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1 不屈不撓的鋼 STEEL

我從來沒在酒吧廁所簽過保密條款,因此當我發現布萊恩只是叫我簽字,沒有其他意圖時,不禁鬆了一口氣。一小時前我才認識布萊恩。這家叫作希漢斯的酒吧位於都柏林市郊的鄧萊裡,離我當時的工作地點不遠。布萊恩六十多歲,臉色紅潤,拄著枴杖,一條腿不良於行。他穿著瀟灑的西裝,稀薄的灰髮帶著一點金色,絲卡牌香煙抽個不停。布萊恩發現我是科學家後,立刻猜到我應該會對他20世紀70年代在倫敦的經歷感興趣。他在倫敦銷售英特爾4004芯片,正好趕上當時的計算機熱潮。他以每箱一英鎊的價格進了一萬兩千箱芯片,再以十倍價格小批賣給相關產業。我跟他說我在都柏林大學學院機械工程系研究合金,一直滔滔不絕的他難得地沉默下來,陷入沉思。我便趁機去了洗手間。

保密條款就寫在一張紙上,這張紙顯然是剛從他的筆記本上撕下來的。內容很短,主要是說他會跟我描述他的發明,但我必須保密,而他會付我一愛爾蘭鎊。我請他再多告訴我一點,但他戲謔地閉上嘴巴,做了拉拉鏈的動作。我不大曉得我們為什麼要在廁所談這件事。隔著他,我看見其他顧客進進出出。我心想是不是該大聲呼救。布萊恩摸了摸外套,從口袋裡掏出一支圓珠筆,又從牛仔褲口袋掏出一張皺巴巴的鈔票。他是認真的。

我在滿是塗鴉的廁所隔間牆上簽了保密條款。布萊恩也簽了字,然後把鈔票給我,那張紙就成了有效力的正式文件了。

回座之後我們繼續喝酒,布萊恩開始解釋他發明的電動磨刀機。他說他的發明會掀起剃刀革命,因為所有人從此只需要買一次刀片。數十億美元的產業將瞬間化為烏有,而他會一夕暴富,地球礦藏的消耗也將減少。「怎麼樣?」他問,然後驕傲地灌了一大口啤酒。

我狐疑地望著布萊恩。科學家都會遇到這種事,被某人抓著大談自己驚天動地的大發明。再說,剃刀於我是一個敏感話題。我覺得被刺了一下,渾身不對勁,想起了背上那一道長長的傷疤,還有我在漢默斯密地鐵站的遭遇。但我還是示意布萊恩繼續講下去……

晚熟的科技

直到20世紀,科學家才對鋼有深入的瞭解,這實在很怪,因為鍛鐵這門技術已經代代相傳了數千年。即使在19世紀,人類對天文、物理和化學已經有了驚人的理解,工業革命所仰賴的鑄鐵和煉鋼還是全憑經驗,靠的是直覺、仔細觀察和大量的運氣。(布萊恩會不會正是這樣的幸運兒,碰巧發明了磨刀的劃時代新方法?我發現我並不想否認這種可能性。)

在石器時代,金屬非常罕見,因此備受珍惜。銅和金是當時僅有的金屬來源,因為地殼上只有這兩種金屬是自然存在的(其他都必須從礦石中提煉),只是數量不算多。地殼上也有鐵,但絕大部分來自天上的隕石。

關於從天而降的金屬,沒有人比家住波斯尼亞北部的拉伊奇(Rapoke Lajic)體會更深了。

2007年到2008年,他家就至少五次遭隕石擊中。在統計學上來說,發生這種事的概率實在微乎其微,拉伊奇說外星人鎖定了他家,聽起來還蠻有道理的。他在2008年發表這個看法,結果他家又遭隕石擊中一次。科學家調查後證實是隕石沒錯,並開始研究他家附近的磁場,希望找出這非比尋常的高頻率背後的原因。

拉伊奇展示2007年以來擊中他家的五塊隕石

少了金、銅和隕石鐵,我們石器時代的老祖先就只能用燧石、木頭和獸骨製作工具。使用過這些材料的人都曉得,用它們做成的工具用途相當有限。木頭一敲不是碎了、裂了,就是斷成兩截,石頭和獸骨也不例外。金屬跟這些材料根本上就不相同,金屬可以鍛造——加熱後會流動且有可塑性。不僅如此,金屬還越敲越強韌,光靠打鐵就能使刀刃更硬,而且只要把金屬放入火中加熱,就能反轉整個過程,讓金屬變軟。

