第八章 火山內部

塔爾伯港(Port Talbot),威爾斯

當我們走近五號鼓風爐──煙囪與鷹架交織成的一座黑塔──一輛魚雷車正在裝貨。

鐵魚雷車是一種潛艇狀的鐵路車,熔融的鐵從鼓風爐倒進車裡,然後駛往半哩開外的煉鋼廠。一股鮮亮的黃紅色液體從鐵軌上方一座平臺滾滾而下,流進魚雷車紅通通的大嘴。

「它看起來好像巖漿,」我不禁叫道。

「它就是巖漿,」我的導遊說。鋼之所以如此神奇、如此浪漫,這絕對是原因之一。所謂煉鋼就是將岩石燒化;就是人在製造巖漿。經過幾千年煉鋼,就算是今天,就算在最先進、最精密的製造設施,鋼的生產仍離不開這種最原始的本質。我們和古希臘與古羅馬的火神一起置身神話中的火山內部。在這裡,火星漫天飛舞,一切的表面都蓋著一層泥土與煤煙。空氣中不時飄來濃得令人無法呼吸的硫磺味,嘶嘶作響聲此起彼伏。

當鼓風爐排出熔融金屬時,這感官的衝擊來到最高峰。鼓風爐側邊底部的黏土磚鑽有一個洞,鐵漿開始從爐裡流出。我原以為像這樣的事,應該是在沒有任何人工輸入的情況下進行的,但在大多數鼓風爐,包括不久前在亞速關掉的、包括美國境內大多數,以及在南威爾斯塔爾伯港煉鋼廠的這座鼓風爐,整個過程竟如此依賴手動。

我們站在一邊,一位穿防熱衣的工人按下一個遙控裝置,一部大型吊車搖擺著朝鼓風爐的出鋼牆(tap wall)移近,裝在吊車頂端的鑽子開始鑽入黏土磚,突然間,鼓風爐底座倉房湧出一股熱氣。但幾分鐘過後,情況顯然有些不對勁。

「喔,」有人開了口。「他鑽子卡在濕黏土裡了。」

經過一陣錘打、鑽挖,吊車突然為黑煙吞噬,接著一股烈焰升起。火花開始到處亂爆,一股冒著黃色火星的熔漿像凱瑟琳輪煙火(Catherine wheel)從出鋼牆噴發。幾分鐘過後,火光與煙塵逐漸平息:巖漿出來了。發著光的溶液咕嚕咕嚕從鼓風爐一湧而出,順著渠道流進守候著的魚雷車。

這次出鋼作業比平常更扣人心絃,但結局不變:一股含碳量四%到五%的熔融生鐵漿。這是層層轉型過程的第一關。不很久以前,這些生鐵以粒狀、塊狀硬鐵礦的形式,連同作為助熔劑的焦煤與白雲石一起送進鼓風爐。就如同玻璃製程中使用的助熔劑,焦煤與白雲石能降低熔點、拔出生鐵中的雜質。原物料用巨型自動廢料桶,一層一層倒進鼓風爐。在我到訪時,這些原物料是來自瑞典的鐵,以及來自澳洲與中國的煤,它們已經先送進威爾斯這裡的鼓風爐,烘製成焦煤。

生鐵與助熔劑進入鼓風爐以後加熱、熔融,不斷沉底,溫度逐漸升到攝氏一千四百多度。我們往前走了幾步,走進鼓風爐的陰影,在外殼以及防火磚夾層包覆的鼓風爐內艙,鐵的溫度已經升到最高點。站在鼓風爐外的我們只覺奇熱無比,而且嘈雜不堪。鼓風爐發出吼聲。一位工人開啟一個小窺孔,遞給我一面濾光鏡,讓我戴在眼前,然後告訴我朝哪裡看。我見到裡面一股白熱的東西,向噴氣般射入爐心。那是氣體嗎?

