文、圖/李會(huì)稽 插圖/葛若雯

圖1 黃鐵礦

圖2 海藍(lán)寶石

引言：“異常規(guī)則”的礦物晶體

初次接觸礦物晶體的人，常會(huì)被其形狀各異但又異常齊整的外觀所震撼。無(wú)論是非常整齊立方體外觀的黃鐵礦（等軸晶系）、還是有著奇異美感的雙端水晶（三方晶系）、還有能長(zhǎng)成標(biāo)準(zhǔn)六棱柱的海藍(lán)寶石（六方晶系），其外形都仿佛刀劈斧削，令人嘖嘖稱奇。

此外，還有如石膏（單斜晶系）、托帕石（斜方晶系、三斜晶系）、白鎢礦（四方晶系）等等，這些礦物晶體的外形也許并不是那么橫平豎直，但仍呈現(xiàn)出迷人且令人驚嘆的規(guī)律性。

看到這些精美的礦物晶體，很多人會(huì)感到難以置信：天然的石頭，竟然會(huì)有如此規(guī)范的外形，它們真的是天然形成的么？

一、石頭與石頭并不同：礦物與巖石

當(dāng)我們說(shuō)起各種天然石頭時(shí)，其實(shí)包含了地質(zhì)學(xué)上兩個(gè)不同概念：礦物與巖石那么它們到底有何區(qū)別呢？

從科學(xué)角度講，嚴(yán)格的礦物概念可以歸納為三個(gè)核心要素：

1.需要在自然條件下形成。

2.是具有穩(wěn)定的化學(xué)成分與晶體結(jié)構(gòu)的單質(zhì)或化合物。

3.是巖石組成的基本單位。

第一點(diǎn)告訴我們，礦物是自然條件下天然形成的，因此人類的活動(dòng)如實(shí)驗(yàn)室或工廠里制造的東西都不屬于礦物（當(dāng)然我們可以叫它人造礦物），而地球之外（如月球、火星）上自然形成的物質(zhì)，也算礦物。

人造礦物其實(shí)并不罕見(jiàn)，例如最近幾年大火的人造鉍晶體，就是由市場(chǎng)上的商用金屬鉍熔煉后緩慢結(jié)晶而成。此外，各類人造寶石如人造水晶、人造紅藍(lán)寶石甚至人造鉆石也屬于人造礦物。

第二點(diǎn)則指出了礦物最重要的兩大特征：確定的化學(xué)成分與晶體結(jié)構(gòu)。也就是說(shuō)，不僅每種礦物的化學(xué)成分是穩(wěn)定可描述的——例如鉆石的成分是碳元素，而赤鐵礦的成分是三氧化二鐵；而且每種礦物都具備其特定的晶體結(jié)構(gòu)。在這里，“晶體”的概念出現(xiàn)了，每種礦物都一定是晶體，而晶體性質(zhì)稍后我會(huì)詳細(xì)描述。

最后一項(xiàng)定義，則指出了礦物與巖石的關(guān)系：礦物是巖石的基本構(gòu)成單元。每種礦物都是一種成分與結(jié)構(gòu)確定的純凈物，而每種巖石是由多種礦物以不同成分配比混合而成的混合物。打一個(gè)簡(jiǎn)單的比方，如果說(shuō)礦物是每種具體的食材，例如雞肉、豬肉、花生、蔥蒜和油鹽醬醋，而巖石就是用這些原料烹飪出的菜品，如宮保雞丁、魚香肉絲和咕咾肉。

因此，我們?nèi)粘Ｌ岬降狞S鐵礦、赤鐵礦、以及鉆石、水晶、自然金，都屬于“礦物”的范疇，而日常說(shuō)的花崗巖、玄武巖、砂巖以及日常我們接觸的花崗巖、大理石等天然石材，還有深為人們所喜愛(ài)的和田玉、岫玉等玉石，都屬于“巖石”的范疇。

