Få et forspring på barbermaskiner

Det følgende er et uddrag fra Ting betyder noget til Mark Miodownik.

Jeg var aldrig blevet bedt om at underskrive en tavshedspligt på badeværelset på en pub før, så det kom som noget af en lettelse at opdage, at det var alt, hvad Brian bad mig om. Jeg havde mødt Brian for første gang kun en time tidligere. Vi var i Sheehan's, en pub i Dun Laoghaire, der ikke lå langt fra, hvor jeg arbejdede på det tidspunkt i Dublin. Brian var en rød i ansigtet i tresserne med en spadserstok til sit dårlige ben. Han var smart klædt i et jakkesæt og havde tyndere gråt hår med et gulligt skær. Han kæderøgede Silk Cut-cigaretter. Da Brian fandt ud af, at jeg var videnskabsmand, gættede han rigtigt, at jeg ville være interesseret i at høre historier om hans liv i London i 1970'erne, hvor han var på det rigtige sted på det rigtige tidspunkt til at handle Intel 4004 siliciumchips, som han importerede. i kasser med 12.000 for £1 stykket og solgt i små partier til den spæde computerindustri for £10 stykket. Da jeg nævnte, at jeg forskede i metallegeringer i Mechanical Engineering Department ved University College Dublin, så han eftertænksom ud og var stille for første gang. Jeg tog dette som et passende øjeblik at gå på toilettet.

Tavshedserklæringen var nedskrevet på et stykke papir, som han tydeligvis lige havde flået ud af sin notesbog. Indholdet var kort. De sagde, at han ville forklare mig sin opfindelse, men jeg var nødt til at holde den fortrolig. Til gengæld skulle han betale mig et irsk pund. Jeg bad ham fortælle mig mere, men han efterlignede komisk lynlåsen på sine læber. Jeg var ikke helt sikker på, hvorfor vi skulle have denne samtale i en badeværelsesbod. Over hans skulder så jeg andre drikkende komme ind og ud af badeværelset. Jeg spekulerede på, om jeg skulle råbe om hjælp. Brian søgte i sin jakke og fik en kuglepen frem. Der dukkede en skæv pundseddel op fra hans jeans. Han var meget insisterende.

Jeg underskrev papiret mod den graffiti-beklædte væg. Han skrev også under, gav mig pundet, og papirlappen blev et juridisk dokument.

Tilbage ved baren med vores drinks lyttede jeg, mens Brian forklarede, at han havde opfundet en elektronisk maskine, der slebne stumpe barberblade. Dette ville revolutionere barberingsbranchen, forklarede han, fordi folk kun skulle eje én barbermaskine i deres liv. Med et slag ville det sætte milliard-dollarindustrien ud af drift, gøre ham til en usædvanlig rig mand og reducere forbruget af Jordens mineralrigdomme. 'Hvad med det?' sagde han og tog en triumferende slurk af sin pint.

Jeg så på ham med mistro. Før eller siden har enhver videnskabsmand bøjet øret af en person med en fed idé til en opfindelse. Derudover var barberblade et følsomt emne for mig. Jeg følte mig stikkende og utilpas, da jeg blev opmærksom på det lange ar ned ad ryggen, resultatet af mit møde på perronen ved Hammersmith station. Men jeg gjorde tegn til ham at fortsætte og blev ved med at lytte...

Det er et mærkeligt faktum, at stål først blev forstået af videnskaben i det 20. århundrede. Før det, i tusinder af år, blev fremstillingen af ​​stål overleveret gennem generationerne som et håndværk. Selv i det 19. århundrede, hvor vi havde en imponerende teoretisk forståelse af astronomi, fysik og kemi, blev fremstillingen af ​​jern og stål, som vores industrielle revolution var baseret på, opnået empirisk – gennem intuitivt gætværk, omhyggelig observation og en stor del af held. (Kunne Brian have haft sådan en del held og simpelthen faldet over en revolutionerende ny proces til at slibe barberblade? Jeg fandt ud af, at jeg ikke var parat til at afvise ideen).

