近几十年来，稀有金属在不知不觉中彻底改变了我们的生活方式，其战略意义不容忽视。
对于个人而言，电动牙刷、手机、混合动力车等产品离不开稀有金属；
对于国家而言，太阳能板、风力发电机组、导弹防御系统等同样依赖这些元素。
可以说，人类的未来与稀有金属息息相关，科技竞争和地缘政治竞争，最终归结为元素周期表的竞争。
【决战元素周期表】的作者大卫·S.亚伯拉罕不仅是一个书斋分析师，他还亲自探访了数十个国家，访问了数百位矿工、商人、科学家和政策制定者，获取第一手资料。
在这本书中，读者将跟随他的脚步，追踪稀有金属从开采、冶炼、精炼、交易到使用、回收的全过程，了解商业机密、内幕交易、政策迷雾背后的行业内幕和复杂关系网络。
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前言
在开始之前，我请你回想一下高中时期学过的元素周期表。
对于大多数人来说，可能只记得前1/3的内容。
背到这，大多数人就难以继续了，后面似乎还有许多陌生、带有金字旁的字符。
我还记得，当时我去问我的初中化学老师，后面的这些元素有什么用处，老师的回答是：
这些元素数量稀少，而且在日常生活中基本用不到。
但这本书告诉我，后面的那些元素非常重要。
可以说，它们决定了人类的未来。
这本书的作者是大卫·亚伯拉罕，他是美国的自然资源战略专家，白宫智囊团成员。
在稀有金属这一话题上，美国政府都会参考他的意见。
为了写这本书，作者进行了非常扎实的调研。
他走访了几十个国家，并与一些普通人无法接触到、游走在法律边缘的「神秘玩家」会面，最终完成了这本书。
让我们来看一下这本书的题目：
【决战元素周期表】这里的「决战」是什么呢？
简单来说，「决战」是一个比喻，指的是人类如何使用和争夺元素周期表后半段，那些我们不太熟悉的金属元素。
所以，从三个角度来解读这本书：
1. 打仗就是打金属。
在这一部分，我会讲述金属元素在人类战争史中的作用。
2. 身怀绝技的金属元素。
我们将一起认识几种具有神奇功能的金属。
3. 脆弱的平衡。
在这一部分，我们将探讨稀有金属的交易市场，这是一个隐秘的世界。
金属元素在战争中的作用
这本书中提到一句话：
「一个种族使用元素周期表上元素的能力，直接能转化它的军事成就。」
这句话什么意思呢？
让我们从地球还没有人类的时候开始分析。
首先，我们来看看一个相对低等的文明：
例如狼群。
狼是社群动物，也可以视作文明的初始形态。
狼能掌握的资源，仅限于它们的身体，比如狼牙、狼爪，这些器官由碳、氢、氧、氮、磷等元素构成。
因此，狼和其他生物没有太大区别，因为它们掌握的元素非常有限，根本无法统治这个星球。
如果这时出现了一群拿着石器的原始人，狼肯定不是对手。
表面上看，是因为原始人拥有更先进的武器，但从本质上来说，是原始人掌握了狼所无法利用的元素——地壳中的硅酸盐，俗称石头。
硅酸盐的硬度远高于生物的骨骼，因此原始人比狼群更强大。
随着时间推移，如果出现了一群手持金属武器的文明，手握石器的原始人自然不是对手。
书中举了「赫梯人」征服中东的例子。
公元前6000年左右，有一个叫「赫梯人」的种族从高加索地区南下，进入了今天的土耳其。
他们的战斗力非常强大，许多上古史书将他们描绘成战神。
原因在于赫梯人掌握了一种神秘的技术。
他们发现，将一种特殊的石头放在炭火上加热，可以得到一种极其坚固的物质——铁元素。
铁元素（原子序号26）是超新星爆发的产物，需要一颗至少8倍于太阳质量的恒星报废才能形成。
原子序号在26之后的元素，全都在超新星爆发中生成。
