俄罗斯知识就是力量杂志

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你知道吗？我们生活中见到的钻石、玻璃刀头上镶的金刚石、铅笔芯、干电池中的石墨电极以及石墨烯材料，其实都是同一种元素构成的！有的读者一定会很诧异：“弄啥咧？ 接着忽悠……” 其实，在我们的化学课本中，就有一节《金刚石、石墨和C60 》的内容，为我们揭示了这个道理。透明的金刚石和灰色的石墨都是由碳元素组成的单质，但是由于原子的排列方式不同，因此它们的性质存在着极大的差异。

今天我们要解读的主角，就是有着 “宝石之王” 光环的钻石，它不仅坚硬无比、熠熠生辉，而且还拥有缤纷的色彩。下面，就和小编一起看看钻石的独特与神秘吧！

组成单一、硬度称霸

钻石，矿物名称为金刚石，也因其硬度被人戏称为“金刚钻”，是已知的宝石矿物中唯一由单质碳元素组成的晶体，具有硬度大、耐高温、不导电、不怕强酸和强碱腐蚀、化学性质稳定等特征。钻石是人们已知的最为坚硬的宝石，故有 “宝石之王” 的美誉。

钻石的矿物晶体

其实，组成单一的矿物还有很多，比如钻石还有一个“同族兄弟”——石墨，也就是我们平时最为熟悉的制作铅笔芯的材料。

石墨也是由单一的碳元素组成的矿物，但是石墨的硬度却远远低于钻石，这是为什么呢？其实，这跟矿物学上一种被称作同质多像的现象有关，即同种化学成分的物质在不同的物理化学条件（温度、压力、介质等）下，形成不同结构晶体的现象。这些不同结构的晶体，就被互称为该成分的同质多像变体。

钻石和石墨就是碳（C）的两种同质多像变体，二者具有完全不同的晶体结构。钻石中的碳原子以共价键相连接，形成立方面心格子的晶体结构；而石墨则具有典型的层状结构，不同的晶体结构，决定了这二者在硬度方面的天差地别。

坚硬无比、如何切磨

既然钻石如此坚硬，那么光华璀璨的钻石成品是怎么被切磨出来的呢？难道还有比钻石更为坚硬的矿物吗？答案就是：用钻石自己切磨自己。

自然界中，有些宝石的硬度依据刻划方向的不同而不同，在矿物学上，将这种现象称为差异硬度，其形成原因是矿物晶体结构的对称性和异向性，导致了矿物硬度的对称性和异向性。

简单来说，就是在钻石的晶体结构中，碳原子质点的排列方式和间距在互相平行的方向上是一致的，但在不相平行的方向上是有所差异的。因此，当沿着不同方向进行刻划时，晶体的硬度就表现出了一定的差异。

钻石是已知最硬的矿物，它的切磨和抛光就是利用了其自身差异硬度的性质，即用一颗钻石较硬的方向去切磨另外一颗钻石较软的方向，以此来将每一颗钻石原石切磨成璀璨的刻面成品。

璀璨火彩、来自何处

人们经常用流光溢彩、熠熠生辉、光芒四射来形容钻石。可是，钻石明明是无色的，为何可以看到浮动的光彩呢？ 其实，这些光彩都是钻石的火彩。

钻石璀璨的火彩

火彩，是指当白光照射到透明刻面宝石上时，因色散而使宝石呈现光谱色闪烁的现象。

那么，什么是色散呢？色散，就是一种复色光被分解成单色光的物理光学现象，日常大家最为常见的色散现象，就是雨后彩虹。钻石因具有很高的色散值，因此，当它被切磨成刻面琢型后，会发出明亮璀璨的火彩。

欣赏钻石的火彩，要从钻石的上表面（台面）往底部观察， 用灯光或阳光照明，顺着光线的方向，同时用手缓缓地转动钻石（注意不是翻转，而是始终将台面向上对着光源转动）。 一般切工较好的钻石，都可以看到美丽的火彩。

