煉金術(shù)從傳說走向現(xiàn)實(shí)？天然黃金的“高貴”還能持續(xù)多久？

2024年年初，“爾濱”和江西的特產(chǎn)互贈(zèng)讓網(wǎng)友們紛紛發(fā)出“你有這個(gè)不告訴我？”的感嘆，并自發(fā)地展開了一場全國范圍內(nèi)的“農(nóng)業(yè)大摸底”行動(dòng)。摸底之下，可謂是驚喜連連，甚至在一些非農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，也被大家挖掘出不少認(rèn)知之外的“新特產(chǎn)”。

素以產(chǎn)糧聞名的中原大省河南，就交出了一份閃閃發(fā)光的答卷——據(jù)統(tǒng)計(jì)，中國人造金剛石年產(chǎn)能占全球的50%以上，其中超過90%的產(chǎn)能都在河南，有“人造鉆石之都”稱號(hào)的河南柘城縣年產(chǎn)鉆石單晶15億克拉。且當(dāng)下人造鉆石的技術(shù)已趨于成熟，到了以假亂真的地步，受此影響，國際鉆石價(jià)格也隨之“跳水”，“鉆石恒久遠(yuǎn)，一顆永流傳”早已成為過去式。這種變化讓人不禁發(fā)問，既然鉆石都能人工生產(chǎn)了，那么在婚戀市場乃至整個(gè)金融市場上都長期占據(jù)重要位置且單價(jià)不斷攀登新高峰的“硬通貨”——黃金，是否有通過人工量產(chǎn)，將黃金單價(jià)“打下來”的可能呢？

砂金

天外之物還是大地饋贈(zèng)？

很早之前，人類就曾進(jìn)行過無數(shù)次“人造黃金”的嘗試。無論是《史記》中在丹砂中煉出金子，或是中世紀(jì)煉金師“點(diǎn)石成金”的秘法，在現(xiàn)代都被認(rèn)定為是“虛假宣傳”。如果選擇抄人造鉆石的作業(yè)，那么，我們通過人工還原黃金的形成過程，就有可能讓人造黃金變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。所以，想要人造黃金，首先要回答的問題就是——“黃金是怎么形成的？”

地球上的黃金究竟是從哪里來的？最初的黃金是“恒星最后的余暉”，它們來自宇宙中的恒星核融合。當(dāng)恒星死亡時(shí)，會(huì)發(fā)生超新星爆炸或中子星合并等劇烈的天文現(xiàn)象，并釋放出巨大的能量和物質(zhì)，其中就包括黃金這樣的重元素。這些重元素隨著塵埃和氣體飄散在宇宙中，最終有一部分來到地球。

在地球形成之初，由于小行星的頻繁撞擊產(chǎn)生的熱能，使得地球呈熔融狀態(tài)，由于黃金的密度較大，在這個(gè)過程中它逐漸下沉到地球內(nèi)部，僅有極少數(shù)留在了地球表面。而后在地球長達(dá)46億年的演化過程中，地球板塊運(yùn)動(dòng)又通過地下巖漿將一部分黃金帶到地表，等到冷卻后就形成含金成礦帶。

這部分“重見天日”的黃金，根據(jù)形成原因的不同，可分為脈金和砂金。

所謂脈金，是形成于巖脈中，主要是中、低溫?zé)嵋撼梢虻暮鹗⒚}礦床。當(dāng)?shù)V石含有天然金時(shí)，金會(huì)以粒狀或微觀粒子狀態(tài)藏在巖石中，這種礦床中除了自然金之外，還常見黃鐵礦、黃銅礦、毒砂等其他多種礦物；而砂金則是由于黃金對(duì)化學(xué)風(fēng)化具有較強(qiáng)的抵抗能力，在外界溫度變化、流水侵蝕等物理風(fēng)化作用下巖石變得破碎，原本存在于巖石中的細(xì)小金子顆粒就保留在土壤層中，或是隨著流水被沖向遠(yuǎn)方，沉淀在河床底部的低洼處或海洋淺灘處，于是就形成了砂金。

不過，即使具有不同的表現(xiàn)形式，黃金的誕生都與核聚變、核裂變具有密切的關(guān)系。那么在當(dāng)下的技術(shù)條件下，是否可以通過核聚變過程產(chǎn)生黃金，從而達(dá)到人造黃金的目的呢？

