导语：在这篇博文当中，作者带领我们回溯了一些现在比较先进的化学应用，这些化学应用之前被认为是由现代的化学家发现或发明出来的，但其实都比我们所认为的要早很多年：现代的镀铬工艺之前认为是19到20世纪被发明出来的，但在2000年前与秦朝兵马俑一起出土的宝剑也镀上了薄铬层；混凝土是现代建筑的主体，古罗马人却将其应用到了极致，建造出了目前为止直径最长的无钢筋混凝土穹顶；碳纳米管是目前认为最强韧的材料，不过早在数百年前的大马士革，人们就用它来铸造钢剑了；还有现代化学的基础——原子论，也是在道尔顿之前，就由古希腊哲学家提出了基本一致的构想。
关键词：现代化学、镀铬、混凝土、碳纳米管、原子论
巴比伦人是最早使用复杂几何学的民族——这比之前认为的要早1400年。可惜的是，随着古巴比伦文明的崩溃，这些数学创新被逐渐遗忘了，当今年科学家们对古代泥板进行深入研究的时候才又被发现。
这一惊人的发现让我想知道：还有哪些我们认为的现代科学方法，实际上是由古代文明发现的。所以我决定去追溯一下几项当前最先进的化学应用。
秦朝镀铬工艺
像镜面一样光亮的镀铬金属几乎是现代的象征。如今的厨房、卫生间和汽车的金属或塑料表面一般都会被镀上一薄层铬。镀铬技术的发明被归功于乔治·萨金特（George Sargent），他在1920年发表的方法被发展成商业电镀，在装饰艺术时期（Art Deco period）及以后的年代占据了主导地位。事实上，在19世纪中叶，包括罗伯特·本生（Robert Bunsen）在内的许多著名化学家也在镀铬技术方面有所涉足。但所有这些成就可能都会被约2000年前的秦朝冶金学家给比下去，因为他们在那个年代就发明了镀铬工艺。
图注：展览中的秦朝宝剑。（图片来源：Mark Lorch/Flickr, CC BY-ND）
在20世纪70年代，一批镀有一层薄薄氧化铬的锋利宝剑同著名的兵马俑一起出土。中国人认为，他们第一个王朝的武器匠人给士兵们的武器上镀了铬层来保护它们免受侵蚀，而且在两千年后这些剑锋确实仍旧没有生锈。然而，事实真的是他们认为的那样，还是这层铬其实是由剑的特殊成分经过被埋葬在地底的兵马俑的大火催化慢慢形成的，目前还存在着争议。
罗马混凝土
混凝土是现代建筑的主体，但古代文明也使用过它并且达到了极致。混凝土是一种复合物，这意味着它是由两种或更多种材料制成的；水泥是由沙子和石砾制成的，能够形成我们所需要的任何结构。最有名的古代混凝土建筑可能是罗马的万神殿和斗兽场。两者都含有细小的火山灰与石灰（氢氧化钙）组成的混合物。
图注：罗马斗兽场。（图片来源：Diliff/wikimedia, CC BY-SA）
这两种物质混合在一起形成了水泥，水泥又混合了拳头大小的石灰石并将其进行固定。这种特殊的成分组合形成了一个晶体的网络，从而能够抵制裂缝的产生（这其实就是现代混凝土所起的作用）。它们形成的是一种极其经久耐用的材料，在许多方面都优于今天的混凝土。关于这点的一个佐证是直径43米的万神殿穹顶，它目前仍是世界上最大的无钢筋混凝土穹顶。
大马士革碳纳米管
碳纳米管是已知的最强韧和坚硬的材料。它由很多厚度只有一个原子直径的圆柱组成。当在复合材料中使用它们的时候，可以很大程度地提高物体的强度，从而使物体同时具有强韧和轻巧的特性，你可以在风力涡轮机、运动器材和车辆的零部件中找到这种材料。
图注：18世纪波斯锻造的大马士革钢剑。（图片来源：Rahil Alipour Ata Abadi/wikimedia）
2006年，研究人员发现，数百年前大马士革的人们就在利用碳纳米管铸造他们的钢铁，从而得到覆盖有漩涡状花纹的漂亮的剑刃。而且除了美观，这种工艺更重要的地方是为当时的士兵提供了具有卓越耐用性和像剃刀般锋利剑刃的钢剑。虽然现在我们已经知道大马士革钢的确切成分了，但是现代冶金学家目前还是复制不出它。
埃及的颜料
威廉·珀（William Perkin）被公认为发明第一种有机染料（在这里“有机”是化学中的含义，也就是指含碳化合物）的人。当他在1856年试图制造奎宁的时候，意外地发现了呈紫色的苯胺紫。
在柏林老博物馆展出的公元前750-700年用埃及蓝制成的小瓶。（图片来源：Bairuilong/wikimedia, CC BY-SA）
但是，不管是何种类型的第一种合成色素可能都是由埃及人早在公元前3000年制造的。他们通过加热沙子、灰土、（可能是从贝壳中提取的）碳酸钙和含铜矿石的混合物到超过800℃的温度，制造出了蓝色的钙铜硅酸盐，可以被添加到釉料中，调出非常丰富的颜色。
希腊原子论
图注：德谟克利特是完全正确的。
由古代工匠和艺术家发明的精巧技术是令人惊奇的。而且对于其中的大部分而言，使用现代技术并不能做得更好。但是，科学与技术工艺的不同之处是对材料制作的基本原理的理解。提出支撑现代化学基础的这一殊荣给了19世纪初的约翰?道尔顿（John Dalton）。但在他之前的古代哲学家也在思考物质本质的方面找到了很好的突破口，事实上原子论已经在古代如雨后春笋般涌现过许多次。最值得一提的是，早在公元前5世纪，希腊哲学家德谟克利特（Democritus）和留基伯（Leucippus）就猜测，万物都是由物理的、不可分割的、不可见的原子组成的。
作者简介：Mark Lorch是赫尔大学生物化工高级讲师兼机械工程院副院长
（翻译：赵倩茹；审校：傅斓）
京公网安备11010502039775号