「煤,」他叫道。「粒煤(granulated coal)!」

伴著從鼓風口(tuyeres)的一排金屬管中噴發的熱空氣,粒煤灰不斷射向鼓風爐底部──這說明一件事:談到鋼與鐵,就不能不談煤。每製造一噸熔融的生鐵,需要投入一噸多一點的鐵礦石與略少於一噸的煤,這些東西大多從鼓風爐頂端倒入,但少部分也會成粒狀拋在鼓風爐邊上。

加入煤的目的不僅為了熱爐,也為了促成鼓風爐內的重要化學反應。鐵礦石富含氧化鐵,基本上是粒狀鐵鏽,將它轉化為金屬就是將它的氧原子與鐵原子拆開。眼前這座巨型鼓風爐的終極作用就在這裡:提供一種環境,讓氧原子可以離開鐵原子,與煤的碳原子結合。所以嚴格說起來,這些鼓風爐的主要終端產品不是那些不斷湧出的鐵溶液與之後濾除的礦渣,而是二氧化碳,大量的二氧化碳。 [1]



鐵,煤,與工業革命

鐵是一種化石燃料產品。我們每年都得把數量驚人的煤──超過十億噸,比全世界所有人的體重加總還要重得多──倒進全球各地約一千座的鼓風爐。從這些鼓風爐中出來的鐵或許含碳量不高,但它的生產過程造成巨量二氧化碳,約佔全球總量的七%到八%。沒有任何溫室氣體排放來源像這樣集中在這麼少數幾個地點。 [2]

雖說塔爾伯港鋼廠只有兩座鼓風爐,與中國大多數煉鋼廠相比簡直不值一提,但塔爾伯港仍是英國境內最大煉鋼廠,也因此仍是英國境內最大的碳排放汙染源。不過這裡有一個你在本書其他地方也屢見不鮮的矛盾:人類選用煤來煉鐵,一開始是為瞭解決一個環境問題。

鐵的故事可以回溯自第一座鼓風爐問世以前很久。圖坦卡門石棺出土的寶物,除了那隻美麗的黃色玻璃甲蟲以外,還有一把飾金把手、鑲有寶石的匕首,而它最有價值的部分不是上面的金飾與寶石,而是刀刃本身:不可思議的是,這片鐵製刀刃歷經三千餘年並無鏽蝕。經過分析,它來自一顆隕石:一塊在太空鑄成,墜落地表的鐵、鎳與鈷的自然合金。據猜測,像圖坦卡門項鍊上那塊黃玻璃一樣,它也是在撒哈拉沙漠砂丘中發現的。 [3]

據有今天土耳其與敘利亞的古西臺人,似乎早在大約西元前一千四百年便發現如何煉鐵、打造鋼製武器的技巧,之後這些技巧傳遍亞洲與歐洲,進入人類學所謂鐵器時代(Iron Age)。不過直到西元前五世紀,中國人才發明第一座鼓風爐,直到中世紀,鼓風爐技術才傳入歐洲。蘇塞克斯(Sussex)於西元一千五百年左右有了鼓風爐,開始生產生鐵,不久,南威爾斯也開始跟進。

這些鼓風爐有一個共同點:都用木炭做燃料。在密閉空間燒柴產生的木炭,是一種幾乎純淨的碳,能釋出溫度極高、非常乾淨的熱,使它成為鑄鐵、其他冶金形式,或釀啤酒、或製做染料的理想燃料。但隨著木炭需求不斷增加,對森林構成的壓力也愈來愈大。畢竟木材也是房屋不可或缺的重要建材,特別是在英國,皇家海軍的艦艇與桅桿都得用木材打造。一五五九年,在傳出相關報導,說烏斯特(Worcester)附近的林木資源已經減少到令人憂心的地步後,當局通過新法,禁止在距離塞文河(River Severn)十四哩內為鑄鐵砍伐森林。一場劃時代的變化隨後出現──不僅在鋼鐵產業,在現代世界史上也如此──英格蘭與威爾斯的企業主逐漸不再仰賴木材,開始改用化石燃料。 [4]

這個故事與工業革命的故事交織在一起。究竟為什麼工業革命發生在英國,而不是發生在歐洲其他地方,或發生在亞洲或美洲,直到今天仍是人們辯論的話題。可能的因素非常多,包括人口結構、地緣關係、政治與制度背景、勞工市場性質、先前創新的不斷累積等等,遑論製造業者迫於環境壓力,急著尋找更廉價、更充裕燃料的因素了。英國還擁有一項難得的地質學優勢:像英國這樣面積小,卻能擁有如此豐富礦物資源的國家並不多見。英國除了富含鐵礦與石灰石,還產錫、鋅、銅與矽砂。最顯然的因素是,英國似乎擁有取之不盡的煤,而且大多是優質的無煙煤──產地遍及蘇格蘭中部、英格蘭東北,在約克郡、在密德蘭、肯特(Kent)、格洛斯特(Gloucester)與南威爾斯的河谷。

