相信很多文藝青年都聽過這樣一段話：

“你身體里的每一個(gè)原子都來自一顆爆炸了的恒星，你左手的原子與右手的原子也許來自不同的恒星。這實(shí)在是我所知道的物理學(xué)中最富詩意的東西： 你的一切都是星塵......因此，忘掉耶穌吧，星星都死去了，你今天才能在這里。”

這是著名的理論物理學(xué)家：勞倫斯·克勞斯在2009年的“A Universe From Nothing”的演講中說的一段話，雖然不是非常嚴(yán)謹(jǐn)，但從某種程度上，解答了一個(gè)人類自古以來便在追尋的問題：

我們從哪里來？

從釋迦摩尼到佛祖，從蘇格拉底到黑格爾，歷代的神學(xué)家、哲學(xué)家、文學(xué)家都沒有停止思考，到了近代，科學(xué)家們也加入了戰(zhàn)場(chǎng)。達(dá)爾文提出了進(jìn)化論學(xué)說，認(rèn)為人類是自然演化的結(jié)果，世界上所有的動(dòng)物都來源于海洋中一只微乎其微的領(lǐng)鞭毛蟲。

但是這只領(lǐng)鞭毛蟲最初又是從哪里產(chǎn)生的呢？

科學(xué)家對(duì)于此問題，提出了多種假說：自然發(fā)生說，生源說，RNA世界學(xué)說，鐵硫世界學(xué)說等等，但是每一種學(xué)說都有其矛盾和不嚴(yán)謹(jǐn)之處，這依舊是一個(gè)懸而未決的問題。

但是如果我們轉(zhuǎn)換思維，再繼續(xù)追問下去：

那構(gòu)成這只領(lǐng)鞭毛蟲的元素又是從哪里產(chǎn)生的？

這個(gè)問題，其實(shí)已經(jīng)被勞倫斯的這句話解決了：構(gòu)成生命物質(zhì)的元素，來自于群星。

元素周期表

人類很早便認(rèn)識(shí)到世界是由物質(zhì)構(gòu)成的，中國(guó)古代流行的“五行演變說”，西方的亞里士多德也提出了非常類似的學(xué)說，即世界是由“五大元素”構(gòu)成的，這背后其實(shí)都是古人對(duì)于構(gòu)成世界物質(zhì)的簡(jiǎn)單探索。但是很快人們發(fā)現(xiàn)，山可以說是由石頭構(gòu)成的，石頭可以瓦解成碎土碎塊，土碎塊可以變成細(xì)土細(xì)沙，到底什么是物質(zhì)的本質(zhì)？

一直到18世界，人類終于發(fā)現(xiàn)了微觀世界的秘密，分子，原子，中子，電子的世界。很快，法國(guó)著名化學(xué)家拉瓦錫提出了“元素”的定義，并在1789年發(fā)表了第一個(gè)現(xiàn)代化的元素列表，其中包括33種元素。自此，人類開始了元素探尋之路。

一方面，新的元素不斷地被發(fā)現(xiàn)。除了我們最常見的，銅、鐵、金、銀等元素，一些復(fù)合的、不常見的元素已在不斷被提煉和發(fā)現(xiàn)。1766年卡文迪什提煉出了氫氣，1771年卡爾·威廉·舍勒提煉出了氧氣，1803年史密森·特南特通過研究南美洲的鉑樣品發(fā)現(xiàn)了鋨......一直到今天，還不斷地有新的元素被發(fā)現(xiàn)，2004年日本科學(xué)家森田浩介等人發(fā)現(xiàn)了Nh元素（排位第113），2010年尤里·奧加涅相等人發(fā)現(xiàn)了Ts元素（排位117）...

另一方面，人們發(fā)現(xiàn)了元素本身的秘密，元素的排列其實(shí)具有規(guī)律性。拉瓦錫在他第一版33個(gè)元素周期表里，把元素歸類為氣體、金屬、非金屬和土質(zhì)，這種粗狂的分法很快被淘汰。1829年，約翰·德貝萊納發(fā)現(xiàn)了三耦律，即當(dāng)每組的三個(gè)元素按原子量排列時(shí)，第二個(gè)元素往往大約是第一和第三個(gè)元素的平均數(shù)。根據(jù)這個(gè)原則，1869年俄羅斯化學(xué)家門捷列夫發(fā)表了目前使用最廣的元素周期表，1913年，亨利·莫塞萊根據(jù)原子的核電子量重新對(duì)周期表進(jìn)行了排序，也就是我們現(xiàn)在的使用的元素周期表。

