★《無(wú)言的宇宙》《迷人的材料》姊妹篇�！肝醋x·探索家」暢銷科普系列*重磅產(chǎn)品�！飶脑咏嵌冉庾x你與宇宙萬(wàn)物之間的聯(lián)系，給你多一雙眼睛審視自然，審視自己。★科學(xué)上向愛(ài)因斯坦、文學(xué)上向惠特曼的致敬之作。詩(shī)人將一個(gè)個(gè)單字排列成一首詩(shī)，上帝將一顆顆“原子”排列成你、我——具有生命的我們——充滿詩(shī)意的存在�！锾祚R行空的科學(xué)聯(lián)想，初中理科水平輕松看懂。你血中的鐵與超新星爆炸有什么關(guān)系？你呼出的CO2會(huì)變成樹的一部分？你肌肉中的氮會(huì)讓天空呈現(xiàn)藍(lán)色？……“我們都是星塵，是幾十億高齡的碳原子”這樣的觀察視角頗具美學(xué)與哲理意味�！锒趴舜髮W(xué)生物學(xué)與地質(zhì)學(xué)博士、保羅史密斯學(xué)院自然科學(xué)教授，30年科普心血之作。同系列書推薦：《迷人的材料:10種改變世界的神奇物質(zhì)和它們背后的科學(xué)故事》《無(wú)言的宇宙：隱藏在24個(gè)數(shù)學(xué)公式背后的故事》《萬(wàn)物解釋者：復(fù)雜事物的極簡(jiǎn)說(shuō)明書》《那些古怪又讓人憂心的問(wèn)題whatif?》《whatif那些古怪又讓人憂心的問(wèn)題（珍藏版）》《一本不正經(jīng)的科學(xué)：用科學(xué)滿足你“變態(tài)”的好奇心》《如果科學(xué)可以這么搞：以科學(xué)的名義回答*“搞”的奇葩問(wèn)題》《星球大戰(zhàn)》里的科學(xué)
本書簡(jiǎn)介：
原子與你的生活有什么關(guān)系？在《詩(shī)意的原子》一書中，科特·施塔格揭示了它們與宇宙中不可思議的事情之間的聯(lián)系。
你血中的鐵，是組成血紅蛋白的重要元素，也是造成2億年前一次恒星爆炸的元兇；你呼吸中的碳元素，可能變成樹干的一部分；你肌肉中的氮，會(huì)幫助天空變?yōu)樗{(lán)色；鈉將把你眼中的淚水與遠(yuǎn)古時(shí)就消失的滄海聯(lián)系在一起……組成世界萬(wàn)物的元素，和組成你身體的每一種元素是毫無(wú)二致的。你如何理解——你是一個(gè)活生生的生命同時(shí)也是一堆無(wú)生命的原子？
書中講述了8種對(duì)人來(lái)說(shuō)重要的元素：氧、氫、鐵、碳、鈉、氮、鈣、磷。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，你不只是由原子組成，你就是原子，這本書就是一本原子世界的漫游指南。
作者簡(jiǎn)介：
科特·施塔格（CurtStager），科學(xué)家，科普作家。生于1956年，杜克大學(xué)生物學(xué)與地質(zhì)學(xué)博士，自1987年開(kāi)始擔(dān)任保羅史密斯學(xué)院自然科學(xué)教授，這所學(xué)院坐落在紐約北部的阿迪朗達(dá)克山脈，他喜歡在這里彈奏班卓琴、吉他和野外滑雪。同時(shí)，他在美國(guó)國(guó)家公共廣播電臺(tái)主持一檔科學(xué)欄目：NaturalSelections。
目錄：
前言 原子的你第1章 生命之火——氧關(guān)鍵的發(fā)現(xiàn) 氧的人體之旅 地球的“呼吸” 人與植物間的氧交換 你的氧誕生于遠(yuǎn)古的恒星爆炸 氧在空間和時(shí)間里的循環(huán)第2章原子之舞——氫絢麗的舞姿——布朗運(yùn)動(dòng)的發(fā)現(xiàn) 因熱而舞 人與環(huán)境之間的氫交換 水分子的人體之旅 原子傳承的三個(gè)案例 氫——生命的始祖第3章 創(chuàng)造與毀滅——鐵鐵的非凡特性 來(lái)自恒星的遺產(chǎn) 藍(lán)皮膚的人 鐵與血之間的秘密 關(guān)于鐵的反思第4章 生命之鏈——碳沒(méi)有人是一座孤島 