就這樣,自十六世紀起,隨著木材荒的恐懼不斷加遽,早期的企業家開始實驗。在十六、十七世紀之交,啤酒釀造與染料業者、磚匠與陶工、冶金與玻璃製造業者紛紛開始用煤。但這項轉型並非沒有問題。使用木炭這類含碳量高的燃料很乾淨,燒煤卻充滿汙染,味道也很難聞。用煤燒成的磚塊容易變黑,釀出的啤酒則有一種惡臭。

但隨著時間過去,工業家的應變之道也不斷出籠。幾家釀酒商發現,若事先將煤烘烤一番,像燒製木炭一樣,可以製成形式較純、汙染也較少的煤,即焦煤(coke)。其他產業也迅速採用焦煤與煤:它們成為玻璃製造業者必備的燃料,東北部與柴郡的鹽廠也開始廣為使用。運煤船從新堡(Newcastle)與桑德蘭(Sunderland)南下,供應倫敦的釀酒廠,然後滿載矽砂返航,為泰恩塞德(Tyneside)的玻璃業者運補,這還不包括其他各式各樣的非傳統貨物。

明礬(alum)──能防止布料染劑退色的一種化學劑──成為這段日子的一門新興產業。含明礬的礦石產在布林比附近的北約克郡崖邊,不過在提煉過程中,需要將明礬石浸在許多加侖的尿液中熬煮──而這遠非就地取材所能辦到。一套精密的供應鏈隨即建立,據說,著名的英國探險家庫克船長(Captain James Cook)就是在建立這條航線時克服暈船毛病的。來自新堡的運煤船會滿載倫敦廁所的尿液北返。據信,這就是 taking the piss(上小號 )這句俗諺的原始出處。

在熬煮尿液時,明礬製造商像所有其他業者一樣,也開始燒煤。就這樣,經過幾個世紀,煤成為英國最重要的燃料。煤與鐵的結緣出現得比較晚,不過那不是因為沒有人知道煤既便宜又供應無虞、更合算,而是因為用煤鑄鐵非常不容易。每次有人嘗試用煤取代木炭鑄鐵,結果燒出來的鐵都含硫過多,根本派不上用場。

最後,亞伯拉罕.達比(Abraham Darby)解決了這個問題。達比來自密德蘭,一開始在釀酒廠工作。他從這段工作經驗中發現,製作與使用焦煤的好處比木炭大得多。經過幾次失敗,他在一七○九年成為史上用焦煤而非木炭啟動鼓風爐的第一人。當亨利.柯特(Henry Cort)發現如何不用木炭就能將達比廠出廠的生鐵煉成較純的熟鐵之後,木與鐵的連繫完全斷線。 [5]

由於煤是一種能量比木密集得多、來源也比木充裕得多的燃料,英國的鋼鐵生產突然間起飛,進而帶動一系列其他創新。一旦煤與鐵的用量增加,英國需要開更多的礦,需要挖得更深,如何從礦坑抽水的問題也變得更迫在眉睫。為此,英國人發明瞭蒸氣機──湯瑪斯.沙維利(Thomas Savery)與湯瑪斯.紐柯門(Thomas Newcomen)的原始機首先問世,之後詹姆斯.瓦特(James Watt)發明瞭較精密的版本。突然間,煤不但可以用來製作化學藥劑、玻璃與鐵,還能轉動車輪、把水抽出礦坑,並輕鬆帶動火車頭。

煤與鐵催生了工業革命──煤可以讓機器運轉,鐵可以製造機器。就像今天,它們當年的故事也同樣相互交織、錯綜複雜。舉例來說,瓦特的蒸氣機直到他遇上約翰.韋金森(John Wilkinson)之後才真正有了譜。韋金森對鐵極為著迷,他在一張鐵辦公桌上工作,出資建了一座鐵橋,自己造了一艘鐵船,還要求死後葬在鐵棺裡。瓦特知道只有鐵鑄蒸氣機才能扛住內部龐大的壓力,直到韋金森幫他鑄造了一個幾近完美的鐵汽缸與活塞,他的蒸氣機才得以運轉。 [6]

這不僅是一場工業革命,也是一場原料革命,而且最重要的,是一場能源革命──是第一場人類從林木與木炭動力轉換為化石動力的能源大轉型。到十九世紀初期,英國境內大多數工業都已改用煤動力。值得一提的是,這相當不同凡響。在一八○○年,九五%的英國能源取自煤;同一時間,幾乎所有──九成以上──法國的能源仍來自燒柴。土地面積有多大、能植多少樹的有機束縛不再能限制住英國。自古以來,一直與法國不相上下的英國人均國民所得就在這時開始飛躍超前。到十九世紀初期,英國的財富已經超越法國八○%。 [7]

