我是谁？我从哪里来？我要到哪里去？
这是长久以来困扰人类的三大人生终极问题，
然而一张元素周期表就可以帮你解答这些疑问。
我是星辰大海中的一粒尘埃
我是谁？我是星辰大海中的一粒尘埃。
这不是文艺青年的浪漫诗句，而是严谨的科学。人类能够看到的所有天体，包括地球、太阳、银河系，都是由物质构成的。形态各异，令人眼花缭乱的物质，其实全部是由100多种元素变化产生。那么你可知道，这些元素是如何形成的？
物质的最小单位是原子。要创造出新的元素，就要让一个原子的原子核与另一个原子的原子核接近到会产生核力的距离。但是原子核都带有电子，会互相排斥，除非有巨大的能量作用在它们身上，逼着它们接近。只有超过1000万度的超高温状态才能实现这样的效果。但是在地球上，即使是地心深处的岩浆也不过1000度，根本无法创造出这样凶残的条件。由此可知，过去的炼金术士所做的工作是多么徒劳。天然元素几乎无法在地球上形成，那么，组成生命的元素自然只能来源于宇宙。
科学研究发现，只有三种情况会达到1000万度的超高温状态：
1. 形成宇宙的大爆炸发生之后
2. 太阳等恒星内部发生核聚变时
3. 恒星寿终正寝，发生超新星爆炸时
137亿年前，宇宙发生了一次大爆炸，形成了氢占92%，氮占8%的原始宇宙。大量的氢汇聚到一起，形成恒星。氢原子在恒星内部发生聚变，产生氦，并释放出大量能量。这些能量点亮了无数恒星。但遗憾的是，核聚变反应能生成的元素到铁就结束了，也就是元素周期表上方的轻元素，恒星内部无法形成比铁更重的元素。
那其余重元素是从何而来的呢？科学家发现，大多数重元素都来自于超新星爆炸。再过50亿年，太阳内部的氢等元素就会燃尽，届时太阳就会成为一颗红巨星，然后再释放出大量气体变成一颗白色的死星——白矮星。而比太阳大10倍的恒星一旦燃料用尽，就会坍缩，发生超新星爆炸。在爆炸1秒钟后，比铁更重的元素就会相继诞生。
著名天文学家卡尔·萨根曾经说过，我们DNA中的氮，牙齿中的钙，血液中的铁，以及苹果派中的碳，都是在坍塌的恒星中产生的。可以说，我们都是来自于茫茫宇宙中的星尘。
三十八亿年才磨合出来的默契
澳大利亚西部鲨鱼湾拥有大量叠层石。叠层石是由微生物，尤其是蓝菌黏结堆砌而成的。有科学家指出这可能是出现在大约35亿年前的微生物席。另一项研究中，科学家在采自格陵兰Akilia岛的岩石中发现了生命的证据，这些岩石的年龄约38亿年。也就是说，38亿年前，地球上开始出现了生命。
历经38亿年的漫漫时光，人类才进化成今天的模样。在这个漫长的过程中，我们为了维持生命，尝试了各种化学反应，并将实验成果留给子孙后代。生命的进化史，就是不断在原子的电子轨道上尝试化学反应可能性的三十八亿年。化学在英文中写作Chemistry。有人打趣说，Chem is try，其实生命亦是如此。
在太阳系中，氢、氦、碳、氮、氧的丰度排名最靠前。而从人体元素构成来看，人体中占比最大的元素分别是氢、氧、碳、氮，仅这四种元素就占了人体的99.5%。
为什么会出现如此巧合的情况？道理其实很简单。46亿年前，围绕太阳运行的岩石与尘埃聚集到一起，形成了地球。地球上现有的元素，大多都是在地球形成之初就存在的。当生命出现的时候，就生活在一个与太阳系元素分布十分接近的环境中，生命体自然会与元素周期表上方这些存在量巨大的轻元素反复测试磨合，直到达到最好的默契，将它们纳入自己的生命活动中。
美丽而致命的误会
1869年，俄国化学家门捷列夫发现了元素周期律，并编制了第一张元素周期表。这张表揭示了物质世界的秘密，把一些看来似乎互不相关的元素统一起来，组成了一个完整的自然体系，也让我们能以便捷的方式窥见生命的奥秘。
生命通过化学实验，掌握了利用种种元素的窍门。但是，再精巧的系统也会出现bug。借助元素周期表，我们能清晰地看到发生这种漏洞的原因。
2011年，日本大地震引发福岛核电站事故后，新闻报道常常提及核辐射的危害，特别是铯137、锶90这些放射性物质。我们看一看它们在元素周期表中的位置，就能发现它们乘虚而入的途径。
1. 周期表上同属一列的元素，最外层电子的状态往往非常相似。
2. 最外层电子数决定了元素的基本性质。
钾是人体必不可缺的元素之一，几乎活跃在每一个细胞中，神经与肌肉细胞的活动都离不开它，所以人体会积极摄取钾元素。而铯与钾在元素周期表的同一列，两者的最外层电子数相同，化学性质也很相似，所以当人体一接触到铯，还以为是钾，便欣然加以吸收。这些铯就会顺着钾的输送渠道流向全身，继而引发胃癌、肺癌、大肠癌等各类恶性疾病。
相同的，由于放射性锶与钙都处于元素周期表的第二列，它也会顺着钙的吸收渠道进入人体，并且深入骨髓。骨髓是生产血细胞的地方，时刻都在进行细胞分裂。人体一旦摄入放射性锶，无异于将辐射源安装在血液工厂隔壁，极易引发白血病。
当然我们也不是束手无策。同样利用这一原理，多摄入钾与钙，就能有效防止人体积蓄过多的铯与锶。
再拿锌来说，锌是人体不可或缺的一种微量元素。所有生物都靠酶来维持生命，研究结果显示，人体中有一百多种酶离不开锌。这些酶中含有硫，锌与硫结合能提升这些酶的表现。而与锌同属于元素周期表第12列的镉和汞，化学性质也与锌很相似，也就很容易与硫结合，从而形成致命的毒物。
因为锌在宇宙中的丰度比较大，人体就会积极使用这种元素，而镉与汞的丰度要小得多。人类孕育出文明，开始挖掘矿物之后，才有机会接触到它们。这就是为何锌是人体必需的微量元素，而镉与汞是我们避之不及的毒药。
人人都学过元素周期表，却未必懂得如何解读这张表。化学不单纯是各种化学符号、化学反应式，宇宙是如此浪漫，人类的身体是如此浪漫。东京理科大学教授吉田隆嘉撰写的科普读物《走进奇妙的元素周期表》，将以崭新的视角，带你一窥宇宙与生命的神奇。
作者：（日）吉田隆嘉
译者：曹逸冰
出版社：南海出版公司
一张元素周期表，趣味解读宇宙、
人体和生命，让你2小时爱上化学
