约翰·厄普代克在《大众科学》杂志上:《固体的舞蹈》

在与寓言相关的诗节中,固体的实际原子结构展开。金属、陶瓷和聚合物。热、电和光在固体中的传导。固态呈现出复杂、令人眼花缭乱、俏皮的特性

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编者注:这些诗句是约翰·厄普代克在阅读了1967年9月刊的《大众科学》杂志(该期专门讨论材料)后创作的。它们出现在他的著作《中点及其他诗歌》中,并经艾尔弗雷德·A·克诺夫公司慷慨许可转载。我们发布这篇文章是为了纪念厄普代克今日逝世,享年76岁。

万物皆为原子:地球、水、空气
和火,一切,德谟克利特预言道。
瑞士的帕拉塞尔苏斯,在他的炼金术巢穴中,
看到了硫、盐和汞的展开
在千年炼金成金的希望中。
拉瓦锡推翻了燃素说;因此
分子分析变得大胆
闯入气体领域:氢
赤裸地站在博学之士眼花缭乱的视线中。

然而,固态保持着它的微观结构
粗略地被遮蔽,直到
X射线衍射穿透了晶面
那屋顶是令人眼花缭乱的舞蹈,严谨的四对舞
硅和碳原子将在那里
像四价键一样,手牵着手
与常见的离子和稀土一起填充
物质的晶格,玻璃或沙子,
带着微小的激发,数量级宏大。

金属是洞穴中光彩夺目的君主,
具有延展性、导电性和不透明性
因为每个原子都慷慨地给予
自己的电子到一个共同的股份,
一个充当键的电子池。离子呈现
球体的堆积形状,并在
被按压或凹陷时滑动;因此金属制造
比窗户更好的回形针,
容易受到剪切,加热时,发出明亮的光芒。

陶瓷,人类艺术的泥泞女王,
最初只是简单的石头。长石提供了
粗陶土;红宝石、瓷器和石英
相继问世。氧化铝
是典型的——金属与
氧以离子方式结合;没有自由
电子形成润滑潮,
因此,像女皇一样,陶瓷往往
具有耐受性、多孔性、脆性和耐火性。

玻璃王子,陶瓷的儿子,虽然晶莹剔透
但绝不是晶体。热衷的窥视者
和自恋者都虔诚地凝视
进入无序,无序者
是更喜欢的共价键
长时间的粘度和散开的松散网络
光子从中滑过。普通的聚合物
享有玻璃态,但冷却时,忘记了
坍塌,并在紧密图案的分钟内变得浑浊

聚合物,那些巨大的分子,
如淀粉和聚甲醛,
充实了,如蛋白质仆人和塑料傻瓜,
用生命的物质充实王国。我们的时代已经见证
聚异戊二烯的合成
和许多罗伯特·胡克不为人知的交联螺旋;但每个原始的豆
和许多罗伯特·胡克不为人知的交联螺旋;但每个原始的豆
都用心知道纤维素:只有自然
才将胶原蛋白和磷灰石混合成骨骼。


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在这些晶格中发生时会发生什么
通过固体质量传递振动?
T = 3Nk太简洁了;
刚性晶体不是流体气体。
德拜在1912年提出了弹性的
称为声子的波,它服从马克斯·普朗克
伟大量子定律。虽然无定形玻璃,
倒逆折返和同位素在
他的公式上开玩笑,德拜值得热烈的感谢。

电导率取决于
自由电子:在锗中
少量的砷释放;在混合物中
像氧化镍,欧姆阻碍电流。从
纯铜线到口香糖团
电阻变化巨大。寒冷和光
以及“掺杂”改变了总和
费米能级、离子散射、位置
接近度和其他深奥的因素。

教科书和天堂只是理想的;
固态是一种不完美的状态。
在破裂和错位的现实中
非化学计量晶体占主导地位。
杂散原子玷污并沉淀;
奇怪的空穴,激子,自由游荡;因为
悬空键,化学基质
腐蚀和催化——表面缺陷
帮助外延生长固定吸附爪。

虽然阳光,牛顿看到,不是那么纯净;
光谱揭示了他眼中的彩虹。
每种元素都吸收其特征
去添加一个负电子到
氯化钾;它变成深蓝色,
正如铬使蓝宝石变成深红色。
波长,被吸收,通过以下方式重新发射
荧光、磷光和更高的
致命激光束所需的强度。

磁性原子,如铁,保持
未成对的电子在它们的中间壳层,
每个都是一个旋转的磁铁,会跳跃
布洛赫墙,反平行
畴在那里汇合。弥散材料
当另一个场
像海藻在海浪中一样排列畴时,变为磁性
微观力在其中多么巧妙地屈服,
在不断增长的可见单元中,我们掌握的世界!

 

*注:(2009年1月29日):这首诗最初发表时没有第一节的最后两行。向约翰·厄普代克致歉,并感谢Bongobimbo指出遗漏之处。

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