自然界的流通貨幣 CO2的穹頂之下 令人震撼的二氧化碳濃度地圖 化石燃料是我們深埋在地下的親戚 用碳13追蹤你與世界之間的聯(lián)系第5章 地球之淚——鈉鈉為何對(duì)動(dòng)物有神奇的吸引力 鈉與氯，幾億年的愛(ài)戀 如果你體內(nèi)的鈉消失了…… 神經(jīng)靠鈉離子波傳遞信號(hào)第6章 生存，毀滅，和來(lái)自空氣的面包——氮天空為什么是藍(lán)的 空氣中的氮如何轉(zhuǎn)化為我們的肉體 能做面包也能做炸彈 科學(xué)天才與戰(zhàn)爭(zhēng)魔鬼 鮭魚洄游和氮的食物鏈輪回之旅 遠(yuǎn)古人類的食譜第7章 骨與石——鈣，磷鈣與磷的傳奇 你的骨頭是活的 你的骨頭來(lái)自巖石 隱藏在地下的原子交易市場(chǎng) 生命也能創(chuàng)造出礦物第8章 增長(zhǎng)的極限——磷藍(lán)藻生長(zhǎng)的木桶效應(yīng) 從撒哈拉到亞馬遜的原子遷徙 和身體中的磷來(lái)一次面對(duì)面的交流 最可能對(duì)全球人口形成限制的資源 磷元素會(huì)枯竭嗎第9章消逝的肉體原子的流逝和更新會(huì)伴隨你的一生 你的原子一部分來(lái)自宇宙射線 當(dāng)你死去時(shí)，你的原子會(huì)如何 你的死亡并不是原子的終結(jié) 任何物質(zhì)都不會(huì)永恒，但你卻一直都在
后記 愛(ài)因斯坦和他的阿迪朗達(dá)克山脈致謝
像神奇的煉金術(shù)一樣，科特middot;施塔格將關(guān)于原子的科學(xué)變幻成了金光閃閃的故事，揭示了隱藏在宇宙萬(wàn)物和我們所有人之間的聯(lián)系。
——戴維middot;喬治middot;哈斯凱爾DavidGeorgeHaskell，《看不見(jiàn)的森林》作者
科特middot;施塔格這樣的人實(shí)屬鳳毛麟角，他是一個(gè)天才的科學(xué)家，并有著藝術(shù)家的眼光和一顆詩(shī)人的心。在這本書中，他用非凡的優(yōu)雅和神韻將無(wú)形的原子王國(guó)引入了我們的現(xiàn)實(shí)生活�！对�(shī)意的原子》對(duì)粒子世界新穎的見(jiàn)解，會(huì)讓博學(xué)的讀者都目瞪口呆。
——李middot;比林斯LeeBillings，《50億年的孤獨(dú)》作者
施塔格的書堪稱一部透過(guò)化學(xué)元素看現(xiàn)代科學(xué)的力作。值得稱道的是，他成功地將科學(xué)的精確性和趣味性融合在了一起。
——埃里克middot;塞里EricScerri，《七種元素的故事》作者
像神奇的煉金術(shù)一樣，科特·施塔格將關(guān)于原子的科學(xué)變幻成了金光閃閃的故事，揭示了隱藏在宇宙萬(wàn)物和我們所有人之間的聯(lián)系。
——戴維·喬治·哈斯凱爾DavidGeorgeHaskell，《看不見(jiàn)的森林》作者
科特·施塔格這樣的人實(shí)屬鳳毛麟角，他是一個(gè)天才的科學(xué)家，并有著藝術(shù)家的眼光和一顆詩(shī)人的心。在這本書中，他用非凡的優(yōu)雅和神韻將無(wú)形的原子王國(guó)引入了我們的現(xiàn)實(shí)生活。《詩(shī)意的原子》對(duì)粒子世界新穎的見(jiàn)解，會(huì)讓博學(xué)的讀者都目瞪口呆。
——李·比林斯LeeBillings，《50億年的孤獨(dú)》作者
施塔格的書堪稱一部透過(guò)化學(xué)元素看現(xiàn)代科學(xué)的力作。值得稱道的是，他成功地將科學(xué)的精確性和趣味性融合在了一起。
——埃里克·塞里EricScerri，《七種元素的故事》作者
奇妙的探索！我們彼此之間的聯(lián)系是如此廣闊而持久——不管過(guò)去，現(xiàn)在還是未來(lái)。
——柯克斯書評(píng)很多人不知道，我們犁的土都是星塵，隨風(fēng)四處飄散；而在一杯雨水中，我們飲下了宇宙。