I stenalderen var metal ekstremt sjældent og højt værdsat, da de eneste kilder til det på planeten var kobber og guld, som forekommer naturligt, om end sjældent, i jordskorpen (i modsætning til de fleste metaller, som skal udvindes fra malme ). Noget jern fandtes også, det meste af det var faldet ned fra himlen i form af meteoritter.

Radivoke Lajic, der bor i det nordlige Bosnien, er en mand, der ved alt om mærkelige metalstumper, der falder ned fra himlen. Mellem 2007 og 2008 blev hans hus ramt af ikke færre end fem meteoritter, hvilket statistisk set er så enormt usandsynligt, at hans påstand om, at aliens var rettet mod ham, virker næsten rimeligt. Siden Lajic offentliggjorde sine mistanker i 2008, er hans hus blevet ramt af endnu en meteorit. Forskerne, der undersøger angrebene, har bekræftet, at stenene, der rammer hans hus, er rigtige meteoritter og studerer magnetfelterne omkring hans hus for at forsøge at forklare den ekstremt usædvanlige hyppighed af dem.

I mangel af kobber, guld og meteorisk jern var vores forfædres redskaber i stenalderen lavet af flint, træ og ben. Enhver, der nogensinde har prøvet at lave noget med denne slags værktøjer, ved, hvor begrænsende de er: Hvis du rammer et stykke træ, splinter det, revner eller knækker. Det samme gælder sten eller knogle. Metaller er fundamentalt forskellige fra disse andre materialer, fordi de kan hamres i form: de flyder, de er formbare. Ikke nok med det, de bliver stærkere, når du rammer dem; du kan hærde en klinge bare ved at hamre den. og du kan vende processen ved blot at sætte metal i et bål og varme det op, hvilket vil få det til at blive blødere. De første mennesker, der opdagede disse egenskaber for 10.000 år siden, havde fundet et materiale, der var næsten lige så hårdt som en sten, men opførte sig som en plastik og var næsten uendeligt genanvendeligt. med andre ord, de havde fundet det perfekte materiale til værktøj, og i særdeleshed skærende værktøjer som økser, mejsler og barbermaskiner.

Denne evne hos metaller til at forvandle sig fra et blødt til et hårdt materiale må have virket som magi for vores gamle forfædre. Det var også magisk for Brian, som jeg hurtigt fandt ud af. Han forklarede, at han havde opfundet sin maskine ved at prøve og fejle, uden nogen reel forståelse af fysikken og kemien på spil, og alligevel så det ud til, at det på en eller anden måde var lykkedes ham. Det han ønskede af mig var at måle skarpheden af ​​barbermaskinerne før og efter de havde været igennem hans proces. Kun disse beviser ville give ham mulighed for at indlede seriøse forretningsdiskussioner med barbermaskinefirmaerne.

Stuff Matters: Udforsk de vidunderlige materialer, der former vores menneskeskabte verden

Jeg forklarede Brian, at der skulle mere end et par målinger til, før de kunne tage ham seriøst. Årsagen er, at metaller er lavet af krystaller. Det gennemsnitlige barberblad indeholder milliarder af dem, og i hver af disse krystaller er atomerne arrangeret på en helt særlig måde, et næsten perfekt tredimensionelt mønster. Bindingerne mellem atomerne holder dem på plads og giver også krystallerne deres styrke. En barbermaskine bliver sløv, fordi de mange kollisioner med hår, den støder på, tvinger stumper af disse krystaller til at omarrangere sig selv til en anden form, hvilket danner og bryder bindinger og skaber små buler i den glatte barberknivs kant. Genslibning af en barbermaskine gennem en eller anden elektronisk mekanisme, som han foreslog, ville være nødt til at vende denne proces. Med andre ord ville det skulle flytte atomer rundt for at genopbygge den struktur, der var blevet ødelagt. For at blive taget seriøst ville Brian ikke blot have brug for beviser for en sådan genopbygning i krystallernes skala, men en plausibel forklaring på atomær skala af den mekanisme, hvorved den virkede. Varme, uanset om det er elektrisk produceret eller ej, har normalt en anden effekt end den, han hævdede: det blødgør metalkrystaller, forklarede jeg. Brian var overbevist om, at hans elektroniske maskine ikke opvarmede stålbarbermaskinerne.

