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本书作者通过一些常人难以想象甚至很危险的实验，为我们展示了看似简单但却奥妙无穷的科学原理。很多实验甚至超越了你的常识，让你大吃一惊。本书作者将告诉你怎样用饼干发射火箭模型，怎样从玻璃杯中变出尼龙丝，怎样制造漂亮的电池，甚至包括如何用液氮快速制作美味的冰激凌，如何用火柴点燃钢铁，如何用水银制作最原始的电动机……
疯狂科学：第二版
[美]西奥多·格雷(Theodore Gray) 著
张子张 译
人民邮电出版社
北京
图书在版编目（CIP）数据
疯狂科学 / （美）西奥多·格雷(Theodore Gray)著 ; 张子张译.--2版. --北京：人民邮电出版社，2019.7
ISBN 978-7-115-51100-3
Ⅰ.①疯… Ⅱ.①西… ②张… Ⅲ.①科学实验—普及读物 Ⅳ.①N33.49
中国版本图书馆CIP数据核字（2019）第070062号
版权声明
Copyright © 2013 by Theodore Gray
Originally Published in English by Black Dog & Leventhal Publishers, Inc.
本书的简体中文版经Black Dog & Leventhal Publishers 授权，由上海版权代理公司帮助获得。
◆ 著 [美]西奥多·格雷（Theodore Gray）
译 张子张
责任编辑 刘 朋
责任印制 陈 犇
◆ 人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
网址 http://www.ptpress.com.cn
天津图文方嘉印刷有限公司印刷
◆ 开本：889×1194 1/24
印张：10.17 2019年7月第2版
字数：421千字 2019年7月天津第1次印刷
著作权合同登记号 图字：01-2010-5080 号
定价：68.00元
读者服务热线：(010)81055410 印装质量热线：(010)81055316
反盗版热线：(010)81055315
广告经营许可证：京东工商广登字20170147号
畅销科普图书作者西奥多·格雷是一名疯狂的业余化学家，在10多年的时间里一直为美国《大众科学》（Popular Science）杂志构想、尝试、拍摄和撰写各种新奇的科学实验，深受读者喜爱。在2009年和2013年，格雷以这些专栏文章为基础相继出版了《疯狂科学》和《疯狂科学2》，中文版分别于2011年和2013年出版。
在本书中，作者通过一些常人难以想象甚至很危险的实验，为我们展示了看似简单但奥妙无穷的科学原理，并以其特有的博学和幽默讲述了很多关于科学的奇闻秩事。书中的绝大多数实验都是由作者亲自动手完成的，如怎样从玻璃杯中变出尼龙丝，如何用火柴点燃钢铁，如何制作永不融化的雪花，如何用生石灰做灯泡……书中的每个实验都配有精美的全彩照片，可以让读者近距离观赏激动人心的化学反应。
在这次出版的新版图书中，作者对部分实验进行了完善并补充了一些新的实验内容，相信热爱化学或者科学的读者会喜欢上这本图书。
本书所涉及的许多实验和活动可能是危险的甚至会威胁生命。出版者声明不承担这本书中指示或描述的任何实验和活动所导致的任何损失、伤害和损伤的任何责任。在任何情况下，禁止18岁以下的孩子尝试本书中描述的任何实验或活动。
当我带孩子去中国的时候，我总是为能够看到并去做那么多在美国已不再可能做的事情而感到高兴。从可以逗弄猴子（即使它们可能偶尔咬你一下）的动物园到可以骑车高速冲下山坡的公园（虽然可能一次又一次地从车上摔下来），中国是一个依然可以进行真正冒险的国度。在某种程度上，我也为没有常住在那里而松一口气，因为伴随着体验冒险的自由而来的是真真切切存在的危险。
在本书中，我试图捕捉一些在化学世界中发现的趣味与冒险。对不具备操作危险化学品经验的人而言，这些实验中的许多是不能做的，并且实际上也是不应该去做的。但如果你在深思熟虑后决定尝试其中的一些，你可能会发现在中国获得所需要的材料要比在美国更容易一些。这使我觉得更加有必要重复以下警告：这些实验中的若干个，的的确确对任何人（而非只是对那些神经过敏的美国人）的标准而言都是极其危险的。