圖3 人造晶體鉍最近幾年很是火爆

圖4 鉆石與石墨都由碳元素構(gòu)成，但具備不同的晶體結(jié)構(gòu)

圖5 花崗巖是最常見(jiàn)的“巖石”之一，巖石中灰色玻璃狀晶體為石英、粉紅色晶體為鉀長(zhǎng)石、灰白色晶體為斜長(zhǎng)石、黑色晶體為角閃石

二、什么是晶體？

在“礦物”的定義中，明確提到了“礦物是晶體”的概念，那晶體又是什么呢？

古今中外，人們都對(duì)透明的物質(zhì)情有獨(dú)鐘：在中國(guó)，人們認(rèn)為水晶是水之菁華，龍王居住在海底富麗堂皇的水晶宮中；而在西方，關(guān)于各種晶體具備能量的觀點(diǎn)更是廣泛流傳，在歐洲的教堂中，多彩的玻璃花窗是當(dāng)時(shí)工匠窮盡心思模仿各色寶石晶體的產(chǎn)物，也堪稱獻(xiàn)給神的禮物。在中國(guó)，人造玻璃——琉璃，也曾經(jīng)是最珍貴的寶物。那么這些透明的物質(zhì)，都是所謂的“晶體”嗎？

人類很早就發(fā)現(xiàn)了自然界中的“晶體”具備規(guī)則外形的特性，也對(duì)其成因進(jìn)行了各種思考及想象。而直到1912 年x 射線衍射技術(shù)發(fā)明后，人類終于可以對(duì)物質(zhì)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行清晰地探查，才逐漸對(duì)“晶體”的本質(zhì)有了清晰準(zhǔn)確的認(rèn)識(shí)：

1.晶體是同種微粒（可以是原子、分子，也可以是原子團(tuán)）以固定方式周期性反復(fù)堆疊而形成的固體，這種重復(fù)的構(gòu)造方式，在結(jié)晶學(xué)中被稱作“格子構(gòu)造”。

2.成為晶體是構(gòu)成物質(zhì)微粒最穩(wěn)定的結(jié)合方式，因此自然界絕大多數(shù)固體物質(zhì)都以“晶體”形式存在，即使并非晶體的物質(zhì)，也會(huì)隨著時(shí)間的推移逐漸“晶體化”。

圖6 法國(guó)沙特爾大教堂華麗的玻璃花窗

圖7 1851 年英國(guó)在海德公園建造的“水晶宮”

可以用石頭砌墻類比晶體的特性：

砌墻時(shí)，工人們一般會(huì)選尺寸完全相同的磚塊，因?yàn)檫@樣堆砌出來(lái)的墻最容易穩(wěn)定，工人們砌墻時(shí)也會(huì)用一種特定的堆砌方式，然后一直反復(fù)，直到最終建成為止。

如果磚塊不止一種，那工人們就要想辦法將不同尺寸的磚塊有規(guī)律的組合起來(lái)，比如下圖的“四大配一小”，恰好組成了一個(gè)更大的正方形結(jié)構(gòu)，使用這種結(jié)構(gòu)無(wú)限重復(fù)，也可以堆砌出較為穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。

圖8 “四大配一小”

設(shè)想一下，如果蓋房的磚塊尺寸有幾十上百種，不僅大小各異，甚至形狀都不同。那么工人可能無(wú)論使用什么方案，都無(wú)法把墻堆砌到足夠穩(wěn)固。在外界干擾足夠大時(shí)，墻就會(huì)塌，這樣的結(jié)構(gòu)就無(wú)法達(dá)到“穩(wěn)定”。

磚塊砌墻的道理在微觀世界中同樣成立：不同尺寸的分子/原子，以不同的方式組成了各種結(jié)構(gòu)；而隨著時(shí)間的流逝，各種外界作用會(huì)促使所有不夠穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)解體，最終只留下更穩(wěn)定、最牢固的結(jié)構(gòu)。而這些最穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu)反復(fù)重復(fù)，在宏觀上就產(chǎn)生了“晶體”。同時(shí)，這也是自然界中絕大多數(shù)固體物質(zhì)都是“晶體”的原因。