或許,想了解這場能源轉型──這場人類衝破自然枷鎖大轉型──的重要性,最簡單的辦法,就是問一個問題:如果我們今天把鼓風爐裡的煤與焦煤都丟了,回到過去使用柴火與木炭的時代,生活會像什麼樣?畢竟,今天世上若干國家,特別是巴西,仍然使用大量木炭而不用焦煤,所以理論上我們確實可以這樣重返過去──但在看到相關數字後,你會發現這其實並不可行。今天的英國每年產鋼三千萬噸,如果用木炭全面取代焦煤,僅僅為了生產這些木炭,就得投入將近半個英國國土造林;如果全球鋼材生產全面改用木炭,每年得砍掉半個亞馬遜雨林。這場景儘管令人頭皮發麻,但它頗能說明何以直到今天,我們仍然將這麼多能量密集的煤倒進像塔爾伯港的鼓風爐裡。 [8]



煉鐵成鋼的地方

魚雷車這時已經滿載三百噸生鐵,拖灑著駛入鋼廠。就像亞速,塔爾伯港煉鋼廠也異常龐大:每一個區──焦爐、燒結廠房(sinter plant)、鼓風爐、鋼轉爐、軋鋼廠等等──都像大都會裡的一個行政區。它佔地五平方哩,是塔爾伯港面積的幾近兩倍,廠區還包括一處歐洲最大的私人海灘──這是一片已經荒廢了的沙灘與砂丘,如果不是旁邊那些黑森森、惡魔似的煉鋼廠設施,應該是一處令人留連忘返的所在。

下一站是鹼性氧氣轉爐(basic oxygen convertor)。這名字聽起來乏善可陳,實際過程卻很精采:這是煉鐵成鋼的地方。從鼓風爐出來的巖漿倒進一個巨杓,除去殘餘的硫。之後,一部我希望真的非常牢靠的起重機將盛滿液態金屬的這個黑色巨杓舉高,移向氧氣轉爐。在看了《魔鬼終結者》第二集(Terminator 2 )最後一幕之後,我知道就算是阿諾.史瓦辛格(Arnold Schwarzenegger)也經不起這麼熱的燒烤。紅通通、發著亮光的熔液拌隨六十噸廢鋼,一起注入這座轉爐──一個梨形坩堝──這六十噸廢鋼形形色色,從焗豆罐頭到汽車零件,什麼都有。所以說,轉爐生產的「新」鋼實際上是半資源回收產品。表面上看,煉鋼過程超汙染、超浪費,但事實上它是資源回收率極高的活動。這是鋼鐵業又一鮮為人知的矛盾。

與鼓風爐相比,煉鋼過程相當簡單,而且快得出奇。一根金屬槍垂入轉爐中,以超音速高速將純氧噴在巖漿上。經過二十分鐘火花亂竄的製程,送入轉爐之初原本含碳量四%的生鐵,已經成為含碳量○.四%的熔融鋼液。即使今天看來,這一切變化也太快了。幾百噸生鐵突然間成了鋼。在柏思麥發明轉爐以前需要幾周才能完成的工作,現在只需幾分鐘。看著眼前這座現代轉爐,讓人自然而然想到亨利爵士這項發明的重要性,想到它如何改變英國、以至於全世界人類的生活。突然間,鋼成為全球各地都能買到的商品,而且同樣重要的是,它便宜。

也正由於它便宜,你想用它做什麼都可以:用鋼做犁,做引擎,做建築物的骨架,還可以做釘子,將東西釘在一起。鋼也帶來我們早先從混凝土那裡學到的相同教訓:鋼為什麼成為原料世界的臺柱?不僅因為它非常有用,也因為它便宜。便宜使得鋼不再是我們的GDP統計數字指標──也正是鋼的秘密武器。在一八一○年,美國人購買鐵釘的開支佔國民收入的比例,與美國人今天的電腦開支佔比大致相等。今天的鋼釘品質比當年的鐵釘強得太多,成本卻幾乎不值一提──也就是說,我們可以有更多的錢來買……電腦。 [9]