Det kan være mærkeligt at tro, at metaller er lavet af krystaller, fordi vores typiske billede af en krystal er en gennemsigtig og meget facetteret ædelsten, såsom en diamant eller smaragd. Metallers krystallinske natur er skjult for os, fordi metalkrystaller er uigennemsigtige og i de fleste tilfælde mikroskopisk små. Set gennem et elektronmikroskop ligner krystallerne i et stykke metal en skør brolægning, og inde i disse krystaller er der snoede linjer - disse er dislokationer. De er defekter i metalkrystallerne og repræsenterer afvigelser i det ellers perfekte krystallinske arrangement af atomerne - de er atomare forstyrrelser, der ikke burde være der. De lyder dårligt, men de viser sig at være meget nyttige. Dislokationer er det, der gør metaller så specielle som materialer til værktøj, skærekanter og i sidste ende barberbladet, fordi de tillader metalkrystallerne at ændre form.

Du behøver ikke bruge en hammer for at opleve kraften ved dislokationer. Når du bukker en papirclips, er det i virkeligheden metalkrystallerne, der bøjer. Hvis de ikke bøjede sig, ville papirclipsen være skør og knække som en pind. Denne plastiske adfærd opnås ved, at dislokationerne bevæger sig inde i krystallen. Når de bevæger sig, overfører de små stykker af materialet fra den ene side af krystallen til den anden. De gør dette med lydens hastighed. Når du bøjer en papirclips, får du cirka 100.000.000.000.000 dislokationer til at bevæge sig med en hastighed på tusindvis af hundreder af meter i sekundet. Selvom hver enkelt kun flytter et lille stykke af krystallen (et atomplan faktisk), er der nok af dem til at tillade krystallerne at opføre sig som en superstærk plastik snarere end en sprød sten.

Et metals smeltepunkt er en indikator for, hvor tæt metalatomerne er klistret sammen og påvirker derfor også, hvor let dislokationerne bevæger sig. Bly har et lavt smeltepunkt, så dislokationer bevæger sig med fuldkommen lethed, hvilket gør det til et meget blødt metal. Kobber har et højere smeltepunkt og er stærkere. Opvarmning af metaller gør det muligt for dislokationer at bevæge sig og omorganisere sig selv, med et af resultaterne, at det gør metaller blødere. At opdage metaller var et vigtigt øjeblik i forhistorien, men det løste ikke det grundlæggende problem, at der ikke var ret meget metal omkring. En mulighed var helt klart at vente på, at nogle flere faldt fra himlen, men det kræver en enorm mængde tålmodighed (et par kilo falder til jordens overflade hvert år, men mest i havene). På et tidspunkt gjorde mennesker den opdagelse, der ville afslutte stenalderen og åbne døren til en tilsyneladende ubegrænset forsyning af tingene. De opdagede, at en vis grønlig sten, når den sættes i en meget varm ild og omgivet af glødende gløder, bliver til et skinnende stykke metal. Denne grønlige sten var malakit, og metallet var selvfølgelig kobber. Det må have været den mest blændende åbenbaring. Pludselig var opdagerne ikke omgivet af død inaktiv sten, men af ​​mystiske ting, der havde et indre liv.

Uddrag fra Ting betyder noget , af Mark Miodownik. Copyright © 2013 af Mark Miodownik. Brugt med tilladelse fra Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Alle rettigheder forbeholdes.