2017年，伦敦大学学院的物理学家尚卡·加格，收到西班牙同行的来信，问他对沉船有没有兴趣。这艘西班牙沉船四五百年前由西班牙到美洲，在今新泽西州附近沉没，船上有大量铅制货品。这些铅可以用每公斤20欧元（约合155元人民币）的价格卖给想要的实验室。

除了考古学家和寻宝者，物理学家也盯上了古代沉船？铅的价格每公斤一二十元人民币，沉船上的铅为什么卖这么贵？因为这些来自古沉船的铅，有一种意想不到的用途：观测暗物质。

暗物质是理论上提出的可能存在于宇宙中的一种不可见的物质，它可能是宇宙物质的主要组成部分。美国国家研究委员会2002年一份报告列出了21世纪要解答的11个科学问题，“什么是暗物质”研究排第一。

古代沉船上的铅，冶炼时间早；海洋阻挡了宇宙射线，成为它们的天然屏障。于是，这种低辐射的物品，成了暗物质探测器的绝佳材料。

它为什么会被科学家追捧？

不只是钚元素等放射性物质，我们身边的日常物品，例如陶瓷、玻璃、金属甚至是香蕉，都有一定的放射性。这些日常物品的辐射对人体健康不会造成威胁，但是对精密的分子物理学实验来说是致命的——这些日常物品的衰败，所释放出的分子，如果在实验中不小心“撞击”到探测器，那么就是在给科学家“挖坑”。

分子物理学是试图了解宇宙基本构成的学科，其中包括暗物质。科学家相信，这种仍未被观测到的神秘物质，可能在整个宇宙中占到83%的比例。暗物质就像胶水一样，维持着星系之间的联系。

一块几英寸（1英寸约2.54厘米）长的铅板，就能防止探测器遭到异常辐射的干扰。而打造这种“防护罩”本身的最佳材料，就是本身几乎没有辐射的铅块。这种铅块可以在封闭环境下打造，但相比古代沉船上的现成品，成本太高了。

由此，沉船上的铅，成了受分子物理学家追捧的明星材料。

防鱼雷的战舰钢盾 成了防辐射的隔离设施

制造分子物理学实验的探测器，为什么古代铅可以，现代冶炼的金属不行？

这里不得不提到一个概念：低背景材料。

1945年7月16日早晨5时29分，“蘑菇云”在美国新墨西哥州沙漠上空升起，人类步入了“原子时代”。此后熔炼的金属，由于大气中放射性物质的存在，导致其本身也存在一定的放射性。这些金属对人体健康没有危害，但不适合在分子物理学实验中使用。

对于低背景材料的认定标准，科学界没有统一答案。不过，根据实验的敏感程度，科学家通常很清楚需要用到什么样的材料。

“如果你制造了一台盖格计数器（一种用于探测电离辐射的计数设备），这台计数器肯定不能首先探测到自己身上的辐射。”澳大利亚斯威本科技大学天体物理学家艾伦·达菲说。

以钢铁为例，美国著名的分子物理实验室——费米实验室，在过去几十年里使用了大量钢铁来制造防护隔离设施。这些钢板通常是废弃二战军舰吃水线周围的钢盾，用于防护鱼雷袭击。它们很厚，能在打仗时幸存下来，而且都是在第一颗原子弹爆炸前冶炼的。

上天入地 只为窥探暗物质真容

为探测暗物质，全世界科学家建造了探测器。加拿大正在规划建造的超级CDMS SNOLAB地下实验室，欧洲科学家正通过比利牛斯山脉的坎夫兰克地下实验室研究暗物质。中国曾发射暗物质探测卫星“悟空”，已在轨运行接近4年。今年7月20日，四川锦屏地下实验室正式启动新阶段建设，“极深地下极低辐射本底前沿物理实验设施”项目正式进驻地下2400米深处，开始安装实验设备。

这些探测器上天入地，远离人世，但仍然需要一些金属屏蔽来自周围环境的多余辐射。打造这些屏蔽装置前，科学家通常会制造一台虚拟探测器，来看看哪种材料最合适。分子物理学家们发现，在探测器周围布置水箱和塑料，能够避免探测器捕捉到中子。而抵御伽马射线的最佳材料是铜和铅。

铅不会像铜那样轻易氧化生锈；在海底静置数百年后，不稳定的铅-210已经衰变为稳定的铅-206；宇宙中的微弱射线能“重启”金属本身的辐射，而海水成为了一道屏障，阻断了来自宇宙的微弱射线。这些理由都让古代沉船上的铅，成为包裹暗物质探测器的最佳屏蔽材料。

考古学家很心疼： 以科学为名 拿文物“献祭”？

在欧洲附近海域，低背景铅很有可能是古罗马时期的文物。这些铅可能是硬币、建筑材料、兵器，被打捞后通常最感兴趣的是考古学家。但现在，分子物理学家们也想插一脚。

从2010年起，意大利低温稀有事件地下观测所入手了数百个铅块。该实验室试图揭秘，为何是物质，而非反物质构成了我们的宇宙。考古学家从撒丁岛附近海域中一艘古罗马沉船上寻获了上千个铅块。这些金属距今大约2000年。其中大部分都保存在意大利卡利亚里的国家考古博物馆中，但有270个铅块分给了分子物理学家。

一些考古学家不禁要问，以科学为名，拿这些古罗马文物“献祭”是否值得。2013年，当时仍在英国伯明翰大学就读考古学博士专业的艾伦娜·皮雷兹-阿尔瓦罗，以此为题来研究。她研究的对象就是低背景铅。联合国教科文组织在2001年曾通过《保护水下文化遗产公约》。公约明令禁止打捞古代沉船用于商业目的。但阿尔瓦罗认为，这份公约有个盲点：如果是出于科学目的呢？

2015年，她发表一篇论文说，商业层面的技术无法打造出实验需要的低背景铅。阿尔瓦罗由此认为，出于科研目的打捞古代沉船是可行的，但相关部门必须严格审查每一项申请。如果实验中可用钢铁或是塑料代替，那么实验室就应该优先使用其他材料，而不是沉船上的文物。

阿尔瓦罗毕业后，成为英国一家文物保护组织的负责人。根据她的说法，没有一家研究机构对低背景材料做出限制。

芯片制造商也争着要

近年来，越来越多的二战沉船，从马来西亚、印度尼西亚、新加坡附近海域消失。它们遭到打捞者的非法解体。其中一部分的打捞者，就是冲着低背景材料去的。从战船坟墓“废物利用”还能说得过去，要是偷偷打捞古罗马时期的沉船，那可就是盗取文物了。

实验室当然不愿意买到有道德争议的物件，可当材料出现在研究人员面前，他们几乎无法确认其来源。伦敦大学学院物理学家加格说，“材料摆在那里，我们更关心的是它要花费多少钱。”

日立-剑桥实验室的物理学家冈萨雷斯·扎尔巴认为，古罗马时期生产了大量的铅，但实验中只用掉了很小一部分。真正对文物构成威胁的，可能是蒸蒸日上的微电子行业——每台电脑、手机里都有的芯片，都会用到低背景铅。

制造商可以使用现代冶炼的金属铅，但他们更偏爱沉船上打捞来的低背景铅。“这让我非常担忧，因为它是商业行为，”扎尔巴说，“这不是能让人类全体受益的行为。”