当然，赫梯人不知道这些，他们只知道铁非常坚硬，用它制造的铁质盾牌和武器是当时地球上最先进的武器。
而同期的阿拉伯人只有木质弓箭，自然无法对抗。
因此，赫梯人强大的本质在于他们能操控元素周期表上更靠后的铁元素。
随着科技进步，铁元素也普及开来，成为全世界的武器，甚至成为战争的象征。
著名的俾斯麦被称为「铁血宰相」，因为他发动了许多战争。
在一个大家都用铁作战的时代，要想脱颖而出，就必须掌握元素周期表上更罕见的元素。
让我们来看一战中的一个例子：
1918年，巴黎市区突然遭到炮弹袭击，数百人丧生。
巴黎人感到震惊，因为最近的德军阵地在百公里之外，当时大炮的射程只有十几公里。
后来发现，德军使用了一种新式武器，绰号「巴黎大炮」，射程达到130多公里，相当于一炮从深圳打到广州。
而德军之所以能制造这种大炮，是因为炮管中加入了一种叫「钼」的元素。
钼合金炮管的强度和耐热程度极大提升，因此能打得更远。
到了二战期间，在坦克炮管中添加各种稀有金属已成标配。
炮管如果不是合金制成，肯定无法对抗其他军队。
二战初期，德军坦克所向披靡，很大程度上归功于德国科学家掌握了更先进的合金技术。
但真正终结二战的，是两种排位更靠后的金属——钚和铀。
它们是两颗原子弹的原料，属于放射性金属。
原子弹的威力超越了任何一种人类热兵器。
因此，可以说，二战的终结者其实是两种金属。
进入21世纪，人类的高科技武器更加依赖稀有金属。
这些金属大多是我们不认识的奇怪字。
例如，美军的M1A2主战坦克拥有先进的火控系统，使其在战场上能先发现敌人并开火。
火控系统中需要加入稀土金属「钇」。
坦克的夜视仪中含有「锗」和「镧」元素。
现代潜艇和战舰需要在钛金属中加入金属「铼」元素，以增强舰体强度。
美军著名的「宙斯盾」系统核心部分的SPY-1相控雷达中也含有各种稀土元素。
最典型的例子是美国的F-35战斗机。
正如作者所言，F-35飞过了整个元素周期表：
飞机的螺母和螺栓中加入了「铍」，雷达信号增强需要金属「镓」，电容中需要金属「钽」。
一架F-35战斗机总共需要使用400千克的稀土金属。
书中引用了一位美国少将兼材料学博士拉蒂夫少将的话：
「如果没有某些稀有金属，人类武器将退回到20世纪六七十年代的水平。」
综观生物进化史和人类战争史，我们可以清楚地看到，从牙齿到石头，再到铁质武器，再到F-35，这是一个人类在元素周期表中不断升级的过程。
我们掌握的金属元素越靠后，战斗力就越强。
这是我们要探讨的第一部分内容：
打仗就是打金属。
关键是，这些金属元素如何发挥这些神奇的功能呢？
具有神奇功能的金属
当今社会，人类使用稀有金属元素的最简单和最普遍的方法是制造合金。
谈到这一点，我个人有一个感慨：
制造合金是世界上最神奇且最有价值的事情之一。
为什么会有这样的感受呢？
让我们来看「铝」的例子。
众所周知，铝是一种非常软的金属，用石头都能在纯铝板上刻下划痕。
铝的熔点也很低，仅为600多度，稍微一加热就会变软，甚至可以用脚跺几下就踩扁。
然而，铝有两个主要优点：它非常轻，且导电性极佳。
如何才能充分发挥铝的优点并规避其缺点呢？
答案是：
制造合金。
这也是为什么我们经常听到「铝合金」这个词的原因。
例如，在铝中添加0.2%到0.3%的钪。
这种添加比例和做饭放盐的比例差不多。
然而，新形成的钪铝合金却像焕然一新：
高温强度、结构稳定性、焊接性能、抗腐蚀性和避免脆化等性能全面提升。
同时，它仍然保留了铝轻、导电性好和价格低廉的所有优点。
钪铝合金是人类最前沿的材料，在航空和航天工业中有着重要应用。
而促成这一变革的，就是那微量的稀有金属钪。
