Få et forsprang på barberhøvler

Følgende er et utdrag fra Ting betyr noe til Mark Miodownik.

Jeg hadde aldri blitt bedt om å signere en taushetserklæring på badet på en pub før, så det kom som en lettelse å oppdage at dette var alt Brian ba meg om å gjøre. Jeg hadde møtt Brian for første gang bare en time tidligere. Vi var i Sheehan's, en pub i Dun Laoghaire som ikke var langt fra der jeg jobbet på den tiden i Dublin. Brian var en rød i ansiktet i sekstiårene med en spaserstokk for det dårlige beinet. Han var elegant kledd i dress og hadde tynnere grått hår med et gulaktig skjær. Han kjederøkte Silk Cut-sigaretter. Da Brian fant ut at jeg var vitenskapsmann, gjettet han riktig at jeg ville være interessert i å høre historier om livet hans i London på 1970-tallet, da han var på rett sted til rett tid for å handle Intel 4004 silisiumbrikker, som han importerte i esker på 12.000 for £1 hver og solgt i små partier til den nye dataindustrien for £10 hver. Da jeg nevnte at jeg forsket på metallegeringer ved Mechanical Engineering Department ved University College Dublin, så han ettertenksom ut og var stille for første gang. Jeg tok dette som et passende øyeblikk å gå på do.

Taushetserklæringen ble skriblet på et stykke papir som han tydeligvis nettopp hadde revet ut av notatboken. Innholdet var kort. De sa at han skulle forklare oppfinnelsen sin for meg, men jeg måtte holde den konfidensiell. Til gjengjeld skulle han betale meg ett irsk pund. Jeg ba ham fortelle meg mer, men han etterlignet komisk leppene hans. Jeg var ikke helt sikker på hvorfor vi måtte ha denne samtalen i en baderomsbod. Over skulderen hans så jeg andre drikkere komme inn og ut av badet. Jeg lurte på om jeg skulle rope om hjelp. Brian søkte i jakken sin og fikk frem en penn. En rufsete pundseddel dukket opp fra jeansen hans. Han var veldig insisterende.

Jeg signerte papiret mot veggen med graffiti. Han signerte også, ga meg pundet, og papirlappen ble et juridisk dokument.

Tilbake ved baren med drinkene våre lyttet jeg mens Brian forklarte at han hadde oppfunnet en elektronisk maskin som slipte sløve barberblader. Dette ville revolusjonere barberingsbransjen, forklarte han, fordi folk ville trenge å eie bare én barberhøvel i livet. Med et slag ville det sette milliardindustrien ut av drift, gjøre ham til en usedvanlig rik mann og redusere forbruket av jordens mineralrikdom. 'Hva med det?' sa han og tok en triumferende slurk av halvliteren.

Jeg så på ham med mistenksomhet. Før eller siden får hver vitenskapsmann øret bøyd av noen som har en god idé om en oppfinnelse. I tillegg var barberblader et følsomt tema for meg. Jeg følte meg stikkende og ukomfortabel da jeg ble oppmerksom på det lange arret nedover ryggen, resultatet av møtet mitt på perrongen ved Hammersmith stasjon. Men jeg gestikulerte at han skulle fortsette og fortsatte å lytte...

Det er et merkelig faktum at stål ikke ble forstått av vitenskapen før på 1900-tallet. Før det, i tusenvis av år, ble produksjon av stål overlevert gjennom generasjoner som et håndverk. Selv på 1800-tallet, da vi hadde en imponerende teoretisk forståelse av astronomi, fysikk og kjemi, ble fremstillingen av jern og stål som vår industrielle revolusjon var basert på oppnådd empirisk – gjennom intuitiv gjetting, nøye observasjon og en stor del av flaks. (Kunne Brian ha hatt en slik flaks og rett og slett snublet over en revolusjonerende ny prosess for sliping av barberblader? Jeg fant ut at jeg ikke var forberedt på å avvise ideen.)

Under steinalderen var metall ekstremt sjeldent og høyt verdsatt, siden de eneste kildene til det på planeten var kobber og gull, som forekommer naturlig, om sjelden, i jordskorpen (i motsetning til de fleste metaller, som må utvinnes fra malmer). ). Noe jern fantes også, det meste hadde falt ned fra himmelen i form av meteoritter.

Radivoke Lajic, som bor i Nord-Bosnia, er en mann som vet alt om rare metallbiter som faller ned fra himmelen. Mellom 2007 og 2008 ble huset hans truffet av ikke mindre enn fem meteoritter, noe som statistisk sett er så enormt usannsynlig at påstanden hans om at romvesener siktet mot ham virker nesten rimelig. Siden Lajic gikk offentlig ut med sine mistanker i 2008, har huset hans blitt truffet av en annen meteoritt. Forskerne som undersøker angrepene har bekreftet at steinene som treffer huset hans er ekte meteoritter og studerer magnetfeltene rundt huset hans for å prøve å forklare den ekstremt uvanlige frekvensen av dem.

I fravær av kobber, gull og meteorisk jern, var våre forfedres verktøy i steinalderen laget av flint, tre og bein. Alle som noen gang har prøvd å lage noe med denne typen verktøy vet hvor begrensende de er: Hvis du treffer et trestykke, splinter det, sprekker eller knekker. Det samme gjelder stein eller bein. Metaller er fundamentalt forskjellige fra disse andre materialene fordi de kan hamres i form: de flyter, de er formbare. Ikke nok med det, de blir sterkere når du treffer dem; du kan herde et blad bare ved å hamre på det. og du kan reversere prosessen ganske enkelt ved å sette metall i bålet og varme det opp, noe som vil føre til at det blir mykere. De første menneskene som oppdaget disse egenskapene for 10 000 år siden hadde funnet et materiale som var nesten like hardt som en stein, men som oppførte seg som en plastikk og var nesten uendelig gjenbrukbart. med andre ord, de hadde oppdaget det perfekte materialet for verktøy, og spesielt skjæreverktøy som økser, meisler og barberhøvler.

