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鏽：自然與金屬間無止境的角力

為了解決熱水器安全閥漏水的問題，作者沃爾德曼 這樣論述：

鏽是無情的敵人，它不眠不休，不斷提醒我們， 世界上每一樣東西都會腐朽， 而我們無法使時光倒流，只能盡力讓時光靜止。 　　鏽是世間「最強毀滅者」， 　　是美國國防部認定的「普遍性威脅」。 　　鏽蝕毀壞汽車，折斷橋梁，使船隻沉沒，引發房屋火災， 　　還差點弄垮自由女神像！ 　　鏽蝕一視同仁，無法完全阻斷，只能延緩， 　　美國每年為了對抗鏽蝕花費高達四千億美元的代價， 　　超過其他自然災害的總和， 　　鏽蝕幾乎全面侵入我們的生活， 　　而我們卻幾乎對它一無所知。 　　作者帶領我們深入北極圈，看「小豬」如何偵測出油管內的鏽蝕； 　　領我們進入罐頭學校，我們才知道原來抗鏽還要靠塑膠的幫忙； 　

　還介紹鮮為人知的抗鏽工程師，原來這是一門挺賺錢的行業； 　　我們原只知道鏽色斑駁惹人嫌， 　　而此書描述的相關故事卻出乎意料的絢爛引人。 名人推薦 　　這本書講到鏽的成因、後續結果，特別是描述了致力於抗鏽的那些人，全書視角廣泛，引人入勝。沃爾德曼把鏽講得閃閃發亮。──《紐約時報》 　　引人矚目……沃爾德曼高明的把科學與技術的元素相結合。──《華爾街日報》 　　引人入勝……才氣縱橫，沃爾德曼就是有本事讓每一章的故事都閃閃動人。看到鏽蝕，我們竟然也可以如此興奮。──《自然史》（Natural History） 　　鏽蝕永不止息，忙於摧毀我們的世界，不停歇的破壞舉動，擊落了飛機，讓船舶沈

沒，瓦解車輛，讓許多無價之寶化為烏有，並犯下許多其他鏽蝕之罪。沃爾德曼以我們與氧化鐵的長期戰爭，寫出這場無止境戰爭的動人洞見。──《發現》（Discover） 　　太迷人了，沃爾德曼跑去罐頭學校，訪問鏽專家，參觀阿拉斯加油管，這所有的探險行動，映照出致力於讓我們生活如常的抗鏽眾生相。他讓鏽這沈悶陰暗的物質，都閃亮了起來。──《科學美國人》 　　欲罷不能，這本書一再讓我大開眼見，充滿驚喜。寫得太好，太迷人了。──《書單》（Booklist） 　　太棒，太迷人了。與約翰‧麥克菲（John McAfee）蘇珊‧歐琳（Susan Orlean）同等級。──瑪莉‧羅曲，《大口一吞然後呢？》、《打包

去火星》作者 　　在這本非凡的書中，沃爾德曼以我們星球最古老、最普遍的化學反應為起點，進行一場文學之旅。書裡包含一點冒險，一點智力探索，一點趣味，讀完本書，你看待生命與鏽的態度，會完全不同。—黛博拉．布魯姆 ，《落毒事件簿》作者 　　生動有趣，這個有趣的閱讀讓我們明白，生活中每一樣我們覺得理所當然、無關僅要的事，對其他人而言可能相當重要。──《出版者周刊》 作者簡介 沃爾德曼Jonathan Waldman 　　曾為《戶外探索》、《華盛頓郵報》、藝文雜誌《麥克斯威尼》（McSweeny's）等許多媒體撰稿，興趣多元，除了藝文方面的才能，也當過堆高機司機、樹藝師、夏令營指導員、廚師。