三、晶體為何會(huì)有規(guī)則的外形？

當(dāng)我們明白了晶體是組成粒子使用“最穩(wěn)定”結(jié)構(gòu)重復(fù)堆砌出的物質(zhì)，也就不難理解為什么晶體會(huì)具備十分規(guī)則的外形了。

還拿“用磚建房”這個(gè)例子來(lái)說(shuō)：當(dāng)選定了橫平豎直的傳統(tǒng)“紅磚”作為基礎(chǔ)的建筑材料后，建筑工人只要在修建時(shí)能夠確保每一塊磚頭始終嚴(yán)絲合縫的拼在一起，那么，最終的成品就一定也是橫平豎直的，這是由紅磚本身的外形以及緊密的堆砌方式所決定的。

當(dāng)然，實(shí)際上微觀粒子并不像紅磚一樣橫平豎直，而是更接近于球形。那么球形的微粒為何可以堆疊出來(lái)如刀砍斧劈般平直的晶體外觀呢？這里有一個(gè)很有趣的小故事，涉及到了一個(gè)非常著名的數(shù)學(xué)猜想——“開(kāi)普勒猜想”，而這個(gè)猜想最早是由16 世紀(jì)的堆炮彈問(wèn)題而產(chǎn)生的。

1594 年的一天，英國(guó)探險(xiǎn)家雷利（W.Raleigh）爵士在為自己的船隊(duì)出海遠(yuǎn)航做著準(zhǔn)備工作。他在檢查儲(chǔ)備物資時(shí)，來(lái)到了擺放炮彈的地方。顯然，為了確保冒險(xiǎn)途中的武力優(yōu)勢(shì)，探險(xiǎn)家們?cè)谶h(yuǎn)航之前會(huì)盡可能攜帶足夠多的武器輜重。而當(dāng)時(shí)的炮彈還是一個(gè)個(gè)鐵球，清點(diǎn)和存放的難度都與現(xiàn)在十分不同。因此，雷利爵士要求助手哈里奧特（T.Harriot）在炮彈倉(cāng)里盡可能多存儲(chǔ)炮彈的同時(shí)，還希望能夠給出快速計(jì)算當(dāng)前炮彈庫(kù)存數(shù)量的方法。

他的助手托馬斯·哈里奧特（Thomas Harriot）是一名數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家，也是拉雷爵士船隊(duì)的技術(shù)顧問(wèn)。根據(jù)自己敏銳的數(shù)學(xué)直覺(jué)，哈里奧特很快就找到了堆積炮彈的方案，并且給出了準(zhǔn)確的計(jì)算方式。

這件事情啟發(fā)哈里奧特聯(lián)想到了另外一個(gè)有趣的問(wèn)題：如何堆積一堆相同的球體，使它們所占空間的體積最??？哈里奧特后來(lái)研究了多種球體的堆積模式，還在1597 年專門出版了一本研究球體各種堆積問(wèn)題的書籍，甚至由此發(fā)展出早期的原子論。

圖9 用外形規(guī)則的紅磚緊密堆砌建成的建筑，也必然是外形規(guī)則的

圖10 沃爾特·雷利爵士（Sir Walter Raleigh）

圖11 托馬斯·哈利奧特（Thomas Harriot）

1601 年，在與德國(guó)數(shù)學(xué)家和天文學(xué)家開(kāi)普勒（J.Kepler）的通信中，哈里奧特提到了堆炮彈的問(wèn)題。而這個(gè)問(wèn)題同樣引起了開(kāi)普勒的極大興趣和思考。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的研究與試驗(yàn)后，開(kāi)普勒提出了一種被他稱為“面心立方堆積”的堆球方法，并且猜測(cè)這就是世界上最高效率緊密堆積球體的方式。后來(lái)，人們又發(fā)現(xiàn)了另一種與之相似但略有不同的“體心立方堆積”方式，而關(guān)于“這兩種堆積方式就是最密集的終極堆球方案”的猜想，就被數(shù)學(xué)家們命名為“開(kāi)普勒猜想”。