截止目前為止，人類已經(jīng)在自然界中發(fā)現(xiàn)了98種不同元素，在實(shí)驗(yàn)室中合成到了118號(hào)，這些浩瀚的元素構(gòu)成了地球的物質(zhì)和生命，而這些多樣的元素又來源于何處呢？

宇宙大爆炸：輕元素的誕生

相信初中的時(shí)候，我們都有一段被“氫氦鋰鈹硼，碳氮氧氟氖”所支配的恐懼，這個(gè)就是我們目前所使用的元素周期表?？梢园l(fā)現(xiàn)，氫和氦是最靠前的兩種元素，這是因?yàn)槠湓雍藘?nèi)只有1個(gè)質(zhì)子，原子核外也只有1個(gè)電子，所以其序列位是1。同理，氦原子的原子和內(nèi)是由2個(gè)質(zhì)子，2個(gè)中子構(gòu)成的，原子核外有2個(gè)電子，所以其序列是2。

所以，原子無外乎是由原子核和電子構(gòu)成，而原子核是由中子和質(zhì)子所構(gòu)成的，其中質(zhì)子數(shù)代表了原子的序數(shù)，也就是其在元素周期表的具體位置。

所以要想知道元素的來源，首先要知道構(gòu)成原子的這些粒子從哪里來。

這一切，都要從138億年前的宇宙大爆炸說起。

根據(jù)大爆炸學(xué)說，宇宙最初是一個(gè)密度極大且溫度極高的一個(gè)點(diǎn)，在138億年前的某一天，承受不住內(nèi)心壓力的宇宙突然爆炸了，在它爆炸后的萬分之一秒里，宇宙的溫度高達(dá)一億攝氏度，此時(shí)各種亞原子粒子開始形成，也就是組成組成原子的中子、質(zhì)子、電子等等，自此，宇宙開始了創(chuàng)世之旅。

到宇宙38萬歲的時(shí)候，爆炸所帶來的高溫終于開始慢慢冷卻，宇宙的溫度降低到了2700°C，質(zhì)子和中子開始互相撞擊，形成了原子，而最好組成的原子，便是質(zhì)子數(shù)只有1和2的氫原子和氦原子。這也是目前宇宙中含量最多的元素。

宇宙煉丹爐：重元素登場(chǎng)

輕元素的合成過程說長(zhǎng)不長(zhǎng)，說短不短，持續(xù)了整整一億多年。此時(shí)的宇宙不再是空曠無物，而是充滿了輕元素團(tuán)塊，它們?cè)谝Φ淖饔孟孪嗷ゾ奂?，形成了早期恒星和雛形：星云。如同少女的輕紗，情人的衣角一般夢(mèng)幻絢麗的星云，實(shí)際上是一個(gè)極不穩(wěn)定的存在，在時(shí)間的作用下，很快就變成了你兇巴巴的老媽。

起初，星云極為稀薄，不僅可以透光，電輻射也能暢行無阻地傳送到外空，但很快，在引力的作用下，本來質(zhì)量分布均勻的一團(tuán)物質(zhì)，變成了越往內(nèi)部密度越大的氣體球，原子逐步被壓縮行程分子，經(jīng)過幾十萬年的演化，氣體球變成了一個(gè)實(shí)體的，重力極大的球體，就是恒星的內(nèi)核。

恒星內(nèi)核在引力的作用下，壓力和溫度開始急劇飆升，這個(gè)過程和最初宇宙大爆炸非常類似。當(dāng)聚集而來的氫元素們累積到一定程度，恒星內(nèi)核就會(huì)在重力的作用下發(fā)生核聚變反應(yīng)，由氫生成氦，并產(chǎn)生巨大的能量。假如我們現(xiàn)在把恒星看成一個(gè)太上老君的煉丹爐，那它的燃料就是這些氫原子，煉造出來的丹藥就是包含質(zhì)子數(shù)更多的原子核，例如只有1個(gè)質(zhì)子的氫元素，在核聚變反應(yīng)后，會(huì)生成擁有2個(gè)質(zhì)子的氦元素。

