約翰·厄普代克在《大眾科學》雜誌上:《固體的舞蹈》

在與寓言相關的詩節中,固體的實際原子結構展開。金屬、陶瓷和聚合物。熱、電和光在固體中的傳導。固態呈現出複雜、令人眼花繚亂、俏皮的特性

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編者注:這些詩句是約翰·厄普代克在閱讀了1967年9月刊的《大眾科學》雜誌(該期專門討論材料)後創作的。它們出現在他的著作《中點及其他詩歌》中,並經艾爾弗雷德·A·克諾夫公司慷慨許可轉載。我們釋出這篇文章是為了紀念厄普代克今日逝世,享年76歲。

萬物皆為原子:地球、水、空氣
和火,一切,德謨克利特預言道。
瑞士的帕拉塞爾蘇斯,在他的鍊金術巢穴中,
看到了硫、鹽和汞的展開
在千年鍊金成金的希望中。
拉瓦錫推翻了燃素說;因此
分子分析變得大膽
闖入氣體領域:氫
赤裸地站在博學之士眼花繚亂的視線中。

然而,固態保持著它的微觀結構
粗略地被遮蔽,直到
X射線衍射穿透了晶面
那屋頂是令人眼花繚亂的舞蹈,嚴謹的四對舞
矽和碳原子將在那裡
像四價鍵一樣,手牽著手
與常見的離子和稀土一起填充
物質的晶格,玻璃或沙子,
帶著微小的激發,數量級宏大。

金屬是洞穴中光彩奪目的君主,
具有延展性、導電性和不透明性
因為每個原子都慷慨地給予
自己的電子到一個共同的股份,
一個充當鍵的電子池。離子呈現
球體的堆積形狀,並在
被按壓或凹陷時滑動;因此金屬製造
比窗戶更好的回形針,
容易受到剪下,加熱時,發出明亮的光芒。

陶瓷,人類藝術的泥濘女王,
最初只是簡單的石頭。長石提供了
粗陶土;紅寶石、瓷器和石英
相繼問世。氧化鋁
是典型的——金屬與
氧以離子方式結合;沒有自由
電子形成潤滑潮,
因此,像女皇一樣,陶瓷往往
具有耐受性、多孔性、脆性和耐火性。

玻璃王子,陶瓷的兒子,雖然晶瑩剔透
但絕不是晶體。熱衷的窺視者
和自戀者都虔誠地凝視
進入無序,無序者
是更喜歡的共價鍵
長時間的粘度和散開的鬆散網路
光子從中滑過。普通的聚合物
享有玻璃態,但冷卻時,忘記了
坍塌,並在緊密圖案的分鐘內變得渾濁

聚合物,那些巨大的分子,
如澱粉和聚甲醛,
充實了,如蛋白質僕人和塑膠傻瓜,
用生命的物質充實王國。我們的時代已經見證
聚異戊二烯的合成
和許多羅伯特·胡克不為人知的交聯螺旋;但每個原始的豆
和許多羅伯特·胡克不為人知的交聯螺旋;但每個原始的豆
都用心知道纖維素:只有自然
才將膠原蛋白和磷灰石混合成骨骼。


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在這些晶格中發生時會發生什麼
透過固體質量傳遞振動?
T = 3Nk太簡潔了;
剛性晶體不是流體氣體。
德拜在1912年提出了彈性的
稱為聲子的波,它服從馬克斯·普朗克
偉大量子定律。雖然無定形玻璃,
倒逆折返和同位素在
他的公式上開玩笑,德拜值得熱烈的感謝。

電導率取決於
自由電子:在鍺中
少量的砷釋放;在混合物中
像氧化鎳,歐姆阻礙電流。從
純銅線到口香糖團
電阻變化巨大。寒冷和光
以及“摻雜”改變了總和
費米能級、離子散射、位置
接近度和其他深奧的因素。

教科書和天堂只是理想的;
固態是一種不完美的狀態。
在破裂和錯位的現實中
非化學計量晶體占主導地位。
雜散原子玷汙並沉澱;
奇怪的空穴,激子,自由遊蕩;因為
懸空鍵,化學基質
腐蝕和催化——表面缺陷
幫助外延生長固定吸附爪。

雖然陽光,牛頓看到,不是那麼純淨;
光譜揭示了他眼中的彩虹。
每種元素都吸收其特徵
去新增一個負電子到
氯化鉀;它變成深藍色,
正如鉻使藍寶石變成深紅色。
波長,被吸收,透過以下方式重新發射
熒光、磷光和更高的
致命雷射束所需的強度。

磁性原子,如鐵,保持
未成對的電子在它們的中間殼層,
每個都是一個旋轉的磁鐵,會跳躍
布洛赫牆,反平行
疇在那裡匯合。彌散材料
當另一個場
像海藻在海浪中一樣排列疇時,變為磁性
微觀力在其中多麼巧妙地屈服,
在不斷增長的可見單元中,我們掌握的世界!

 

*注:(2009年1月29日):這首詩最初發表時沒有第一節的最後兩行。向約翰·厄普代克致歉,並感謝Bongobimbo指出遺漏之處。

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