答案是，可以。

撞出黃金或是大海撈金？

1941年，美國哈佛大學(xué)的班布里奇博士帶領(lǐng)科研小組成員，首次成功利用“慢中子技術(shù)”將比金原子序數(shù)大1的汞（80號(hào)元素）變成了金（79號(hào)元素）；無獨(dú)有偶，在近40年后的1980年，美國勞倫斯伯克利國家實(shí)驗(yàn)室的研究人員用同樣的方法將鉍（83號(hào)元素）轉(zhuǎn)變成了金（79號(hào)元素）。他們所使用的“生金”利器，正是高能粒子加速器。

大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)（概念圖）

由于世間萬物都是由原子構(gòu)成的，而原子是由原子核和核外電子組成。原子核中，質(zhì)子數(shù)的數(shù)量決定了原子是哪一種元素。根據(jù)這一原理，金元素含有79個(gè)質(zhì)子，我們只需要想辦法制造出79個(gè)質(zhì)子的原子核，就可以順利地進(jìn)行人造黃金的制備。上述的兩次實(shí)驗(yàn)，正是美國科學(xué)家利用原子對(duì)撞機(jī)的原理，使用與黃金原子數(shù)量相近的元素，通過原子核對(duì)撞方法生成了人造黃金。

到1997年時(shí)，日本科學(xué)家松本高明通過核種變換技術(shù)再次完成了人造黃金。他利用高能伽馬射線對(duì)1.34噸汞進(jìn)行了長達(dá)70天的照射，使汞失去一個(gè)質(zhì)子而變?yōu)樾碌脑?，最終在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后得到744克黃金。

這樣看來，人造黃金似乎并不困難，然而越來越貴的黃金單價(jià)顯然證明，這些方法并沒有“推而廣之”。那么，究竟是什么原因阻止了人造黃金大行其道的步伐？

是巨大的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本，以及極低的投入產(chǎn)出比。

首先，利用高能粒子加速器的成本太高。研究人員發(fā)現(xiàn)，制造1g黃金，花費(fèi)的時(shí)間居然比核聚變形成金元素的時(shí)間還要長！其次，換用原子對(duì)撞機(jī)后，其隨機(jī)性大大增加，實(shí)驗(yàn)中得到金元素的比例不足40%。而松本高明的核變種技術(shù)由于涉及核反應(yīng)，其中巨大的能量損耗令人咋舌。據(jù)松本高明透露，該實(shí)驗(yàn)共計(jì)花費(fèi)1.5億日元（約合人民幣1000萬元），最后僅得到了744克的黃金（約合人民幣28萬元）。這樣勞心勞力的制作方法，其實(shí)驗(yàn)成本已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了物品實(shí)際價(jià)值，且實(shí)驗(yàn)條件極為苛刻，并不具備量產(chǎn)的潛力。

人造之路不通，那么選擇“開源”是否可行呢？除了在地表中，海洋中同樣蘊(yùn)含著大量黃金，據(jù)估計(jì)，海洋中的黃金總儲(chǔ)量約在100億噸。人類至今也不過開采了陸地礦藏的17萬噸黃金，與海洋黃金的蘊(yùn)藏量相比，只能算是“毛毛雨”。然而，想要做“海中金”的搬運(yùn)工同樣不易。

由于水中金的濃度極低，一般僅為0.001~0.5毫克/噸，平均為0.0112毫克/噸，提取極其困難。且海水中的金主要呈可溶的非離子狀態(tài)，呈離子態(tài)或散粒狀的金只占海水中金總量的20%左右，通過吸附法、離子交換法及沉淀法等，人們?cè)?jīng)進(jìn)行了一些在海水中提取黃金的嘗試，如在第一次世界大戰(zhàn)之后，德國有位科學(xué)家采取了約4000份水樣進(jìn)行化驗(yàn)和提取試驗(yàn)，最終證明從海水中提取黃金不具備商業(yè)上的可行性，提取黃金的成本遠(yuǎn)比黃金本身要貴得多；在19世紀(jì)90年代和20世紀(jì)初，美國和英國又分別有人宣稱成功地從海水中提取了黃金，后來也被證實(shí)是謊言。

綜合看來，由于技術(shù)限制和成本限制，目前人造黃金的夢(mèng)想在現(xiàn)實(shí)中還并不可行。除了進(jìn)一步提升自然金的開采效率之外，對(duì)現(xiàn)有黃金制品或者含黃金配件中再生金進(jìn)行回收利用仍是現(xiàn)階段的主流辦法。據(jù)了解，每噸廢舊手機(jī)可以提煉約200克黃金，不少人形象地將其描述為“下一個(gè)金礦就隱藏在手機(jī)里”，而人造黃金這個(gè)人類“自古以來”的夢(mèng)想，仍要仰賴進(jìn)一步的技術(shù)進(jìn)步和空間開發(fā)。