一萬年前最先發現這一點的人類,終於找到一種硬如岩石又像塑料般可以隨意塑形,還能無限重複使用的材質。換句話說,他們找到了最適合製作工具的材料,尤其適合製作斧頭、鑿子和刀之類的切割用器具。

我們的老祖先一定覺得金屬這種軟硬自如的能力非常神奇。我很快發現,布萊恩也有同樣的感受。他說他沒有什麼物理和化學知識,全憑反覆嘗試錯誤設計出他的發明,但終究成功了。他希望我能幫他測量經他的機器操作後,刀刃銳利度的前後差異,因為拿得出這種證據,他才有本錢跟剃鬚刀公司好好談生意。

我告訴布萊恩,用他的機器磨出來的刀刃可能要經過幾項測試,剃鬚刀公司才可能認真考慮他的想法。金屬是由金屬晶體組成的,每片刀刃平均含有幾十億個晶體,晶體裡的原子都按特定方式堆積,形狀接近完美的立體晶格。金屬鍵把原子固定在位置上,使得晶體變得強韌,而剃鬚刀的刀刃變鈍,是因為它在反覆撞擊毛髮後,晶體的結構改變,金屬鍵被打斷或晶體發生了滑移,致使平滑的鋒刃上出現小凹洞。

金屬晶體示意圖,剃鬚刀內的晶體便類似如此,其中的成排小點代表原子

如果要照布萊恩的想法,用電動設備磨利刀刃,就得反轉前述整個過程。換句話說,原子必須重新歸位,回復成原來的結構。布萊恩想讓業者對他的構想認真考慮,不僅需要證明他的發明能重建晶體結構,還必須在原子層面上提出解釋,說明為什麼這樣做可行。摩擦會生熱,而不管是以電動或其他方法加熱,通常效果都跟他所宣稱的相反——熱會讓金屬變軟而非變硬。我這麼跟布萊恩說,布萊恩說他曉得,但堅稱他的電動磨刀機不會加熱刀刃。

金屬由晶體組成,這個想法可能很怪。因為提到晶體,我們通常會想到透明的多面體礦石,例如鑽石或翡翠等。金屬的晶體特質從表面看不到,因為金屬不透明,而且晶體構造通常小到必須用顯微鏡才看得見。使用電子顯微鏡觀察金屬晶體,感覺就像看到鋪得毫無章法的地磚,晶體內則是駁雜的線條,稱為「位錯」。位錯是金屬晶體內部的瑕疵,表示原子偏離了原本完美的構造,是不該存在的原子斷裂。位錯聽起來很糟,其實大有用處。金屬之所以能成為製作工具、切割器和刀刃的好材料,就是因為位錯,因為它能讓金屬改變形狀。

在這張簡圖中我只畫了幾個位錯,方便讀者想像。一般金屬內的位錯數量驚人,而且會重疊交錯

你不必用到錘子就能感受位錯的力量。當你拗回形針時,就是把金屬晶體弄彎,要是晶體不彎,回形針就會像木棍一樣碎裂折斷。金屬的可塑性來自位錯在晶體內的移動。位錯移動會帶著微量的這種物質,以超音速從晶體的一側移向另一側。換句話說,當你拗彎回形針時,裡面有將近100,000,000,000,000個位錯以每秒數千米的速度移動。雖然每個位錯只移動一小塊晶體(相當於一個原子面),但已經足以讓晶體成為超級可塑性的物質,而非易碎的岩石了。

金屬的熔點代表晶體內金屬鍵的強度,也代表位錯容不容易移動。鉛的熔點不高,因此位錯移動容易,使得鉛非常柔軟。銅的熔點較高,因此也較堅硬。加熱會讓位錯移動,重新排列組合,結果之一就是讓金屬變軟。

對史前人類來說,發現金屬是劃時代的一刻,但金屬數量不多的基本問題仍沒有解決。其中一個解決方法,是等天上掉下更多隕石來,但這麼做需要很有耐心。每年約有幾公斤的隕石掉落地球,但大多數都落入了海中。後來有人發現了一件事,這個發現不僅終結了石器時代,更開啟一扇大門,讓人類獲得了一樣似乎永不匱竭的物質:他們發現有一種綠色石頭,只要放進熱焰裡再覆以火紅的灰燼,就會變成發亮的金屬。我們現在知道這種綠色石頭是孔雀石,而發亮的金屬當然就是銅。對我們的老祖先來說,這肯定是最神奇的發現,遍佈四周的不再是毫無生氣的岩石,而是擁有內在生命的神秘物質。