因此，有人将稀有金属比作工业食盐。
再来看另一个例子，即「金属铌」制备的合金。
在汽车工业中，有一个永恒的难题：
如何在不降低汽车安全性的前提下减轻其重量。
其实答案很简单：
使用特种合金，如加入铌。
只要在1吨钢材中加入100克金属铌（相当于一个蚕豆那么大的一块铌），就能显著改变钢材的性质，提升其强度。
这带来了一个重大好处：
1吨钢材能当2吨使用。
现在很多人都在为地球变暖而担忧，从这个角度看，若要达成「节能减排」的目标，大量使用含铌合金是一个可行方案，这样环保问题就转化为金属铌的供给问题。
我们常说「点石成金」。
事实上，今天的人类已经掌握了类似的技术。
可以说，如今的金属单体，如纯铁、纯铜和纯铝这些纯净物，仅能算作工业原料。
如果不是合金，它们根本无法满足当今工业的各种苛刻要求。
无论是桥梁的钢索、汽车的防撞梁，还是航天飞机的外壳，都是经过多年测试的合金。
听到这里，你可能会好奇，为什么合金有这么神奇的效果呢？
我来补充一些书外的信息。
合金变强的原理是什么呢？
最简单的回答是：
加入其他金属改变了原有金属的原子结构。
在纯金属内部，原子排列较为规整。
你可以把它想象成一张均匀的纸，每层原子之间的滑动较为容易，这在专业术语中叫做「金属原子的流动性好」。
金属流动性越好，其物理属性就越软。
而添加其他金属元素后，就像在纯净物中增加了一些杂质，增加了金属原子组织的不均匀性，就好像在纸张中加入了很多植物纤维，使其更强韧，金属的流动性也随之降低。
同时，金属的热导性、导电性和磁性等一系列性质都会发生变化。
这个改变非常大，几乎像变成了另一种物质，有科学家甚至将合金称为「亚元素」，意思是它的性质几乎像另一种元素。
这是人类利用稀有金属的第一种方式：
制备合金。
再来看第二种用途：
制造永磁体。典型的元素是镝。
永磁体可能是一个陌生的概念。
我们先说，为什么永磁体这么重要。
人类两个很有前途的工业方向——风能发电和电动汽车，都需要永磁体。
高中物理教过，要将动能转化为电能或将电能转化为动能，都需要磁场。
而「永磁体」就是提供这个磁场的。
一般磁铁的磁场会逐渐减弱，但永磁体的磁场减弱得非常慢，因此得名永磁体。
永磁体其实在我们身边大量存在。
例如，新疆的达坂城有我国最大的风力发电机组。
如果你开车经过那里，景象非常壮观，简直是一个风车的世界。
在迎风的山岗上，矗立着无数像巨人一样的风车，每个风车里都有永磁体，帮助人类将动能转化为电能。
此外，如果你购买了宝马或奔驰的电动汽车，每天都在和永磁体打交道。
当前主流电动车驱动系统依赖永磁体。
很多人误以为汽车是由电动机驱动的，其实并不是。
如果用普通电动机驱动汽车，会遇到很多问题。
例如，汽车在转弯时，两边轮子的转速不一样，这个问题普通电动机解决不了。
目前人类找到的最主流解决方案是用永磁体驱动车轮。
说了这么多永磁体，重点是要介绍金属镝元素。
制造永磁体必须用到金属镝。
我们提到过，合金的性质会发生改变。
在一种叫「钕铁硼系永磁体」中加入金属镝，可以极大增强这种磁体的电磁性质。
目前，人类还没有找到其他替代品，镝是目前最优解。
因此，只要人类希望实现「动能和电能之间的转换」，就会大量需要金属镝。
有人说过这么一句话：
「人类和未来之间有一个窄窄的瓶颈，这个瓶颈，就是金属镝。」
这就是稀有金属镝和永磁体之间的关系。
接下来，正式介绍一种更厉害的金属：
铌。
我们在讨论合金时已经提到过它。铌元素的英文缩写是 Nb，听名字就很强大。
铌的用途广泛，可用于制备合金、制造超导体，但其最独特的属性是亲生物性。
一般来说，有机物和金属之间是相互排斥的。