Denne evnen til metaller til å forvandle seg fra et mykt til et hardt materiale må ha virket som magi for våre gamle forfedre. Det var magi for Brian også, som jeg snart fant ut. Han forklarte at han hadde oppfunnet maskinen sin ved prøving og feiling, uten noen reell forståelse av fysikken og kjemien på spill, og likevel så det ut til at han på en eller annen måte hadde lyktes. Det han ønsket av meg var å måle skarpheten til barberhøvlene før og etter at de hadde vært gjennom prosessen hans. Bare disse bevisene ville tillate ham å starte seriøse forretningsdiskusjoner med barbermaskinselskapene.

Stuff Matters: Utforsk de fantastiske materialene som former vår menneskeskapte verden

Jeg forklarte Brian at det ville ta mer enn noen få målinger for at de skulle ta ham på alvor. Årsaken er at metaller er laget av krystaller. Det gjennomsnittlige barberbladet inneholder milliarder av dem, og i hver av disse krystallene er atomene ordnet på en veldig spesiell måte, et nesten perfekt tredimensjonalt mønster. Bindingene mellom atomene holder dem på plass og gir også krystallene deres styrke. En barberhøvel blir sløv fordi de mange kollisjonene med hår den møter tvinger biter av disse krystallene til å omorganisere seg til en annen form, og danner og bryter bindinger og skaper bittesmå bulker i den glatte barberhøvelkanten. Å skjerpe en barberhøvel gjennom en eller annen elektronisk mekanisme, slik han foreslo, ville måtte reversere denne prosessen. Med andre ord, den måtte flytte rundt atomer for å gjenoppbygge strukturen som hadde blitt ødelagt. For å bli tatt på alvor, ville Brian ikke bare trenge bevis for slik gjenoppbygging i krystallskalaen, men en plausibel forklaring på atomskalaen til mekanismen som den fungerte med. Varme, enten elektrisk produsert eller ikke, har vanligvis en annen effekt enn den han hevdet: den myker opp metallkrystaller, forklarte jeg. Brian var fast på at den elektroniske maskinen hans ikke varmet opp stålhøvelene.

Det kan være rart å tenke på at metaller er laget av krystaller, fordi vårt typiske bilde av en krystall er en gjennomsiktig og svært fasettert edelsten som en diamant eller smaragd. Den krystallinske naturen til metaller er skjult for oss fordi metallkrystaller er ugjennomsiktige, og i de fleste tilfeller mikroskopisk små. Sett gjennom et elektronmikroskop, ser krystallene i et metallstykke ut som en gal asfaltering, og inne i disse krystallene er det snirklete linjer - disse er dislokasjoner. De er defekter i metallkrystallene, og representerer avvik i det ellers perfekte krystallinske arrangementet av atomene - de er atomforstyrrelser som ikke burde være der. De høres dårlig ut, men de viser seg å være veldig nyttige. Dislokasjoner er det som gjør metaller så spesielle som materialer for verktøy, skjærekanter og til syvende og sist barberbladet, fordi de lar metallkrystallene endre form.

Du trenger ikke bruke en hammer for å oppleve kraften til dislokasjoner. Når du bøyer en binders, er det faktisk metallkrystallene som bøyer seg. Hvis de ikke bøyde seg, ville bindersen være sprø og knekke som en pinne. Denne plastiske oppførselen oppnås ved at dislokasjonene beveger seg inne i krystallen. Når de beveger seg overfører de små biter av materialet fra den ene siden av krystallen til den andre. De gjør dette med lydens hastighet. Når du bøyer en binders, får du omtrent 100 000 000 000 000 dislokasjoner til å bevege seg med en hastighet på tusenvis av hundrevis av meter per sekund. Selv om hver enkelt bare beveger en liten bit av krystallen (ett atomplan faktisk), er det nok av dem til at krystallene kan oppføre seg som en supersterk plast i stedet for en sprø stein.

Smeltepunktet til et metall er en indikator på hvor tett metallatomene er festet sammen og påvirker også hvor lett dislokasjonene beveger seg. Bly har et lavt smeltepunkt, så dislokasjoner beveger seg med stor letthet, noe som gjør det til et veldig mykt metall. Kobber har et høyere smeltepunkt og er sterkere. Oppvarming av metaller lar forskyvninger bevege seg og omorganisere seg selv, med et av resultatene at det gjør metaller mykere. Å oppdage metaller var et viktig øyeblikk i forhistorien, men det løste ikke det grunnleggende problemet at det ikke var så mye metall rundt. Et alternativ var helt klart å vente på at noe mer skulle falle fra himmelen, men dette krever en enorm mengde tålmodighet (noen kilo faller til jordoverflaten hvert år, men mest i havet). På et tidspunkt gjorde mennesker oppdagelsen som ville avslutte steinalderen og åpne døren til en tilsynelatende ubegrenset forsyning av ting. De oppdaget at en viss grønnaktig stein, når den settes inn i en veldig varm ild og omgitt av glødende glør, blir til et skinnende stykke metall. Denne grønnaktige bergarten var malakitt, og metallet var selvfølgelig kobber. Det må ha vært den mest blendende åpenbaringen. Plutselig var oppdagerne ikke omgitt av død inert stein, men av mystiske ting som hadde et indre liv.

Utdrag fra Ting betyr noe , av Mark Miodownik. Copyright © 2013 av Mark Miodownik. Brukt med tillatelse fra Houghton Mifflin Harcourt Publishing Company. Alle rettigheter forbeholdt.