——伊哈布·哈桑（IhabHassan，美國(guó)文學(xué)評(píng)論家）
我這輩子用很長(zhǎng)時(shí)間悟得了一個(gè)道理，那就是我們所有的科學(xué)在被用于衡量現(xiàn)實(shí)時(shí)，都是原始而天真的——然而迄今為止這是我們最值得珍惜的財(cái)富。
——阿爾伯特·愛(ài)因斯坦
比起你的生命傳奇，還有什么更有意思的故事？告訴你個(gè)好消息，本書所講的就是這樣的故事。
盡管本書經(jīng)常提及原子，但它們其實(shí)只是配角，而你才是真正的主角，它們隨你而動(dòng)，它們隨你一同經(jīng)歷成功的狂喜，一同承受失敗的悲痛，也一同走過(guò)平淡的日常。至于我的角色，那就是試著展現(xiàn)，這些組成你的原子是如何將你和宇宙中一些最神奇的事情聯(lián)系起來(lái)的。
原子會(huì)和你一起做些什么？可以說(shuō)是任何事。無(wú)論是你還是你或愛(ài)或恨的每一個(gè)人，也無(wú)論你們何時(shí)做過(guò)的何種事情，它們都是現(xiàn)場(chǎng)的目擊者，更是密切的參與者。你曾經(jīng)聞到的每一絲氣味，看到的每一片景色，欣賞的每一曲旋律，以及唇間發(fā)出的每一聲哭喊與嘆息，皆因那些游走于空氣與你身體最深暗角落的原子而產(chǎn)生。當(dāng)你吃下食物時(shí)，其他生物的肉體會(huì)變成你身體的一部分；當(dāng)你受傷時(shí)，在一串曾經(jīng)引爆宇宙中最華麗爆炸的古老原子中，流淌的是垂死恒星的碎片；當(dāng)你排泄時(shí)，你將閃電與火山的原子回聲散播到了全球循環(huán)之中，或許有一天它們還會(huì)重回你的身體，雖然這聽(tīng)起來(lái)讓人不悅；而不管何時(shí)微笑，你牙齒的光澤中都暗藏著冷戰(zhàn)時(shí)期太平洋兩岸核試后放射塵的余輝。
你不僅由原子構(gòu)成，你其實(shí)就是原子，而本書實(shí)際上就是給你自己的一份“原子探險(xiǎn)指南”。為了便于用基本的元素術(shù)語(yǔ)詮釋你的生命，你所需要的不過(guò)是了解一些最新的科學(xué)信息，以及據(jù)此重新認(rèn)知世界的一些新方法，還有一點(diǎn)活躍的想象力。你會(huì)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)你這樣做了以后，你將體驗(yàn)到一場(chǎng)自我意識(shí)的革新，你的思想將在一個(gè)更廣闊的尺度上馳騁。
在新石器時(shí)代，我們學(xué)會(huì)用巖石與礦物質(zhì)制造一些粗糙的工具，如今這種文化距離我們已經(jīng)非常久遠(yuǎn)，而我們正在步入一個(gè)或許可被稱為“新新石器”的時(shí)代，精密加工的硅芯片、拋光的玻璃，還有高性能顯微鏡與望遠(yuǎn)鏡所用的合金，這些全新的工具提升了我們的生活，也豐富了我們的感知。借助于這些工具，我們?cè)诰奕说募绨蛏侠^續(xù)攀登，不斷發(fā)現(xiàn)更多知識(shí)。我們可以摒棄古希臘的“氣、水、土、火”四元素概念，取而代之的是更有用的世界觀，我們將一百多種原子排入元素周期表中，從中可以看出，傳統(tǒng)四元素的前三種并非是基本元素而是化合物，至于火，更只是一個(gè)過(guò)程而非不可分割的物質(zhì)。這樣的觀點(diǎn)也會(huì)有助于我們科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)亟忉屛覀兊娜怏w、思想、感覺(jué)與地球原子之間的隱秘關(guān)聯(lián)。在這個(gè)技術(shù)、文化與環(huán)境快速變遷的年代，明白我們與地球還有其他人之間的緊密聯(lián)系至關(guān)重要。今天已不同于往昔，要想讓數(shù)十億地球人及其賴以生存的生態(tài)圈變得更好，科學(xué)素養(yǎng)才是關(guān)鍵因素。