　　成長在華盛頓特區，在達特茅斯學院學寫作，於波士頓大學受科學新聞訓練，也曾是科羅拉多大學斯克里普斯環境新聞研究員。在環境新聞領域深耕多年，因此能以常人所未見的角度，寫出鏽蝕這個我們欲除之而後快，卻常忽視的重要題目。《鏽：自然與金屬間無止境的角力》是他的第一本書。 譯者簡介 陳偉民 　　華文世界重要的科普作家。國立台灣師範大學化學系畢業，曾任國中理化科及高中化學科教師，目前從事高中教科書編寫，科普寫作及翻譯等工作，作品散見《科學教育月刊》、《青年世紀》、《發現》、《幼獅少年》、《中國時報》等報章雜誌。 　　譯有《改變世界的七種元素》、《打造化學力》、《觀念化學小學堂》、《神奇酷科學》

、《神奇酷數學》；著有《智多星出擊》（Ｉ、Ⅱ集）、《天才小玩子》、《誰殺了大恐龍？》、《大家來破案》（Ｉ、Ⅱ集）及《如何學好中學化學》等書。 序：一艘破舊的船 前言：無所不在的威脅 1.    自由女神也落難 2.    金屬無法逃脫的命運 3.    真正的鋼鐵人 4.    鋁罐的抗鏽法 5.    她最能看出鏽的美 6.    防鏽大使 7.    鋅鋪成的防鏽路 8.    別惹防鏽專家 9.    小豬偵察任務 10.    防鏽是技術還是詐術？ 11.    抗鏽前景 防鏽，永不止息 不鏽的感謝 序 一艘破舊的船 　　關於船有很多種說法。有人說，船是水中的一

個洞，讓你把錢丟進去。他們說船（boat）就是「再拿出一千塊來！」（Bring Out Another Thousand！）的意思。有人說，擁有船及駕船的快樂，好比穿著整齊後以冷水淋浴，接著用手撕破一張張二十元美鈔。因此，也有人說，船東一生中最美好的日子，除了買船的那天之外，就是賣船的那天。 　　儘管有那麼多深具智慧的說法，我還是買了一艘約十二公尺長的船。那是2007年底的事。當時這艘船停泊在墨西哥的聖卡洛斯（San Carlos），科特斯海（Sea of Cortés）邊一個美麗的碼頭上。那個地方有許多棕櫚樹和大莊園，西邊是閃閃發光的深海水面，東邊是起起伏伏的火山，頭頂是索諾蘭州（Sono

ran）萬里無雲的天空。我和兩個朋友各出三分之一的錢買下這艘船。彼時我認為我們賺到了，不過其實是美麗的碼頭讓我們沖昏了頭。 　　當時我們這艘單桅帆船已經三十歲，而且絲毫不掩飾年歲。甲板上的每根螺絲都有一點環狀的鏽，支柱、艏部的欄杆和護欄上都有鏽斑，一片一片的鏽痕由上舷一路延伸到下方。桅杆上的鉚釘上蓋著一團白色粉末。艏部三角帆的軌道腐蝕得非常嚴重，以致於下面有一團黏糊。有一些穿透船身的青銅製管路已經呈現可怕的綠色，而海底閥門有很多都腐蝕到不能動。不鏽鋼水箱也鏽了，而且還會漏水。 　　她的外表一開始就這麼慘不忍睹，我們真該把她取名為「無光號」（Unshine），從原來的名字「日光號」（Suns

hine），很容易就可以改成這個名字。結果，我們卻選了一個難懂的希臘字眼Syzygy當船名，沒人知道那個字究竟怎麼唸，當時也不知道它的意思。 　　但是如果「朔望號」（Syzygy）只有外表上的缺陷，我們不會太在乎。我們駕著她出航，駛出碼頭的半途中，柴油引擎就因為熱交換器上堆滿成塊的鏽而過熱。縮摺帆鉤鏽得太厲害，在第一次要把主帆收捲起來時，就突然折斷。滑車卡住了，絞車緊到沒有什麼機械利益可言。風向標幾乎快掉下來。儀器都不能動，因為纏繞著穿過艙底水的銅線徹底腐蝕，無法導電。接環、螺旋扣、U形鉤銷、定鏈眼板、靠板、捲帆器軸承、引擎零件、錨機軸──能生鏽的東西每樣都生鏽了。 　　水、鹽、空氣和時間

