吴小锋｜中国科学院大学 培养单位：中国科学院物理研究所 审核：刘笑然（特聘研究员）｜中国科学院物理研究所
一共整整一千吨黄金！有了这么多黄金，我可以想买什么买什么，想去哪玩就去哪玩（做白日梦流口水中）。
真是激动人心啊，不过现在还剩下最后一个小问题了：我们怎么样才可以整到这么多黄金呢？当然，获取黄金得合法合规。那么有没有一种办法能让我们合法（当然不一定合理）地获得黄金呢？
凭空获得黄金，那岂不就是“点石成金”？随便用手一摸或者略微施展法术，就能将任何物体变成黄金。当然，点石成金只存在于传说之中，真实的生活中可没这么神奇的魔法。不过，点石成金这一美好愿望，表达了古代人民一生当中和长生不老相齐的追求：无穷无尽的财富。
你还别说，历史上真有一门学科来专门研究怎么把金属变成黄金，叫“炼金术”（Alchemy）。在赫尔墨斯主义学派中，它和“占星术”（Astrology）、“神通术”（Theurgy）并列“全宇宙三大智慧”之一。
炼金术，于其说是科学，它更像是某种事实经验与唯心玄学交融的自然哲学。一些炼金术学派认为存在一种所谓的“哲人石”，他们相信只要获得了这种神奇的石头，就可以在一定程度上完成把铁铜之类的廉价金属到金或银的贵金属的转变。而这一物质转化过程，就被称为“嬗变”（transmutation）。
而为了能够合成传说中的哲人石，人们将各种物质物质按照不同的比例混合，有时加热或者搅拌，然后观察并记录会发生啥。看到这个地方有人可能会问：这不难道就是化学吗？没错！现代化学的雏形就是炼金术！
帕拉塞尔苏斯认为，汞和硫，盐这三种物质并称为“炼金术神圣三元素”。人们发现，汞和铁铜这类在常温下呈现固态的金属不同，它在常温下居然能够神奇地呈现液态，如同具有某种魔力一般。人们还发现，如果将汞与其它金属混合，能够发生汞齐化反应形成合金，而利用汞的低沸点的特性，将合金中的汞蒸发就可以在一定程度上完成金属的获取。当然，这一过程常常会不经意间将反应物中本来就混有的金给提取出来，当时的人们根本不知道背后的原理是什么，就误以为用汞炼出了金子。此外，汞还是被认为具有治愈梅毒、黑死病等各种疑难杂症的神奇疗效，甚至能够延年益寿实现永生。因此在炼金术中，汞是一种常被用到的原料。
许多历史著名人物，都曾用过汞进行炼金。在中国，炼金术也叫炼丹术，而秦始皇为了永生，曾经服用了炼金术士用朱砂（硫化汞，剧毒！）炼制成的“仙丹”，最后因急性汞中毒身亡。已经晚年退休的牛顿也曾痴迷于炼金术，他甚至亲自口服过汞。后来人们发现，由于长期进行各种汞挥发的炼金术实验，牛顿的头发丝里面竟然含有超标的汞！原来牛顿晚年的精神失常，就是汞中毒导致的！
在探索点石成金的道路上，无数人付出了巨大的代价。不过随着科学技术的慢慢的提升和人们思想的启蒙，炼金术逐渐受到了慢慢的变多的质疑和挑战。
牛顿在剑桥的导师兼同事，波义耳曾于1661年发表了划时代的《怀疑派化学家》，在这部书中他对元素论进行了科学的重新定义，认为那些用化学方法无法再分解的物质才是元素，这一观点为人类科学认识物质的化学过程提供了方向。
而后1789年，拉瓦锡基于氧化说和质量守恒定律，发表了世界上第一部真正意义上的化学教科书《化学基本论述》。他在这部书中分类并提出了三十三种元素，强调了实验定量分析的重要性，并提出了新的理论体系成功解释了众多无法解释的化学现象，从根本上否定了当时广泛传播的“燃素论”。这一部书的出现彻底终结了化学和炼金术的联系，化学从此成为了一门独立的以科学实验和定量分析为基础的科学。由于对化学的卓越贡献，拉瓦锡被后世尊称为“现代化学之父”。
随后，化学基本元素进一步被修正和确定。1869年，门捷列夫和迈耶尔提出元素周期表[1]，揭示了元素的性质随元素序号呈现周期性变化的规律。