我喜欢来中国的另一个原因是我喜欢看到中国人那种令人吃惊的精神以及努力工作的样子，这些正使中国成为人类未来最大的希望。对于科学使世界变得更加美好的信仰，在这里比在任何其他地方都更加深入人心，虽然我确信我的这本书只是沧海一粟，但每当想到我能为推动这种发现和前进的精神而贡献自己的绵薄之力时，我就感到极大的快乐。
西奥多·格雷
戈登·摩尔，英特尔公司的奠基人、计算机革命之父，年轻时以在沙山路引燃了自制的硝化甘油炸药而闻名。后来这里成了一个牧场，现在则在他的引领下成为硅谷的核心地带。当第二次世界大战时期伟大的科普作家奥立弗·萨克斯博士在伦敦的家里长大时，他的化学实验对他家的威胁比德国军队扔下的炸弹还大。
回顾一下某些科学家、领导人或者足球英雄等做过有趣事情的人士的过去，你就会发现，比之于好成绩和花在看电视上的时间，他们在好奇心、冒险精神、努力程度和判断力等方面表现得更出色。
说好也行，说坏也罢，火、烟、气味和爆炸声这些正是最初启发很多人成为科学家的原因。这很有趣，而且没有其他可替代的途径。同样值得注意的是，其中的许多东西在学校里是被绝对禁止的。许多化学教师喜欢给学生展示他们在学校里做过的东西，但是他们太看重自己的工作了。
这本书，以及作为本书基础的《大众科学》（Popular Science）杂志专栏，就是对此事的一个回应。书中写的许多内容都基于我在成长过程中做过的事情，我从中死里逃生。没有这些经验，我大概就是一个股票经纪人，或者更糟。
科学不只是在实验室或大学里实践的事情，它完完全全地是观察世界、真理以及美的方式。它是无论你是否被聘为职业科学家都可以做的事情。虽然我从一所不错的大学里获得了化学学位，但我从来就不是一个职业化学家。我是在郊外农庄的车间里做这些演示的，这里距最近的邻舍也有一里多地。（当你在做那些会发出巨响的化学实验时，这样会比较方便。）在大多数情况下，我使用的是简单的厨房用具和车间工具，以及从五金店和批发市场购买的化学药品。我确实避免在真的实验室中工作，因为我更像一个作坊里的修理工，尝试用更简单（有人会说更粗糙和更简陋）的方式让实验能够进行。许多自学成才的业余科学家在作坊和地下室里修修补补，做出了很伟大的事情。他们用一种实干精神，用手头现有的材料做实验，并试着看看能做到什么程度，结果对科学做出了实实在在的贡献。
但是更为重要的是，任何人（无论他们的职业是什么）都应当理解科学如何起作用，它能够做什么以及不能够做什么。我们不能靠胡思乱想或观看说客们付费做的广告片的方式去解决能源危机、气候变化或水源短缺等问题。我们应通过理解原理和支持可行的政策去解决这些问题。这是一种且是唯一一种做出正确选择的方式，那就是用科学方法去定义、研究、理解和解决问题。任何告诉你其他方式的人都是在向你兜售私货。
在这本书中，我试图捕捉随科学而来的趣味和冒险的感觉，以及科学的真实和美感。我希望你即使从未做过这些实验也能够获得一些兴奋的感觉，探视到科学思想究竟是怎么回事。
做这些事情让我很快乐，我希望你能在阅读中获得同样的快乐。
当我用小苏打做实验时，要戴手套和安全眼镜的警告让我退缩。这叫作空喊“狼来了”，那是很不负责的，因为这使得人们更加无法判断什么是真正的危险。
所以，我不打算那么做。如果你愿意听，我就会告诉你真正的危险在哪里。
对于书中的有些实验，我会让我10岁的孩子自己去做（如果不是怕他会弄得史无前例地一团糟的话）。把冷的醋酸钠溶液倒入碗里时，你不会受到任何伤害，至少不会因为醋酸钠而受伤害，它实际上比食盐还安全。所以，除非你神经到把家里的盐锁起来或者戴副安全眼镜吃早餐，否则你不必对醋酸钠有所担忧。
然而，有些化学药品不是你的朋友。氯气会致命，而且致人死亡的过程很痛苦。将磷和氯酸盐混合起来的做法是错误的，因为混合的时候就会爆炸。（我的一个朋友在犯了那个特殊错误20年之后，至今仍保存着从他手中取出的玻璃碎片。）
每种化学药品、每个步骤、每个实验都有其特有的一系列危险，多年来人们通过惨痛的教训懂得了处理它们的正确方法。在很多情况下，最安全的方法是得到一个有经验的人的帮助。这不是仅靠书本学习就能做到的事情，这关乎你的生命。从你的角度考虑，你需要有人在你身边，他们知道你正在做什么事情。从第一个死里逃生的人开始有一个不间断的传承链，你将成为这个链条上的一环。