大概連開(kāi)普勒本人也沒(méi)想到，這個(gè)看似簡(jiǎn)單的堆球猜想，竟困擾了數(shù)學(xué)界近400 年之久。直到1998 年，匹茲堡大學(xué)的托馬斯·黑爾斯借助計(jì)算機(jī)提出了一個(gè)對(duì)于開(kāi)普勒猜想的證明方法，而到了2014 年，整個(gè)復(fù)雜的證明過(guò)程才終于完成，并于2017 年被數(shù)學(xué)界所接受。

當(dāng)然，在數(shù)學(xué)家們還在費(fèi)盡心思從數(shù)學(xué)上證明“開(kāi)普勒猜想”的時(shí)候，礦物學(xué)家們?cè)缫汛_認(rèn)，“面心立方堆積”與“體心立方堆積”，是晶體結(jié)構(gòu)中最重要的兩種原子/分子的排列方式。而在自然界中，除金屬單質(zhì)晶體普遍采用這兩種堆積方式外，還有大量化合物的晶體結(jié)構(gòu)是基于這兩種堆積方式而派生構(gòu)成。

例如大家都非常熟悉的螢石（氟化鈣）晶體，就是尺寸較大的鈣離子采用“面心立方緊密堆積”，而尺寸較小的氟離子填充在緊密堆積的大球之間的空隙里，這也就是為什么螢石的外觀既有立方體也有八面體的原因。在三維空間中原子的最緊密堆積方式，與幾百年前英國(guó)人在船艙里堆炮彈的方式竟然如出一轍，不得不說(shuō)，這個(gè)感覺(jué)非常的奇妙呢。

圖12 螢石最常見(jiàn)的八面體與立方體外形（上），就和它的晶體結(jié)構(gòu)（下）有著莫大的關(guān)系

四、晶體的外形共有多少種？

雖然從堆積炮彈問(wèn)題上，我們可以大概理解為什么礦物晶體可以構(gòu)成規(guī)則的外形。但是，世界上的物質(zhì)千千萬(wàn)萬(wàn)，并非所有晶體微觀上都是完美的等大球堆積模型，那么，晶體究竟可以堆積出多少種外形呢？提到這一點(diǎn)，我們需要認(rèn)真討論一個(gè)大家從小就接觸的概念：對(duì)稱。

這里要提一個(gè)很有意思的小插曲，在1974 年5 月30 日的清晨6 點(diǎn)，剛剛回到中國(guó)，正在北京飯店居住的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主李政道先生接到了一個(gè)意外的電話——竟然是當(dāng)時(shí)年事已高的毛澤東主席想一個(gè)小時(shí)內(nèi)在他中南海住所里見(jiàn)到他。而尤其讓李政道吃驚的是，在兩人見(jiàn)面后，毛主席提到的第一個(gè)問(wèn)題竟然是：“為什么對(duì)稱性很重要？”

能夠以打破宇稱守恒而拿到諾貝爾獎(jiǎng)的李政道先生，在驚訝的同時(shí)，也向毛主席詳細(xì)的講述了對(duì)稱的基本概念：所謂的對(duì)稱，從數(shù)學(xué)角度講，可以理解為是一種“變化中的不變”。

那么，如何理解“變化中的不變”呢？我們來(lái)看一下數(shù)學(xué)意義上最經(jīng)典的三大對(duì)稱要素：

1.對(duì)稱面：假想存在一個(gè)面，當(dāng)圖形沿面將物體進(jìn)行鏡像映射（對(duì)折）后，對(duì)稱面兩邊的物體能夠徹底重合，那么這個(gè)面就是“對(duì)稱面”。例如人類的雙手，就是典型的鏡像對(duì)稱。

