近幾十年來，稀有金屬在不知不覺中徹底改變了我們的生活方式，其戰略意義不容忽視。
對於個人而言，電動牙刷、手機、混合動力車等產品離不開稀有金屬；
對於國家而言，太陽能板、風力發電機組、導彈防禦系統等同樣依賴這些元素。
可以說，人類的未來與稀有金屬息息相關，科技競爭和地緣政治競爭，最終歸結為元素周期表的競爭。
【決戰元素周期表】的作者大衛·S.亞伯拉罕不僅是一個書齋分析師，他還親自探訪了數十個國家，存取了數百位礦工、商人、科學家和政策制定者，獲取第一手資料。
在這本書中，讀者將跟隨他的腳步，追蹤稀有金屬從開采、冶煉、精煉、交易到使用、回收的全過程，了解商業機密、內幕交易、政策迷霧背後的行業內幕和復雜關系網絡。
本文共計7167字
閱讀時長約20min
前言
在開始之前，我請你回想一下高中時期學過的元素周期表。
對於大多數人來說，可能只記得前1/3的內容。
背到這，大多數人就難以繼續了，後面似乎還有許多陌生、帶有金字旁的字元。
我還記得，當時我去問我的初中化學老師，後面的這些元素有什麽用處，老師的回答是：
這些元質數量稀少，而且在日常生活中基本用不到。
但這本書告訴我，後面的那些元素非常重要。
可以說，它們決定了人類的未來。
這本書的作者是大衛·亞伯拉罕，他是美國的自然資源戰略專家，白宮智囊團成員。
在稀有金屬這一話題上，美國政府都會參考他的意見。
為了寫這本書，作者進行了非常紮實的調研。
他走訪了幾十個國家，並與一些普通人無法接觸到、遊走在法律邊緣的「神秘玩家」會面，最終完成了這本書。
讓我們來看一下這本書的題目：
【決戰元素周期表】這裏的「決戰」是什麽呢？
簡單來說，「決戰」是一個比喻，指的是人類如何使用和爭奪元素周期表後半段，那些我們不太熟悉的金屬元素。
所以，從三個角度來解讀這本書：
1. 打仗就是打金屬。
在這一部份，我會講述金屬元素在人類戰爭史中的作用。
2. 身懷絕技的金屬元素。
我們將一起認識幾種具有神奇功能的金屬。
3. 脆弱的平衡。
在這一部份，我們將探討稀有金屬的交易市場，這是一個隱秘的世界。
金屬元素在戰爭中的作用
這本書中提到一句話：
「一個種族使用元素周期表上元素的能力，直接能轉化它的軍事成就。」
這句話什麽意思呢？
讓我們從地球還沒有人類的時候開始分析。
首先，我們來看看一個相對低等的文明：
例如狼群。
狼是社群動物，也可以視作文明的初始形態。
狼能掌握的資源，僅限於它們的身體，比如狼牙、狼爪，這些器官由碳、氫、氧、氮、磷等元素構成。
因此，狼和其他生物沒有太大區別，因為它們掌握的元素非常有限，根本無法統治這個星球。
如果這時出現了一群拿著石器的原始人，狼肯定不是對手。
表面上看，是因為原始人擁有更先進的武器，但從本質上來說，是原始人掌握了狼所無法利用的元素——地殼中的矽酸鹽，俗稱石頭。
矽酸鹽的硬度遠高於生物的骨骼，因此原始人比狼群更強大。
隨著時間推移，如果出現了一群手持金屬武器的文明，手握石器的原始人自然不是對手。
書中舉了「赫梯人」征服中東的例子。
公元前6000年左右，有一個叫「赫梯人」的種族從高加索地區南下，進入了今天的土耳其。
他們的戰鬥力非常強大，許多上古史書將他們描繪成戰神。
原因在於赫梯人掌握了一種神秘的技術。
他們發現，將一種特殊的石頭放在炭火上加熱，可以得到一種極其堅固的物質——鐵元素。
鐵元素（原子序號26）是超新星爆發的產物，需要一顆至少8倍於太陽質素的恒星報廢才能形成。
原子序號在26之後的元素，全都在超新星爆發中生成。
當然，赫梯人不知道這些，他們只知道鐵非常堅硬，用它制造的鐵質盾牌和武器是當時地球上最先進的武器。