，各盡本分的對這艘船造成傷害，也侵蝕了我的銀行帳戶。鏽就這麼一路腐蝕掉我的人生…… 前言 無所不在的威脅 　　鏽害得橋梁崩塌，數十人因而喪命。它至少在核能電廠害死了一堆人，幾乎造成爐心熔毀，且一直找那些貯存的核廢料麻煩。在冷戰高峰期，它把咱們威力最強大的核武器變得不成器。信不信由你，鏽曾經害美國最大的油管關閉，不得不和OPEC（石油輸出國家組織）協商。它害得軍用噴射機及軍艦無法執行任務，造成一架F-16戰鬥機及一架休伊墜毀，並使一架商用機的機身在飛行途中解體。 　　在1970年代，它也和許多房屋的火災脫不了關係，當時因銅的價格急速上漲，許多電工只好把銅製電線換成鋁線。最近，在稱為「腐蝕

界的傷寒瑪麗」事件中，美國維吉尼亞州的許多房屋，因為火爐用了含硫化鍶的中國製石牆，結果兩年內，屋子裡的銅管、銅線及冷氣機線圈就鏽壞了。 　　美國南北戰爭期間，南軍曾用十英寸（25公分）鑄鐵製巨砲攻擊南卡羅來納州的薩姆特堡，一百五十年後，鏽展開了反擊。為了防鏽，美軍動用了海洋級環氧樹脂及濕度感測計。鏽會先讓貨櫃船的速率慢下來，最後藉由推進器突如其來的脫落，終於害整艘船完全不動。它造成了人孔裡的數百次爆炸，炸飛了洗衣機，把熱水器炸得穿破屋頂，飛到半空中。 　　鏽會堵住火災灑水器的噴水口：這是氧化的雙重詛咒。它先破壞燃料箱，接著再破壞引擎。它會破壞武器，耗損消音器，摧毀高速公路上的欄杆，在混凝土

裡像癌症一樣散播開來。它還會讓地下室有破洞。 　　在舊金山東北方四十公里處，全美國最大、最麻煩的鏽蝕物正停在休森灣（Suisun Bay），令我的朔望號相形見絀。理所當然，這支國家防衛後備艦隊隸屬美國運輸部，運輸部簡直就在扮演上帝，努力滿足人員與機械需求。 　　許多人每天檢查這些船，在早期無法可管的時代，有許多老舊的商船會被拖到外海擊沉。現在這些船太脆弱了，無法拖吊出去、重新油漆，而且也不值得拖到德州拆解。但由於別無其他選擇，最後它們還是到德州去了。 　　更混亂的是，在2006年，美國海岸防衛隊堅持這些船在移動之前，必須把船殼上有侵略性的蚌類清理乾淨，然而加州水質管理局要求，進行上述清理

時不可汙染海灣，而且威脅每天要罰運輸部轄下的海事局25,000美元，直到想出解決方案為止。 　　環保團體對此提出訴訟，要求進行研究。當十位生物學家、生態學家、毒物學家、統計學家、模型專家及製圖專家在收齊蛤和貽貝，並採集數百件沉積物的樣本時，這些船正持續不斷的鏽蝕。出乎意料的是：它們確實會汙染港灣。至少已經有二十噸的鉛、鋅、鋇、銅及其他有毒金屬由船上落入海水。 　　參議員范士丹（Dianne Feinstein）一向對加州每項環保議題都有看法，但是這支後備艦隊要怎麼處理，動輒得咎，連她也不敢公開表示看法。 　　出乎意料的敵人 　　在另一段海岸，西嶼海軍航空基地裡，美國海軍實驗室裡二十四位