人体容易对金属过敏，比如戴眼镜的人可能有过这样的经历，眼镜的金属腿让耳朵很痒，这是皮肤对金属过敏。
我们为什么佩戴纯银饰品？
因为银是少数几种不会引起皮肤过敏的金属。
然而，铌对人体的友好程度远远超过银。
用术语说，铌具有很好的「抗生理腐蚀性」和「生物相容性」，即不生锈、不排异，也不与人体的各种体液发生反应。更神奇的是，肌肉可以在铌条上生长，就像在真正的骨头上生长一样。
有人给铌起了个外号，叫「金属肉」。
如果人的头盖骨损伤了，最佳的替代物是铌片制成的人造头骨。
铌丝可以用来缝合神经和肌腱。将铌做成纱状或网状结构，可以用于修补肌肉组织。
如果人体骨折，用「铌合金」打造的人造骨骼是最好的。
你可能会问，人造骨骼不是用钛合金吗？
是的，原因很简单：铌太少且太贵，一般人用不起。
铌的亲生物性在元素周期表中非常稀缺。
我们稍微开个脑洞，有人认为，人机合一是未来的趋势，那铌就显得至关重要。
如果未来人类能在体内连接电线、安装U盘，甚至装上强化骨骼和金属组织，铌将是首选。
到那时，铌可能会超过钙和铁，成为人体内含量最高的金属元素。
这是第二部分的内容，我们讲述了三个稀有金属的应用场景：
制造合金、打造永磁体和铌的亲生物应用。
听到这里，你可能会问，既然稀有金属如此有用，那就多多开采，人类的整体工业水平不就能大幅提高了吗？
谁不想呢。
但问题在于，大多数金属元素的数量非常少，且分布极其不均匀。
这也让人类与稀有金属的关系变得非常微妙且敏感。
隐秘的金属交易市场
之前我们讨论了人类对金属元素需求日益增加的问题。
你可能会想，世界上是否有一个公开的全球稀有金属采购市场？
事实上，并没有。
稀有金属交易呈现出明显的「两极化」：
一方面是大国之间的交易和博弈，另一方面则是世界金属的黑市交易。
首先，我们来探讨大国之间的博弈。
金属元素在地球上的分布完全随机，某些地方可能集中分布着大量的稀有金属，而其他地方则几乎没有。
因此，国土面积大的国家拥有稀有金属资源的概率更高。
比如，俄罗斯储量丰富的金属钯，有一个名为诺里尔斯克镍业的公司控制了全球40%的钯金市场份额。
类似地，巴西的CBMM矿冶公司控制了全球85%的铌供应量。
这些国家在政治上往往也是大国，因此，稀有金属自然成为它们博弈的重要筹码。
中国的稀土金属资源尤为丰富，邓小平曾说过：
「中东有石油，中国有稀土。」
中国的稀土储量居全球首位，稀土元素因此成为中国在国际外交中的重要角色。
书中提到一个例子：
2010年钓鱼岛事件后，中日关系紧张。
有人认为中国政府当时停止了对日本的稀土供应，导致日本高科技企业受到巨大影响。
稀土价格在一年半内上涨了2000%，即20倍。
这个价格波动的原因在于市场担心稀土供应变化，引发恐慌，导致价格剧烈波动。
由此可见，稀土金属已不仅仅是资源，更是国家间的外交筹码。
那么，中国的制造业也发达，我们是否也有稀有金属的短板？
确实如此。
在稀有金属问题上，世界上没有任何一个国家敢称大哥，各国或多或少都缺少一些金属。
中国的应对方法是尽量实现「你中有我，我中有你」。
例如，中国通过收购巴西CBMM矿冶公司的股权，与其形成了紧密的合作关系，从而在一定程度上保障了铌的供应。
在稀有金属的国际博弈中，中国凭借庞大的经济规模和需求量，成为全球无法忽视的重要谈判对象。
无论哪个国家或公司垄断了某种金属，中国都是不可或缺的谈判对象。
这也凸显了一个国家拥有强大经济和友好外交形象的重要性。
当一种商品成为政治博弈的工具，其市场化程度必然很低，导致很多时候即使有钱也买不到货。
稀有金属黑市由此应运而生。
