元素的盛宴（彩图升级版）

元素周期表是人类科学伟大的成果之一。同时，貌似枯燥的表格背后则是一个充满激情、冒险、背叛以及执着的故事宝藏。

《元素的盛宴》是一本关于化学与人类生活的既严谨又妙趣横生的科普著作，作者搜集了大量科学史和人类史上鲜为人知的史料，用幽默之笔从不同角度讲述了化学与人类充满“爱恨情仇”的历史传奇。

你知道氮肥是德国人研究烈性炸弹时顺便发现的吗？你知道水银在很长时间里是作为泻药使用,而镭最初居然是被用来制作保健饮料的！门捷列夫是在打扑克时想出了元素周期表，格拉泽看到啤酒气泡悟到了探测粒子的新方法……

这些闻所未闻的事件，都是山姆探险化学史的重要发现——它是化学与人类生活交互作用的一部趣味史，也是无数科学家探幽寻微的一部真实的冒险故事。

山姆·基恩（Sam Kean）：著名科普作家，美国科学促进会院士。本科毕业于明尼苏达大学物理专业，后于约翰霍普金斯大学修习写作课程，并取得美国天主教大学图书馆学硕士学位。其文章见于《科学》《纽约时报》《纽约客》等。《元素的盛宴》是其代表作。

山姆·基恩的写作特色非常鲜明，语言精彩生动，富有张力。读他的科普书，常会有读惊险小说一般的感觉。

引言

20 世纪80 年代早期，那时候我还是个孩子，喜欢和一切塞进我嘴里的东西说话——食物啊，牙医管啊，会飞走的气球啊，什么都有——就算周围没人，我也会喃喃自语。我爱上元素周期表正是因为这个习惯，当时我第一次独自测体温，周围谁都没有，只有一支温度计压在我舌头下面。测体温的原因是我得了链球菌咽喉炎，二、三年级期间我好像得过十几次这种病，往往一连好些天，吞咽的时候喉咙作痛。我一点儿都不介意待在家里不去上学，吃香草冰淇淋和巧克力酱来“自我疗愈”。而且，生病总会给我再打破一支老式水银体温计的机会。

我躺着，舌头下压着那根玻璃棍，我会大声回答一个想象中的问题，然后体温计就会从我嘴里滑出去，在硬木地板上摔得粉碎，液态的水银珠子像轴承里的滚珠一样满地乱蹦。一分钟后，我妈妈就会蹲下去——虽然她有点儿关节炎——开始收拾那些珠子。她用牙签把柔软的小珠赶到一块去，就像用冰球球杆打球一样，水银珠子快要碰到一起了。最后轻轻一拨，一颗珠子吞掉了另一颗，曾经有两颗珠子的地方现在只剩下一颗完美无瑕的珠子轻轻颤抖着。妈妈在地板上走来走去，重复着这种魔术般的小把戏，大的水银珠子不断吞噬着其他小个儿的珠子，直到最后重新汇聚成一颗银色的“扁豆”。

妈妈把所有水银聚到一起后，就会从厨房里放小摆设的架子上取下来那个带绿色标签的塑料药瓶，药瓶放在拿鱼竿的泰迪熊和1985 年家庭聚会留下的蓝色陶瓷马克杯之间。她把水银挪到一个信封上，然后小心翼翼地把这最新的一份战利品倒进瓶子里——瓶子里的水银球已经有胡桃那么大了。有时候，把药瓶藏起来之前，妈妈会把水银倒到瓶盖里，让我和兄弟姐妹们一起欣赏这种未来主义的金属。它不停地流动，时而分开，时而又完美地汇聚起来。有的母亲特别害怕水银，她们甚至不让自己的孩子吃金枪鱼，我为这样的孩子感到悲哀。中世纪的炼金术士追求的虽然是黄金，但他们认为水银是宇宙中最强大、最有诗意的物质，孩提时代的我肯定非常同意他们的观点。我甚至曾经和他们一样相信过，水银无法归于任一类别，它既非液体亦非固体，既非金属亦非水，既非天堂亦非地狱；水银里蕴含着超凡脱俗的灵魂。

后来，我发现，水银之所以表现出这些性质，是因为它是一种元素。它和水（H2O）、二氧化碳（CO2）或你日常生活中能见到的几乎所有东西都不一样，不能被自然地分成更小的单位。事实上，水银颇富“邪典”气息：水银原子只愿意和同类待在一起，它们缩成球状，和外界的接触减至最少。我小时候泼洒过的大部分液体（如水、油、醋、还没凝固的果冻等）都与水银不同，它们会流得到处都是。而水银不会留下污渍，每次我打碎温度计后，爸妈总会叫我穿上鞋子，免得看不见的玻璃碎片扎进脚里，可我从不记得他们什么时候叫我小心过散落的水银。

