人类有可能造出黄金，但人类造出黄金不太可能

自从年初黄金价格跳水以来，金价就在起起落落落落中震荡下行。偏偏屋漏偏逢连夜雨，10月21日，美国一家名为Marathon Fusion的聚变能源公司对外宣布，他们已经完成了将汞转变为稳定黄金的实验演示。简而言之，就是水银真的能变成黄金了。

▲2026年以来黄金价格（gold price）

这话要是放在几百年前，恐怕公司门口第二天成为炼金术师的会场，可放在今天，那些刚刚买了金条的人心里就不得劲了。金价已经不怎么让人安心了，现在连黄金赖以珍贵的稀缺性似乎也要打个问号了。如果水银也能变成黄金，那我们辛辛苦苦攒下来的黄金算什么呢？算你不懂物理学！

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炼金术终于轮到了物理学

1669年，汉堡人亨尼希·布兰德为了寻找黄金，把主意打到了尿液上。他让尿液发酵，蒸去水分，再加热处理剩下的东西。黄金没有出现，倒是得到了一种能在暗处发光、又很容易燃烧的物质，也就是磷，布兰德因此在化学史上留下了自己的名字。只是对当时正在炼金的他来说，这个收获完全是被调剂的呀！

▲约瑟夫·赖特1771年的《炼金术士发现磷》（wikimedia）

俗话说，方向走错了，怎么努力都是拿不到结果的。布兰德尚不知道，决定一种元素是什么的，是原子核里的质子数，比如说，金有79个质子，汞有80个，铅有82个。炉火可以把金属熔化，酸液可以让某些金属溶解，各种试剂也可以让它们变色、沉淀，但普通化学反应改变的是原子的电子状态，以及原子之间的结合方式，原子核里的质子数并没有因此改变。炼金术士折腾得再热闹，汞仍然是汞。

核物理的出现才真正让人类有了炼金的可能，只要把铅或者汞去除质子，就可以产出金。但是把质子们聚集在一起的力非常巨大，科学家只能请出能量更为强大的对撞机来实现这一目标。从2015年到2018年，欧洲核子中心在对撞机里总共生成了约860亿个金核，这个数字听起来很大，换算成重量也是非常的惊人：一万亿分之二十九克。虽然克数小，但是这部分成本高啊，这几次实验一共花掉的电费是3500万元，换算下来每克黄金高达1.2×1018元/克，这么一算传统黄金卖的还是太便宜了。而且，对撞机生成的金有一个巨大的麻烦，就是高速飞行的金核很快又撞上了设备然后碎裂，也就是竹篮打水一场空。

▲大型对撞机（CERN）

看来对撞机这条路走不通，Marathon Fusion选择了另一条路线。在2025年公开的论文中，他们设想利用聚变反应产生的高能中子轰击汞-198，打掉一个中子使它变成汞-197；随后，汞-197通过电子俘获，让核内一个质子转变为中子，最终成为稳定的金-197。这回造出来的黄金就不会瞬间撞碎了。但是原料中的汞-198需要分离和富集，生产出来的黄金可能还有金-195等放射性同位素。要让产品的放射性降低到低于一根香蕉的放射量，还得先存放将近18年，王宝钏守寒窑也不过如此。

这条路线最大的优势，就是把黄金生产的价格打下来了。他们计划把黄金生产放进未来聚变核电站的生产过程。聚变电站本来就需要利用中子来增殖燃料，他们设想让汞承担一部分增殖工作，顺带生产黄金，再用卖黄金的收入来改善电站的经济性。论文模拟一座1.5吉瓦热功率的聚变电站，每年可以生产约3吨黄金。如果按每公斤10万美元的价格出售，一年就能获得3亿美元收入。考虑到黄金只是电站的副产品，这笔生意听上去确实很有吸引力。

但是问题在于，哪来这么一个商业化运行的聚变核电站？50年前，当人们问科学家还有多少年可以实现商业可控核聚变的时候，科学家的回答是50年！10年前，科学家的回答还是——50年！不过最近终于有了进步，有人把这个数字改成了40年。至此人造黄金迎来了自己的费马时刻：我有一种绝佳的核聚变造金办法，但是我没有聚变核电站。

▲过去40年来研究人员对聚变实现的期望，红色代表距离商业化核聚变的预期年数，蓝绿色代表距离首次聚变发电的预期年数（Takeda, S., Keeley, A.R. & Managi，2023）

假设这次科学家真的没有食言，我们在几十年后拥有了聚变核电站，那么会对黄金的供应产生什么影响呢？答案是几乎没有！全球黄金现货市场交易以千吨计，矿山每年可以开采三千多吨黄金，人类历来开采并留在地面上的黄金存量，更是已经超过二十万吨，每吉瓦一年添上的这两吨，放进二十多万吨的存量里，简直是不值一提。