而同期的阿拉伯人只有木質弓箭，自然無法對抗。
因此，赫梯人強大的本質在於他們能操控元素周期表上更靠後的鐵元素。
隨著科技進步，鐵元素也普及開來，成為全世界的武器，甚至成為戰爭的象征。
著名的俾斯麥被稱為「鐵血宰相」，因為他發動了許多戰爭。
在一個大家都用鐵作戰的時代，要想脫穎而出，就必須掌握元素周期表上更罕見的元素。
讓我們來看一戰中的一個例子：
1918年，巴黎市區突然遭到炮彈襲擊，數百人喪生。
巴黎人感到震驚，因為最近的德軍陣地在百公裏之外，當時大炮的射程只有十幾公裏。
後來發現，德軍使用了一種新式武器，綽號「巴黎大炮」，射程達到130多公裏，相當於一炮從深圳打到廣州。
而德軍之所以能制造這種大炮，是因為炮管中加入了一種叫「鉬」的元素。
鉬合金炮管的強度和耐熱程度極大提升，因此能打得更遠。
到了二戰期間，在坦克炮管中添加各種稀有金屬已成標配。
炮管如果不是合金制成，肯定無法對抗其他軍隊。
二戰初期，德軍坦克所向披靡，很大程度上歸功於德國科學家掌握了更先進的合金技術。
但真正終結二戰的，是兩種排位更靠後的金屬——鈈和鈾。
它們是兩顆原子彈的原料，屬於放射性金屬。
原子彈的威力超越了任何一種人類熱兵器。
因此，可以說，二戰的終結者其實是兩種金屬。
進入21世紀，人類的高科技武器更加依賴稀有金屬。
這些金屬大多是我們不認識的奇怪字。
例如，美軍的M1A2主戰坦克擁有先進的射控系統，使其在戰場上能先發現敵人並開火。
射控系統中需要加入稀土金屬「釔」。
坦克的夜視儀中含有「鍺」和「鑭」元素。
現代潛艇和戰艦需要在鈦金屬中加入金屬「錸」元素，以增強艦體強度。
美軍著名的「宙斯盾」系統核心部份的SPY-1相控雷達中也含有各種稀土元素。
最典型的例子是美國的F-35戰鬥機。
正如作者所言，F-35飛過了整個元素周期表：
飛機的螺母和螺栓中加入了「鈹」，雷達訊號增強需要金屬「鎵」，電容中需要金屬「鉭」。
一架F-35戰鬥機總共需要使用400千克的稀土金屬。
書中參照了一位美國少將兼材料學博士拉蒂夫少將的話：
「如果沒有某些稀有金屬，人類武器將退回到20世紀六七十年代的水平。」
綜觀生物前進演化史和人類戰爭史，我們可以清楚地看到，從牙齒到石頭，再到鐵質武器，再到F-35，這是一個人類在元素周期表中不斷升級的過程。
我們掌握的金屬元素越靠後，戰鬥力就越強。
這是我們要探討的第一部份內容：
打仗就是打金屬。
關鍵是，這些金屬元素如何發揮這些神奇的功能呢？
具有神奇功能的金屬
當今社會，人類使用稀有金屬元素的最簡單和最普遍的方法是制造合金。
談到這一點，我個人有一個感慨：
制造合金是世界上最神奇且最有價值的事情之一。
為什麽會有這樣的感受呢？
讓我們來看「鋁」的例子。
眾所周知，鋁是一種非常軟的金屬，用石頭都能在純鋁板上刻下劃痕。
鋁的熔點也很低，僅為600多度，稍微一加熱就會變軟，甚至可以用腳跺幾下就踩扁。
然而，鋁有兩個主要優點：它非常輕，且導電性極佳。
如何才能充分發揮鋁的優點並規避其缺點呢？
答案是：
制造合金。
這也是為什麽我們經常聽到「鋁合金」這個詞的原因。
例如，在鋁中添加0.2%到0.3%的鈧。
這種添加比例和做飯放鹽的比例差不多。
然而，新形成的鈧鋁合金卻像煥然一新：
高溫強度、結構穩定性、焊接效能、抗腐蝕性和避免脆化等效能全面提升。
同時，它仍然保留了鋁輕、導電性好和價格低廉的所有優點。
鈧鋁合金是人類最前沿的材料，在航空和航天工業中有著重要套用。
而促成這一變革的，就是那微量的稀有金屬鈧。
因此，有人將稀有金屬比作工業食鹽。