我在做一个看起来疯狂的实验的时候，要么有一个曾经做过这个实验的人在旁边，要么我曾经做过这个实验，只是这次会更加小心谨慎。我建立了安全等级，确认当所有措施都失效时我还有个明确的逃生之路（当然我全程都戴着安全眼镜）。
所以，我从来没有由于化学药品而受到严重的伤害并不是因为我的运气好。为你的安全着想，请不要靠运气！
“不要在家里做这些事，孩子！”这句话是警告还是邀请，取决于你的个性。我憎恨这句话，因为它让人相信自己不够聪明，不够有能力，或者不够执着地去做“专家”们做的事情。这无疑是在告诉你，你是无助的。
同时，我也很害怕有人偶然看到这本书后，因为我写的内容或没有写的警告而失去性命、被烧伤或失明。若去尝试有些实验，你确实是个傻子，实实在在的傻子。
为什么对你来说做这些事就是傻子，而对我而言就不是呢？因为你我具有不同的天赋、经验、朋友和设备，我只做我知道能安全地完成的事情。那些我认为自己无法安全地完成的事情不出现在这本书里，因为我没做过。
举个例子吧，我在一个视频中看到有些人会只穿件很轻便的飞行服就从悬崖上往下跳。他们飞冲下山，在离地咫尺之遥的地方，可能是在最后几秒才打开他们的降落伞。他们傻吗？实际上不是，虽然他们的方式近乎疯狂，但从事这项运动的人（很多失败了）实际上都很小心谨慎。他们开始时总是尝试尽可能地远离悬崖底部，直到厌倦为止。
本书中的有些实验属于这一类型：你可以慢慢地接近它们，同时从别人的错误中不断学习，最后可以安全地把握。它们不是初学者的实验，就如同穿轻便飞行服跳悬崖不是跳伞运动初学者的项目一样。
下面是我给出的一个很重要的启示：
这本书没有告诉你足够的信息，使得你可以安全地做全部实验！
对于有些实验，你应该能够根据本书里的说明并结合常识，再加上一些努力来安全地完成。但是在许多情况下，实验步骤不够详细，你不能够照着做。它们出现在这里主要是展示一个如何做实验的总则，你还需要大量的经验去填补中间的空白。
在确实想尝试任何实验前，在评估是否确实掌握了那些知识和所需的经验时，请对你自己保持诚实。你的安全取决于自己的态度，正如我的安全取决于我的知识一样。虽然跳崖看起来是件很有趣的事，但我绝不会马上就穿件轻便飞行服去跳。
几乎本书中的每一个实验都有可能致盲。你只有一双眼睛，它们相距得很近，一旦被溅入酸液，你就只好去买拐棍了。
我很幸运，因为我是个近视眼，在任何时候都戴着眼镜。如果你不近视，就需要去配一副好的、戴着舒服的安全眼镜。我所说的不是便宜的、极差的那种，而是比较好的、不易有划痕、不易起雾的那种，在好一点的批发市场或五金店大约花10美元就可以买到。最好多买几副，以便你随时都能够找到一副，戴上它！看在我的面子上，请戴上眼镜，因为我真的不想接到某个孩子的母亲的信，说她的孩子再也看不见她了。
本书中许多实验的视频、附加的照片和材料来源的链接，以及关于实验过程更加详细的说明，都可在graysci.com网站上找到。
材料来源可能随时变化，所以与其给你在本书付印期间可能已经不存在了的网址，还不如我们采取另一种方式，把网址全都收集在graysci.com中，并且随时更新。
在这个网站上，你还可以对任何实验做出评论，分享你的成功和有趣的失败，或留下你的心得、总结出的更好的方法或材料来源。在本书中，我没有做任何使其他人没法找到做得更好的方法的事情，我喜欢听到和分享你的主意。
尽管我很想作为一个天才，独自完成这些疯狂的实验，并享有因此获得的赞誉，但这本书是众多人士共同努力的结果。首先，我得感谢美国《大众科学》杂志的专栏编辑马克·詹诺、麦克·哈尼、道格·康托尔、特里沃·蒂米、戴夫·莫舍尔和本书的设计者马休·科克莱的巨大贡献。在专栏的最初写作、编辑和本书内容的整合过程中，如果没有他们的辛勤努力，我就只不过是一个在自己的博客里写文章、心绪不佳的疯狂科学家而已。
整件事尽心尽力地启动全仗马克·詹诺，他首先给我发电子邮件，问我是否愿意每月为《大众科学》杂志写专栏文章。看看我所创建的关于元素周期表的网站，你觉得我会说“不”吗？马克确定了专栏的基调，并且耐心地训练我怎样把原本需要4000字的内容用400字写成。