或許這一切聽來也沒什麼,但老實說,我們的世界就是靠這種看起來不起眼的進步打造出來的。鋼是材料學突飛猛進的產物,而直到能輕鬆融入世人生活以後,鋼的時代才真正到來。除了品質先進,還靠了一些平淡無奇的事──例如量產科技──與一些比這更無趣的東西,例如訂定標準。在一九一七年,如果你想買一把砍樹的斧頭,單在美國境內就有近一百萬種──精確說,有九十九萬四千八百四十種──各式各樣的單刃斧任君挑選。二十世紀有許多重要進步,其中最為人所忽視、但非常重要的一項,是美國政府在赫伯.胡佛(Herbert Hoover)總統主政期間推動的產品標準化。根據這項方案,螺釘與螺栓得有一定規格、尺寸,不可以隨意亂造。鋼改變世界的原因有許多:大家都能取得它、用它工作;因為它無所不在,當然沒錯,也因為它廉價──這主要歸功於像我眼前這樣的巨型鍋爐。 [10]

新出爐的鋼──仍然熱得泛紅,仍然與幾分鐘前一樣,看起來很像巖漿──倒進另一容器,展開一趟嶄新的旅途。這是一趟走向精密之旅:因為從這一點開始,普通的低炭鋼(vanilla steel,有時稱為軟鋼〔mild steel〕)將經由不同製程,成為數以百計各有獨特屬性的合金之一。

加入錳(約一.七%),就能得到一種質地堅硬、延展性強的鋼,是鑄造火車鐵軌的絕佳材料;加入矽,得到一種電工鋼,可以與銅一起製作馬達或變壓器。想製造防鏽的不鏽鋼,可以加入十二%的鉻,有時為提高強度,還可以加進一些鎳。製造飛機著陸裝置需要高強度、高韌性、堅固耐用的合金,得加入鉬、矽與釩──近年來,鋼合金的型別不下千百種,但它們都從這裡起步──在一大鍋熱得冒泡的金屬溶液裡加一點特殊成分,然後各奔東西。

儘管鐵礦石的取得相對容易,這類特殊新增劑有些可不是。以「鈮」為例,鈮是一種稀土,能提高鋼材強度,用於製造噴射引擎、重要管路、超導磁體,與橋梁以及摩天樓骨架,而全球約七成的鈮來自巴西境內的一處礦場。二戰期間,德國與英國爭相拉攏中立國土耳其,部分原因是納粹用來製造武器與機械的鉻,幾乎全部來自土耳其。當我在俄軍入侵烏克蘭之後不久訪問塔爾伯港時,錳的供應很令人擔憂,因為塔爾伯港需用的錳主要來自烏克蘭中部。

不過,在冒泡的大鍋裡新增合金只是故事的一部分。真正的好戲還在後頭,因為如果你要的是那種真正強硬、真正有韌性,那種可以製作吊橋吊索的鋼,就得將它的原子結構捶打、整頓成型。過去的鐵匠不斷捶打刀劍、鑄造強韌的刃;今天的鋼廠用巨型機器做差不多同樣的事。

已經添加了合金的熔融鋼液,在我們眼前倒進分配器(tundish)這個大槽,然後流入開在槽底的一個像是大型信箱的東西。鋼就在這裡迅速冷卻,突然間,原本液態的鋼現在成為固態──但不是那種你常見的固態金屬。它冒著煙,熱得發紅;可以彎曲,但沉重而堅硬。

它在輸送帶上琅琅璫璫地彈跳碰撞著進入廠房,經過一連幾個巨型金屬滾筒碾壓,不消幾分鐘,原本兩百多公釐厚的鋼板壓成只有一公釐厚。進去前是長九公尺的一塊鋼胚,出來後成為長達一公里的薄鋼片。我們站在高架走道上,看著捲成一綑綑擺在輸送帶上、仍像老電爐一樣發著紅暈的鋼板,經過我們下方送往一具守候著的機器人,由機器人在上面畫一個專用碼:標明鋼品型號與終端客戶。當一綑鋼板經過我們正下方時,我有種被吊在熱油鍋上的感覺。

原來的礦石這時已經化為金屬。我站在龐大的廠房裡,看著成百上千捆經過幾小時製程生產的鋼板在這裡分流,展開新旅程,有的成為錢幣,進到某人口袋,有的成為洗衣機骨架,有的成為汽車底盤或車身。



製造汽車與沉船

談到鋼的故事,不能不花一點時間談談汽車業與一家特定車廠。亨利.福特(Henry Ford)於二十世紀初首創的大量生產,是一個鋼的故事:他的工廠使用鋼製機器,裝配線上使用鋼製工具,生產的汽車本身也使用鋼材。事實證明,福特非常重視鋼合金。為製造著名的福特T型車(Model T),他花了幾個月時間調查不同的合金,最後決定選用鉻釩鋼(vanadium steel)。能找到這種質量輕、強度又高的合金讓福特興奮不已。在推廣T型車時,福特當然不忘大力宣傳這種合金。