當(dāng)然還有很多未知的領(lǐng)域等著我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)，未來(lái)的研究肯定會(huì)推翻很多我們現(xiàn)在確信的事實(shí)，或許也包括本書中的一些信息。沒(méi)有人可以知道一切，就算是最偉大的天才也會(huì)犯錯(cuò)。艾薩克·牛頓尚不知道物質(zhì)與能量可以相互轉(zhuǎn)化，阿爾伯特·愛(ài)因斯坦反對(duì)量子力學(xué)理論，而物理學(xué)家歐內(nèi)斯特·盧瑟福認(rèn)為在他研究領(lǐng)域以外的科學(xué)都只是在“集郵”，也不相信發(fā)展核武器或核電站是可行的。即便是“原子”這個(gè)詞的定義，也在差不多一個(gè)世紀(jì)前發(fā)生了變化。兩千年以前，希臘的哲學(xué)科學(xué)家推斷，物質(zhì)應(yīng)該是由某種不可分割的微小粒子構(gòu)成，并將其稱之為“a-toms”，意指不可分割的物質(zhì)。然而嚴(yán)格來(lái)說(shuō)，我們?nèi)缃穹Q之為“atoms”的原子卻是名不副實(shí)，因?yàn)楹宋锢韺W(xué)家可以將它們分割成更小的部分。比如位于瑞士的歐洲大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)，甚至可以將亞原子粒子粉碎成更小的介子、膠子或輕子。
然而這也并非像有些人宣稱的那樣，認(rèn)為一切科學(xué)事實(shí)的存在都過(guò)于短暫，不值得賴其指引真理。誠(chéng)然，知識(shí)的邊界是動(dòng)態(tài)的，但科學(xué)先驅(qū)們已經(jīng)鋪好了很多值得信賴的道路，可以供你行走。比如說(shuō)，你完全可以確信，原子是真實(shí)存在的，它們具有獨(dú)特的性質(zhì)，并且它們之間的相互作用方式完全可以被預(yù)測(cè)；水確實(shí)是由氫和氧構(gòu)成，并且占了你身體的大部分；當(dāng)然還有，你額頭上汗珠中的元素，同樣也可以在華麗的彗尾與你腳下的地球脊梁中尋得，在地球上其他生物的體內(nèi)也一樣能夠找到。本書正是邀請(qǐng)你游覽這樣一些值得信任的路徑，帶你用一種全新的非凡視角看看自己與這個(gè)世界，旅程之中將會(huì)充滿驚奇，但這些都是確然可信的，并且可能會(huì)引起變革。
不妨先聽(tīng)我介紹一下你的一顆氧原子。它當(dāng)然小到看不見(jiàn)，就像一個(gè)泡泡，大部分物質(zhì)漂浮在泡泡中心，從外面看起來(lái)就像是一顆沒(méi)什么特點(diǎn)的乒乓球。但僅僅是中心顆粒或是外層結(jié)構(gòu)中粒子數(shù)目的區(qū)別，就讓不同元素的性質(zhì)具有顯著差異，就好比它們構(gòu)建的生物體彼此之間也存在著明顯的差異一樣。
如果你是個(gè)身材中等的成年人，那么你的體內(nèi)攜帶了將近兩千億億億顆這樣的氧原子，比任何一片森林中的樹葉總數(shù)都要多�，F(xiàn)在，不妨想象一下從你的大拇指中取出其中一顆，拉近焦距仔細(xì)觀瞧。
與其他所有原子一樣，這顆原子也幾乎都是空的。如果將中心由8個(gè)帶正電的質(zhì)子與8個(gè)電中性的中子構(gòu)成的原子核放大到樹莓（其實(shí)看起來(lái)兩者外觀有點(diǎn)相仿）那么大，那么繞著它旋轉(zhuǎn)的帶負(fù)電荷的電子，距離這顆樹莓大約有200碼（183米）那么遠(yuǎn)，接近美式足球場(chǎng)長(zhǎng)度的兩倍，而電子包圍的球體中，有數(shù)百萬(wàn)立方碼的空間里都空無(wú)一物，這體積比新澤西州東盧瑟福的大都會(huì)人壽球場(chǎng)還要大上好幾倍。這就是科學(xué)家為什么會(huì)認(rèn)為你身體中的物質(zhì)幾乎都是虛無(wú)的，就像星系間太空深處的真空一樣。