2.對(duì)稱軸：假想存在一根軸線，當(dāng)圖形沿軸旋轉(zhuǎn)一周時(shí)，圖形可以完全重合，這就是軸對(duì)稱，而這根軸也就是對(duì)稱軸。圖形繞對(duì)稱軸旋轉(zhuǎn)360 度，會(huì)出現(xiàn)幾次圖案重合，就可以將這根對(duì)稱軸稱為“幾次軸”，例如著名的奔馳車標(biāo)，就是具備三次軸對(duì)稱的圖形，而五角星則是五次軸對(duì)稱的圖形。

3.對(duì)稱中心：如果任意一根通過(guò)圖形中心的直線，都可以在直線兩端等距離的兩端上都可以找到對(duì)應(yīng)點(diǎn)，那么就說(shuō)明這個(gè)圖形具備一個(gè)對(duì)稱中心。

從以上三點(diǎn)我們可以看出，無(wú)論哪種對(duì)稱要素，都是對(duì)圖形進(jìn)行一定“變換”的操作后發(fā)生的重合（即不變），因此，“變化中的不變”，這就是對(duì)稱性的本質(zhì)。

當(dāng)人們對(duì)對(duì)稱性有了足夠清晰的認(rèn)識(shí)后，依據(jù)對(duì)稱性晶體對(duì)稱性的不同（面對(duì)稱、軸對(duì)稱、中心點(diǎn)對(duì)稱）人們發(fā)現(xiàn)自然界的所有晶體，都可以被分類在以下七大類型之中，這就是我們常說(shuō)的“七大晶系”的概念了：

1.立方晶系（等軸晶系）：當(dāng)晶體包含4 條以上的三次對(duì)稱軸時(shí)，這樣的晶體就可以被劃入“立方晶系”，由于其對(duì)稱性最強(qiáng)，故立方晶系也是唯一的“高級(jí)晶系”。

2.三方/四方/六方晶系：這三種晶系的晶體，分別具備一個(gè)三次、四次與六次對(duì)稱軸，因此，它們被劃入“中級(jí)晶系”，例如能夠長(zhǎng)成六棱柱的海藍(lán)寶石，就是屬于典型的六方晶系。

3.斜方、單斜與三斜晶系：剩下的晶體，由于沒(méi)有超過(guò)三次的對(duì)稱軸，只有二次軸或者對(duì)稱面（三斜晶系甚至連對(duì)稱面都沒(méi)有），因此這三種被劃入“低級(jí)晶系”。

不知道梳理過(guò)這些要素之后，對(duì)于各種讓人眼花繚亂的礦物晶體，你是否對(duì)他們的外形終于有了一個(gè)大的類別概念呢？

五、晶體有什么用？

在大致了解礦物與晶體的特性之后，很多人大概會(huì)提出另外一個(gè)問(wèn)題，知道這些所謂的“晶體”與性質(zhì)又有什么用呢？

首先，由于晶體中物質(zhì)微粒的排列方式是規(guī)律的，因此這使得所有的晶體具有一些共用的特殊性質(zhì)

例如，人們?cè)诤茉缇桶l(fā)現(xiàn)，光線射入某些晶體時(shí)，晶體后面的圖像會(huì)出現(xiàn)“雙影”現(xiàn)象，因?yàn)橐皇馔高^(guò)晶體后會(huì)分成兩束不同的光，這就是著名的雙折射現(xiàn)象。

當(dāng)人們有了明確的晶系概念后，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，事實(shí)上光線斜射入對(duì)稱性不夠高的晶體時(shí)（除立方晶系之外的所有晶系），都會(huì)發(fā)生雙折射現(xiàn)象，而雙折射之后，產(chǎn)生的兩道光，其實(shí)是兩道在光學(xué)上振動(dòng)方向不同的偏振光。

