诗意的原子

2021-08-30 02:46科特·施塔格孙亚飞

新高考·语文学习（高一高二） 2021年12期

科特·施塔格　孙亚飞

尽管本书经常提及原子，但它们其实只是配角，而你才是真正的主角，它们随你而动，它们随你一同经历成功的狂喜，一同承受失败的悲痛，也一同走过平淡的日常。至于我的角色，那就是试着展现，这些组成你的原子是如何将你和宇宙中一些最神奇的事情联系起来的。

原子会和你一起做些什么？可以说是任何事。

不妨先听我介绍一下你的一颗氧原子。如果你是个身材中等的成年人，那么你的体内携带了将近两千亿亿亿颗这样的氧原子，比任何一片森林中的树叶总数都要多。现在，不妨想象一下从你的大拇指中取出其中一颗，拉近焦距仔细观瞧。

你挑出的氧原子外层有8个电子围绕着原子核旋转。它们可不同于微型的行星被锁定在固定的平面轨道上，而是更为怪异也更为自由地转着圈，同时表现出波与粒子的双重性质，而且它们旋转的速度太快，以至于模糊成一团像云一般的巢状外壳。如果你对这些电子施加能量，它们便会跃迁到更远的轨道上，原子的表面也会随之膨胀;而物理学家还会借助X射线激光将内层电子轰击出来，形成“中空”的原子。

不过从我们的视角来看更为重要的一点是，一个原子的某些电子也可以被其他原子共享形成共价键，从而有助于维持你身体的完整。当两枚氧原子靠得足够近的时候，它们的外壳便会交融，其中一些电子开始同时绕着两个原子核旋转。这种共用电子的方式可以产生千万种化合物，包括你的肌肉纤维和细胞膜，也包括你的激素和发丝。

当两个或更多的原子通过这种方式衔接在一起时，分子便形成了。分子（molecule）这个术语源于拉丁语moles，这里的moles可不是指鼹鼠那种毛茸茸的小动物（moles在英语中有“鼹鼠”的意思。——译注），而是指“一堆物质”，一个分子简单来说就是一小堆物质。此刻在你脑海中想象的已不再是孤零零的氧原子，而是分子战队中的一部分了。在你的身体中，它常常与另一枚氧原子如影随形，构成氧气分子游走于你的血管，或是与两枚更小的氢原子形成水分子。

本书的第一章将带你更好地领略这些分子及其原子部件，并揭示它们“如何让你成为你”的一些方式。

延伸阅读

吴国盛（1964— ）清华大学人文学院长聘教授、科学史系系主任。2019年被增选为国际科学史研究院通訊院士。

有一些人在科学概念上存在着误区，要么把科学等同于技术，等同于促进生产力发展的工具，要么把科学看成一种普遍存在的人类智力成就。这本书由“什么是科学”这一问题切入，系统分析对“科学”概念的认识、“科学”一词的由来、西方科学溯源、现代科学溯源、西方另类科学传统博物学以及传统中国的博物学。

《诗意的原子》

作者：[美]科特·施塔格

译者：孙亚飞

出版社：北京联合出版公司

出版时间：2021年4月

科特·施塔格（1956— ）杜克大学生物学与地质学博士。

这本书中帮助读者理解——你是一个活生生的生命，同时也是由氧、氢、铁、碳、钠、氮、钙、磷等元素构成的;你不只是由原子组成，你就是原子。

当你继续读下去的时候，你将跟随你的原子共同经历一场旅程：穿过风雨，穿过波涛，穿过火海、森林，还有你的指尖。氢原子可以在你的发梢荡漾，并暴露你曾经居住的故土以及你曾喝过的饮品;你眼泪中的钠，会将你和一片早已干涸的海洋串联起来——而且更诡异的是，还会跟翩翩起舞的飞蛾联系起来;你呼出的碳，会成为玉米秸秆的一部分，进而又进入一头矫健公牛的肌肉中，再后来还可能成为狐狸胡须的一部分;你还会发现，你肌肉中的很多氮原子，是帮助天空变蓝的功臣，而你骨骼中的磷，曾让远古海洋的波浪变绿过;你牙齿中的钙可能是蘑菇从岩石上开采下来的，而你血液中的铁既会杀死细菌也会杀死一颗恒星。你还会发现，你最终会面临的死亡，其实每时每刻死亡都在你的原子间进行着，然而，和其他所有人一样，你也将在宇宙结构的某个角落永存。

我们究竟是谁？对这个问题的不断解读算得上是科学给我们的最好礼物之一。尽管我们很容易想象，手机、超市以及城市生活正在将我们跟自然割裂开来，但总有一些事情落后于20世纪以来的知识与技术大爆发，于是我们的意识仍然联系着自然。我们永远不会真的失去和原子世界的联络，因为不管是否知情，我们都是原子世界的一部分。

科学是我们看到真理的那一扇最明亮的窗口。不同于我们的祖辈那样只能单纯依赖自己有限的知觉，我们如今可以借助曾经隐藏在事物背后的原子性质，利用这些新的信息更好地阐述我们的知觉所反映的事实，同时也可以期待营造更合理也更可持续的生活方式。

……

1964年，我不记得是谁给了我一张皱巴巴的纸片，上面写了一段从《伽马射线效应》中节选的片段。

我永远不会忘记这个片段对我的影响，其内容是一名高中生把她老师刚刚讲的课程复述给她的妹妹——我敢肯定地说，这些话改变了我的人生，直到今天我再读它们的时候，也还是会不禁哽咽。

他让我看着我的手，因为其中一部分来自一颗恒星，在想象力都难以企及的远古年代，它爆炸了……

当生命出现时，也许我的这部分曾经被蕨类植物抛弃，从此被掩埋，直至变成煤炭。

数百万年之后，它变成了一颗钻石——它一定和曾经所属的那颗星球一样美丽。

他说，这些物质非常小——小得不能被看见——但是当这个世界出现时，它们就已经存在。接着他告诉我，我的这一小部分是原子。而当他写下这个单词之时，我立刻爱上了它。

原子。

Atom.

多么美的词啊！

[选自《诗意的原子》（精装珍藏版），天津科学技术出版社2020年8月版，本文为该书前言，有删节]