叫“巴黎大炮”，射程达到了惊人的130多公里，差不多相当于从深圳打到广州。德军能造出这种大炮，是因为炮管里加了一种叫“钼”的元素。钼合金炮管的强度和耐热程度大大提高，所以能打得更远。

到了二战，在坦克炮管里添加各种稀有金属已经成了标配。要是炮管不是合金做的，那在战场上就吃亏了。二战初期，德军坦克厉害得不行，很大程度上就是因为德国科学家掌握了更先进的合金技术。 不过，真正让二战结束的，是两种排位更靠后的金属，钚和铀，它们是两颗原子弹的原料，属于放射性金属。原子弹的威力比人类之前的热兵器都强太多了，可以说，是这两种金属终结了二战。

到了21世纪，人类的高科技武器对稀有金属的依赖就更强了，而且这些金属的名字我们都挺陌生。就说美军的M1A2主战坦克，它有先进的火控系统，能让它在战场上先发现敌人、先开火。这个火控系统里就得加入稀土金属“钇”。

同时，这款坦克的夜视仪里，含有“锗”“镧”元素。现代和战舰，为了强化舰体，会在钛金属里加入金属“铼”元素。美军有名的“宙斯盾”系统核心部分的SPY - 1相控雷达里，也有各种稀土元素。

最典型的例子就是美国的F - 35战斗机，用作者的话说，F - 35简直飞过了整个元素周期表：飞机的螺母和螺栓加了“铍”，雷达信号加强得靠金属“镓”，电容里需要金属“钽”。

一架F - 35战斗机，总共得用400千克的稀土。 书里引用了美国少将、材料学博士拉蒂夫少将的话，他说：“要是没有某些稀有金属，人类武器就得退回20世纪六七十年代的水平。”

所以，从生物进化史和人类战争史来看，从最开始用牙齿，到后来用石头，再到铁质武器，最后到F - 35这样的高科技武器，这其实就是人类在元素周期表里不断升级的过程。

我们能用的金属元素越靠后，战斗力就越强。 这就是第一部分内容，打仗和金属的紧密联系。

也许你会好奇，这些金属元素到底是怎么发挥出这么神奇的功能的呢？接下来，我们就一起去认识几种有神奇本领的金属元素。

在当今时代，人类使用稀有金属元素最常见、最基础的方法，就是制造合金。就拿“铝”来说吧，我们知道，纯铝比较软，用石头都能在铝板上划出印子，而且铝的熔点低，才600多度，稍微加热就变软了，用脚都能踩扁。不过铝也有优点，一是轻，二是导电性好。那怎么把铝的优点发挥出来，同时避免它的缺点呢？答案就是做成合金，这也是为啥我们经常听到铝合金这个词。 比如说，往铝里添加0.2% - 0.3%的金属钪，这个比例就跟我们做饭放盐差不多。但加了钪之后，新形成的钪铝合金就像变了个样：高温强度、结构稳定性、焊接性能、抗腐蚀性都大大提升，还不容易脆化，同时又保留了铝轻、导电性好、价格便宜的优点。钪铝合金可是人类前沿的材料，在飞机制造、航天工业等领域都有大用处。就这么一点点微量的稀有金属钪，就让铝实现了“华丽变身”，这也就是为什么有人把稀有金属比作工业里的食盐，虽然用量少，但是作用巨大。

再看一个例子，“金属铌”参与制备的合金。在汽车工业里，一直有个难题，就是怎么在不降低汽车安全性的前提下，减轻汽车重量。其实办法也简单，就是用特种合金，比如含铌合金。只要在1吨钢材里加入100克金属铌，也就蚕豆那么大一块，钢材的性质就能发生很大变化，强度大幅提高。这带来一个大好处，1吨这样的钢材能当2吨普通钢材用。

现在大家都在为地球变暖发愁，从这个角度看，要是在汽车工业里大量使用含铌合金，“节能减排”这个环保难题，就变成了金属铌的供应问题。

我们常说点石成金，其实现在人类掌握的制造合金技术，某种程度上就有点像点石成金。可以说，在现在的工业生产里，像纯铁、纯铜、纯铝这些金属单体，只能算工业原料。要是不做成合金，根本满足不了现代工业各种苛刻的要求。