「整輛車用的是所有鋼材產品中品質最佳、也最昂貴的鉻釩鋼,」當年的T型車廣告說。「主軸,驅動軸,連線桿,彈簧、齒輪、支架等等,用的都是鉻釩鋼。」 [11]

若沒有這種質輕、強度又高的合金,福特T型車或許永遠不會問世。而這種合金之所以出線,又因為福特與他的同事能說服鋼材廠商在俄亥俄州設廠,大量生產鉻釩鋼,供應福特車廠所需。拜鉻釩鋼所賜,T型車由於車身較輕,運轉更靈活,功率重量比(power- to- weight ratio)也較大,擊敗了大致沿用當時使用笨重傳統鋼材的競爭對手。 [12]

福特絕對是走在時代前面的人,因為直到今天,鉻釩鋼仍是許多汽車底盤的材質,不過今天也使用其他各種名不見經傳的合金。或許最能與當年福特的鉻釩鋼相比擬的現代產品,是汽車製造業者口中的「先進高強度鋼」(advanced high- strength steel, AHSS):高強度、輕量化合金的制式鋼材,一般含有許多錳、矽與鋁,當然,不時還會加一些釩。 [13]

今天的汽車事實上比幾十年前重得多,不過原因主要不在鋼材,而在其他。近年來,汽車底盤與車身重量都減輕了,但車廠沒有因此造出較輕的車,反而趁機把車做得更大,並加裝更多功能與特色。這是經濟學家所謂「傑文斯悖論」(Jevons paradox)的一個小型案例。傑文斯悖論是經濟學家威廉.史坦利.傑文斯(William Stanley Jevons)於十九世紀提出的,認為無論我們能讓引擎與機器變得多麼有效,仍會想出新藉口燒同樣多(或更多)的煤。

這場為車身減重的競賽帶來一個後果(就算車廠為車子添加了其他裝備,填補減去的重量):鋼鐵製造業者不僅得與物理競爭,還得與製鋁業者競爭,以生產更輕的合金。

「我們這裡運用的科技比美國太空總署(NASA)還多,」塔爾伯港煉鋼廠產品管理與開發部負責人蘿菈.貝克(Laura Baker)告訴我。「這座煉鋼廠每分鐘生產一千公尺的鋼板。在保持這種速度的同時,我們得將鋼板厚度控制在○.○五公釐。我們現在可以做出比過去更薄的鋼板。這是一種奈米科技形式。」

在看過巖漿從鼓風爐湧出那一幕之後,你可能以為鹼性煉鋼技術仍脫不開中世紀黑暗時代的窠臼。但事實上,與僅僅幾十年前同等級產品相較,今天大多數煉鋼廠生產的低炭鋼已經改善許多。單在過去半個世紀,鋼的強度、電氣效能與抗腐蝕力都提高了近十倍。 [14]

或許最能說明這種持續改善情況的,莫過於一九一二年那場著名的鐵達尼號(Titanic)沉船事件。這艘船是用當年最強、最硬的鋼材打造的,但在對近年來取得的鐵達尼號船殼遺骸進行金屬分析後,科學家發現,換作今天,這些鋼材一定過不了關:它們含硫量過高,含錳量過低,而且在低溫情況下容易受損、斷裂。此外,船上許多固定鋼板用的鉚釘是用廉價的熟鐵、而非鋼製的,也使這艘船更容易斷裂。如果鐵達尼號用的是現代製造的鋼材,或許能經得起那次與冰山的撞擊,逃過一劫。 [15]

鐵達尼號也不是因金屬弱點而遇難的最後一艘船。二次大戰期間,盟國為了盟國間的運補,匆匆打造了一整支貨運船隊「自由輪」(Liberty Ships)。許多自由輪使用的鋼合金在室溫下運作毫無問題,一旦曝露在寒冷天氣下就容易出事,好幾艘在駛入寒冷的水域後嚴重受損,其中幾艘甚至無預警地斷成兩截。

今天用來造船的鋼比當年更有韌性得多,鋼材等級更是浩繁,不下好幾千種。有可以彎曲的鋼、不能彎的鋼;比樹幹厚三倍的鋼、比廚房用鋁箔紙還薄的鋼;有來自瑞典的裝甲鋼板、來自謝菲德的著陸裝置用鋼;有真空成型鋼、3D列印的粉末鋼……