几年来和我一起工作的杰出的摄影师应该分享本书的大部分荣誉，这本书比任何其他作品更像美丽的摄影作品。麦克·沃克的作品比其他人的多，他开始习惯于每个月为那些冒烟的、可能爆炸的事物摄影。杰夫·肖尔蒂诺、罗里·恩肖、查克·肖特维尔都是很好的工作伙伴，希望这些工作在他们的记忆中不是噩梦。尽管我没有机会和《大众科学》杂志的摄影师约翰·卡奈特一起工作，但他的建议和支持是很有帮助的。我的助手尼克·曼（原先受聘时作为我的助手，后来被提升了）录制了大部分实验的视频。
不少科学家为我提供了有价值的甚至可能救命的建议。这些人包括特里格维·埃米森以及他的同事蒂姆·布鲁姆列夫和舍温·古奇，特里格维给我出了为我的首篇专栏文章用液氮做冰激凌的主意。伊桑·柯伦斯、布莱克·费里斯、西蒙·菲尔德、伯特·希克曼、格特·迈尔斯、杰森·斯坦纳、巴萨姆·沙克哈希里、哈尔·索萨博夫斯基、尼克·尤尼斯也提供了有价值的建议。专栏的主意都出自以上人员以及查尔斯·卡尔森、尼尔斯·卡尔森和奥利弗·萨克斯。
我在《视觉之旅：神奇的化学元素》（已由人民邮电出版社翻译出版）的写作中得到了马克斯·惠特比的帮助，他堪称化学和摄影创意的资源库。我同时得把我的赞美送给斯蒂芬·沃尔夫拉姆，在我应该全职工作帮助沃尔夫勒姆研究公司（Wolfram Research Inc.）开发Mathematica®的时候，他没有经常大发雷霆。
我要感谢马库斯·魏恩，因为他找到了贝弗莉·马丁。马丁为我找到了经纪人詹姆斯·菲茨杰拉德。我感谢我的经纪人詹姆斯为我找到了出版公司Black Dog＆Leventhal。感谢编辑贝姬·科赫，即使她意识到一大帮人都认为他们能做她所做的工作，但她仍然相信这本书会取得成功。
最后，我感谢我的妻子简·比尔曼以及我们的孩子艾迪·格雷、康纳·格雷和艾玛·格雷和我一起出谋策划，并且在一些实验中帮助了我（我要保证我的权威，仅仅当他们是完全安全的时候）。
从碗里冒出来的烟雾实际上是颗粒很小的盐。
钠是一种很软的银白色金属，它和水接触时会剧烈爆炸，与皮肤上的微量水分发生反应时会烧伤皮肤。氯气是令人窒息的黄绿色气体，在第一次世界大战中被不太成功地用于作战（据知，在交战双方的战壕中杀死了大约相等数量的士兵）。当这两种化学药品相遇时，它们会发生剧烈反应形成喷火的白色烟雾。这种烟雾就是氯化钠（NaCl，即食盐），我用它来给挂在上面的一兜儿爆米花调味。
“通过将钠原子上的一个多余的电子转移到氯原子几乎完美的外层电子中，这两种元素形成了氯化钠这种稳定的组态。”
盛爆米花的网兜破了，爆米花掉进碗里，使燃烧着的液体钠四处飞溅。
在元素周期表中，那些不稳定的元素总是要么在最左边，要么在最右边。钠是元素周期表第一栏（最左边）中的一种易失去电子的元素，氯则在周期表的另一端（第17栏），是一种挥发性气体元素，外层得到一个电子后即达到饱和状态。通过将钠原子上的一个多余的电子转移到氯原子几乎完美的外层电子中，这两种元素形成了氯化钠这种稳定的组态。氯化钠不会烧伤你的皮肤，也不会让你窒息。通过互相结合，两种元素互相挠了痒，不再急躁了。
氯化钠可以为爆米花调味，但是这不是一种可以考虑的实用方法。氯化钠很新鲜，但往盛液态钠的碗里吹氯气的危险是实实在在的。在第一张照片照好之后几秒钟，网兜就破了，掉进碗里的爆米花使得燃烧着的液态钠四处飞溅。没有人受伤，因为我已经做了最坏情况下的安全准备。这几乎是最坏的情况了。只有一种更加糟糕的情况，那就是氯气泄漏，无法控制。在这种情况下，我会像逃离地狱一样逃之夭夭。
这是本书中最危险的实验。如果和钠接触，它会烧伤皮肤和眼睛。钠以任何方式遇到水时都会爆炸，向四周喷射液态金属。氯气致命的过程会很痛苦，而且它散播得很快。在任何时候，在没有训练有素的化学家在场的情况下，都不允许私自处置这些化学药品。混合这些化学药品无疑是疯狂的举动。
元素
11
Na
钠
熔点：97.72℃。
发现：1807年，由英国化学家汉弗莱·戴维发现。
用途：照明、调味。
17
Cl
氯
熔点：-100.5℃。
发现：1774年，由瑞典化学家卡尔·舍勒发现。
用途：净化水、制造塑料。
液氮很冷，非常冷。它是如此之冷，如果有一滴掉落到你的手上，你就会感觉像火烧一样；它是如此之冷，可以把鲜花变成上千块玻璃似的碎片；它是如此之冷，只需一点就能在仅仅30秒内做出两升多冰激凌。我最初是从我的朋友特里格维那里听说液氮冰激凌的，他是一位在美国中西部工作的冰岛化学家（这种事常见）。他建议在我策划的晚餐会上用它做点心。是的，他说，他有一份食谱，是他从《化学化工新闻》周刊上看到的。你大概立刻会担心，怎么能从《化学化工新闻》上找食谱呢？因为那是一份主要针对修建炼油厂、香波工厂和大规模分馏液化空气的工厂（液氮来源）的工作人员的商业性出版物。但是对于我策划的晚餐会，它是完美的：著名作家奥立弗·萨克斯将要参观我的化学元素收藏品，我需要安排一些餐后娱乐。