不管是桥梁的钢索、汽车的防撞梁，还是航天飞机的外壳，用的都是经过长期测试的合金材料。为啥合金有这么神奇的效果呢？简单来说，加入其他金属改变了原有金属的原子结构。在纯金属内部，原子排列比较规整，就像一张很平整的纸，每层原子之间滑动起来比较容易，专业说法是“金属原子的流动性好”。金属流动性越好，物理性质就越软。但加入其他金属元素后，就像在纸里加了很多植物纤维、小梗，增加了金属原子组织的不均匀性，这时候金属的“流动性”就降低了，同时它的热导性、导电性、磁性等一系列性质都会改变，而且变化特别大，就好像变成了另一种物质。所以，有的科学家把合金叫做“亚元素”，意思是它的性质和原来的金属元素很不一样了。 这是人类利用稀有金属的第一种方式，制备合金。

第二种用法，制造永磁体，这里面比较典型的元素是镝。先说说为啥永磁体这么重要。人类很有发展前景的两个工业方向，风能发电和电动汽车，都离不开永磁体。我们高中物理都学过，把动能转化为电能，或者把电能转化为动能，都需要磁场，而永磁体就是提供这个磁场的。一般磁铁的磁场会慢慢变弱，但永磁体的磁场减弱得很慢，所以叫永磁体。

其实永磁体在我们身边到处都有。 比如说新疆的达坂城，那儿有我国最大的风力发电机组。开车从那儿经过，场面特别壮观，漫山遍野都是风车。每个风车里都有永磁体，它在里面默默工作，帮人类把动能转化成电能。还有，要是你开的是宝马或奔驰的电动汽车，那你每天都和永磁体打交道。

目前世界主流的电动车驱动，就是靠永磁体推动的。这里要说一下，很多人以为汽车是靠马达，也就是电动机推动的，其实不是。要是用普通电动机驱动汽车，会有很多问题，比如汽车拐弯时，两边轮子转速不一样，电动机就解决不了这个问题。目前人类找到的主流解决方案，就是用永磁体来驱动车轮。

说了这么多永磁体，其实是为了引出金属镝元素。要制造永磁体，必须得用到金属镝。前面说过合金性质会改变，人类发现，在一种叫“钕铁硼系永磁体”里加入金属镝，能大大增强这种磁体的电磁性能。而且目前，人类还没找到更好的替代品，镝就是最优选择。所以，只要人类还想实现“动能和电能之间的转换”，就会大量需要金属镝。有人说，人类和未来之间有个窄窄的瓶颈，这个瓶颈就是金属镝。这就是稀有金属镝和永磁体的关系。

说完了以上，还有一种更厉害的金属——铌。前面说合金的时候已经提到过它。铌元素的英文缩写是Nb，听起来就很厉害，它的功能也很多，可以用来制备合金、制造超导体，但铌最独特的性质，是它的亲生物性。 一般来说，有机物和金属之间是相互排斥的，人体很容易对金属过敏。比如戴眼镜的人可能有过这种经历，眼镜腿和耳朵接触的地方会很痒，这就是皮肤对金属过敏。我们戴纯银配饰，就是因为银是少数几种人体皮肤不过敏的金属。但是，金属铌对人体的友好程度比银强多了。 用专业术语说，铌有很好的“抗生理腐蚀性”和“生物相容性”，简单讲就是不生锈，人体不会对它产生排斥反应，也不会和人体里的各种体液发生反应。更神奇的是，肌肉能在铌条上生长，就像在真正的骨头上生长一样。所以有人给铌起了个外号，叫“金属肉”。 要是人的头盖骨受伤了，用铌片做的人造头骨是最好的选择。铌丝可以用来缝合神经和肌腱。把铌做成纱状或网状结构，能用来修复肌肉组织。要是人体骨折，用“铌合金”打造人造骨骼也是非常好的。你可能会说，人造骨骼不都是用钛合金吗？没错，不过铌太少、太贵了，一般人用不起。

铌的亲生物性，在元素周期表里是非常少见的特性。甚至可以开个脑洞，有人认为人机合一是未来的趋势，要是这样，铌就太重要了。假设未来人类要往身体里装电线、U盘，或者植入强化骨骼、制造金属组织，铌肯定是首选材料。说不定到时候，铌会超过钙和铁，成为人体里含量最多的金属元素。 这就是第二部分内容，我们了解了稀有金属在制造合金、打造永磁体以及铌的亲生物应用这三个方面的神奇用途。

说到这儿，你可能会想，既然稀有金属这么有用，那就多开采一些，不就能提升人类整体工业水平了吗？想法是好的，但问题是，绝大部分稀有金属不仅数量少，而且分布非常不均匀，这就使得人类和稀有金属的关系变得很微妙、很敏感。