几千年来，人类一直有着一个炼金的梦想，但是方案越具体越接近这个结果，我们就越发现黄金制造的艰难。只能说，自然界还是太伟大了。只不过大自然想自己造出一点黄金也是惊天动地（物理意义上的）的场面。

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古法造金

普通恒星内部的核聚变，很难大量合成像金这样重的元素；它需要中子星合并或者某些特殊恒星坍缩爆发那样的极端场面。在那样的剧变里，原子核才能在极短时间内俘获大量中子，再经过一系列衰变，生成包括金在内的重元素。2017年，人类首次同时通过引力波和电磁信号观测到两颗中子星合并，天文学家也得以从遥远天体的光里，直接寻找这些重元素诞生的痕迹。

▲2017年探测到的中子星合并动画模拟（NASA）

那些被抛入星际空间的重元素，后来有一部分进入了构成地球的原始物质。不过，地球接下来的分配，对后世的淘金者并不友好。早期地球处于熔融状态，内部发生分异，大量的铁向中心沉降形成地核。黄金在熔融状态下极易与铁结合，绝大多数也跟着一路沉进了地底深处。所以地球其实分到了不少黄金，只是把大头锁在了人类够不到的地方。还好地球在形成之后还有很多陨石撞击地球。2011年，研究者通过对比格陵兰古老岩石与现代岩石的钨同位素组成，证实地球在地核形成又接受了一批陨石物质的“补给”，这些撞击为地幔添上了新的贵金属。随后又经历了漫长的地质运动、迁移与富集，其中一小部分才终于来到人类挖得到的位置。

一旦来到地面，黄金是很难被忽视的。绝大多数金属都是银白色或灰白色，唯独它和铜等极少数金属显出醒目的色泽。在金原子里，核内79个质子带来极强的正电荷，内层电子以接近光速的速度运动，由此产生的相对论效应改变了电子轨道的能量间距，使得金属金能够吸收一部分可见蓝光，把黄光与红光反射出来。如果去除这种效应，黄金其实更接近银白色，这就泯然众人了。

▲一块天然金（mindat）

除此之外，黄金还意外的稳定。一般情况下不会衰变成别的元素，而且也不会与空气、水或者普通酸碱发生反应，铁会生锈剥落，铜会挂上绿斑，唯独黄金经得起风吹水浸，也经得起反复熔化与锤打。所谓真金不怕火炼正是如此。当然黄金也不是百毒不侵，一些特殊物质还是能对其起到作用的，比如说：王水。

1940年，德国军队进入丹麦。哥本哈根的玻尔研究所里，还藏着两枚德国物理学家马克斯·冯·劳厄和詹姆斯·弗兰克送来避难的诺贝尔奖金牌。按照当时的法令，将黄金私自运出德国属于重罪，而金牌背面清清楚楚刻着两位得主的姓名。一旦搜查者进门，这两块黄金就会变成指向主人的铁证。

情急之下，留在研究所的匈牙利化学家赫维西没有选择把金牌埋进地里。他调配出由浓硝酸和浓盐酸混合而成的“王水”，把两枚纯金奖牌丢了进去。黄金平时对单独的强酸不予理会，但在王水里，硝酸负责氧化，盐酸提供的氯离子迅速与金离子配位结合，硬是一点点把两枚奖牌“吃”进了溶液里。黄金就这样成了瓶中的液体，被放在实验室的架子上。

▲George Charles de Hevesy（1885-1966）（wikimedia）

王水看似破坏了黄金的“金身”，却恰恰显出了黄金另一种更根本的稳定性：即使被溶解在烧瓶里，金也没有变成别的元素，只是以金离子的形式留在了溶液中。奖牌上的姓名和浮雕可以消失，构成奖牌的黄金却依然存在。几年以后，赫维西重新回到实验室，人们又从溶液中提取出黄金，重新铸成奖牌。

几百年前，炼金术士费尽心思，也没能用化学方法把别的元素变成黄金。几百年后，赫维西却利用同一条化学无法改变元素身份的规律，成功保住了两枚金牌。不过黄金的元素身份虽然难以改变，它的主人却未必如此。几千年来，人类费尽心思让其他东西变成黄金，同时也想出了无数种办法，让别人的黄金变成自己的。

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不变的黄金

1532年11月，西班牙征服者在秘鲁高原的卡哈马卡俘虏了印加统治者。印加统治者很快就看出了这群外来者眼里的渴望，提出用黄金换取自己的自由：他站在囚室里抬起手，承诺让人用金器把这间屋子一直填到他指尖能够到的高度，另外还答应装满两间屋子的白银。