作者提到一位专门为日本企业私下提供稀有金属的商人「超级马里奥」，真名是中村繁夫，据说掌握着日本50%的稀土进出口供应。
他的年收入据传高达350亿美元，这背后撬动的利益远超这个数字。
整个金属交易黑市完全处于地下状态，不受法律保护，因此个人的信誉显得尤为重要。
书中提到，黑市交易中有时买到的货物可能是一货柜「奶粉」，金属粉末会先被氧化成氧化状态，掺入奶粉中以便国际报关通关。
买家拿到货物后需要通过一系列化学反应得到金属元素。
这样隐秘的跨国交易中，中间人的信誉至关重要。
对世界如此重要的金属元素竟然依赖如此脆弱、多变、规则不明的交易方式，这让作者对这种脆弱的平衡表示担忧。他也探讨了可能的解决方案。
作者首先提出，人类是否可以建立统一的法律和交易平台？
他认为这很难实现，因为背后驱动的国家利益太大，就算有交易平台和规则，也可能形同虚设。
他接着探讨，是否可以加强稀有金属的回收？
答案是否定的。
首先，人类的回收工业尚未达到那个精度。
比如，一部iPhone里有65种元素，有的元素仅有几毫克，散落在不同的零件里，回收成本远高于重新购买新的。
此外，根据热力学第二定律，重组一个物体所需的能量一定大于打碎它的能量。
要将散落在各种零件里的金属元素重新聚合起来，难度和重组一个花瓶相似，代价高昂，得不偿失。
最终，作者并没有给出解决方案。
这本书的主要视角是介绍金属的现状，探讨可行的解决方案仍是一个世界性难题。
最后的话
在第一部分，我们谈到战争实际上是金属资源的争夺与运用，人类提升战争能力的过程，也是逐渐增强对各种元素操控的过程。
在第二部分，我们着重介绍了三种稀有金属的用途：用于制造合金、永磁体，以及一种具有神奇亲生物特性的金属——铌。
在第三部分，我们看到了稀有金属市场的脆弱平衡，它既是大国博弈的重要筹码，也是黑市交易的宠儿。
作者最后提出的忧虑，即「人类和稀有金属的未来将会如何」，我想对此提供一个方向性的思考。
我的观点是：
寻求太空资源。
如前所述，只有大质量恒星的死亡才能产生元素周期表后面的金属。
这些金属不同于石油和煤炭，它们并非地球上生成的，而是宇宙制造的。
因此，从宇宙的尺度来看，金属资源实际上并不稀缺。
让我补充一个书中未提及的例子：
2015年，地球附近发生了一件大事，一颗名为2011 UW158的小行星擦过地球。
科学家最初担心它可能会撞击地球，但深入分析后发现，这颗小行星竟然是一颗铂金小行星。
这颗小行星直径220米，铂金含量可能达到9000万吨。
若以当前铂金的价格计算，其价值约为5万亿美元，相当于2015年苹果公司市值的10倍。
假如把它制成铂金戒指，7亿中国女性每人能分到900克，大约是15个求婚用的铂金戒指，两只手都戴不下。
当然，人类目前的科技水平还无法利用这颗小行星，因为它的速度太快，我们抓不住它。
但如同那句诗所说的，不管我们是否能利用，它就在那里。
我们知道这一点。
它在太阳系中孤独地旋转，等待着被人类利用的那一天。
而太阳系里有12万颗小行星，木星有64颗卫星，土星有30颗卫星，它们的地壳中也可能蕴含丰富的资源。
这样来看，我们对金属资源的困境和忧虑，实际上源于视野的狭隘。
人类如同生活在山洞中的原始人，当我们感到资源匮乏时，别忘了在这个小小的山洞之外，还有广阔无垠的山川平原和整个大陆。
回到这本书的题目——【决战元素周期表】。
元素周期表是宇宙为人类列出的资源清单。
人类已经能够识别、命名和使用这些元素。
接下来，人类或许应转向另一个战场：
既然这些元素是宇宙制造的，我们自然应向宇宙索取。
这是人类的宿命，或许也是一切宇宙生物的宿命。