我的第一个担忧是，我们会不会成功地造出冰激凌来？还有，如果我们没有败在厨艺面前，它会好吃吗？我的眼前似乎闪现着这样一个镜头：那些坚硬的、粗犷的东西可能会导致什么人的喉头被冻伤。但事实上，什么可怕的事情都没发生。
我们按标准冰激凌配方将下列食材混合起来：1升奶油、1升鲜奶以及若干糖、蛋和香精。（任何配方和香精都行，但不要用酒精和块状水果，因为它们会让你觉得温度没有那么低，这很危险。）然后，在通风的地方操作，以免氮气置换了空气中的氧气而使人窒息。充分考虑到液氮会把身体冻僵的能力，我们很轻柔地把两升液氮直接掺入奶油中，这个量远多于能够掺进蛋清中的量。
结果，文学点儿地说，30秒之后，得到了我所尝过的最好的冰激凌。这其中的秘密在于速冻。当奶油在-196℃被液氮冷冻时，影响口感的、给你冰碴感的冰晶将无法形成。相反，你能得到超级滑爽、奶油味十足、纹理细腻的冰奶油微晶。烹饪大师，馋死你！
“我的眼前似乎闪现着这样一个镜头：那些坚硬的、粗犷的东西可能导致什么人的喉头被冻伤。但事实上，什么可怕的事情都没发生。”
冰凉爽滑的奶油草苺冰激凌，用一罐-196℃的液氮制得，这足以令烹饪大师嫉妒得发疯。
元素
7
N
氮
它是什么：无色无味的气体，在地球大气中的含量高达78%。
熔点：-209.86℃。
沸点：-195.79℃。
发现：1772年，由英国物理学家、化学家丹尼尔·卢瑟福发现。
名称由来：拉丁文nitrogenium，意思是“硝酸盐形成”。
分布：所有生物体。
产生：恒星中的聚变反应。
用途：食品保鲜以及灯泡、电子产品和不锈炼钢制造。
孩子们为那种雾气腾腾的场面而感到兴奋，尽管对于他们来说，他们不知道这个过程有什么不同寻常之处。他们大概认为冰激凌就是这样的。天哪，让他们坐在作坊里首次看用老式方法制作冰激凌，他们会惊奇吗？半小时时间，你要我能做什么？
你需要：
□冰激凌配料（1升奶油、1升鲜奶、1杯糖、1勺香草素）
□2升液氮、长柄木勺和金属碗
□防冻厚手套
□安全眼镜
1 鸡蛋和草莓是可选项，而液氮不是。
2 在碗里将所有东西搅拌均匀。
3 一次加入1杯液氮，注意一定要戴上防冻手套，露指手套不行。
4 连续搅动，直到形成一层硬壳。
5 当均匀无结块时，冰激凌就做好，可以吃了。
液氮应该由受过训练的专业人士处置，因为它可以在几秒钟内造成失明和冻伤。
一杯开水在15秒内把勺子熔化了——注意杯底的液态金属。
提到液态金属，人们立刻就会想到汞，认为它是在室温下唯一的非固态金属。且慢！正确的说法应该是唯一的液态纯金属，有许多合金（金属混合物）在比较低的温度下会熔化。
例如，在20世纪五六十年代，体温计中填充的是汞，孩子们被告诫不能玩体温计。后来，汞实际上已经被性能几乎相同但毒性小得多的，由镓、铟和锡构成的专利液态合金Galinstan替代了。那个时代的孩子们也许还记得他们当时玩的一个游戏：用低熔点合金制作的骗人的勺子。当你要用勺子搅咖啡时，它却熔化了。毫不奇怪，这里用了高毒性的混合物，大体上它含有镉、铅、汞之一或者全部三种。
元素
49
In
铟
熔点：156.61℃。
沸点：2080℃。
发现：1863年，由德国科学家F.赖希和H.T.里希发现。
名称由来：希腊文indikon，意思是“靛蓝”。
用途：制造半导体、焊剂、光电导体等。
但是，因为合金可以熔化，所以就有可能用更加安全的成分做一种能在热的饮料中熔化的合金。
几个月前，我制造了一批这样的用于搞笑的勺子，将其作为礼物送给我的朋友、元素爱好者奥立弗·萨克斯。我先选了一把花哨的勺子，然后将首饰模具胶浇铸到勺子周围，铸成模具。接着我查询了会在大约60℃（一杯热咖啡的温度）下熔化的合金，发现了这样一个配方：铟51%、32.5%和锡16.5%。
当勺子在杯子的底部变成一小摊液态金属后，倒掉咖啡，然后用指头去接触液态金属，你会有一种古怪的感觉——它在你的指尖附近硬化。萨克斯用坏他的勺子后，他可以这样回收金属，再用一杯热水把它熔化后注入模具，重新制造一把新的。哈哈，搞笑勺子的生命循环。
