元素的故事
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序言 宇宙万物的组成

我们脚下的地球和头上的太阳是由什么组成的?房屋、机器、植物以及我们自己的身体,又是由什么组成的?

朝四周望望,不难数出几十种,甚至几百种各不相同的物体来。

看看摊在面前的这本书,它是用纸、硬纸板、白细布、印刷用的油墨和糨糊等制成的。放书的桌子,是用木料制成的,还要把油漆涂在木料上,用黏胶把木料黏合在一起。屋角上,可以看见暖气管子,那是生铁制成的。墙上可以看见白粉,白粉下面是抹砖缝的水泥浆和砖。回到自己的房间里,又可以从窗上和灯上找到不同的玻璃,从电线上找到铜和橡胶,从灯泡的灯座上找到瓷,从笔头上找到钢,此外还可以找到墨水以及各种色彩的颜料,等等。

你上街,会有种种新物体出现在你眼前。到了工厂车间里,又会遇到另外一些新物体。森林里、山顶上、海底下——你随处可以发现一些东西,和以前见过的全不相同。

各种不同的物体,有活的、有死的,如果要计算一下究竟有多少种,即使不用千万做单位,也得用百万做单位。单是宝石一项,地球上就有几百种。矿石和树木,有几千种。天然和人造颜料,有几万种。

而这些不计其数的物体,它们的性质又是多么不同啊!一种是不可想象的硬,另一种却经不住婴儿的小手一压。一种是香甜可口,另一种却是辣人舌头。物体有透明的、有放光的、有磨砂的、有泥灰色的、有雪白的。有些物体不会冻结,冷到零下250摄氏度还是液体;又有些物体不会熔化,送进火光耀眼的电弧里,还能保持原来的硬度。有些物体,无论热、冷、潮湿、浓酸,都不能对它们发生作用;又有些物体,只要用掌心挨上一挨,掌上的热就足以使它们起火、爆响,化为碎屑而飞散。

自然界中的一切都在永恒的运动中。每一寸土地上的物质都在不断地起着千万种变化。一批物体消失了,就有另外一批出来代替它们。

从表面上看,这无量数物体的无穷尽变化,似乎进行得没有一点秩序,好像只是一片混乱。实际却不是这样。

人们早就猜到自然界虽然外表上是形形色色、多种多样的,内里却是统一的、单纯的。现在已经证实,一切物体都含有相同的一些最简单的组成部分,这种组成部分就叫作元素。

元素的种类其实一点也不算多,但它们可以有不计其数的互相结合的方式。地球上的物体名目之所以那么繁多,原因就在这里。

在声音的世界里也可以看到大略相似的情形。用三十个左右的字母所发的音就能拼出一国语言中所有的字来。把数目相同的一套乐音配合起来,就能组成数千种曲调——从颂歌到送殡曲,从简单的儿歌到极复杂的交响乐。

元素也不是一朝一夕发现的。其中有许多种,古人已经知道,可还是过了好几个世纪,才认清它们的确是元素,不是复合物质。相反,有些复合物质却很久以来被人误认为元素,因为早先化学家们不知道它们是可以分解的。还有一些元素,人们很少遇到或人眼极难看见,结果费了极大的力气才把它们找到。

科学家在寻找元素这个课题上曾经花费了几百年的时间,这里付出了许多的劳动,也出现了许多聪明而又有发明才干的人物。本书就用说故事的方式,给大家讲讲元素的一些最重要的发现。