在不少工具書的背后,都會附帶一張或繁或簡的“元素周期表”。元素周期表不僅是人類歷史上最偉大的科學(xué)結(jié)晶之一,同樣也是一個(gè)充滿激情、冒險(xiǎn)、競爭、背叛、浪漫和執(zhí)著的故事寶藏,甚至涉及包括戰(zhàn)爭、商業(yè)競爭、恩愛情仇、科學(xué)競爭等在內(nèi)的方方面面。
嘗起來甜甜的鈹元素,能夠像糖一樣誘騙我們的味蕾;散發(fā)出苦杏仁氣味的氰化物,其實(shí)是帶來死亡的毒藥;鋁一度是比黃金更貴的金屬,被法國王室用來招待最尊貴的客人;錫在極寒環(huán)境下會詭異地化成粉末,斯科特的南極探險(xiǎn)因此一去不能回;碳和硅化學(xué)性質(zhì)相似,可為什么沒有在宇宙中發(fā)現(xiàn)“硅基生物”?門捷列夫創(chuàng)制元素周期表,原來竟是受到紙牌游戲的啟發(fā),化學(xué)天才哈伯創(chuàng)造性地合成氮肥以造福人類,卻在后來的戰(zhàn)爭中研制毒氣,招致千古罵名……
而元素周期表的“模樣”也并非“一成不變”。事實(shí)上,在1869年門捷列夫公布的元素周期表中,只有63種元素,周期表中還到處都是空白(甚至存在錯(cuò)誤)。因此發(fā)現(xiàn)新元素、命名新元素,在科學(xué)史上留名,是科學(xué)家夢寐以求的成就。最初科學(xué)家為其發(fā)現(xiàn)的新元素命名,還有規(guī)范可循。例如居里夫人和丈夫皮埃爾·居里在1898年發(fā)現(xiàn)的了釙和鐳,釙是為了紀(jì)念居里夫人的故國波蘭,鐳的名字則來自“放射性”,因?yàn)樗姆派湫员戎暗脑囟紡?qiáng)得多;1936年意大利科學(xué)家塞格雷和佩里爾發(fā)現(xiàn)了原子序數(shù)為43的新元素,這是第一種“人造”元素,根據(jù)希臘文“人造”命名為“锝”。鈾(92號元素)之后的元素,都是通過人工合成,93號到100號元素的合成使用的是費(fèi)米發(fā)明的中子俘獲反應(yīng)法:把鈾-238放入核反應(yīng)堆中,使用大量中子轟擊鈾原子核,有的會吸收若干個(gè)中子,然后發(fā)生衰變形成新的原子核。后續(xù)改用阿爾法粒子(即氦原子核)轟擊鈾,也是采用了同樣的“解題思路”。在這個(gè)過程中,美國伯克利實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家西博格和他的同事們自1940年以來,在20年里一鼓作氣地發(fā)現(xiàn)了93號—103號元素。隨后西博格通過比較,對元素周期表進(jìn)行改進(jìn),建立了與鑭系元素相同的錒系元素,把它們一起放置在元素周期表的下方,成為今天元素周期表的形式。而在西博格之后,新元素還在繼續(xù)被發(fā)現(xiàn),科學(xué)家、科學(xué)機(jī)構(gòu)之間的科學(xué)、名譽(yù)競爭也在繼續(xù)上演。
作者山姆·基恩(Sam Kean),著名科普作家,美國科學(xué)促進(jìn)會院士。他本科畢業(yè)于明尼蘇達(dá)大學(xué)物理專業(yè),后于約翰斯·霍普金斯大學(xué)修習(xí)寫作課程,并取得美國天主教大學(xué)圖書館學(xué)碩士學(xué)位。其文章見于《科學(xué)》《紐約時(shí)報(bào)》《紐約客》等,《元素的盛宴》是其代表作。山姆·基恩的寫作特色非常鮮明,語言精彩生動(dòng),富有張力,讀他的科普書,常會有讀驚險(xiǎn)小說一般的感覺。在《元素的盛宴》一書中,他以極具張力的敘述節(jié)奏,追溯了元素周期表背后精彩的化學(xué)探險(xiǎn)史,將一個(gè)個(gè)元素的傳奇故事與奇妙化學(xué)性質(zhì)講述得極具吸引力。