那么，为什么你不能在玩具店里买到这些无毒搞笑的器物，就像你过去用有毒的器物玩耍一样呢？原因是价格。铟的价格大约是银的3倍。（我是从一个中国批发商那里得到铟的。）使用镓，你能制造在温热的水中甚至在你的手中熔化的合金。但是它比铟昂贵，而且它会弄脏玻璃，使皮肤变色。不幸的是，没有任何合金可以与汞的成本低、明亮闪光、不粘手等优点相比。更糟的是，现在我们知道，如果长期玩汞，你的脑袋就会受到损伤。
你需要：
□、铟和锡
□不锈钢平底锅
□橡胶或塑料勺子模具
1 用首饰模具胶浇铸或塑造一个你想要复制的物体的模具。
2 按正确比率称出金属：51%的铟、32.5%的
和16.5%的锡。
3 在一个不锈钢量杯内混合各种成分，然后用火炉加热。你需要连续搅拌，并加热到远超过合金熔点的温度，以使锡、与铟充分融合。
4 让合金冷却，然后将它放到接近沸腾的水上再次加热。可以使用双层蒸锅，或者将量杯在热水中放置一两分钟。
5 将熔融的金属倒入模具。你也许觉得把铸造用的模具拿在手里很好玩，但要知道金属非常热，如果溢到你的手上，则会烫伤你。它像开水一样危险。
6 等待，直到金属在模具里变硬。因为这种金属的熔点很低，其固化过程需要的时间也许要比你想象的长。
7 小心地从模具中取出勺子。
8 欣赏一下，在开水中搅拌，勺子会在几秒内熔化！
因为这种合金会在很低的温度下熔化，所以几乎任何铸模材料都可以用。我使用了透明的首饰模具胶，因此你可以看到它的内部情况。
想要在鸡尾酒会上做一次赌圣吗？首先告诉客人，水生生物之所以能够存活，在很大程度上是因为冰可以浮在水面上——至少在温带是如此。如果冰沉到了水底，那么整个湖泊都将被冻成一块固体，湖面上就不会形成一个保温的绝热层，所有的鱼就都死掉了。好，现在你可以打赌，告诉他们你可以用魔法让冰块沉下去。随后，你可以从预先摆放在旁边的玻璃杯中抓出一块特殊的冰，将它扔进一杯普通的水中。现在去收客人的钱吧。
这个魔法的关键是“重冰”。有很多术语是不能只从字面上理解的，例如，红夸克并不是红色的，纳米也不是一种米，而是长度单位。但“重水”确如其名，它确实是比普通水重的水。这是有可能的。因为元素常常以几种不同的形式（或者说是同位素）存在，它们包含相同数目的质子和电子（这决定了元素的化学性质），但中子数不同（中子除了增加重量之外对元素的化学性质没有任何影响）。
“同种元素的同位素的质子数和电子数相同，但中子数不同，其化学性质相同，但物理性质不同。”
氢原子总是含有一个质子和一个电子，但每6400个氢原子中会有一个原子还含有一个中子，这使该原子的质量增加了一倍。通过一个有H2S参与的复杂处理过程，我们可以将重氢——氘（D）分离出来，这样就可以制造出比普通水重约10%的重水（D2O）。
从化学性质上讲，重水就是真正的水。在纯净的重水中，藻类能够生存并迅速繁殖。特殊饲养的小鼠体内可以含有25%的重氢，但若超过这个比例，一些微妙的生化反应就会使得这只“重鼠”生病。（研究人员之所以使用小鼠而不是其他动物进行实验，是因为小鼠体形小，若饲养一头“重牛”，则成本太高了。）
重水主要用在核反应堆中，但它本身并没有放射性。它是很安全的（但并不建议你把它喝下去，注意将含重水的杯子与客人的杯子分开），很容易从市场上买到。重水的价格不算太高（注：普通纯度的重水每毫升售价约10元），所以你可以自制这种可以沉底的冰，并且在每次打赌时获胜——除非你在跟核物理学家开玩笑。
你需要：
□100克重水
□制冰格
1 在制冰格上清楚地贴上这样的警示语：不要吞食这些冰块。
2 把重水倒入制冰格，然后将其放入电冰箱的冷冻室。
3 把冰块投入盛有普通水的杯子中，看着它们沉底。
元素
1
H
氢
熔点：-259.14℃。
沸点：-252.87℃。
发现时间：1766年，由英国科学家H.卡文迪什发现。
分布：宇宙中含量最丰富的元素，比例高达90%。
名称由来：希腊文hydro genes，意思是“水之素”。
用途：化石燃料精炼、制氨。
一个用高氯酸盐和奥利奥饼干推进的火箭模型飞驰而去。
我们的食物中蕴含着惊人的能量。如果你不相信，可以给小孩喂一些糖果，然后看着他们在屋里跑来跑去。当然，这样做的结果只是将食物中的能量转化成了噪声和混乱。
