1.2 原子就这样登场了
大约在电子出现10秒后，或大爆炸后0.1至10秒期间，开始出现“正负电子湮没反应”，但此时核力还不足以束缚中子和质子，即无法形成原子。但大爆炸后10秒至35分钟期间，宇宙开始形成氢、氦等稳定的原子核。特别是大爆炸后约100秒，就不可能再发生粒子转变了，比如，由一个质子和一个电子相结合而成的氢原子终于出现了。这对整个宇宙的演化故事（当然也包括本书的故事）都十分重要，其原因有三：
一是因为氢原子或失去电子的原子核（带正电）将在脑机接口的神经系统的离子通道中扮演重要角色，即带着必要的电荷在神经细胞的膜内外穿梭，以调整细胞内外的电压差或激发神经细胞膜上其他离子通道的开关行为，从而协助相关神经元进入兴奋或抑制状态。
二是因为在宇宙、人体和太阳系中，氢的含量都是最多的。实际上，人体中氢的总原子数占比约为66%，太阳系中氢的占比约为71%，宇宙中氢的占比更是高达90%以上。
三是因为自然界中的所有其他元素，其实都是由氢在一定条件下演化而成的，所以氢也称为“元素之母”。比如，就在宇宙中的氢诞生仅仅几分钟之后，氢就加班加点地生产出了仅由两个质子和电子组成的另一个元素——氦。至今，生产氦的“祖传秘方”还保留在温度高达1500万摄氏度的太阳核心处，即太阳在每秒内将多达45亿吨高速运动的氢原子核，通过核聚变融合为氦原子核。在该聚变过程中，大约有1%的质量会按爱因斯坦的质能方程转变成巨大能量，其他99%的质量将以氦原子的形式出现。所以，氦是宇宙中仅次于氢的第二多元素，其含量相当于除氢之外所有其他元素总和的4倍，或者说氦在宇宙中的占比约为8%。不过，氦在地球上的储量并不多。
当然，并非所有元素的生产都像氦这么简单和快速，实际上，在元素周期表中，越靠后的元素的生产难度就越大，因为它们需要将更多的氢原子聚合在一起。即使它们被勉强生产出来，其稳定性也很差，而且质子数越多或在元素周期表中越靠后的元素，其稳定性也越低，以至于像镭这样的元素甚至会自行产生辐射衰变。具体来说，宇宙花费了大约30万年的时间，才最终完成了所有元素的生产工作，其中的过程又可分为两个阶段：
一是大爆炸后35分钟至1万年期间，宇宙温度降为约3亿摄氏度，原初核合成过程停止，但还不能形成中性原子。
二是大爆炸后1万年至30万年期间，宇宙温度降为约1万摄氏度，宇宙进入物质期，即现在所说的“物质”开始出现，或者说制造元素的过程最终结束。注意，现在通过化学反应从化合物中获得元素的过程，并不是此处所指的元素生产过程。准确地说，这些化学反应其实是将已经被宇宙生产出来的相关元素，从相关化合物中恢复出来而已。
本书当然不会罗列宇宙创造的地球自然界中存在的全部94种元素，但仍需简介钾、钠和钙等元素，因为它们与氢类似，都是大脑和神经系统中调整神经细胞电压的主要角色。准确地说，它们通过自身的运动，将各自携带的正负电荷从神经细胞中运进或运出，从而让相关神经细胞兴奋或抑制，或产生电场，或调节电压差，最终实现人类的所有体内和体外行动，即思想和肌肉收缩等。
先看钾。正常人的体内含钾约175克，其中98%的钾以离子形式贮存于神经元等细胞液中。钾是细胞内的主要阳离子之一，它带着正电荷，通过离子通道穿梭于神经细胞膜的内外，主要维持神经肌肉的兴奋性。适量的钾有助于维持神经健康，预防中风，协助肌肉正常收缩，让心跳规律处于正常状态。若因高钠而导致高血压时，钾还能扮演降压剂的作用。人体若缺钾，其神经系统的兴奋度将被降低，从而出现肌肉无力、精神错乱和心理冷淡等症状；对健康的人来说，身体会自动将多余的钾排出体外。当然，钾还有许多其他功能，但因与本书后面的内涵型A I无关，所以此处忽略（该取舍原则同样应用于本书中其他内容）。
再看钠。钠也是人体肌肉组织和神经组织中的重要成分之一，适量的钠能增强神经肌肉的兴奋性。一般情况下，在成年人的体内，钠的含量约占体重的0.15%。人体内的钠主要在细胞外液中，占总体钠含量的44%至50%，它是细胞外液中带正电的主要离子；在骨骼中，占总体钠含量的40%至47%；在细胞内液中，钠含量的比例却相当低，仅为总体钠含量的9%至10%。
最后看钙。对人体而言，无论是肌肉、神经，还是体液和骨骼等都含钙。钙约占人体质量的1.4%，钙参与新陈代谢，所以每天都得补钙。更重要的是，虽然细胞外液中的钙仅占总量的0.1%，但它却是神经传递的必需元素，是传递神经冲动的关键。钙在细胞外液中的存在方式主要有三种，分别是：占比约为40%的蛋白结合钙；占比约为13%的可扩散结合钙，它可通过细胞膜而扩散；占比约47%的离子钙，它与上述两种钙不断交换并保持动态平衡，其含量与血流中的酸碱度pH值有关，当pH值下降时离子钙降低，反之亦然。细胞内的离子钙的浓度远低于细胞外的离子钙浓度；不同细胞器内的钙并不相互自由扩散，其中10%至20%的钙分布在胞质中并与细胞膜表面结合，而游离钙仅占人体钙的0.1%。人体中的钙必须与镁、钾、钠等离子保持一定比例，才能使神经和肌肉保持正常反应。
与内涵型A I相关的宇宙演化故事当然还没结束，接下来就该让分子登场了，它们是多种原子在化合作用下生成的东西。