穿著夾腳拖的雇員，正在棕櫚樹下全力研究抗腐蝕的漆。因為鏽一直折磨著海軍，所以早在1883年，在這個地方成為航空基地之前，海軍諮詢委員會就在這裡測試抗腐蝕的配方。今天的漆有的有自癒功能，有的可以在水裡使用，有些在遇到鏽時會變色──然而鏽還是依然在折磨海軍。 　　事實上，鏽是這支地球上最強海軍的頭號威脅。藉由各項檢測標準，並根據許多海軍上將的說法（這些人說話的口氣，好像他們受雇於運輸部），地球上最強大的海軍正逐漸輸掉這場戰役。某一年，美軍部門年度維修會議的名稱就是：大哉鏽。佛羅里達州西嶼實驗室的座右銘是：「我們信仰鏽。」 　　據說發生在船上的那些事，也會發生在汽車上。他們常常這麼說：「在寂靜的

夜裡，你可以聽到福特的生鏽聲。」在俄亥俄州，鏽每年大約會讓汽車減輕約四公斤半，在夜裡，對你的耳朵而言，那相當於十四克的金屬音樂。這種症狀也發生在鏽帶以外的區域，且不限於福特汽車。 　　自從1972年以來，美國國家公路交通安全局已經命令福斯汽車召回七十五萬輛尚酷、衝擊者、免子及捷塔（Jetta）等燃料泵生鏽的車款，以及幾乎同樣多輛剎車線生鏽的車款。在國家公路交通安全局的堅持之下，馬自達召回了超過一百萬輛惰輪柄生鏽的汽車，本田召回了將近一百萬輛外殼生鏽的車輛。克萊斯勒召回了五十萬輛前懸吊系統生鏽的汽車，速霸陸召回了數目幾乎一樣多，而其他零件生鏽的汽車。福特召回了一百萬輛引擎蓋閂扣生鏽的探險家，和

將近一百萬輛彈簧易生鏽的水星和金牛座，還有將近四百萬輛SUV越野車及皮卡貨卡因為巡航控制系統開關腐蝕，可能導致停止中的車輛著火而召回，成為史上規模第五大的召回行動。日日夜夜，你都會不斷聽到這一類的消息。 　　鏽會攻擊車門檻板、門鉸鏈、門閂扣、淺盤形地板、外殼、燃料管、安全氣囊感測器、剎車、軸承、球形接頭、換檔拉索、引擎電腦及油壓管，導致方向盤耗損、輪子耗損、換檔耗損、燃料箱耗損、剎車失靈、安全氣囊失靈、雨刷失靈、車軸失靈、引擎失靈，以及在高速行駛中引擎蓋突然彈開。 　　電影「回到未來」裡穿越時空的DeLorean跑車，車身用不鏽鋼打造，舊款的荒原路華四驅車在底盤鍍鋅，有些1965年製的勞斯

萊斯的底部鍍了鋅，但是很少汽車公司能夠避開腐蝕的糾纏。現代、日產、吉普、豐田、通用、五十鈴、鈴木、賓士、飛雅特、標緻、凌志、凱迪拉克全都曾因為生鏽而召回汽車。泛世通（Firestone）曾因生鏽問題召回數百萬個鋼絲輻射輪胎。 　　克雷布魯克（Joan Claybrook）是美國國家公路交通安全局的消費者權利保護組織「公民」（Public Citizen）的主席，他在2003年曾經這麼說：「他們為了召回汽車所捏造的名目，比卡特先生的護肝藥丸廣告還要多。」 　　雖然如此，國家公路交通安全局從來都不曾為鏽捏造名目。永遠都是腐蝕惹的禍。美國研究腐蝕的教父，冶金工程師方塔納（Mars Fontana

）有一次開玩笑說，除了他定義的八種腐蝕的形式外，還有一種額外的形式，稱為「汽車腐蝕。」 　　自古以來的威脅 　　鏽真的無所不在，連《聖經》在描述它時，都流露出失敗主義。「不要為自己積攢財寶在地上，地上有蟲子咬，能鏽壞，也有賊挖窟窿來偷。」〈馬太福音6：10〉如是說。如果大自然會破壞你的努力，其他人又陰謀要盜取它，何必拚命？猶太人有句諺語描述了同樣的宿命：「麻煩之於人，正如鏽之如鐵。」鏽無堅不摧，以致於英國海軍部在1810年拒絕把木造船改成鐵殼船。皇家海軍認為「鐵不會游泳。」 　　連外太空都有鏽，那是氮原子（而非氧分子）造成的，對美國航太總署（NASA）而言，抗鏽也是不小的挑戰。 　　鏽