不管你感覺(jué)自己有多重，原子的空虛都意味著你更像是由原子級(jí)聚苯乙烯構(gòu)成的多孔泡沫，而不是像看起來(lái)那樣質(zhì)地堅(jiān)實(shí)。不過(guò)你應(yīng)該慶幸你的“泡沫”身體，否則的話，你腳下的地球可撐不住你的體重。居于原子中央的那顆微小原子核（希臘人稱之為“核心”或“種子”），密度卻大得驚人，如果你的體內(nèi)擠滿了“放了氣”的而不是膨脹成幾近空心的原子，那么只是你的一根腳指頭就有接近10億噸重。
你挑出的氧原子外層有8個(gè)電子圍繞著原子核旋轉(zhuǎn)。它們可不同于微型的行星被鎖定在固定的平面軌道上，而是更為怪異也更為自由地轉(zhuǎn)著圈，同時(shí)表現(xiàn)出波與粒子的雙重性質(zhì)，而且它們旋轉(zhuǎn)的速度太快，以至于模糊成一團(tuán)像云一般的巢狀外殼。如果你對(duì)這些電子施加能量，它們便會(huì)躍遷到更遠(yuǎn)的軌道上，原子的表面也會(huì)隨之膨脹；而物理學(xué)家還會(huì)借助X射線激光將內(nèi)層電子轟擊出來(lái)，形成“中空”的原子。
不過(guò)從我們的視角來(lái)看更為重要的一點(diǎn)是，一個(gè)原子的某些電子也可以被其他原子共享形成共價(jià)鍵，從而有助于維持你身體的完整。當(dāng)兩枚氧原子靠得足夠近的時(shí)候，它們的外殼便會(huì)交融，其中一些電子開(kāi)始同時(shí)繞著兩個(gè)原子核旋轉(zhuǎn)。這種共用電子的方式可以產(chǎn)生千萬(wàn)種化合物，包括你的肌肉纖維和細(xì)胞膜，也包括你的荷爾蒙和發(fā)絲。
當(dāng)兩個(gè)或更多的原子通過(guò)這種方式銜接在一起時(shí)，分子便形成了。分子（molecule）這個(gè)術(shù)語(yǔ)源于拉丁語(yǔ)moles，這里的moles可不是指鼴鼠那種毛茸茸的小動(dòng)物（moles在英語(yǔ)中有“鼴鼠”的意思。——譯注），而是指“一堆物質(zhì)”，一個(gè)分子簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是一小堆物質(zhì)。此刻在你腦海中想象的已不再是孤零零的氧原子，而是分子戰(zhàn)隊(duì)中的一部分了。在你的身體中，它常常與另一枚氧原子如影隨形，構(gòu)成氧氣分子游走于你的血管，或是與兩枚更小的氫原子形成水分子。
本書的第一章將帶你更好地領(lǐng)略這些分子及其原子部件，并揭示它們“如何讓你成為你”的一些方式。很多元素都可以在你體內(nèi)或身邊尋找到，但這里只會(huì)挑出其中最豐富也是生物學(xué)上最重要的十來(lái)種詳細(xì)介紹。這幾種元素也將揭開(kāi)這些原子的面紗，展現(xiàn)它們?cè)谀愕纳�，還有在將你與世界萬(wàn)物關(guān)聯(lián)起來(lái)的過(guò)程中所扮演的幕后角色。
當(dāng)你繼續(xù)讀下去的時(shí)候，你將跟隨你的原子共同經(jīng)歷一場(chǎng)旅程：穿過(guò)風(fēng)雨，穿過(guò)波濤，穿過(guò)火海、森林，還有你的指尖。氫原子可以在你的發(fā)梢蕩漾，并暴露你曾經(jīng)居住的故土以及你曾喝過(guò)的飲品；你眼淚中的鈉，會(huì)將你和一片早已干涸的海洋串聯(lián)起來(lái)——而且更詭異的是，還會(huì)跟翩翩起舞的飛蛾聯(lián)系起來(lái)；你呼出的碳，會(huì)成為玉米秸稈的一部分，進(jìn)而又進(jìn)入一頭矯健公牛的肌肉中，再后來(lái)還可能成為狐貍胡須的一部分；你還會(huì)發(fā)現(xiàn)，你肌肉中的很多氮原子，是幫助天空變藍(lán)的功臣，而你骨骼中的磷，曾讓遠(yuǎn)古海洋的波浪變綠過(guò)；你牙齒中的鈣可能是蘑菇從巖石上開(kāi)采下來(lái)的，而你血液中的鐵既會(huì)殺死細(xì)菌也會(huì)殺死一顆恒星。你還會(huì)發(fā)現(xiàn)，你最終會(huì)面臨的死亡，其實(shí)每時(shí)每刻死亡都在你的原子間進(jìn)行著，然而，和其他所有人一樣，你也將在宇宙結(jié)構(gòu)的某個(gè)角落永存。
