在不少工具书的背后,都会附带一张或繁或简的“元素周期表”。元素周期表不仅是人类历史上最伟大的科学结晶之一,同样也是一个充满激情、冒险、竞争、背叛、浪漫和执着的故事宝藏,甚至涉及包括战争、商业竞争、恩爱情仇、科学竞争等在内的方方面面。
尝起来甜甜的铍元素,能够像糖一样诱骗我们的味蕾;散发出苦杏仁气味的氰化物,其实是带来死亡的毒药;铝一度是比黄金更贵的金属,被法国王室用来招待最尊贵的客人;锡在极寒环境下会诡异地化成粉末,斯科特的南极探险因此一去不能回;碳和硅化学性质相似,可为什么没有在宇宙中发现“硅基生物”?门捷列夫创制元素周期表,原来竟是受到纸牌游戏的启发,化学天才哈伯创造性地合成氮肥以造福人类,却在后来的战争中研制毒气,招致千古骂名……
而元素周期表的“模样”也并非“一成不变”。事实上,在1869年门捷列夫公布的元素周期表中,只有63种元素,周期表中还到处都是空白(甚至存在错误)。因此发现新元素、命名新元素,在科学史上留名,是科学家梦寐以求的成就。最初科学家为其发现的新元素命名,还有规范可循。例如居里夫人和丈夫皮埃尔·居里在1898年发现的了钋和镭,钋是为了纪念居里夫人的故国波兰,镭的名字则来自“放射性”,因为它的放射性比之前的元素都强得多;1936年意大利科学家塞格雷和佩里尔发现了原子序数为43的新元素,这是第一种“人造”元素,根据希腊文“人造”命名为“锝”。铀(92号元素)之后的元素,都是通过人工合成,93号到100号元素的合成使用的是费米发明的中子俘获反应法:把铀-238放入核反应堆中,使用大量中子轰击铀原子核,有的会吸收若干个中子,然后发生衰变形成新的原子核。后续改用阿尔法粒子(即氦原子核)轰击铀,也是采用了同样的“解题思路”。在这个过程中,美国伯克利实验室的物理学家西博格和他的同事们自1940年以来,在20年里一鼓作气地发现了93号—103号元素。随后西博格通过比较,对元素周期表进行改进,建立了与镧系元素相同的锕系元素,把它们一起放置在元素周期表的下方,成为今天元素周期表的形式。而在西博格之后,新元素还在继续被发现,科学家、科学机构之间的科学、名誉竞争也在继续上演。
作者山姆·基恩(Sam Kean),著名科普作家,美国科学促进会院士。他本科毕业于明尼苏达大学物理专业,后于约翰斯·霍普金斯大学修习写作课程,并取得美国天主教大学图书馆学硕士学位。其文章见于《科学》《纽约时报》《纽约客》等,《元素的盛宴》是其代表作。山姆·基恩的写作特色非常鲜明,语言精彩生动,富有张力,读他的科普书,常会有读惊险小说一般的感觉。在《元素的盛宴》一书中,他以极具张力的叙述节奏,追溯了元素周期表背后精彩的化学探险史,将一个个元素的传奇故事与奇妙化学性质讲述得极具吸引力。