色彩缤纷、毫不单调

如果你认为钻石全部都是无色透明的，那就大错特错了，其实，钻石的世界缤纷多彩，我们常见的无色钻石，只是其中的冰山一角！

彩钻构成了钻石另一个独特的世界， 比起无色钻石， 颜色夺目的彩钻常常会令人眼前一亮，过目难忘。彩钻是指自然界中产出的带有色调的钻石，其颜色鲜艳， 品类繁多， 极其稀有。彩钻的种类繁多，有红色、粉红色、橙色、黄色、绿色、蓝色、红紫色、紫色、棕色和黑色等。

彩钻颜色的成因主要有两个方面：一是由于微量元素氮（N）、硼（B）、氢（H）原子进入钻石的晶体结构之中而产生的颜色；二是由于晶体的塑性变形而使钻石产生位错、缺陷等情况， 因此它们对某的些光能吸收，从而呈现出不同的颜色。

彩钻的形成条件极为苛刻， 出产10万颗优质无色的钻石才有可能得到一颗罕见的彩钻， 可以说是产量极其稀少。在彩钻中，尤以红色钻石和绿色钻石最为罕见，而黄色钻石和棕色钻石则相对常见。

骨灰也可以变钻石，这是真的吗？

钻石不仅可以天然形成和产出，还能人工合成，特别是近年来出现的骨灰合成钻石技术，尤为令人瞩目。

骨灰钻石最早由俄罗斯和美国发明，是一种高科技人工合成钻石，是利用逝者身体中的碳(通常以骨灰为样本)所培育的“实验室合成钻石”。此种钻石合成技术，能满足那些觉得“墓地和骨灰盒过于呆板”的人对亲人的思念，这种“钻石”制成的“首饰”，可随身携带，非常方便。

深埋地下，如何重见天日？

钻石形成于数十亿年前的地幔之中，蕴藏于地底深处。埋藏如此之深的钻石晶体要破土而出、 重见天日，主要得益于火山喷发，熔岩流将含有钻石的岩浆带至地球的近地表，并附存在金伯利岩和钾镁煌斑岩中，形成钻石原生矿；或是在地表经过长途迁徙，沉淀于河流砂土之中，形成次生矿（砂矿）。

全世界钻石的主要产出国有南非、加拿大、博茨瓦纳、澳大利亚、安哥拉、巴西、俄罗斯等。 钻石经过人工的开采才得以被利用，但是其开采的过程往往也是十分漫长和艰难，需要矿工深入地下或在砂矿的水域不断淘洗砂石而得。

度量单位也与众不同

在平时的生活中，大家经常用到毫克（mg）、克（g）、千克（kg）等重量单位，但是钻石却有特殊的重量单位，叫作克拉，英文为carat，通常缩写成ct，也称作卡。

“克拉” 一词来源于地中海沿岸所产的一种洋槐树的名字，由于这种树的干果重量非常一致，每粒平均0.2克，误差很小，因此曾被当成宝石的重量单位。

后来，世界各国统一将克拉单位标准化，即1克拉=0.2克。钻石还有一个独有的百分制度量单位，叫作分，英文为point，通常缩写成pt，1克拉=100分。我们在生活中常常听到的30分钻石、50分钻石的说法，其实指的就是重量为0.3克拉、0.5克拉的钻石。