一根特大号的巧克力士力架含有2270千焦的能量，而4.2焦耳的能量可以将1克水的温度升高1℃，所以那个巧克力棒在理论上可以将1克水的温度升高约540000℃，或者更实际点，可以将5.4千克的0℃的冰水烧开。
“你可以将巧克力棒与更加高效的氧化剂（如高氯酸钾）混合起来制成发射火箭所用的燃料。”
当糖、淀粉和脂肪与从肺中吸入的氧气通过复杂的生化过程发生反应之后，食物中的能量便会被释放出来。谢天谢地，这是一个缓慢的燃烧过程，不会有火参与其中。
但是，你也可以将巧克力棒与更加高效的氧化剂（如高氯酸钾）混合起来，使其在很短的时间内释放出大量的能量。这基本上就是火箭的燃料。如果将它在露天防火实验台上点燃，它就会剧烈燃烧，喷射的火舌可以在几秒内将整根巧克力棒烧掉。
当然，我们实际上不能用巧克力棒发射火箭，因为它里面的果仁会把喷口堵住。然而，如果用奥利奥饼干进行填充，标准的火箭模型发动机就可以工作得很漂亮。（警告：这种火箭模型的安全守则不准许用高活性的高氯酸盐与饼干的混合物填充火箭模型发动机。）
虽然推力不是很大，但我的高氯酸盐-奥利奥火箭还是飞离了地面。对一块半生不熟的甜点来说，这已经很不错了。或许我可以使用含糖量更高的食物代替奥利奥饼干，例如用顽皮吸管糖（Pixy Stix）或妙妙熊软糖，以得到更大的推力。那些头脑发热的人要真想推出“糖果火箭”的话，他们可以使用更纯净的糖源以获得最佳的推力-燃烧时间比，只是不能再将它们喂给可爱的孩子们了。
混合火箭燃料无疑是一项危险的工作，因为那些成分会发生剧烈燃烧，有时简单的混合动作就会将其引燃。
为了这次实验，我将几种常见的糖果与高氯酸钾混合起来。我用手工方式碾碎糖果，将其小心翼翼地放在高氯酸钾之中。这个过程相对安全，糖果是潮湿的，这使得它比较容易发生反应，而且我在混合它们的时候动作非常轻柔。这样做的结果是没有制成威力强大的火箭燃料。
要想得到真正的高能燃料，你必须将它们精心地混合起来，甚至将各种成分融在一起。这就要求具有丰富的经验，而且在很多情况下还需要有政府颁发的烟花或炸药制造许可证。混合操作需要在遥控球磨机或其他可遥控的搅拌机中进行。
如果操作不当的话，为火箭模型发动机填充燃料也是一项危险工作。像我制造的那种混合不充分的低能燃料是相对安全的，但随着燃料质量的提高，它也会越来越危险。
一根用于提供糖分的巧克力士力架和一小堆用作氧化剂的高氯酸钾。小心翼翼地将这两种成分混合起来，然后在防火实验台上做燃烧实验。
KClO4
高氯酸钾
它是什么：由高氯酸衍生而来，存在于自然界，可人工合成。
用途：制作火箭燃料、炸药、烟花、安全气囊，可用作解热、利尿药物。
用二氧化碳灭火器制造的冰激凌是完全可以食用的，只是不要吃那些有可能夹在冰激凌中的硬块，那可能是遗留的干冰。
液体在蒸发的时候会变冷。例如，当一个人的身上被弄湿的时候，他会感觉很冷。这个众人皆知的现象之所以发生，是因为液体变成气体时会带走能量，而这些能量就来源于从液体中传递的热能。这种相互作用的机理是科学中最复杂的问题之一，但重要的是它可以用于制作冰激凌。
当然，你不能仅靠奶油蒸发来得到冰激凌，就像不能指望水会在室外独自蒸发而结冰一样。但我们可以在常温下给二氧化碳加压使其液化，然后降低液态二氧化碳的压强，让一部分液态二氧化碳蒸发，吸收大量的热能，最终有大约1/3的二氧化碳被冷却成固体，这就是干冰。
从哪里可以搞到盛有液态二氧化碳的钢瓶呢？当然是从消防器材经销商那里购买。你可以将一个干净的布袋套在二氧化碳灭火器的出口上，然后完全打开钢瓶开关放出二氧化碳。大约只需10秒的时间，你就可以在布袋中收集到雪花状的干冰粉末。（但最好别这样玩，因为干冰可以在几秒之内把你冻伤。）
下面的事情就简单了：将干冰倒入一个盛有冰激凌配料（淡奶油和鲜奶各1升，鸡蛋2个，糖1杯，香草或其他香料1茶匙）的盆里，然后不断搅动，直到冻住为止。（注意，鸡蛋是可选项。坦率地讲，由于存在含有沙门氏菌的风险，它们大概是这个实验中最危险的部分。）加入干冰时要慢，以免将冰激凌冻得坚如岩石。我曾经用微波炉加热才让一批冰激凌恢复到刚好冻住的程度。
那么，它是否可以食用呢？当然可以了。因为二氧化碳灭火器常用于餐馆厨房，它们里面通常充的是食品级的二氧化碳。（不要用更常见的化学干粉灭火器做这个实验。）
有趣的是，二氧化碳可以从汽水中咝咝作响地冒出来，这种冰激凌实际上也会释放出二氧化碳，不过你不会看到二氧化碳从盛放冰激凌的盒子里吱吱嘎嘎地冒出来。