再來看另一個例子，即「金屬鈮」制備的合金。
在汽車工業中，有一個永恒的難題：
如何在不降低汽車安全性的前提下減輕其重量。
其實答案很簡單：
使用特種合金，如加入鈮。
只要在1噸鋼材中加入100克金屬鈮（相當於一個蠶豆那麽大的一塊鈮），就能顯著改變鋼材的性質，提升其強度。
這帶來了一個重大好處：
1噸鋼材能當2噸使用。
現在很多人都在為地球變暖而擔憂，從這個角度看，若要達成「節能減排」的目標，大量使用含鈮合金是一個可行方案，這樣環保問題就轉化為金屬鈮的供給問題。
我們常說「點石成金」。
事實上，今天的人類已經掌握了類似的技術。
可以說，如今的金屬單體，如純鐵、純銅和純鋁這些純凈物，僅能算作工業原料。
如果不是合金，它們根本無法滿足當今工業的各種苛刻要求。
無論是橋梁的鋼索、汽車的防撞梁，還是太空穿梭機的外殼，都是經過多年測試的合金。
聽到這裏，你可能會好奇，為什麽合金有這麽神奇的效果呢？
我來補充一些書外的資訊。
合金變強的原理是什麽呢？
最簡單的回答是：
加入其他金屬改變了原有金屬的原子結構。
在純金屬內部，原子排列較為規整。
你可以把它想象成一張均勻的紙，每層原子之間的滑動較為容易，這在專業術語中叫做「金屬原子的流動性好」。
金屬流動性越好，其物理內容就越軟。
而添加其他金屬元素後，就像在純凈物中增加了一些雜質，增加了金屬原子組織的不均勻性，就好像在紙張中加入了很多植物纖維，使其更強韌，金屬的流動性也隨之降低。
同時，金屬的熱導性、導電性和磁性等一系列性質都會發生變化。
這個改變非常大，幾乎像變成了另一種物質，有科學家甚至將合金稱為「亞元素」，意思是它的性質幾乎像另一種元素。
這是人類利用稀有金屬的第一種方式：
制備合金。
再來看第二種用途：
制造永磁體。典型的元素是鏑。
永磁體可能是一個陌生的概念。
我們先說，為什麽永磁體這麽重要。
人類兩個很有前途的工業方向——風能發電和電動汽車，都需要永磁體。
高中物理教過，要將動能轉化為電能或將電能轉化為動能，都需要磁場。
而「永磁體」就是提供這個磁場的。
一般磁鐵的磁場會逐漸減弱，但永磁體的磁場減弱得非常慢，因此得名永磁體。
永磁體其實在我們身邊大量存在。
例如，新疆的達阪城有中國最大的風力發電機組。
如果你開車經過那裏，景象非常壯觀，簡直是一個風車的世界。
在迎風的山崗上，矗立著無數像巨人一樣的風車，每個風車裏都有永磁體，幫助人類將動能轉化為電能。
此外，如果你購買了寶馬或奔馳的電動汽車，每天都在和永磁體打交道。
當前主流電動車驅動系統依賴永磁體。
很多人誤以為汽車是由電動機驅動的，其實並不是。
如果用普通電動機驅動汽車，會遇到很多問題。
例如，汽車在轉彎時，兩邊輪子的轉速不一樣，這個問題普通電動機解決不了。
目前人類找到的最主流解決方案是用永磁體驅動車輪。
說了這麽多永磁體，重點是要介紹金屬鏑元素。
制造永磁體必須用到金屬鏑。
我們提到過，合金的性質會發生改變。
在一種叫「釹鐵硼系永磁體」中加入金屬鏑，可以極大增強這種磁體的電磁性質。
目前，人類還沒有找到其他替代品，鏑是目前最優解。
因此，只要人類希望實作「動能和電能之間的轉換」，就會大量需要金屬鏑。
有人說過這麽一句話：
「人類和未來之間有一個窄窄的瓶頸，這個瓶頸，就是金屬鏑。」
這就是稀有金屬鏑和永磁體之間的關系。
接下來，正式介紹一種更厲害的金屬：
鈮。
我們在討論合金時已經提到過它。鈮元素的英文縮寫是 Nb，聽名字就很強大。
鈮的用途廣泛，可用於制備合金、制造超導體，但其最獨特的內容是親生物性。
一般來說，有機物和金屬之間是相互排斥的。