钻石与生俱来的魅力，使之闪烁着太多神秘的色彩。它正用自己无言的美，向我们诉说着大自然的神奇与奇妙。

（作者：出自《知识就是力量》杂志2016年8月刊《揭开钻石的神秘面纱》一文作者， 王欢）

原创作品，转载请注明出自知识就是力量微信公众号“知识就是力量”（ID:knowledge-power）

传承知识之形 感悟力量之魂《知力》60周岁啦

时代变幻间，由中国科协主管，科学普及出版社主办的《知识就是力量》杂志已经悄然走过了60个年头。60年的变化，60年的成长，60年的感恩。11月20日，在中国科技馆一层报告厅（新馆），《知识就是力量》杂志举办杂志创刊60周年主题纪念活动及专场科普讲座，以此感谢这么多年来社会各界读者们的鼎力支持与厚爱。
本次活动邀请了中国科协党组副书记、副主席、书记处书记，《知识就是力量》杂志编委会主任徐延豪、中国科普作家协会理事长，中国科学院院士刘嘉麒、国家新闻出版广电总局规划发展司李建臣司长等嘉宾出席。在会上，徐延豪书记指出，60年来，作为科普杂志的一个优秀代表，《知识就是力量》也始终注意与时代同行，在广大科技工作者和科学爱好者的支持和关注下，不懈探索、开拓进取，在传播科学知识、提升科学素质、培养科技人才、推动科技进步等方面做出了不可磨灭的贡献，堪称我国科普的时代先锋、面向大众普及科学的一面旗帜。他希望，《知识就是力量》要牢牢抓住变革之时代机遇，坚持与时俱进，勇于自我革新，继续发挥专业权威的优势，将《知识就是力量》深度打造为孕育青少年科学梦想的摇篮，弘扬科学精神的殿堂，滋养科技创新的沃土，在引导青少年乃至社会大众认识科学、热爱科学、用好科学的征途中发挥更大的作用。
李建臣司长也发表讲话：“非常高兴的是，在前不久国家新闻出版广电总局发布的‘全国报刊媒体融合创新优秀案例100佳’中，我们看到《知识就是力量》杂志路演成功，这是此全媒体平台面向全社会公众和面向同行的一次公开集中亮相，我们能够看到杂志改版这三年为推进传统媒体与新兴媒体融合发展做了大量扎实有效的工作，不仅在纸质科普期刊的内容策划、发行销售上得到更多读者和渠道的认可，更在全媒体平台的搭建上不断创新，取得了不俗的成果。更加可喜的是，就在《知识就是力量》杂志60周年之际，成功完成了体制改革，为品牌的长远发展奠定了坚实的基础。”
此次主题纪念活动，以穿越舞台剧的形式呈现杂志60年的发展历程，由杂志社的编辑们带来的惟妙惟肖的精彩表演，充分展示了创刊阶段、复刊阶段、改刊阶段的杂志风采，旨在发扬传承历代科普工作者的知力精神，点燃青少年的科学梦想。
我国著名科学家、科普事业的先驱和奠基者、《知识就是力量》杂志作者代表高士其之子、高士其基金委员会秘书长、著名辞赋家高志其老师也上台回忆了家父高士其先生与杂志的深厚缘源，他表示，其父高士其先生在1979年为《知识就是力量》杂志创作的复刊词，登在《知识就是力量》复刊后的第一期上，就是1979年1月刊，杂志编辑部用心地请著名作曲家石夫先生把这首词谱成了歌曲。“最近我听到《知识就是力量》杂志带着青少年重新演唱了这首歌曲，感谢杂志社赋予这首歌新的生命力。相信我父亲衷爱的这本科普期刊，将在引领青少年和社会大众走上科学探索之路上贡献更多的力量，也希望青少年能继承和发扬老一辈科学家的刻苦钻研精神，用你们的所知所学，用你们的青春和梦想，为中国科技创新不懈努力。”
在现场，活动主办方还颁发了知识传承奖和杰出贡献奖。获得杰出贡献奖的专家分别是王麦林、王天一、高士其、茅以升、路甬祥、金涛、陈芳烈；获得知识传承奖的专家分别是王潜、王谷岩、王益平、文有仁、尹传红、邓俊峰、甘本祓、叶永烈、田如森、付万成、白丽娟、冯昭奎、曲建翘、朱志尧、朱毅麟、刘夕庆、刘仁庆、刘嘉麒、齐仲、许健民、杜爱军、李青、李敏、李佑华、李荫浓、李家春、史军、杨先碧、肖枕石、位梦华、余海若、张劲硕、陈会忠、欧阳自远、金维克、庞之浩、郑永春、赵璞、赵震东、郝应其、星河、秦利中、袁同辰、莫功敏、顾瑞金高广元、曹嘉晶、戚发轫、董素民、董新生、蒋志刚、鲍云樵 、缪印堂。
不仅如此，该活动还举办了专场科普讲座，邀请老中青三代科学家代表，如欧阳自远的《火星生命探寻》、傅前哨的《从珠海航展看中国航空装备的发展》、张劲硕的《蹄兔非兔，象鼱非鼱》，分别以青少年最感兴趣的自然科学领域为主题，为近300名中小学生和教师代表展开一场科学前沿盛宴。在场的学生听得津津有味，踊跃举手发言，现场气氛一度达到高潮。

文/纪阿黎
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