我們的老祖先只能對孔雀石等少數幾種岩石施展這種魔法,因為要有效地把石頭轉變成金屬,不僅得先認出正確的岩石,還要仔細控制它的化學狀態。但就算某些石頭無論加熱到多高溫度都還是頑石,絲毫沒有轉變,我們的老祖先肯定還是覺得這些石頭藏有神奇的奧秘。他們猜得沒錯。加熱法適用於提煉許多礦物,只是那是幾千年後的事了,在人類瞭解其中的化學原理,知道如何控制岩石和氣體在火焰中進行的化學反應之後,熔融法才真正有了新的突破。

沒有金屬銅,就沒有金字塔

大約從公元前5000年起,我們的老祖先便不斷嘗試錯誤,精進煉銅技術。銅製器具不僅促成了人類科技的突飛猛進,還催生了其他技術,以及城市和第一波人類文明的出現。埃及金字塔就是銅製器具大量應用的結果。建造金字塔用的岩石都是從礦場挖出來,再用銅鑿子一塊塊削成固定大小。據估計,古埃及人挖掘了大約一萬噸銅礦,製造出三十萬把銅鑿子。這是空前的成就。

少了金屬工具,就算召集再多奴隸也蓋不出金字塔。尤其銅鑿子因為硬度不夠,並不適合鑿切岩石,拿來敲打石灰石很快就會變鈍,這使得這項成就更顯得了不起。專家估計,銅鑿子每敲幾下就得重新磨利才能繼續使用。銅不適合做剃鬚刀也是同樣的道理。

金也是硬度較低的金屬,因此戒指很少用純金製作,否則很快就會刮壞。但只要加入百分之幾的其他金屬(例如銀或銅)來形成合金,就會改變金的顏色:銀會讓金變白,銅會讓金變紅,不僅如此,形成的合金還會比純金硬,而且硬上許多。金屬只要摻入少量其他物質就會改變性質,這是研究金屬的樂趣所在。

以金銀合金為例,你可能好奇銀原子到哪裡去了。答案是,銀原子就嵌在金塊的晶格裡,佔去一個金原子的位置。正是因為銀原子的取而代之,金子才會變硬。

金銀合金的原子結構圖,銀原子取代了晶體內的部分金原子

合金通常比純金屬堅硬,原因很簡單:外來原子的大小和化學性質,都跟原本的金屬原子不同。因此嵌入後會擾動原本金屬晶體的物理和電子結構,產生一個關鍵後果——讓位錯更難移動。位錯更難移動,晶體形狀就更難改變,金屬也就更堅硬。因此,製造合金就成為防止位錯移動的一門技藝。

在自然界中,其他晶體裡也會發生原子取代。純氧化鋁晶體是透明的,但只要其中含有鐵原子就會變成藍色,也就成為俗稱的藍寶石。同理,純氧化鋁晶體包含了鉻原子也會變色,成為紅寶石。

從黃銅時代、青銅時代到鐵器時代,在文明不斷發展中,合金也越來越堅硬。黃銅很軟,屬於天然礦產,而且容易熔冶。青銅比黃銅堅硬許多,是銅的合金,含有少量的錫,偶爾還包括砷。因此,如果手上有黃銅又知道方法,只需要費一點功夫就能做出強度和硬度都比黃銅高十倍的武器和剃刀。唯一的麻煩是錫和砷非常稀有。青銅時代的人開發了許多精心找出的貿易路線,從康瓦爾和阿富汗等地運送錫礦到中東各文明的中心,就是為了這個目的。

鋼是謎樣物質

我告訴布萊恩,現代剃刀也是合金製成的,而且是一種非常特別的合金,我們的祖先花了幾千年還是不瞭解它——它就是鋼。鋼是加了碳的鐵,比青銅還硬,而且成分一點也不稀有。幾乎每塊岩石都含鐵,而炭更是生火的燃料。我們的祖先不知道鋼是合金,更不知道以木炭形式出現的碳,不只是加熱和鍛造鐵的燃料,還能嵌入鐵晶體裡。炭在加熱黃銅時不會產生這種現象,加熱錫和青銅時也不會,只有對鐵會如此。我們的祖先一定覺得這種現象非常神秘,我們也是在學會了量子力學後,才明白背後的道理。鋼裡的碳原子並未取代晶格內的鐵原子,而是擠在鐵原子之間,把晶體拉長。

