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第一顆鑽石的起源 天然鑽石的發現與培育鑽石的誕生

2023年6月15日
讀畢需時 6 分鐘

已更新:10月15日

第一顆鑽石是誰發現的?如果問的是天然鑽石,現有史料無法可靠指認一位發現者;如果問的是人類第一次成功製造鑽石,實驗紀錄就能讓我們追查到具體的人物與年份。


兩段歷史的差別,在於人類如何與鑽石相遇。早期的人從河砂與礫石中尋找天然晶體;到了二十世紀,科學家開始控制碳的結晶條件,讓鑽石在實驗室生長。至於「第一顆培育鑽石」,還要分清最早生長、可重複製造,以及寶石級成品,才不會把不同成果混成同一件事。


一顆切磨鑽石放在岩石上的情境照片
切磨鑽石的情境照片。早期人類接觸到的鑽石,則是未經切磨的天然原石。

目錄





1 第一顆天然鑽石由誰發現


我們可以追溯早期的鑽石產地、交易與使用紀錄,卻不能因此替世界上第一位發現鑽石的人署名。第一顆被人撿起的原石,很可能早於今天留下來的文字紀錄;「最早可考」與「人類第一次遇見」之間,仍有史料無法填補的空白。


最早的鑽石歷史為何指向印度


印度是追尋早期鑽石歷史的重要起點。GIA 的歷史資料指出,部分歷史學者估計,印度早在公元前四世紀已有鑽石貿易。這能支持古代印度很早已認識並交易鑽石,但不能把某一年直接定為「第一顆鑽石被發現的年份」。 [1]


GIA 整理的古印度鑽石文獻也顯示,印度曾長期是世界主要鑽石供應地,早期採集涉及地表沖積礦床及較淺的地下作業。後來著名的戈爾康達(Golconda)地區,是這段歷史的重要部分;它不能直接等同一座「發現世界第一顆鑽石的礦」。 [2]


海德拉巴與戈爾康達周邊地區的歷史地圖
海德拉巴地區舊地圖。戈爾康達一帶是理解印度鑽石產地與貿易史的重要地理背景。

古人如何在沒有現代礦場的時代找到鑽石


早期印度的鑽石採集,與今天印象中的大型露天礦不同。人們可以在河道及相關砂礫沉積物中尋找原石,透過挖取、篩選與洗選回收鑽石。這類沖積礦床提供了接近地表的採集機會,人類不必先掌握深部地質,便能接觸已被自然作用帶到可開採位置的鑽石。 [2]


因此,一顆天然鑽石的「形成時間」與「被人發現的時間」是兩個問題。它先在地質環境中結晶,再經漫長的地質過程進入人類可接觸的礦床。若想了解這段形成與開採過程,可以延伸閱讀鑽石從何而來 天然鑽石與培育鑽石的來源比較。


著名古鑽為何不能代表世界第一顆鑽石


光之山(Koh-i-Noor)等著名古鑽,有王室收藏與流轉故事,因此容易讓人把「歷史悠久」理解成「最早被發現」。然而,GIA 對光之山的介紹也指出,其確切發現日期並不清楚。能追溯一顆名鑽的部分歷史,不等於能證明它早於所有其他鑽石。 [3]


隨著商路發展,印度鑽石逐漸進入歐洲,威尼斯的中世紀市場也是其中一站。這是鑽石如何傳播、被不同社會認識的歷史;至於世界上第一顆由誰發現,現有證據仍不足以下定論。 [1]


威尼斯聖馬可廣場周邊水岸的歷史景觀畫
威尼斯歷史景觀畫。印度鑽石曾經商路傳至威尼斯等歐洲市場。


2 第一顆培育鑽石由誰製造


培育鑽石的誕生留下了研究人員、裝置、實驗與發表紀錄,答案比天然鑽石的首次發現具體。不過,把所有功勞濃縮成「某人在某年做出第一顆」,仍會漏掉重要的早期成果。


先釐清物質本身:培育鑽石是在人工控制條件下生長的鑽石晶體,並非以玻璃、立方氧化鋯或莫桑石仿造鑽石外觀。它與天然鑽石同屬鑽石,生長來源則不同。相關定義可參閱鑽石的定義是什麼。


培育鑽石早期里程碑 1952 年 Eversole 低壓生長 1953 年 ASEA 高溫高壓合成 1954 年 GE 可重複實驗及 1970 年寶石級合成
培育鑽石早期里程碑示意圖。各年份代表不同成就,資料來源見文末 [4] 至 [7]。