人體容易對金屬過敏，比如戴眼鏡的人可能有過這樣的經歷，眼鏡的金屬腿讓耳朵很癢，這是皮膚對金屬過敏。
我們為什麽佩戴純銀飾品？
因為銀是少數幾種不會引起皮膚過敏的金屬。
然而，鈮對人體的友好程度遠遠超過銀。
用術語說，鈮具有很好的「抗生理腐蝕性」和「化石相容性」，即不生銹、不排異，也不與人體的各種體液發生反應。更神奇的是，肌肉可以在鈮條上生長，就像在真正的骨頭上生長一樣。
有人給鈮起了個外號，叫「金屬肉」。
如果人的頭蓋骨損傷了，最佳的替代物是鈮片制成的人造頭骨。
鈮絲可以用來縫合神經和肌腱。將鈮做成紗狀或網狀結構，可以用於修補肌肉組織。
如果人體骨折，用「鈮合金」打造的人造骨骼是最好的。
你可能會問，人造骨骼不是用鈦合金嗎？
是的，原因很簡單：鈮太少且太貴，一般人用不起。
鈮的親生物性在元素周期表中非常稀缺。
我們稍微開個腦洞，有人認為，人機合一是未來的趨勢，那鈮就顯得至關重要。
如果未來人類能在體內連線電線、安裝U槽，甚至裝上強化骨骼和金屬組織，鈮將是首選。
到那時，鈮可能會超過鈣和鐵，成為人體內含量最高的金屬元素。
這是第二部份的內容，我們講述了三個稀有金屬的套用場景：
制造合金、打造永磁體和鈮的親生物套用。
聽到這裏，你可能會問，既然稀有金屬如此有用，那就多多開采，人類的整體工業水平不就能大幅提高了嗎？
誰不想呢。
但問題在於，大多數金屬元素的數量非常少，且分布極其不均勻。
這也讓人類與稀有金屬的關系變得非常微妙且敏感。
隱秘的金屬交易市場
之前我們討論了人類對金屬元素需求日益增加的問題。
你可能會想，世界上是否有一個公開的全球稀有金屬采購市場？
事實上，並沒有。
稀有金屬交易呈現出明顯的「兩極化」：
一方面是大國之間的交易和博弈，另一方面則是世界金屬的黑市交易。
首先，我們來探討大國之間的博弈。
金屬元素在地球上的分布完全隨機，某些地方可能集中分布著大量的稀有金屬，而其他地方則幾乎沒有。
因此，國土面積大的國家擁有稀有金屬資源的概率更高。
比如，俄羅斯儲量豐富的金屬鈀，有一個名為諾里爾斯克鎳業的公司控制了全球40%的鈀金市場份額。
類似地，巴西的CBMM礦冶公司控制了全球85%的鈮供應量。
這些國家在政治上往往也是大國，因此，稀有金屬自然成為它們博弈的重要籌碼。
中國的稀土金屬資源尤為豐富，鄧小平曾說過：
「中東有石油，中國有稀土。」
中國的稀土儲量居全球首位，稀土元素因此成為中國在國際外交中的重要角色。
書中提到一個例子：
2010年釣魚台事件後，中日關系緊張。
有人認為中國政府當時停止了對日本的稀土供應，導致日本高科技企業受到巨大影響。
稀土價格在一年半內上漲了2000%，即20倍。
這個價格波動的原因在於市場擔心稀土供應變化，引發恐慌，導致價格劇烈波動。
由此可見，稀土金屬已不僅僅是資源，更是國家間的外交籌碼。
那麽，中國的制造業也發達，我們是否也有稀有金屬的短板？
確實如此。
在稀有金屬問題上，世界上沒有任何一個國家敢稱大哥，各國或多或少都缺少一些金屬。
中國的應對方法是盡量實作「你中有我，我中有你」。
例如，中國透過收購巴西CBMM礦冶公司的股權，與其形成了緊密的合作關系，從而在一定程度上保障了鈮的供應。
在稀有金屬的國際博弈中，中國憑借龐大的經濟規模和需求量，成為全球無法忽視的重要談判物件。
無論哪個國家或公司壟斷了某種金屬，中國都是不可或缺的談判物件。
這也凸顯了一個國家擁有強大經濟和友好外交形象的重要性。
當一種商品成為政治博弈的工具，其市場化程度必然很低，導致很多時候即使有錢也買不到貨。
稀有金屬黑市由此應運而生。