圖13 晶形圖

除發(fā)生了雙折射現(xiàn)象之外，其實(shí)透過(guò)晶體的兩束分光，在光學(xué)方面也略有不同，甚至于它們的顏色都也出現(xiàn)了差異，這就是晶體的多色性。部分礦物晶體的多色性非常明顯，以至于用肉眼就可以看出顏色的不同。

鑒定珠寶最重要的方式之一就是利用其多色性，例如，人類曾在數(shù)千年間無(wú)法準(zhǔn)確區(qū)分尖晶石和紅寶石，許多著名的紅寶石，后來(lái)都被鑒定為尖晶石。而當(dāng)人們了解晶體結(jié)構(gòu)后，利用二色鏡測(cè)量多色性，就可以輕松的區(qū)分紅寶石和尖晶石。

除自身結(jié)構(gòu)的一些通用的光學(xué)特性外，許多晶體還有著獨(dú)特的性質(zhì)，而這些特性對(duì)于人類的生活，可以說(shuō)起到了翻天覆地的改變，例如著名的“壓電效應(yīng)”。

1880 年，兩名真·礦物晶體玩家：皮埃爾·居里（Pierre Curie）與雅克·居里（Jacques Curie）兄弟，也就是居里夫人的老公和大伯，最先在電氣石上發(fā)現(xiàn)了這種物理現(xiàn)象。簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是在電氣石上施加壓力后，其兩端就會(huì)出現(xiàn)極性相反的電荷，而且電荷數(shù)量還與壓力呈正比關(guān)系，如果撤去壓力，電荷就會(huì)消失。這種因?yàn)閴毫Χl(fā)電的現(xiàn)象因此被命名為“Piezoelectric effect”，而“piezo”來(lái)自希臘語(yǔ)“piezein”，意思就是“擠壓”。

圖14 方解石晶體的雙折射現(xiàn)象，透過(guò)晶體可以看到一道線變成了兩道

圖15 一束光通過(guò)晶體后變成了特定方向的偏振光

發(fā)現(xiàn)這個(gè)現(xiàn)象后，居里兄弟找了很多晶體逐一進(jìn)行測(cè)試，除電氣石外，還有石英、黃玉、閃鋅礦、異極礦、酒石酸、蔗糖、氯酸鈉、方硼石和一種被稱為羅謝爾鹽（成分為酒石酸鉀鈉）的物質(zhì)。經(jīng)過(guò)測(cè)試比較，他們發(fā)現(xiàn)石英和羅謝爾鹽有著最強(qiáng)的壓電性，于是這兩種物質(zhì)后來(lái)也在壓電領(lǐng)域有了廣泛的應(yīng)用。例如居里兄弟很快發(fā)明了“石英壓電靜電計(jì)”，也被稱為“居里計(jì)”，可以用來(lái)檢測(cè)十分微小的電流。居里計(jì)日后在居里夫人發(fā)現(xiàn)著名的放射性元素“鐳”中發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。

“壓電效應(yīng)”其實(shí)有個(gè)特別常見(jiàn)的日常應(yīng)用——就是打火機(jī)里發(fā)出電火花的那個(gè)黑色小開(kāi)關(guān)?？赡芎芏嗖疬^(guò)打火機(jī)的人都會(huì)納悶，為什么打火機(jī)中并沒(méi)有電池，但那個(gè)黑色小按鈕卻似乎可以一直打出火花，就是因?yàn)槠渲惺褂昧藟弘娫?。?dāng)你按下按鈕時(shí)，手指的壓力就被點(diǎn)火器中的壓電陶瓷轉(zhuǎn)化為了電壓差，從而產(chǎn)生了電火花。需要注意的是雖然沒(méi)有用電池，但是它可不是永動(dòng)機(jī)，產(chǎn)生的電火花是你施加于其上的外力導(dǎo)致的。