隨著核聚變的繼續(xù)進(jìn)行，在持續(xù)的高熱高壓的環(huán)境中，氦原子也會(huì)發(fā)生聚變，生成包含6個(gè)質(zhì)子的碳元素，而碳元素又可以和氦元素進(jìn)行聚變，生成包含8個(gè)質(zhì)子的氧元素...靠著核聚變，大量的重元素在行星這個(gè)煉丹爐中被合成，也不斷地填充著我們的元素周期表。

直到來到了鐵元素面前。

超新星爆發(fā)：中子星的誕生

輕元素在恒星的核聚變中不斷生成重元素，然而當(dāng)合成到鐵元素的時(shí)候，事情起了變化。專業(yè)點(diǎn)說，當(dāng)恒星中大部分原子都被聚變成鐵之后，其中心部分所產(chǎn)生的壓力將非常巨大，巨大到會(huì)把原子中的點(diǎn)子壓如原子核，并把原子核中的質(zhì)子轉(zhuǎn)變成中子，使得整個(gè)恒星核變成中子。為什么會(huì)這樣，主要是因?yàn)殍F的結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，鐵之前元素的原子核都可以通過聚變釋放出巨大的能量，而如果想通過聚變合稱比鐵更重的元素，實(shí)際上是消耗能量而不是釋放能量，這種賠本的買賣宇宙是不會(huì)做的。

所以當(dāng)行星熔爐煉制到鐵時(shí)候，也就到達(dá)它的極限了。

但是正所謂“山窮水復(fù)疑無路，柳暗花明又一村”，當(dāng)大質(zhì)量的恒星（比如是太陽質(zhì)量的30倍）生成鐵元素核心的時(shí)候，它的引力作用將會(huì)非常巨大，恒星內(nèi)核的密度急劇上升，甚至達(dá)到一萬億噸的物質(zhì)被容納在一枚針尖大小的地方，在這種極高溫度，極高密度的情況下，核心很可能會(huì)遭受突然的引力坍塌，引發(fā)超新星爆發(fā)。

如果我們?cè)谝箍罩杏行夷慷茫瑫?huì)看到這顆行星爆發(fā)出極為耀眼的光芒，一些特別的超新星（比如lla型）爆炸時(shí)產(chǎn)生的亮度堪比整個(gè)星系，在這個(gè)過程中，比鐵元素更重的原子，從28號(hào)元素鐵到94好元素钚，都可能誕生于此。但是星系爆發(fā)后，恒星的生命也逐步走到了盡頭，就像煙花一般極度絢爛的開放后迅速凋零，變成了不發(fā)光不發(fā)熱的白矮星或中子星，甚至是黑洞。

重金屬的寶藏：中子星合并

科學(xué)家們?cè)?jīng)一度以為，超新星的爆發(fā)是重元素誕生的主要途徑，但實(shí)際上由于缺乏足夠的中子供給，一次超新星爆發(fā)能夠產(chǎn)生的重元素非常有限。

我們豐富多彩的重金屬，主要來源于中子星的互相對(duì)撞與合并。

當(dāng)有兩顆相近的恒星相繼發(fā)生了超新星爆炸，并留下了中子星內(nèi)核后，這兩顆中子星會(huì)在引力的作用下互相公轉(zhuǎn)，但是在引力的作用下，公轉(zhuǎn)的周期將會(huì)越來越短，二者的距離也會(huì)越來越近，終有一天，兩顆中子星會(huì)碰撞在一起。這個(gè)過程堪比盤古開天辟地，星球大戰(zhàn)，激光掃射...可以在極短的時(shí)間內(nèi)制造大量的貴重金屬，包括金、鉑等。但是中子星的合并也是很罕見的，所以重金屬元素?zé)o論在哪里都是稀缺的，物以稀為貴，我們?nèi)祟愐膊艜?huì)為了一點(diǎn)金子爭(zhēng)得頭破血流。

所以回到最初勞倫斯·克勞斯的那段話，地球上所有豐富多彩的碳基生命，其實(shí)都來自于一顆顆正在形成的恒星，來自于絢麗燃燒的超新星，來自于璀璨壯麗的中子星...恒星會(huì)死去，但是在尚未熄滅的余溫里，又會(huì)有年輕的星系浴火重生。我們的身體里，就包含著這些美麗的星系，包含著這些死去又復(fù)生的故事。

我們每一個(gè)活在世上的普通人，都是宇宙星辰的孩子。