作者提到一位專門為日本企業私下提供稀有金屬的商人「超級馬里奧」，真名是中村繁夫，據說掌握著日本50%的稀土進出口供應。
他的年收入據傳高達350億美元，這背後撬動的利益遠超這個數碼。
整個金屬交易黑市完全處於地下狀態，不受法律保護，因此個人的信譽顯得尤為重要。
書中提到，黑市交易中有時買到的貨物可能是一貨櫃「奶粉」，金屬粉末會先被氧化成氧化狀態，摻入奶粉中以便國際報關通關。
買家拿到貨物後需要透過一系列化學反應得到金屬元素。
這樣隱秘的跨國交易中，中間人的信譽至關重要。
對世界如此重要的金屬元素竟然依賴如此脆弱、多變、規則不明的交易方式，這讓作者對這種脆弱的平衡表示擔憂。他也探討了可能的解決方案。
作者首先提出，人類是否可以建立統一的法律和交易平台？
他認為這很難實作，因為背後驅動的國家利益太大，就算有交易平台和規則，也可能形同虛設。
他接著探討，是否可以加強稀有金屬的回收？
答案是否定的。
首先，人類的回收工業尚未達到那個精度。
比如，一部iPhone裏有65種元素，有的元素僅有幾毫克，散落在不同的零件裏，回收成本遠高於重新購買新的。
此外，根據熱力學第二定律，重組一個物體所需的能量一定大於打碎它的能量。
要將散落在各種零件裏的金屬元素重新聚合起來，難度和重組一個花瓶相似，代價高昂，得不償失。
最終，作者並沒有給出解決方案。
這本書的主要視角是介紹金屬的現狀，探討可行的解決方案仍是一個世界性難題。
最後的話
在第一部份，我們談到戰爭實際上是金屬資源的爭奪與運用，人類提升戰爭能力的過程，也是逐漸增強對各種元素操控的過程。
在第二部份，我們著重介紹了三種稀有金屬的用途：用於制造合金、永磁體，以及一種具有神奇親生物特性的金屬——鈮。
在第三部份，我們看到了稀有金屬市場的脆弱平衡，它既是大國博弈的重要籌碼，也是黑市交易的寵兒。
作者最後提出的憂慮，即「人類和稀有金屬的未來將會如何」，我想對此提供一個方向性的思考。
我的觀點是：
尋求太空資源。
如前所述，只有大質素恒星的死亡才能產生元素周期表後面的金屬。
這些金屬不同於石油和煤炭，它們並非地球上生成的，而是宇宙制造的。
因此，從宇宙的尺度來看，金屬資源實際上並不稀缺。
讓我補充一個書中未提及的例子：
2015年，地球附近發生了一件大事，一顆名為2011 UW158的小行星擦過地球。
科學家最初擔心它可能會撞擊地球，但深入分析後發現，這顆小行星竟然是一顆鉑金小行星。
這顆小行星直徑220米，鉑金含量可能達到9000萬噸。
若以當前鉑金的價格計算，其價值約為5萬億美元，相當於2015年蘋果公司市值的10倍。
假如把它制成鉑金戒指，7億中國女性每人能分到900克，大約是15個求婚用的鉑金戒指，兩只手都戴不下。
當然，人類目前的科技水平還無法利用這顆小行星，因為它的速度太快，我們抓不住它。
但如同那句詩所說的，不管我們是否能利用，它就在那裏。
我們知道這一點。
它在太陽系中孤獨地旋轉，等待著被人類利用的那一天。
而太陽系裏有12萬顆小行星，木星有64顆衛星，土星有30顆衛星，它們的地殼中也可能蘊含豐富的資源。
這樣來看，我們對金屬資源的困境和憂慮，實際上源於視野的狹隘。
人類如同生活在山洞中的原始人，當我們感到資源匱乏時，別忘了在這個小小的山洞之外，還有廣闊無垠的山川平原和整個大陸。
回到這本書的題目——【決戰元素周期表】。
元素周期表是宇宙為人類列出的資源清單。
人類已經能夠辨識、命名和使用這些元素。
接下來，人類或許應轉向另一個戰場：
既然這些元素是宇宙制造的，我們自然應向宇宙索取。
這是人類的宿命，或許也是一切宇宙生物的宿命。