還有一個麻煩:要是鐵裡摻了太多碳,例如比例達到百分之四而非百分之一,形成的鋼就會極為易碎,根本無法用來製作工具和武器。這會是很大的麻煩,因為火裡的含碳量通常不低,鐵加熱太久甚至液化後,晶體內就會摻入大量的碳,形成易碎的合金。高碳鋼製成的刀劍在戰鬥中很容易折斷。

一直到20世紀,人類在徹底掌握合金形成的原理後,才明白為什麼有些煉鋼法行得通,有些不行。過去的人只能靠著嘗試錯誤,找出成功的煉鋼法,然後代代相傳,而且這些方法往往是行內機密。但這些不外傳的方法實在太過複雜,因此就算遭到竊取,成功複製的概率也非常低。某些地區的冶金技術非常聞名,可以製造出高質量的鋼,當地文明也因而發達。

鋼鐵是珍貴的軍事力量

1961年,牛津大學的裡士滿(Ian Richmond)教授發現了一處古羅馬坑洞,這坑洞大約是公元89年時挖掘的,裡頭埋了763,840根兩英吋長的小釘子(1英吋約合2.54厘米)、85,128根中釘子、25,088根大釘子和1344根16英吋長的超大釘子。所有的釘子都由鐵和鋼製成的,而不是純金,大多數人應該都對此蠻失望的,但裡士滿教授並不會,他一心追問:古羅馬軍團為什麼要掩埋7噸的鋼和鐵?

古羅馬軍團當時在蘇格蘭一處名叫英赫圖梯(Inchtuthil)的地方,駐紮在阿古利可拉將軍建築的前進碉堡裡。英赫圖梯位於古羅馬帝國的邊界,軍團的任務是捍衛邊疆,不讓他們視為蠻夷的凱爾特人進犯。

這支軍團在當地駐紮了6年才撤離,同時遺棄了碉堡。撤退前他們想方設法不留下任何有利於敵人的東西,因此銷毀了所有糧食和飲水容器,還放火把碉堡夷為平地。但他們還不滿意,因為碉堡灰燼中有鐵釘殘留,鐵釘太過珍貴,不能讓凱爾特人挖走。古羅馬就是靠著鐵和鋼打造了灌溉渠道、船隻與刀劍,從而建立了帝國。把鐵釘留給敵人,等於奉送對方武器,因此他們在南撤之前挖了一個大坑,把鐵釘都埋起來。除了武器和盔甲,他們可能還帶走了一些小鐵器,包括代表古羅馬文明巔峰的「諾瓦齊力」(novacili),也就是剃刀。靠著諾瓦齊力和手握剃刀的理髮師,這群古羅馬軍人得以儀容整齊、不帶鬍髭地班師回朝,不跟趕走他們的蠻族混為一談。

煉鋼有如謎團難以把握,許多傳奇因之而起,而不列顛在古羅馬軍團撤退後的統一及復興,更與其中一則永恆傳奇脫不了關係,那就是亞瑟王的王者之劍。據傳那把劍具有魔力,誰擁有它就能統治不列顛。由於當時的刀劍經常折斷,讓武士在戰場上因手無寸鐵而無法自衛,所以不難理解一把高品質的鋼劍為何能成為文明戰勝野蠻的象徵。因此,煉鋼過程當然高度儀式化,而這也解釋了古人為何覺得鋼鐵具有魔力。

這情況在日本最為明顯。鑄造武士刀不僅需要數星期的時間,而且是一種虔誠的儀式。天叢雲劍是日本名劍,武尊倭建命靠著它呼風喚雨,擊敗敵人。雖然故事中摻雜了許多幻想故事與儀式,但某些刀劍能比其他武器更硬、更利十倍,卻不是神話而是事實。15世紀時,日本武士製作的鋼刃已經獨步全球,而且稱霸世界五百多年,直到20世紀冶金科學大幅躍進才被超越。

