第一章 探訪自然的神奇魅力 印度德裏的鐵柱
幾個世紀以來，印度德裏的鐵柱一直高高聳立，歡迎著來參觀庫圖布尖塔的遊客。由於它位於入口的正前方，所以吸引著眾多遊客的目光。這根柱子建於公元4世紀前後，高6.7米，最細的地方直徑為32厘米，底部直徑42厘米，埋在地下的部分僅有0.5米，地下部分的形狀似一個洋蔥頭，重6.5噸。若幹世紀的光陰給人類曆史留下了不可磨滅的印跡，但這根柱子卻似乎不為所動：盡管通身由鐵鑄成，但是表麵幾乎沒有任何鏽跡。然而，始建於700年前、位於印度普裏和科納克的廟宇內的鐵梁卻有明顯被腐蝕過的痕跡。即使在現代，鋼鐵的防腐蝕也是一個難題，那麼究竟是什麼神奇的力量守衛著古老的德裏之柱？
從考古學家到腐蝕化學家都對這個現象提出了各種各樣的理論，一般歸結為：純鐵、高磷、低硫、表麵灰質覆蓋層、氣候條件以及大塊鑄件。但最終是當地的一位學者、坎普爾大學的材料工程師拉馬穆爾西·巴拉蘇布拉馬尼安發現了這根柱子的奧秘。他首先分析了鐵柱的表麵，提取了上麵的一塊鏽斑，發現它的含磷量很高。這種元素與鐵和空氣接觸發生了化學反應，形成磷酸氫鹽的水合物，在鐵柱的外部形成了一層致密的晶體薄膜，這層膜阻止了空氣中的氧氣腐蝕柱子。那麼，磷來自何方呢？實際上，世界各地的許多鐵礦中都富含磷，在鑄造德裏鐵柱時，磷早已以雜質的形式存在於鐵裏了，在鐵柱開始生鏽時，由磷、鐵和空氣形成的保護膜防止了鏽跡的進一步發展。
通常，鐵的生鏽是由兩種原因造成的：一是化學腐蝕，與一些非金屬元素直接發生化學反應，如與空氣中的氧發生氧化反應，生成三氧化二鐵：另一種是電化學侵蝕，即當兩種不同的金屬接觸時，由於它們的電位不同，在電解質存在的情況下就會形成微電池，從而造成其中一種金屬的腐蝕。同一種金屬在經過熱處理和機械加工之後會造成內部的不均勻，也會形成微電池使金屬受到腐蝕，在這種情況下，潮濕的空氣往往充當了電解質。
因此，德裏鐵柱在建立起來之後就麵臨著生鏽的可能，由於澆鑄和鍛造，必定會形成一些不均勻和細小的瑕疵，直接麵臨著化學腐蝕和電化學腐蝕。
但是，德裏鐵柱中的磷是使其免遭鏽蝕厄運的直接保護神。正是這種元素促成了保護膜的形成，保護了這根柱子，從一開始就阻止了腐蝕反應的發生。
另外，巴拉蘇布拉馬尼安認為德裏溫和的氣候也是這根柱子免受腐蝕的重要原因之一。這一地區一年的大部分時間裏，相對濕度從未超過70%。而要腐蝕鐵，濕度必須達到80%以上，隻有在這種情況下，空氣才足以凝結成為傳導微電流的導體。而在德裏，這樣高的濕度一年隻有20天，濕度超過70%的天數僅有兩個多月。
這根柱子是當時世界上最大的鍛造物，鍛造工藝非常精細。考古學家們發現，印度人使用非常高超的技術加工鐵器，比歐洲人提前了至少1000年。巴拉蘇布拉馬尼安認為，盡管古代的印度鐵匠們可能不知道會發生何種化學反應，但他們很可能有意選擇了已經證明具有抗腐蝕特性的鐵質材料。
這根柱子的底部看起來相當粗糙，也許應歸咎於加工過程中鑄造得不夠精細，或者是為了埋入地下而故意做得粗糙不平。而其上部則非常光滑幹淨，以致於參觀者常誤以為它是用青銅製作的。