無所不在。難怪生鐵鍋要塗油，難怪銅製電線上要塗漆，難怪燈泡裡不能有氧，難怪火星塞上的電極是由釔、銥、鉑或鈀等金屬製成，難怪重大的牙科手術要花一大筆錢。美國最高階的防鏽官員稱鏽為「無所不在的威脅」。 　　幾乎每種金屬都會生鏽。鏽會留下明顯的疤痕，把鈣變成白色，把銅變成綠色，鈧變成粉紅色，把鍶變成黃色，把鋱變成紫紅色，把鉈變成藍色，也會把釷先變灰色再變成黑色。鏽也把火星變成紅色。在地球上，它賦與大峽谷、磚塊、墨西哥磁磚及血液顏色。鏽是無情的敵人，它不眠不休，不斷提醒我們，金屬和我們一樣都會腐朽。 　　如果請「廣告狂人」影集中的主角卓柏（Don Draper）來為金屬定調，他會說它像少女；美貌鮮

有人能匹敵，不可思議的迷人；但也要求受到時時關照，最好小心看護，因為很快會年華老去，而且還楊花水性。而這就是現代社會最重要的材料！ １　自由女神也落難1980年5月10日星期六那天，她的守護者睡到很晚。莫菲特（David Moffitt）大約在八點醒來，然後穿上休閒服。他喝了一杯咖啡，走出他位於自由島的磚房，到南邊的花園拔草。身為訓練有素的花卉培育專家，他曾參與詹森總統夫人美化華盛頓特區的工作，當時他擁有一座美麗的菜園。現在他擔任自由女神像國家紀念園區的主管，同樣擁有一座美麗的後院。像平常的休假日一樣，他準備做一點園藝工作，然後帶太太和三個小孩到曼哈頓，在市中心購物或在中央公園騎腳踏車。今天

是晴朗的日子，溫度大約為10℃，有一股穩定的微風由西南方吹過來。莫菲特跪著修剪玫瑰，幾小時後，他的主任管理員田納特（Mike Tennent）跑過來告訴他，有兩個人正沿雕像的外面攀爬。這倒是頭一遭。莫菲特抬起頭往上看，他淡褐色的眼睛努力聚焦，確定田納特說的沒錯。在他的休假日發生這種事，太過分了。莫菲特的房子離雕像大約一百三十公尺，在跑向那裡的路上，他聽到其他遊客由基座底部向上方的攀爬者吼叫。「混蛋！」他們喊道：「變態！」遊客的參觀受到干擾，他們反對這種行為，因為知道這種情況不可能以對他們有利的方式結束。莫菲特和遊客一樣生氣，但理由不一樣。他認為這些攀爬者正在褻瀆女神像，而且可能正在破壞它。四十

一歲的莫菲特有茂密的深褐色頭髮，並帶著休士頓口音，他得到這個工作（因為要與世隔絕，而被認為是辛苦的差事）是因為他在維護工作上的紀錄非常良好。這座島和雕像都已經年久失修，國家公園管理處承認，它的維護計畫徹底不足。近十二年來，莫菲特是第一位全職主管。在跑往雕像的半路上，莫菲特停下腳步，看著攀爬者展示一面旗幟。紅色的粗體字寫著「自由遭迫害」，下一句是「釋放普拉特（Geronimo Pratt）」。這時他才弄清楚，這兩位攀爬者是來鬧事的。雖然他不知道普拉特是誰，但知道這兩個傢伙是來抗議的。而且他也知道這種情況該怎麼解決。他看過電視上的報導，紐約警方有一組人員專門把人從高處驅離，他決定打電話給這些人。他

轉頭走進辦公室，下令疏散島上人員。至於雕像內部，則透過廣播系統宣布：因為作業問題，要求遊客移至碼頭區。接下來，莫菲特由辦公室打電話給波士頓的國家公園管理處地方督導辦公室。這些事他做過幾次了，而且命中注定還要再做好幾次。