武士刀完成不可能的任務

武士刀使用的特殊鋼材稱為玉鋼,是由太平洋火山鐵砂製成的。這些鐵砂的主要成分為磁鐵礦,是製作指南針的材料。煉造玉鋼的土爐稱為「吹爐」,寬、高各1.2米,長3.6米。首先在吹爐裡「點火」,讓黏土變硬,成為陶瓷,接著再仔細鋪上數層鐵砂和黑炭,讓它們在吹爐裡燜燒。整個過程大約費時一周,需要四到五人輪流照看,並用風箱把空氣灌入爐內,確保爐火溫度夠高。最後工匠會把瓷爐敲碎,從灰燼和殘餘的鐵砂及炭屑中取出玉鋼。這些鋼料的顏色晦暗,非常粗糙,但特點是含碳量的範圍很廣,有些很低,有些很高。

日本武士工匠的創新之處在於有能力分辨高碳鋼和低碳鋼,前者硬而易碎,後者軟而強韌。工匠完全憑借外觀、觸感和撞擊時的聲音來判斷兩者。一旦分類完成,他們就用低碳鋼製作刀身,讓刀非常強韌,甚至有彈性,在打鬥中不會輕易折斷。至於刀鋒則使用高碳鋼來製造,它雖然易碎但非常堅硬,因此可以磨得極為銳利。工匠用銳利的高碳鋼包覆強韌的低碳鋼,以此完成了許多人眼中不可能完成的任務,製作出的武士刀,經得起與其他刀劍對砍、耐得住和盔甲碰撞,且常保鋒利,能輕鬆斬人首級。這種武士刀是兩全其美的最佳武器。

人類直到工業革命,才有能力製造出比武士刀更強且更硬的鋼料。這一回輪到歐洲國家開始進行更大、更誇張的工程,例如建造鐵路、橋樑和船艦,而他們使用的材料是鑄鐵,因為鑄鐵可以大量製造,並可以使用模具鑄形。只可惜鑄鐵在某些狀況下非常容易破裂。由於工程越來越宏大,使得破裂意外越來越常發生。

最嚴重的一次意外發生在蘇格蘭。1879年12月28日晚上,全球最長的鐵道橋——泰河橋突然被冬季強風吹垮,致使載有75名乘客的客運火車墜入泰河,所有人均不幸罹難。這場災難證實了許多人先前的疑慮:鑄鐵不適合興建橋樑。現在不僅需要做出和武士刀一樣強韌的鋼材,而且必須能大量製造。

貝塞麥法掀起工業革命

英國科學促進會在某日開會時,一位名叫貝塞麥(Henry Bessemer)的工程師起身發言,說他做到了前述的要求。這位來自謝菲爾德郡的工程師宣稱,他可以製造鋼水,而且方法不像製作日本武士刀那麼複雜。一場革命就此蓄勢待發。

貝塞麥法非常簡單,簡直天才到了極點。他把空氣灌入熔鐵,讓空氣中的氧和鐵裡的碳發生化學反應形成二氧化碳,以此把碳帶走。這種方法需要有化學知識才能想得到,這使得煉鋼頭一次成為科學事業。此外,氧和碳的化學反應非常劇烈,會釋出大量熱能,讓爐內溫度升高,使鋼保持滾燙並呈現液態。這套方法直截了當又可以工業量產,正是我們想要的答案。

貝塞麥法只有一個問題,就是它不管用,至少試過的人都這麼說。氣憤的鋼鐵製造商很快開始嚷著退錢,他們向貝塞麥買下使用權,投下大筆資金購買設備,結果血本無歸。

貝塞麥毫無辦法。他其實也搞不清楚他的方法為何有時管用,有時無效。不過他還是繼續嘗試,並且在英國冶金家馬希特(Robert Forester Mushet)的協助下努力改良他的方法。貝塞麥的原始步驟是移除碳到殘留量正確為止,也就是剩下大約百分之一的碳。但這個做法很危險,因為每家煉鋼廠購買的鐵礦來源不同。因此,馬希特建議先移除全部的碳,然後再把百分之一的碳摻回。這方法管用了,而且可以再現。

貝塞麥試著推銷他的新方法,然而鋼鐵製造商這回完全不理他,以為這又是騙局一場。他們堅稱不可能用鐵水煉鋼,宣稱貝塞麥是大騙子。貝塞麥最後別無選擇,只好自己開設煉鋼廠。幾年後,貝塞麥鋼鐵公司製造出的鋼鐵比競爭對手便宜許多,產量更是驚人,逼得對手只好向他購買使用權。從此貝塞麥富甲一方,機器時代也自此正式到來。