很长一段时间里，我一直在留意书本和学校里的80 号元素，就像你也许会在报纸中搜寻某位童年伙伴的名字一样。我来自大平原，在历史课上我曾学到过刘易斯和克拉克远征南达科他州和路易斯安那州其余疆域的故事，他们带着一架显微镜、罗盘、六分仪、三支水银温度计，还有其他设备。最开始时我并不知道，他们还带了600 片含汞泻药，每一片都有阿司匹林药片的4 倍大。这种泻药名为“拉什医生的胆汁丸”，名字源于《独立宣言》的签署者之一本杰明·拉什。这位英雄医生曾于1793 年费城黄热病肆虐期间勇敢地坚守孤城。无论是治什么病，他都喜欢让病人口服一种含有氯化亚汞的浆状药物。虽然从1400 年到1800 年，药学领域取得了不少进展，不过那个年代的医生更像是一位药剂师，而非诊疗师。出于某种不可思议的迷恋，他们觉得美丽诱人的汞能够以让病人身陷险境的方式来治疗他们——以毒攻毒。拉什医生让病人服用含汞溶液，直至涎水四流。经过数周或数月的连续治疗，病人的牙齿和头发常常会脱落。毫无疑问，他的“疗法”毒害甚至是毒杀了许多也许会被黄热病放过的病人。不过尽管如此，在费城进行了10 年的医学实践后，他仍让出征的梅里韦瑟和威廉带上了一些包装好的药片。无心插柳之下，拉什医生的药片让现代的考古学家得以追踪当年那些探险家驻留过的营地。他们在野外碰上的食物都很奇怪，饮水也很成问题，所以远征队里总有人肠胃不适。直到今天，他们挖过的临时厕所的沙土里仍能找到星星点点的水银，也许是某次拉什医生的“雷霆猛药”效果有点儿好过头了。

科学课上也能看到水银的踪迹。我第一次看见一团乱麻般的元素周期表时，饶有兴趣地在上面寻找水银，却没找到。它在那儿——金和铊之间，前者和水银一样致密而柔软，后者和水银一样有毒。可是水银的化学符号Hg，这两个字母甚至根本没出现在它的名字（mercury）里。解开这个谜题——Hg 来自拉丁语hydragyrum，意思是“水一样的银”——让我明白了古代语言和神话传说对周期表的影响力有多大。在周期表最下面那行更新的超重元素的拉丁名字里，你还能看见这样的影响力。

从这一种元素中，我了解到历史、词源学、炼金术、神话、文学、毒物取证，还有心理学。而我搜集到的关于元素的故事绝不止这一个，尤其是当我进入大学以后，沉浸于科研之中时，我还找到了一些很乐意把研究工作暂时放到一边，聊聊科学八卦的教授。

我为这些故事深深着迷。最近，当我在早餐时回忆起关于水银的故事，我意识到，元素周期表中的每一种元素都有其或有趣，或奇怪，或令人毛骨悚然的故事。而与此同时，这张表格是人类最伟大的智慧结晶之一。它既是伟大的科学成就，又是妙趣横生的故事集锦，所以我写下这本书，层层回顾周期表行行列列的传奇，就像是解剖学教科书里的透视图一样，从不同的深度讲述同样的故事。从最简单的层面说，元素周期表罗列了我们这个宇宙里所有不同种类的物质，它里面一百多位各具特色的角色构成了我们能够看见、能够触摸到的一切事物。周期表的形状也给了我们线索，让我们知道某些元素之间为何如此相似。而在稍微复杂一些的层面，周期表也是一份密码表，隐藏着每种原子来自何方、哪种原子能够裂变或是转换成另一种原子的秘密。这些原子也能自发组合成动态系统，例如生物，元素周期表能预测这一切如何发生，它甚至能预测哪些阴险的元素会毒害甚至毁灭生物。

最后，元素周期表是一个人类学奇迹，作为人工制品，它映射出我们这个种族所有的精彩、巧妙和丑陋，映射出我们如何与物理世界互动——它以简洁而优雅的形式写下了我们这个种族的简史。元素周期表值得我们从各个层面悉心研究，让我们从最基本的开始，然后循序渐进。除了供我们消遣之外，元素周期表的传说还提供了另一条理解它的道路，这条道路你在教科书或是实验手册上永远都不会看到。一饮一啄，元素周期表与我们息息相关，有人以它下注，因此倾家荡产；哲学家利用它探求科学的意义；它能毒杀人类，也能酿成战争。从左上角的氢到最底下那些不可能自然存在的人造元素，字里行间，你能发现泡泡、炸弹、金钱、炼金术、政治手腕、历史、毒药、罪行和爱情，甚至还有一点点科学。

引言

第一部分 定位：行行又列列

1. 位置决定命运

2. 亲密双胞胎与黑羊：元素家谱

3. 元素周期表上的科隆群岛

第二部分 制造原子，破坏原子

4. 原子从哪里来：“我们是群星之子”

5. 战争年代的元素

6. 完善周期表……砰的一声

7. 在冷战中扩展周期表

第三部分 周期之惑：疑难初现

8. 从物理学到生物学

9. 毒药协会：“哎哟喂”

10. 带两个元素，早上打电话叫醒我

11. 元素也会骗人

第四部分 元素与人性

12. 元素与政治

13. 元素与货币

14. 元素与艺术

15. 元素与疯癫

第五部分 元素科学的今天与明天

16. 零度以下的化学

17. 光辉的球体：泡泡与科学

18. 精确到荒唐的工具

19. 超越元素周期表

附录

注释

参考文献及扩展阅读

作者对谈录

参考讨论题目

作者最喜欢的5 种元素

致谢