用原子觀點(diǎn)看待生命頗有點(diǎn)將劇本捧在手心看歌劇的意味。舉個(gè)例子，如果你不了解意大利人，那么你在觀看《唐璜》的時(shí)候，也許只會(huì)被音樂(lè)打動(dòng)，卻對(duì)劇情無(wú)動(dòng)于衷。而當(dāng)你手中有劇本的時(shí)候，就可以更好地展現(xiàn)因?yàn)樾畔⒉蛔愣谎鄱z漏的故事細(xì)節(jié)。同樣，當(dāng)你能更好地借助原子觀點(diǎn)理解這個(gè)世界時(shí)，你的閱歷也會(huì)變得更加豐富。
我們究竟是誰(shuí)？對(duì)這個(gè)問(wèn)題不斷的解讀算得上是科學(xué)給我們的最好禮物之一。盡管我們很容易想象，手機(jī)、超市以及城市生活正在將我們跟自然割裂開(kāi)來(lái)，但總有一些事情落后于上個(gè)世紀(jì)以來(lái)的知識(shí)與技術(shù)大爆發(fā)，于是我們的意識(shí)仍然聯(lián)系著自然。我們永遠(yuǎn)不會(huì)真的失去和原子世界的聯(lián)絡(luò)，因?yàn)椴还苁欠裰�，我們都是原子世界的一部分。所以，現(xiàn)階段我們面臨的任務(wù)與其說(shuō)是從肉體上重新構(gòu)建聯(lián)系，還不如說(shuō)是讓我們的世界觀和迷人的現(xiàn)實(shí)之間達(dá)成和諧，而這樣的現(xiàn)實(shí)正是太空望遠(yuǎn)鏡、原子探針顯微鏡或者是其他復(fù)雜的發(fā)明最近才向我們展現(xiàn)的。
當(dāng)我們陶醉于自己是恒星的直系后代這樣一個(gè)奇跡之時(shí)，也許會(huì)感到非常震撼，就像喬尼·米歇爾（JoniMitchell）歌中所唱的那樣：“我們是星塵”（wearestardust），是幾十億歲高齡的碳原子。伍德斯托克音樂(lè)節(jié)（Woodstock）上傳唱的這些歌詞道出了科學(xué)發(fā)現(xiàn)的精髓，當(dāng)然也有些較真的人會(huì)強(qiáng)調(diào)，我們有些碳原子的歷史其實(shí)比這更久遠(yuǎn)，而有些卻只是產(chǎn)生于幾個(gè)星期或幾個(gè)月前（后文將會(huì)詳細(xì)介紹）。這里主要想說(shuō)，這樣的觀察視角不僅頗具美學(xué)與哲理意味，對(duì)于我們最新書寫的這段歷史來(lái)說(shuō)，其價(jià)值也因?yàn)橐恍┈F(xiàn)實(shí)原因變得越來(lái)越大，很多科學(xué)家甚至將當(dāng)今這個(gè)時(shí)代稱之為“人類世”——屬于人類的地質(zhì)紀(jì)年。我們的人口數(shù)量驚人，技術(shù)強(qiáng)大，生活方式與文化交流也在不斷全球化，因此我們?nèi)缃褚咽堑刭|(zhì)學(xué)尺度的一股自然力量了。僅僅是我們排放的碳就足以阻止下一場(chǎng)冰川紀(jì)，將海平面抬高并淹沒(méi)海岸，也足以造成所有物種滅亡。今天我們思想與心靈引發(fā)的所有行為，都會(huì)在周遭環(huán)境中產(chǎn)生回音，并將深刻地影響未來(lái)。
從這個(gè)方面講，理解我們與地球間的原子聯(lián)系就不再是一個(gè)可以選擇的問(wèn)題而是一種必然�？茖W(xué)是我們看到真理的那一扇最明亮的窗口。生物學(xué)家兼作家E.O.威爾森（E.O.Wilson）最近這樣寫道：“也許是時(shí)候停止稱其為‘環(huán)保主義者’的觀點(diǎn)了，搞得好像這是脫離人類活動(dòng)主流的游說(shuō)活動(dòng)一般，而應(yīng)當(dāng)稱之為現(xiàn)實(shí)世界的觀點(diǎn)。”不同于我們的祖輩那樣只能單純依賴自己有限的知覺(jué)，我們?nèi)缃窨梢越柚?jīng)隱藏在事物背后的原子性質(zhì)，利用這些新的信息更好地闡述我們的知覺(jué)所反映的事實(shí)，同時(shí)也可以期待營(yíng)造更合理也更可持續(xù)的生活方式。