布萊恩會是貝塞麥第二嗎?他會不會碰巧發現了一個可以運用磁場或電場重組刀鋒晶體結構的方法,雖然他不知其所以然,但卻非常管用呢?畢竟我們聽過太多嘲笑先知,結果卻自取其辱的故事。許多人都笑說,比空氣重的機器怎麼可能在天上飛,但我們現在都搭飛機到處跑。電視、手機和計算機的構想也都曾遭人奚落。

不再夜夜磨刀

20世紀之前,鋼刃和手術刀都非常昂貴,必須手工製作,而且要用最高級的鋼材,因為只有如此才能把刀磨得夠鋒利,輕鬆刮淨鬍子而不會勾到胡根。只要曾用過鈍掉的剃鬚刀,一定知道即使只是微微勾到胡根,就會造成多大的痛楚。鋼接觸到空氣和水會銹蝕,因此用水清潔刀鋒會讓銳利的尖端銹掉,使刀刃變鈍。幾千年來,刮鬍子的儀式都是從「磨刀」開始,先拿著剃刀在皮革上來回磨動。你可能覺得皮革那麼軟,不可能把刀磨利。沒錯,真正把刀磨利的是沾在皮革上的細石粉。傳統上是用名為「鐵丹」的氧化鐵礦物,但現在比較常用鑽石粉。把鋼製刀刃在皮革上來回磨動時,刀鋒會和極硬的鑽石粉接觸,使得少量金屬被磨掉,讓刀鋒重現鋒利。

然而,1903年有一個人改變了這一切。他的名字叫吉列(King Camp Gillette),是美國商人。吉列決定採用貝塞麥法製造的廉價工業用鋼來製作拋棄式刀刃,好讓每個男人都能輕鬆刮鬍子。他的想法是,只要剃鬚刀夠便宜,鈍了直接扔掉,就再也不必磨刀了。

1903年,吉列賣出了51把剃鬚刀和168枚刀片,隔年變為90,884把剃鬚刀和123,648枚刀片。到了1915年,他的公司已經在美國、加拿大、英格蘭、法國和德國設廠,售出的刀片超過七千萬枚。一旦男人不再需要到理發館刮鬍子,拋棄式刀片就成了家家浴室必備的物品,直到現在依然如此。

儘管目前有許多人發起各項運動,鼓吹食品製造回歸根本,卻從來沒有人呼籲我們,重新用黃銅剪刀理發或用鈍掉的刀片刮鬍子。

誤打誤撞不銹鋼

吉列的生意算盤打得很好,原因很多。最明顯的一個就是,即使刀片沒有因為刮鬍子而變鈍,也會由於生銹而很快失去鋒利,讓他永遠有生意可做。但這個故事還有一個轉折,其中包含了一個簡單到極點的創新,非得靠意外才能發現。

1913年,歐洲列強忙著整軍經武面對第一次世界大戰,佈雷爾利(Harry Brearley)受雇鑽研合金,以便改良槍管。他在英國雪菲德郡一間冶金實驗室工作,把不同的元素摻入鋼裡來模鑄槍管,再用機械測試硬度。佈雷爾利知道鋼是碳和鐵的合金,也曉得還有許多元素也能加進鐵裡,用來加強或減弱鐵的性質,但沒有人知道原因為何。於是他開始嘗試,把鐵熔解後加入各種成分,以觀察效果。比方說他某一天用鋁來試驗,隔天就用鎳,以此類推。

佈雷爾利毫無進展。新鑄的槍管如果不夠硬,他就扔到角落。他的靈光乍現發生在一個月後。那天他經過實驗室,發現那堆生銹的槍管裡有東西在閃閃發亮。他沒有置之不理,反而打消去酒吧的念頭,找出那根沒生銹的槍管,立刻明白了它的重要性。他手上拿的是世界上第一塊不銹鋼。

