《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，各国政府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政府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，让它自由下落，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。