“如果蒸发被加压的液态二氧化碳，则可以从中吸取非常多的热能，最终大约有1/3的液态二氧化碳会变成干冰。”
你需要：
□冰激凌配料（1升淡奶油、1升鲜奶、1杯糖和1茶匙香草素）
□约10千克的食品级二氧化碳灭火器
□布袋
□长把木勺和金属盆
□安全眼镜
1 用二氧化碳灭火器向干净的布袋内喷射，收集干冰。
2 把所有制作冰激凌的原料放入金属盆内，混合均匀。
3 一边搅动，一边分批次慢慢加入干冰。
为了得到足够多的干冰，你得让灭火器猛喷大约10秒。
水非常善于隐藏自己。水分子能与许多物质形成微弱的化学键，从而藏身在晶体结构中。你完全看不出这些物质里有水，它们既不潮湿也不柔软，不管怎么看都不像含水的样子，除非有什么原因让里面的水跑出来。
很多岩石和矿物都含水，但从外表一点也看不出来。比如绿松石由铜铝磷酸盐组成，其中每个铜原子搭配的水分子有4个之多。充分加热会释放这些水，导致绿松石褪色。
水与一些材料（比如布料）接触时只能渗透进去，与另一些材料则能通过化学键结合，其区别在于材料分子之间间隔的精细程度。
在原子尺度上，湿布的纤维束缚着许多水滴，每个水滴都由数以万亿的水分子组成。而在绿松石里，水分子围绕着磷酸盐基团均匀分布，各自与铜原子或铝原子通过化学键结合。绿铜矿是由硅酸铜组成的绿色晶体，其中也含有以这种方式结合的水。类似的还有鱼眼石，加热把它里面的水释放出来后，鱼眼石就会变成细小的碎片。
我最近对一种零食的做法产生了好奇心，它也许可以用上面所说的现象来解释，这种美食就是虾片（印尼人称之为虾饼）。它原本是又硬又干的圆片，由米粉或木薯粉做成，看起来很像硬塑料片，触感和口感也像。我第一次看到时还以为又是一种没法吃的健康食品，但这个想法大错特错！
我把这种圆片丢进热油里，它们立刻膨胀起来，变成原来的10倍那么大。这可能是因为加热把里面隐藏的水分子赶了出来，水分子在瞬间变成水蒸气。水一直以某种形式潜藏着，等待合适的时机把干燥的淀粉变成好吃但不健康的油炸美食。
“水非常善于隐藏，除非有什么原因让它们跑出来。”
你需要：
□一袋虾片
□若干食用油
□金属锅具
□安全眼镜
在某些地区，炸虾片或其他类型的虾饼是一项必备的烹饪技能。跟油炸其他东西一样，你除了需要一锅热油之外，还颇要一点勇气。照着包装袋上的说明去做，应该就能做好。
大火油炸 热油能让干燥的淀粉类食物（比如粉丝和虾片）里隐藏的水分子释放出来变成水蒸气，导致食物膨胀。
热油会导致烫伤，还容易着火。用玻璃罐当炸锅非常不安全，我们这么干只是为了方便摄影。
小麦面包含有一种看上去很反常的东西——麸质。这是一种胶状蛋白质，温度较低时呈液态，而在高温下会变成固体。面包在烤制过程中膨胀时（从技术上来说，面包是一种泡沫），麸质形成的弹性骨架把气泡包裹起来，锁住水分，让烤好的面包松软、有嚼劲。糟糕的是，很多患有乳糜泻的人吃一点点麸质就会不舒服。
食品科学家想为这种蛋白质找到替代品，这种替代品必须能吃，分子能形成强韧的网状结构，在高温下变成固体锁住水分，冷却后变回液体把水释放出来。换句话说，他们要找的就是某种遇热凝结、遇冷熔化的物质，与普通物质相反。
美国陶氏化学公司的研究人员从纤维素着手挑战这个课题。纤维素是植物细胞壁的主要成分，分子呈长链状。研究人员往纤维素骨架上添加各种各样的分子侧基，使它获得不同性质。通过调整侧基的数量和类型，他们设计出了一批类似于麸质的分子，与凝胶相像的程度有高有低。经过15年以上的精心调节，研究人员终于造出了一种理想分子，其性质正合适。
往无小麦面包粉里掺入不到2%的新型分子，就能做出松软可口的无麸质面包。让烘焙爱好者失望的是，现在只有食品制造商能用上这种原料。不过，如果成品面包以外的需求足够大，说不定你自己的实验室……呃，我是说你家厨房很快就能用上遇热凝结、遇冷熔化的材料啦。
“经过15年以上的精心调节，研究人员终于造出了一种理想分子，其性质正合适。”
无麸质面包的改良历程。上图中最右边的那种面包用上了纤维素和分子侧基的完美组合配方，使乳糜泻患者也能享用松软的面包。
在整个疯狂科学系列里，只有这个实验我没亲自做过，因为原料太难搞到了，只有食品制造商才能弄到。图中的面包是陶氏化学公司的试验厨房做的，照片也是他们拍的，全程我都不在场。制作流程跟做普通面包一样，只是用其他物质代替了普通小麦面粉里的麸质。