但製作這類鋼材未必容易。至少直到不久前,中國境內生產的鋼大多品質不優。這些一般充作混凝土中鋼筋的鋼往往容易鏽蝕,導致橋梁與公路的結構性損壞。二○一五年,時任中國總理的李克強在瑞士參加世界經濟論壇(World Economic Forum)會議時,拿起一枝原子筆,滿腹狐疑。

「為什麼,」他問道,「(中國)造不出一枝像這樣書寫如此輕鬆、順暢的筆?」

答案是,儘管中國鋼產量龐大得驚人,儘管全球八○%的筆是中國製的,中國製造業者仍然未能掌握原子筆細小滾珠軸承與球座的技術。中國製造的筆尖往往粗糙、不平,使用不了幾天就沒了墨或寫不出來。中國製造廠如果需要高品質筆尖,就得從日本、德國或瑞士進口鋼零件。 [16]

李克強這句話,把中國煉鋼廠造不出這種精準零件變成一種國恥:鋼筆製造業者與煉鋼廠代表紛紛上了電視自我檢討。兩年後,一家國營煉鋼鐵公司終於宣佈它成功製成夠水準的筆尖。中國國家電視臺說,這是一項值得舉國歡慶的偉大成就。 [17]

所以你看,鋼與矽其實並沒有太大差別。這是又一種得在火中、在碳中鑄造的原料,鋼的故事不僅觸及中世紀的鼓風爐、熔融的金屬,還涉及人類純熟、謹慎操控原料的能力。的確,在二十一世紀數不清的各型別鋼材產品中,有些產品的晶體結構完美無瑕,可以媲美我們製做電腦晶片的矽晶錠。

不過在所有這些鋼材產品中,最不起眼的或許是低本底鋼(low- background steel),一種完全不受放射性同位素汙染的金屬,是生產蓋格計數器(Geiger counters)等敏感裝備與一些醫療裝置必不可少的材料。在今天,想從零開始生產這種低本底鋼,基本上不可能,因為自第一枚原子彈引爆後,地球大氣已經遭到鈷-六十(cobalt-60)等同位素的微量核子汙染。這些汙染數量甚微,對人類不能造成什麼危害,而且還在逐漸減少,但由於煉鋼需要將氧噴入巖漿溶液,也由於這些氧取自空氣,直到今天,我們還找不出可以阻止空氣中些許放射性同位素滲入煉鋼過程的辦法。

也因此,想造出低本底鋼的唯一途徑,就是找出一九四五年第一次核試爆以前已經存在、而且沒有暴露在空氣中的鋼。沉在海底的戰鬥艦殘骸於是成為特別搶手的資源。一戰中在斯卡帕灣(Scapa Flow)鑿沉的德軍艦艇遺骸上的一些鋼板,據信已經打撈上岸,製成醫療裝備。近年來,特別是在南中國海,偷盜老軍艦金屬的海盜交易特別猖獗。 [18]

一九四二年在印尼爪哇島西北外海巴坦灣(Baten Bay)沉沒的澳洲戰艦伯斯號(HMAS Perth),六○%的船殼已經遭非法盜取;於馬來西亞外海沉沒的英國戰艦卻敵號(HMS Repulse)與威爾斯親王號(HMS Prince of Wales),以及在婆羅洲(Borneo)附近沉沒的幾艘日本貨輪,也有類似的命運。這些儲存多年,做為船上官兵墓園與留念之用的沉船遺骸,卻因藏有的金屬與礦物而遭人盜取、褻瀆,令人感到有悖常理。但原料世界的情況不就是如此嗎?


離開塔爾伯港煉鋼廠後,我在山上找到一處俯瞰煉鋼廠的地點。一艘散裝貨輪正將鐵礦石卸下,倒在鼓風爐下方的碼頭上。望著這些紅褐色的礦石逐漸堆成一座小山,我不禁好奇:這些即將熔成巖漿、鑄製成鋼的岩石來自何方?

