原来，你是这样的铁

几乎在任何地方，铁都不能缺席。我们住的房子，开的汽车，所有的铁路、桥梁的建造，都离不开铁。铁是目前开采量排名第一的金属。铁还要忙于维持生命，因为铁在血红蛋白中负责运输氧气。有趣的是，如果把铁看成一种材料，人类历史上几乎有99%的时间都不知道怎么利用它，也不懂得怎么加工。其中的原因或许是，最早被发现的鐵根本就不属于地球，而是遥远的太空。

来自星星的铁

铁形成于恒星的核聚变，这是一种需要在极高的温度和压力下才会发生的反应。随着恒星死亡，它锻造出的铁就抛洒到太空中去。有些铁成了小行星的一部分，砸到地球上，就被我们的祖先给捡到了。那些陨石往往是铁和另一种叫镍的金属的合金。这样的陨石乌黑发亮，不管落在哪里都很难被忽视。铁是第一种自然存在的特别坚硬的东西，石头和青铜都不是它的对手，在古代世界价值极高。法老图坦卡蒙下葬的时候，一把铁质匕首和他埋在了一起，匕首的刀刃就是来自太空的陨铁做的。物以稀为贵，黄金一度都比铁便宜。

地球是个大铁球

把铁当作珠宝的日子没持续多久，因为铁远没有人们想得那么稀有。现在我们对一件事已经比较清楚，那就是铁在地壳里是第四常见的元素，排在氧、铝和硅的后面，构成地壳总量的5%，储量远远高于黄金。由于铁的质量不算轻，在地球形成的时候都沉入了地核，那里的铁其实更多。据信铁构成了整个地球35%的质量，几乎是地球上储量最丰富的金属。这样看来，与其眼巴巴地望着天空等待陨石掉落，不如专心低头挖铁。

铁匠征服世界

大约公元前2500年，住在今天土耳其一带的居民发现了铁矿，和天上掉下来的“黑色金属”一模一样。然而他们并没有发财。这些铁矿石真的就像石头一样，是铁的氧化物，不能直接拿来制作刀剑。这可难坏了他们。把铁从它的矿石中提取出来需要很高的温度，炉子也要专门设计。人们又花了700多年才摸索清楚要怎么做。一旦实现这一点，铁就不再稀有，而会成为铸造文明的利器。公元前1600年，赫梯帝国在土耳其北部崛起。赫梯铁匠掌握了炼铁技术，又很好战，他们挥舞着铁剑、驾驶着铁战车横扫了古代世界。

碳：必需的杂质

然而，炼铁的麻烦紧跟着就来了。100%的纯铁几乎没有任何用处。因为纯铁太软，做出来的刀剑就像软条糖，干什么都不行。要是往其中添入一点点碳，铁就会发生各种各样神奇的变化。

锻铁：含碳量0.02%以下。比纯铁硬度高，但还没有达到人们正好需要的那种程度。赫梯人炼的铁属于锻铁。

铸铁：含碳量为2%～4%。铸铁是熔化的铁水倒入模具后铸造成的。铸铁够硬，但延伸性又差了点，容易折断。公元前500年，战国时代的中国就在大规模生产铸铁。

钢：含碳量为0.02%～2%。钢比纯铁要硬1000倍，在折断前可以延展，又不会轻易粉碎。

很显然，人类在很长时间里都不知道该如何精确地把铁炼成钢。

古代印度人会炼钢

印度人很早就掌握了炼钢技术，只是没有现代这么大的规模。大约公元前400年，印度铁匠发明了一种方法，恰巧可以使得铁与正确量的碳结合得到钢。铁匠把小条的锻铁和木炭扔进用泥巴制作的坩埚，密封起来，放进炉子烧。在炉火的高温下，锻铁熔化并吸收木炭中的碳元素。当坩埚冷却下来，躺在里面的就是钢。这种被称为乌兹钢的神秘金属，又再次像珠宝一样值钱。当旁遮普的国王要他挑选一份礼物时，亚历山大大帝略过金银，选了30磅钢。钢和印度商船一起来到世界各地。叙利亚的工匠由此造出神话般的大马士革钢剑，据说锋利到可以劈砍空中的羽毛。

不受欢迎的铁

到18世纪，欧洲虽然也会炼钢了，但都在小作坊进行，过程特别费时，两个星期才能得到27千克的钢。制作刮胡刀或者叉子那样的小玩意可能没问题，但要想得到建造铁桥和车船的钢，还需要某种大规模的炼钢法。由于长期得不到廉价的钢，欧洲只好用铸铁来造桥。然而铸铁不是一种牢固的建筑材料。1847年5月，英国的一座铁桥倒塌，一节刚好经过的火车掉进水里。1879年12月，英国泰河铁路桥倒塌的灾难性事件导致70多人死亡。铁在住宅建造领域尤其不受欢迎，人们总是更喜欢用石头和木头。世界迫切需要一种便宜快速地把铁变成钢的办法。

炼钢大师贝瑟默

这个问题被亨利·贝瑟默意外解决了。他是一名英国工程师和发明家，但根本看不出具有任何解决重大问题的能力。他发明了许多互相之间毫不相关的东西。比如用来冒充鎏金的黄铜喷漆，排字机的键盘，以及一种给甘蔗榨汁的机器。克里米亚战争爆发后，他又决定制造大炮，因此需要一种大量生产钢的办法。他做了很多试验，在1856年的一天，他往熔化的铁中鼓入空气，看看会发生什么。经过10分钟的安静后，突然火花四溅，把滚烫的炉渣和铁块高高抛向空中。贝瑟默记录说那简直像火山爆发。但高温意外熔掉了铁中的杂质。通过之后再加入含量精确的碳，很容易就可以造出高质量的钢。今天的炼钢过程基本还是如此。经过反复实验，贝瑟默成功设计了炼钢炉，只要半小时就能把25吨铁变成钢。

很快，钢占领了从罐头到楼房的各个领域。美国钢铁公司一家就生产了全国三分之二的钢。在20世纪的第一年，美国生产了1140万吨钢，比英国和德国加起来还多。钢支撑起纽约的摩天大楼，成为跨过旧金山海峡的金门大桥。1930年，当时最高的建筑克莱斯勒大厦落成。不到一年后，它就被帝国大厦取代，成为曼哈顿永久的象征。帝国大厦使用了美国钢铁公司提供的6万吨钢。钢铁创造出这个世界上辨识度最高的建筑，是当之无愧的工业革命的脊梁。这一切都是如此令人惊叹，使得我们几乎要忘记，铁和人类的故事是从不巧流落到地球的陨石开始的。