包括卡爾·薩根(CarlSagan)、尼爾·德格拉斯·泰森(NeildeGrasseTyson)、布萊恩·考克斯(BrianCox)、布萊恩·格林(BrianGreene)和加來(lái)道雄(MichioKaku)在內(nèi)的天才科普工作者已經(jīng)做了很多工作，向我們介紹了亞原子王國(guó)和宏大的宇宙，但是在這兩個(gè)天壤之別的尺度之間，還是需要用原子的觀點(diǎn)來(lái)解釋。生動(dòng)的圖片與文獻(xiàn)可以幫助我們想象微小的夸克與廣袤的宇宙，但也可以說(shuō)很難將它們都帶到地球上來(lái)。相比于那些利用質(zhì)譜儀或太空望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的奇觀來(lái)說(shuō)，可以被直接觀察的物種和細(xì)胞都顯得頗為簡(jiǎn)單，但相比物理學(xué)家對(duì)質(zhì)子或脈沖星的預(yù)測(cè)精度而言，絕大多數(shù)生物行為還是更復(fù)雜，也更難以被預(yù)測(cè)——要不然請(qǐng)?jiān)囍A(yù)測(cè)一只蝴蝶飛過(guò)草地時(shí)的路線，或是精確計(jì)算某顆正在發(fā)芽的種子第一次開(kāi)花的時(shí)間，又或是提前羅列一下你的腦袋明天會(huì)迸發(fā)的奇思妙想……相比之下，模擬電子或行星的運(yùn)動(dòng)，簡(jiǎn)直就跟小孩過(guò)家家那么簡(jiǎn)單。
本書接下來(lái)的篇章將帶你游覽這座由日常經(jīng)驗(yàn)構(gòu)建的趣味樂(lè)園，沒(méi)有艱深的公式，有的只是直覺(jué)和感受，還有原子與你自己以及這個(gè)世界聯(lián)系的現(xiàn)實(shí)案例。不過(guò)既然我們看不到原子，又將如何讓它看起來(lái)像我們時(shí)常假想的那樣更為真實(shí)呢？
其實(shí)簡(jiǎn)單得很。當(dāng)你照鏡子的時(shí)候，你就可以看到在你的面龐中，數(shù)不清的原子在向你“眨眼”。為了享受在沙灘上的美好時(shí)光，你并不需要去分析每一粒沙子，同樣，如果你知道原子總是大量地?cái)D在一起，那么為了感知它們的存在你也不需要對(duì)其挨個(gè)兒辨別。相反，你可以讓值得信賴的專家為你揭開(kāi)更多的粒子細(xì)節(jié)，然后利用這些信息豐富你的生活。
不過(guò)令人稱奇的是，即便是單個(gè)原子，如今對(duì)我們來(lái)說(shuō)也比過(guò)去更易被感知，如果你想親眼目睹其中一顆的尊容，那么一些最新的科學(xué)發(fā)現(xiàn)可以幫你實(shí)現(xiàn)愿望。德累斯頓理工大學(xué)的特里本堡（Triebenburg）實(shí)驗(yàn)室建立了一個(gè)網(wǎng)站：ElectronMicroscopy-AJourneyintoNano-Cosmos（電子顯微”——納米世界之旅），他們最近公布了一系列對(duì)金粒子的顯微照片。該系列最后一個(gè)鏡頭定格的照片是一個(gè)被放大超過(guò)100萬(wàn)倍的照片，顯示出金原子就像大理石那樣一層層整齊而有序地排列著。
