從古至今，人類一直渴望將廉價的金屬鉛，轉化為珍貴的黃金。這不只是一夕致富的願望，更是對掌握宇宙與物質法則的，進一步達成永生不朽的終極目標。

牛頓不僅在數學和物理學的成就卓越，更花費畢生精力投入鍊金術。

牛頓鑽研鍊金術

　古代人為了鍊金，在密室裡反覆熬煮各種礦物與化學藥劑，接著蒸餾、凝結，並舉行神祕的儀式，試圖獲取傳說中的「賢者之石」——據說能轉化鉛為黃金的神奇物質，也成為各種奇幻影視及遊戲中常見的道具。令人驚訝的，是歷史上最有名的鍊金術師竟是現代物理的奠基人———牛頓，不僅透過數學與理性思考物理學，他也花費畢生精力追尋鍊金術的奧祕。

科學的力量能將鉛變成黃金。

　或許你覺得鍊金術不過是人類科學文明發展前的迷信，但「將一種元素變成另一種元素」，稱為物質的「嬗變」（transmutation），這可是貨真價實的物理問題呵！元素的種類由「原子序」，也就是原子核中的質子數決定，將鉛變成金，只要把鉛原子核帶有的八十二顆質子減為七十九顆，就有機會變成金原子核。

兩束鉛原子核並沒有直接對撞，而是強烈的電磁波把三顆質子與幾顆中子敲出去，變成金原子核。圖片來源／CERN

原子核結構改變

　說的簡單，原子核內部有超強的「強核力」把帶正電的質子與不帶電中子綁在一起，否則原子核早就因為質子之間的靜電力而瓦解。但也因為強核力的作用，要改動原子核的結構可不容易。

　很可惜的，科學家嘗試多種方法，鉛總是變不了金。這結果不意外。為什麼自然界的鉛會比金多這麼多？正因為各種不穩定同位素的衰變路徑中，大部分的終點都是變成鉛的穩定同位素，變成金的少之又少。我們做這些原子核嬗變的實驗，只是在加速重現宇宙各種元素形成的過程而已。

　那麼，「點鉛成金」是遙不可及的事嗎？倒也不是，最近歐洲核子研究組織（CERN）的科學家，利用「大型強子對撞機」（large hadron collider，LHC）做到了！

　科學家用LHC將兩束鉛原子核加速到接近光速，再互相擦撞，高速的鉛原子核周圍產生強大電磁場，其交互作用將對面的鉛原子核內的質子和中子震散，其中有一部分剛好被敲掉三個質子，就變成金原子核。

歐洲核子研究組織的LHC實驗用ALICE偵測器，將鉛變成金。圖片來源／CERN

一夕致富夢成真？

　鉛真的變成金了！科學家能靠鍊金術發大財嗎？在二○一五到二○一八這四年間，科學家用這種方法總共製造八百六十億個金原子核，換成質量大約只有二十九皮克（一兆分之二十九克），價值不到新臺幣一元，想靠這種方式發財是不可能的！

　透過實驗，我們得到的不是黃金的價值，而是對原子核內部的構造及交互作用更深的理解。知識才是人類的無價之寶。