在接下来的几个月里，黄金从帝国四面八方汇集到这里，这些有从神庙墙上拆下的金板，有祭祀用的酒杯，也有锤打成玉米、羊驼模样的精巧器物，每一件或许就记录着国家的文化与历史。但是在西班牙人眼里，这些形状只会影响分账。第二年春天，这些黄金在熔炉中化为统一规格的金锭。印加统治者兑现了自己的承诺，但他仍然被征服者处死。这些黄金五分之一归于西班牙王室，其余分给了士兵。

▲Carlos Baca-Flor：阿塔瓦尔帕的赎金，讲述了这一段历史（谷歌艺术）

当然，要让黄金更换主人也不一定需要动用军队，有时候，只需要一点点的差价，就能让人闻风而来。1717年，英国皇家铸币局局长牛顿遇到的，就是这样一群精明的商人。当时英国铸币局给黄金定的官方比价，相对于欧洲大陆偏高，给白银定的价格则偏低。商人们很快摸清了门道：把黄金运进英国铸成金币，顺手换走英国的银币，再把银币熔成银料运到阿姆斯特丹等地卖掉，转一圈就能稳赚差价。结果黄金源源不断流进伦敦，英国市面上的白银却快被搬空了。

为了堵住漏洞，牛顿仔细核算了欧洲各国的金银比价，建议下调金币的法定价值；可那些从事黄金进口的商人立刻叫苦，抱怨自己赚得本来就薄，再降价就没人愿意往英国运黄金了。平生爱财的牛顿在报告草稿里忍不住反问了一句：“难道我们所有的白银都必须运出去，好让商人发财？”但是人类对黄金追求，可不是牛爵爷一句牢骚就能挡住的。

▲1717年乔治一世双几尼金币正面，同年牛顿向财政部报告金银比价（大都会博物馆）

船来船往之间，黄金继续跨海搬家，也继续在各国的铸币局里换上一代又一代君主的侧面头像。甚至连牛顿自己也没想到，恰恰在他那次调价之后，白银依然在流失，源源不断涌入的黄金反而推着英国率先走上了金本位。再后来，黄金成为了世界各国的货币本位，成为了世界经济体系的支柱。它的分量重到了连装船过海都嫌折腾的地步，人们想出了不必再让黄金长途跋涉就能完成所有权转移的办法。纽约联邦储备银行的地下金库，就是这样一个地方。

这座金库位于曼哈顿地下约24米处，许多外国中央银行、政府和国际机构把黄金存放在这里。按照纽约联储公开的资料，仅2024年，金库中就存放着约50.7万根金条，总重量超过6300吨。这些黄金并不属于纽约联储，它只是受托保管，金条按照不同账户持有人分隔存放，各有自己的编号。而当黄金需要在两个账户持有人之间转手时，工作人员只需要把金条从一个隔间搬到另一个隔间，便可以完成黄金所有权的转移。当然，这里的搬运可不是随便找个人就能完成的。按照规定，只要打开隔间或者搬运黄金，就必须有三个人同时在场：两名金库工作人员，以及一名内部审计人员。哪怕只是打开隔间换一只灯泡，也不能例外。

▲纽约联储的黄金隔间（newyorkfed）

交易完成以后，金库的大门重新关闭。黄金的重量没有改变，纯度没有改变，连原来的铸造标记都还在，只是账本上的主人已经换成了另外一个名字。

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下一位主人

而在曼哈顿的地下金库之外，还有更多的黄金在普通人的柜台与保险箱之间流转。因为黄金极难损耗，历史上一代代人开采出的黄金，绝大多数至今仍留在地面上。今天一个人买到手里的那根金条，里头固然有现代矿山提炼的新金，却也很可能融着某枚早已退出流通的旧金币。其中的一些金原子，也许去过见识过汉武帝的赏赐，进过印加帝国的熔炉，或者在牛顿手下的铸币局里换过头像。只不过一次次重熔早就抹平了旧主人的印记，现在轮到今天的人来接手它了。

当这位新主人买下金条的时候，他同样会认真核对上面的重量与钢印，然后关上保险柜。也许就在这一刻，他终于觉得自己的未来已经有了一点着落。但是随后，他还是会打开手机，看看今天的金价。金条一克也没有少，但是还需要屏幕上那个数字才能决定自己能不能安心。

▲在手里的黄金和屏幕上的价格（三菱材料）

这样的认真，黄金大概已经遇到过很多次。人们给它刻上神的形象、君主的头像、国家的徽记，再把它们一一熔掉。法老的名字进入博物馆，帝国的疆界被重新划过，曾经值得跨海争夺的差价，也成了后人翻阅的一页档案。黄金换了形状，继续被下一位主人郑重地持有。每个人接到手里的时候，都有自己的打算，也都觉得，这一次，总算握在自己手里了。可从中子星的碎片、地幔深处的矿脉，到金匠的炉子、银行的隔间，人类社会只是它最近才落脚的地方。

我们总以为自己终于拥有了黄金，黄金却一直在路过人类。

参考文献

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文章转载自"墨子沙龙"公众号