1881 年，另一名物理學(xué)家加布里埃爾·利普曼（Gabriel Lippmann）根據(jù)壓電效應(yīng)推導(dǎo)出應(yīng)存在反向的“逆壓電效應(yīng)”，就是說(shuō)如果向具備壓電性材料施加電場(chǎng)，那么壓電材料本身則會(huì)產(chǎn)生外形的微小變化。居里兄弟很快在實(shí)驗(yàn)中證明了這種效應(yīng)的存在，這種效應(yīng)也被稱為“電致伸縮”。

既然施加一個(gè)方向的電壓，材料會(huì)產(chǎn)生微小的變形（例如收縮），那么改變電壓的方向，晶體形變的方向也會(huì)發(fā)生對(duì)應(yīng)變化（例如膨脹）；于是如果給晶體接上交流電，因?yàn)殡娏鞣较蛟诓煌５淖兓?，材料就?huì)不停地漲-縮，于是就振動(dòng)了起來(lái)。

壓電效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)后，第一個(gè)重要的應(yīng)用就是用于一戰(zhàn)海戰(zhàn)中的聲納。其核心原理，是模仿海豚和蝙蝠，利用聲波是水中唯一可傳播的波這一原理用回聲定位。在聲納中，正逆兩種壓電效應(yīng)都起到了至關(guān)重要的作用。簡(jiǎn)單說(shuō)，聲納從水中采集到的超聲波轉(zhuǎn)換為機(jī)械能后，作用于壓電元件會(huì)而帶來(lái)相應(yīng)的電荷變化，這就是聲納探測(cè)水中超聲波的原理。同時(shí)，將高頻電流作用于壓電元件，使其發(fā)生高頻震動(dòng)后而產(chǎn)生超聲波，也恰好就是主動(dòng)式聲納的發(fā)聲源。

圖16 打火機(jī)的原理，利用了壓電原理

圖17 坦桑石是著名的強(qiáng)多色性礦物，通過(guò)兩個(gè)不同的方向觀察，你可以看到它具備多種不同的顏色（藍(lán)/紫）

圖18 紅寶石（左）與尖晶石（右）在長(zhǎng)達(dá)千年的時(shí)間內(nèi)，由于外觀性質(zhì)十分相似，人類難以區(qū)分

圖19 皮埃爾·居里與瑪麗·居里夫婦。很多人只知道居里夫人不知道丈夫是個(gè)礦物學(xué)家

此外，利用石英晶體（SiO?）的壓電效應(yīng)制成的頻率控制元器件，可以產(chǎn)生穩(wěn)定的脈沖，為微芯片提供基準(zhǔn)頻率信號(hào)，這就是所謂的“晶振”元件，由于其被廣泛運(yùn)用于頻率控制和計(jì)時(shí)系統(tǒng)中，是電路中必不可少的電子元器件，也被稱為“工業(yè)之鹽”。此外，壓電效應(yīng)在日常生活中還有無(wú)數(shù)極為廣闊的應(yīng)用：除電打火器外，還包括壓力傳感器、電子式血壓計(jì)、玻璃破碎報(bào)警器、水深測(cè)量?jī)x……

此外，晶體的各種特性，也使各種材料有著相應(yīng)的應(yīng)用范圍，包括激光材料、高強(qiáng)度材料、耐高溫材料、半導(dǎo)體材料、超硬材料、導(dǎo)電材料，處處可見(jiàn)晶體的影子。甚至可以說(shuō)，人類對(duì)晶體的了解逐漸加深的過(guò)程，就是人類對(duì)于材料科學(xué)研究與發(fā)展的歷史。

時(shí)至今日，人們?cè)缫巡粷M于使用天然礦物晶體，而改為人造，甚至設(shè)計(jì)新的晶體。可以說(shuō)，我們今天的生活與晶體早已無(wú)法分離，從認(rèn)識(shí)和思考礦物晶體原理的那一天開(kāi)始，人類的生活，就開(kāi)始了改變，大概每一名礦物玩家看到精美的礦物晶體時(shí)，心中都會(huì)涌現(xiàn)出自豪與驕傲吧！