單個(gè)原子不僅正在變得可以被看到，而且還能被我們“聽(tīng)”到。瑞典皇家理工學(xué)院開(kāi)展了一項(xiàng)名為“放射性樂(lè)隊(duì)”的在線項(xiàng)目，可以讓你借助代表原子放射性衰變頻率的特殊聲音編寫旋律。他們的服務(wù)器上存有多種不同音符，分別代表幾十種不穩(wěn)定元素釋放的能量，從碳14到鉀40不一而足。網(wǎng)站主頁(yè)對(duì)此解釋道：“我們的目的是為了啟發(fā)靈感。我們希望能夠提升更多對(duì)自然之美的認(rèn)知，哪怕是最微小的尺度，從而激發(fā)人們對(duì)于基礎(chǔ)科學(xué)的興趣。對(duì)我們來(lái)說(shuō)，音樂(lè)方面的創(chuàng)造力同樣重要……科學(xué)與藝術(shù)很大程度上都是相通的。我們希望放射性樂(lè)隊(duì)可以強(qiáng)化二者之間的聯(lián)系。”
撰寫本書對(duì)我個(gè)人而言也是一次探索。即便對(duì)于我這樣一名研究物種、氣候與生命元素內(nèi)在作用的科學(xué)家來(lái)說(shuō)，當(dāng)我在辦公室工作一整天后趴倒在沙發(fā)上，或是在樹林里散步時(shí)，想要把不可見(jiàn)的世界與紛繁的現(xiàn)實(shí)聯(lián)系在一起都不是件簡(jiǎn)單的事。老實(shí)說(shuō)，將自己想象成一團(tuán)沒(méi)有生命的原子，其實(shí)是件異常困難的事。我還沒(méi)有聽(tīng)很多科學(xué)家說(shuō)起過(guò)，他們可以從內(nèi)心實(shí)實(shí)在在感知自己是由原子構(gòu)成的，盡管他們的智力水平足以深入討論這些問(wèn)題。不過(guò)我敢肯定，哪怕你只是飛速瀏覽了一下這個(gè)令人訝異的事實(shí)，你都會(huì)被永遠(yuǎn)地改變，而且是變得更好。
雖說(shuō)我自己對(duì)原子的興趣可以追溯到童年時(shí)期，但之于原子，我更深刻的觀念轉(zhuǎn)變還是在20世紀(jì)70年代的時(shí)候。那時(shí)我還在讀大學(xué)，專業(yè)是生物與地質(zhì)學(xué)，因?yàn)榭茖W(xué)課程的需要，當(dāng)時(shí)我正用一種近乎于潔癖的嚴(yán)謹(jǐn)態(tài)度，努力地讓自己的情感與自然世界保持一致。我那時(shí)并未意識(shí)到，要想讓自己與絢爛的生命共舞，這種嚴(yán)謹(jǐn)必不可少，就像演員或樂(lè)師每日的單調(diào)訓(xùn)練一樣。
1964年，我不記得是誰(shuí)給了我一張皺巴巴的紙片，上面寫了一段從《伽馬射線效應(yīng)》（TheEffectofGammaRaysonMan-in-the-MoonMarigolds）節(jié)選的片段——這部作品由劇作家兼科學(xué)教師保羅·金代爾（PaulZindel）于1964年創(chuàng)作，并獲得了普利策戲劇獎(jiǎng)。不過(guò)我永遠(yuǎn)不會(huì)忘記這個(gè)片段對(duì)我的影響，其內(nèi)容是一位高中生把她老師剛剛講的課程復(fù)述給她的妹妹——我敢肯定地說(shuō)，這些話改變了我的人生，直到今天我再讀它們的時(shí)候，也還是會(huì)不禁哽咽。
他讓我看著我的手，因?yàn)槠渲幸徊糠謥?lái)自一顆恒星，在想象力都難以企及的遠(yuǎn)古年代，它爆炸了……
當(dāng)生命出現(xiàn)時(shí)，也許我的這部分曾經(jīng)被蕨類植物拋棄，從此被掩埋，直至變成煤炭。
數(shù)百萬(wàn)年之后，它變成了一顆鉆石——它一定和曾經(jīng)所屬的那顆星球一樣美麗……
他說(shuō)，這些物質(zhì)非常小——小得不能被看見(jiàn)——但是當(dāng)這個(gè)世界出現(xiàn)時(shí)，它們就已經(jīng)存在。
接著他告訴我，我的這一小部分是原子。而當(dāng)他寫下這個(gè)單詞之時(shí)，我立刻愛(ài)上了它。
原子。
Atom。
多么美的詞啊！
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