1 化学是魔法

敬畏自然很重要，但不被世间的能量和力量所迷惑也同样重要，因此我们要学会如何去理解它们、控制它们。

把两块强磁铁彼此推挤在一起，感受它们之间那种虽不可见却又彼此排斥的力量吧。如果手边有的话，现在就去尝试吧。当你遇到了某个神奇的机会，同时握住两块磁铁就会和握住单独的一块磁铁完全不同。当你感觉世界充满神奇并为事物为何这样而感动的时候就回过头来思考一下。

请注意以下事实：磁铁只不过是普通的小东西，我们知道磁性是怎样作用的以及怎么制造磁铁。天然磁铁是来自另一个世界的物体，比如月球的岩石或其他星球的碎片。它们造访了人类世界，给我们带来了它们故乡的力量和知识。

不过，它们的家可不是另一个星球，而是另一个尺度。在非常小的微观世界里，原住民就是量子化的力量，它可以控制自然界中的物质和力量。

量子化的磁力存在于世间万物之中，也存在于古往今来的任何时间尺度上。不过，通常它们的作用方向不同，彼此抵消了，隐藏在我们的视野之外。但是，当我们创造出了一块强磁铁时，我们就把大量单独的量子化的力量聚拢在同一个方向上，从而把这种令人惊讶的力量带到了我们的世界里，这就是为什么我们会感觉磁铁在把我们的手推开或拉近。

而量子所处的这个微观世界同样也是化学的地盘。我们点燃一把火，或者一片树叶变黄了，这些都是大量（多得超乎你的想象）的原子共同作用而创造出的在人类世界的尺度上能够看得到的效应。

在这一章里，我们就要探索这个世界。

来，看看荧光棒吧！当你弄碎荧光棒中的一颗小胶囊之后，两种溶液混合在一起，突然整个荧光棒就开始发光了！这怎么可能呢？虽然在每个便利店都能买到这种东西，它比一瓶水还便宜，但我猜，你也曾经为这种东西的神奇感到惊讶。

光是从哪里来的呢？

光是由数量惊人的光子所组成的，光子携带着能量，以光速飞行。制造光子有许多种方法，而荧光棒里发生的事是其中最复杂的方法：每一个光子都是由一个一次性的化学机器亲手打造出来的。

我们从零开始设计和制造了这些机器，所以我们当然知道它们是怎样工作的，我也可以解释给你听。（如果你发现我的解释里有很多自己不熟悉的词语的话，不必担心，我将在本书稍后的部分再解释它们。）

想要通过化学机制产生光线，你需要一种能够吸收、释放光子的分子，这种光子的能量范围还必须在可见光的范围之内（若能量太低，光子则变成了不可见的红外线；若能量太高，则产生不可见的紫外线）。

在这个反应中，染料分子可以无限次反复使用，但其他的分子只能使用一次，这是因为它们的结构被破坏，提供了制造光子所需的能量。这台精密的化学机器的工作，就仅仅是为了产生一个单独的光子。如果还需要产生其他的光，就必须使用另一套分子。

在1秒内，一根普通的荧光棒可以激活和破坏掉10000000000000000台这样的化学机器，来产生我们看到的光。