這類地方正不斷減少。今天在全球各地,只有五百多座廠仍然裝備鼓風爐,做著將礦石煉成金屬的原始工作。曾經有段時間,英國生產的鋼比世界上任何其他國家都多。這裡原是現代鼓風爐與鋼鐵製造的發源地,而今,中國每兩年生產的鋼,就超過英國自工業革命以來的鋼產總量。

甚至就在我置身威爾斯,望著陣陣煙塵從焦爐與鼓風爐冉冉升空之際,政府在能源價格不斷高漲的今天,是否需要出手拯救煉鋼廠,已成為倫敦方面熱議的話題。塔爾伯港煉鋼廠顯然前途未卜。不過話又說回來,在過去幾十年任何一個時間點上,你可以說差不多同樣的話。他們在這個地區煉鐵煉了近一千年,在這個廠煉鐵了一百多年,而他們被人唱衰的次數也多到沒有人還想記得。

儘管擁有這許多先進製程與奈米科技,煉鋼廠仍難免讓人聯想到某種歷史遺跡,而就一種意義而言,情況也是如此,因為煉鋼──與為煉鋼廠提供原物料的鐵礦買賣──即將出現自亨利.柏思麥時代以來最大的轉型。


附註

[1] Smil, Still the Iron Age .

[2] Data on metallurgical coal from the IEA ; data on blast furnaces collated by the author from the Global Energy Monitor database.

[3] Daniela Comelli et al., 『The Meteoritic Origin of Tutankhamun's Iron Dagger Blade』,Meteoritics & Planetary Science 51/7 (2016): pp. 1301-9.

[4] Roger Osborne, Iron, Steam & Money: The Making of the Industrial Revolution (Pimlico, 2014).

[5] Peter Appleton, A Forgotten Industry - The Alum Shale Industry of North-East Yorkshire (Boroughgate, 2018).

[6] Simon Winchester, Exactly: How Precision Engineers Created the Modern World (William Collins, 2018).

[7] Vaclav Smil, 『Energy (r)evolutions take time』, World Energy 44 (2018): pp. 10-14; Maddison Project Database 2020 , University of Groningen.

[8] J.M. Allwood and J.M. Cullen, Sustainable Materials: With Both Eyes Open (UIT Cambridge, 2012).

[9] Daniel E. Sichel, 『The Price of Nails since 1695: A Window into Economic Change』, Journal of Economic Perspectives 36/ 1 (2022): pp. 125-50.

[10] Robert J. Gordon, The Rise and Fall of American Growth: The US Standard of Living since the Civil War (Princeton University Press, 2017); Marc Levinson, The Box: How the Shipping Container Made the World Smaller and the World Economy Bigger (Princeton University Press, 2016).

[11] Tom Standage, A Brief History of Motion: From the Wheel to the Car to What Comes Next (Bloomsbury, 2021).

[12] Steven Watts, The People's Tycoon: Henry Ford and the American Century (Vintage, 2009).

[13] World Steel Association, The White Book of Steel (World Steel Association, 2012).

[14] Julian M. Allwood, A Bright Future for UK Steel (Cambridge University Press, 2016).

[15] Katherine Felkins, H.P. Leigh and A. Jankovic, 『The Royal Mail Ship Titanic: Did a Metallurgical Failure Cause a Night to Remember?』, JOM 50/ 1 (January 1998): pp. 12-18; Tim Foecke, 『Metallurgy of the RMS Titanic 』, National Institute of Standards and Technology, 1998.

[16] Dinny McMahon, China's Great Wall of Debt: Shadow Banks, Ghost Cities, Massive Loans and the End of the Chinese Miracle (Little, Brown, 2018).

[17] Adam Minter, 『 China's Latest Innovation? The Ballpoint Pen 』, Bloomberg, 16 January 2017; Adam Taylor, 『 Finally, China Manufactures a Ballpoint Pen All by Itself 』, Washington Post, 18 January 2017.

[18] Kim Browne,『 「Ghost Battleships」 of the Pacific: Metal Pirates, WWII Heritage, and Environmental Protection』, Journal of Maritime Archaeology 14/ 1 (April 2019): pp. 1-28.

i 經典比例是每一噸生鐵得用上一.四噸的鐵礦石與○.八噸的煤。(作者註)

ⅱ 當年是否真的鬧木材荒仍有爭議。《經濟學人》說,有相當可信的跡象證明短缺現象確實存在。但以奧立佛.雷克漢(Oliver Rackham)為首的森林史學者另有看法。他們說,當時中歐大部分地區為了取得燃料(也為了開闢農地)而不斷砍伐森林,確實造成林木荒,但遵循「矮林重植」(coppicing and regrowing trees)古法的英格蘭或威爾斯,從未出現嚴重的林木荒。舉例說,主要用於煉鐵的迪恩森林(Forest of Dean),木材供應始終穩定。(作者註)