佈雷爾利摻入的兩種成分是碳和鉻,因為比例剛好,意外創造出非常特別的晶體結構,讓碳原子和鉻原子同時嵌入鐵晶體內。鉻沒有讓鐵變硬,所以他把摻鉻的槍管扔了,但沒想到鉻產生的效用更有趣。鋼接觸到空氣和水時,通常會在表面發生化學反應,形成氧化鐵,也就是俗稱鐵銹的紅色礦物質。鐵銹剝落後,新的鋼面又會受空氣和水侵蝕,使得生銹成為鋼鐵的痼疾,因此鐵橋和車子才要上漆防銹。但摻了鉻就不同了。鉻很像某些特別有禮貌的客人,氧氣還沒碰到主人鐵原子,鉻就搶著先跟它反應形成氧化鉻。氧化鉻是透明堅硬的礦物質,對鐵的附著力極強。換句話說,它不會剝落,從外表又看不見,有如一道隱形的化學保護膜把鋼鐵完全包住。除此之外,我們現在還知道這層膜會自我修復,也就是即使不銹鋼的表面磨到了,使保護膜遭到破壞,它也會自行復原。

佈雷爾利開始製作全世界第一把不銹鋼刀,但立刻遇到困難。含鉻的鋼不夠堅硬,無法磨利,很快就被戲稱為「什麼都不能切的刀」。畢竟佈雷爾利一開始捨棄了它,沒拿它來做槍管,就是因為它不夠硬。但含鉻的鋼雖然硬度不足,卻讓它因此具備別的長處,只不過這長處到很後來才有人發掘,那就是它可以扳成複雜的形狀。這讓它成為英國雕塑史上最具影響力的作品,幾乎遍佈所有家庭:那就是廚房的水槽。

不銹鋼水槽既強韌又閃亮,而且似乎丟什麼給它都無妨。在這個但求以迅速方便的方法來去除廢棄物和髒污的年代,不管丟入的是油脂、漂白水還是強酸,不銹鋼真的百毒不侵。它已經把陶瓷水槽趕出廚房,而只要我們點頭,它也樂於取代浴室裡的陶瓷馬桶。只不過我們對這種新材質還不夠信任,仍不敢把最私密的廢棄物交給它。

不銹鋼是現代世界的縮影。它的外表乾淨明亮,感覺堅不可摧卻又非常親民,才出現短短一百年,就已經成為我們最熟悉的金屬。畢竟我們每天都會把它放到嘴裡:佈雷爾利最後用不銹鋼做成餐具。氧化鉻在鐵的表面形成的透明保護膜,讓舌頭永遠碰不到鐵,唾液無法跟金屬反應,使得湯匙嘗起來沒有味道,於是人類從此再也不會受到餐具味道的干擾。不銹鋼經常出現在建築和藝術裡,原因是它光亮的表面似乎永不褪色。英國雕塑家安尼施‧卡普爾(Anish Kapoor)在芝加哥千禧公園的作品「雲門」就是絕佳的例子。不銹鋼反映了我們對現代生活的感受:利落明快,並且能對抗骯髒、污穢與混亂。不銹鋼反映出,我們如它一般強韌不屈。

冶金家為了解決不銹鋼刀具的硬度問題,誤打誤撞解決了剃刀生銹的毛病,創造出有史以來最鋒利的刀刃,進而改變了無數人的面容與肌膚。只是刮鬍子成為在家也能做的事情後,街頭混混也意外地多了一種新武器,就是便宜耐用的刀片,而且非常鋒利,能夠一口氣劃破皮革、羊毛、棉布和皮膚。關於這點我比誰都要清楚……

我一邊想著這些,一邊跟布萊恩談論他新發明的不銹鋼刀片磨刀法。既然堅硬強韌、尖銳鋒利、無懼水和空氣侵蝕的不銹鋼,也是從幾千年的嘗試錯誤中創造出來的,那麼某個沒有科學背景的傢伙,無意間發現磨利刀片的新方法也就似乎不無可能了。微觀下的物質世界如此複雜和巨大,我們只探索了其中一小部分。

那天晚上離開酒吧時,布萊恩和我握手道別,說他會再跟我聯絡。在昏黃的鈉光路燈下,他一拐一拐走在街上,忽然轉身醉醺醺地大吼:「不銹鋼大神萬歲!」我想布萊恩指的是希臘神祇赫菲斯托斯。他掌管金屬、火與火山,形象是工房裡的鐵匠。赫菲斯托斯身體殘缺畸形,原因可能是砷中毒,因為當時的鐵匠熔煉青銅時,會接觸到大量的砷,所以常有這個毛病,而且除了跛腳還會罹患皮膚癌。我回頭望著布萊恩搖搖晃晃地走在街上,想起他的枴杖和紅臉,不禁懷疑他到底是誰。