但通过炼金术的研究，人们能认识各种化学反应和相变的过程，发明并制造了包括玻璃蒸馏器在内的各种化学装置，发展了化学蒸馏、结晶和升华等实验操作，并发现了酒精，火药等等材料。炼金术为现代化学的建立积累了大量宝贵的知识和经验财富。
之后长期一段时间内，元素守恒律一直是个无人动摇的真理，因为通过化学是不可能实现元素转变的。难道说，我们真的就没有很好的方法实现点石成金了吗？
1896年，一名法国的综合工艺学院的教授出于好奇将用黑布包裹了几天的铀盐靠近相片，相片上居然出现了感光，他意识到似乎铀盐会自发散发某种神秘射线。不仅如此，这种射线还能使气体电离，而将铀盐进行变温和电激发都对这种射线]。
天然放射性，而它的发现者就是和居里夫人获得诺贝尔物理学奖的贝可勒尔。这是人类首次观测到元素核反应的证据，它标志着核物理学的开端。
元素镭[3]。1901年，索迪和卢瑟福两人发现放射性的钍可以自发转变为镭[4]。索迪曾惊讶地喊道：“卢瑟福，这是嬗变！”而卢瑟福则打趣地回答：“索迪，看在上帝的份上，别叫它嬗变。他们会把我们当作炼金术士砍头的！”
原子核。根据卢瑟福-玻尔模型，原子核由质子和中子共同构成（除了氢1原子核中只有一个质子），而元素的种类是根据质子的多少进行区分的。也就是说，原子核内有多少质子，就代表着这个原子是多少号元素。
自发辐射，就是核反应中的核裂变过程，在这一过程中原子核会不断发生分裂形成多个核素更小的原子，也就是说如果我们让比金原子序数更大的元素发生核裂变，那么产物中就有一定的概率会有金。
链式反应将铀原子分解成各种更小的原子。待反应结束之后，那么就非常有可能在裂变产物中找到金了！
中子。当铀原子受到中子撞击时，会强行发生裂变，释放大量的能量并产生两个中子。天然形成的铀矿由于铀原子浓度低，不会发生链式反应。但在相当铀浓度的条件下，这两个中子就很有可能是在能量在被杂质吸收前，激发更多的铀原子，从而形成链式反应，促使大量原子核裂变发生。
硫和盐是炼金术三大元素之一，而促成嬗变的中子，就是炼金术的哲人石！难怪说一切科学的尽头都是玄学！
磁场强度。也就是说，元素离子质量越大，要想磁场约束离子做圆周运动的半径不变，磁场就必须增大。而在核聚变反应堆中，若没有对内部施加非常大的磁场，那么大量高速运动的离子将会对装置内部造成破坏。
想要实现更高元素的聚变就需要出示能量。然而目前的核聚变装置光是实现氢原子到氦原子的释能反应就已经消耗大量能量了，要实现金这种重元素的聚变合成那几乎是不可能的事。
汞旁边紧挨着的元素...居然就是金！真是太令人难以置信了，这样的巧合很难不让人相信是冥冥之中命运的安排！
原子核的半径远远小于原子。而且原子核是很稳定的结构，撬动它也需要非常大的能量。那我们如何能找到这样一把能够撬动原子核的“镊子”呢？
高能粒子！利用质子中子甚至是光子轰击汞的原子核，把原子里面多余的质子给“撬出来”！而需要撬动粒子所需要消耗的巨额能量，就由高能粒子的动能来提供。根据相对论的质能方程，粒子的能量E满足[5]：
高能粒子加速器将粒子加速接近光速，此时的高能粒子将具有极大的能量，其能量足以实现原子核的撬动！
快中子技术”的办法制造金[6]。最激动人心的时刻到了，在中子的持续轰击下，汞原子核中的一个质子被剥离了出来，而新的原子核俘获了更多的中子，这些原子核经过各种复杂的亚稳态，最终形成了金原子！这一成果标志着人类首次真正意义上通过核物理的方法实现了金的制备！
接近光速的氦原子核轰击铋（原子序数为83），也同样获得了金原子[7]。而在1997年，日本科学家松本通过高能伽马射线照射汞，最后竟从中提炼出了近七百克左右的黄金，再次刷新里程碑！
一万亿美元，而一盎司金市场只能卖到两千多美元，两者在数量级上简直差了一个天文数字。简单来说，用这种方法来造黄金，那还不如自己去挖靠谱！
真正意义上的点石成金。或许朝着这个方向走下去，将来真的有那么一天，科学技术能够发展出的高效廉价的元素转换技术，让每一个人都能实现点石成金！