1952 年 Eversole 在既有鑽石上長出鑽石層


GIA 於 2004 年發表的化學氣相沉積(CVD)技術論文,將 William Eversole 在美國 Union Carbide 的 1952 年實驗,列為早期合成鑽石的重要紀錄。他利用含碳氣體,在低壓條件下,於既有鑽石基底上生長新的鑽石層。這種沿著原有晶體結構繼續生長的方式,稱為同質外延生長。 [4]


這個細節很關鍵:起點本身已有鑽石,新增的碳再依照鑽石晶格排列。早期成果是生長層,速度也很慢,與今天可切成戒指主石的大顆原石相距甚遠。該論文因此認為,Eversole 很可能是最早以任何方法成功合成鑽石的人。這項氣相生長紀錄,比 GE 的 1954 年實驗更早。 [4]


1953 年 瑞典 ASEA 取得高溫高壓成果


另一條研究路線,則是讓碳在高溫高壓條件下形成鑽石。瑞典 ASEA 團隊於 1953 年已取得成功,時間早於 GE 在 1954 年的實驗。不過,ASEA 當時沒有公開成果,因此並未立即成為公眾熟悉的鑽石合成故事。 [5]


這也說明,最早完成實驗、最早公開證據,以及最早建立可重複製造的方法,未必都由同一個團隊在同一年完成。討論「第一顆培育鑽石」,必須把所指的成就說清楚。


1954 年 GE 為何成為最廣為人知的名字


1954 年 12 月 16 日,H. Tracy Hall 在美國通用電氣(GE)完成了可重複的鑽石合成實驗。美國國家發明家名人堂記錄,他使用稱為 Belt 的高壓裝置,配合碳源、鐵催化材料及高溫高壓條件,使鑽石結晶。 [6]


GE 在 1955 年對外公布成果,相關研究也於同年發表。Hall 與 Francis Bundy、Herbert Strong、Robert Wentorf 等研究人員的工作,讓鑽石合成成為可驗證、可重複的技術成果。因此,GE 經常出現在培育鑽石歷史的起點;較嚴謹的說法,是它在可重複的高溫高壓合成與公開發表方面取得關鍵突破,而非忽略此前所有生長紀錄。 [5] [6]


高溫高壓法(HPHT)與化學氣相沉積法(CVD),後來成為培育鑽石的兩大生長路線。兩者如何提供碳源、控制結晶條件,可參閱CVD 與 HPHT 培育鑽石技術;本篇重點則是早期成果由誰完成,以及每次突破實際做到了甚麼。


1970 年 才跨入可供切磨的寶石級品質


1950 年代成功合成鑽石,不代表當時已能穩定製作今天珠寶櫥窗中的主石。早期人工合成鑽石主要面向工業用途,對晶體尺寸與品質的要求,和珠寶用鑽石不同。GIA 指出,GE 於 1970 年製成可供切磨的小型寶石級合成鑽石,這是另一個需要獨立看待的里程碑。 [7]


「寶石級」也不代表已達到今日大顆無色鑽石的商品規模,更不代表每顆都能具有同樣的顏色、淨度與尺寸。從證明碳可以結晶成鑽石,到培育出適合切磨的原石,再到穩定供應珠寶市場,之間仍需要持續改善生長與品質控制。


想了解現代培育鑽石怎樣從晶種長成原石,再經切磨與檢測成為成品,可以閱讀培育鑽石如何形成 從種子到成品的製作流程。若想接著看整個產業如何發展,則可延伸閱讀培育鑽石綜合歷史與里程碑。


第一顆鑽石留下的兩種答案


天然鑽石的故事,能追溯到古代印度的採集與交易,卻沒有足夠證據確認第一位發現者。培育鑽石的故事,則可以追查到 Eversole、ASEA 與 GE 等早期研究成果;答案取決於我們問的是首次生長、可重複製造,還是寶石級品質。


從河砂中尋找原石,到在反應裝置內讓碳結晶,人類取得鑽石的方法逐漸改變。今天一顆培育鑽石能成為珠寶,背後承接的是早期研究者把微小的結晶成果,逐步推進到可用尺寸與品質的工作。知道這段過程,便能理解為何「成功長出鑽石」與「做成一顆珠寶主石」,需要分開談。


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