描述
开 本: 16开纸 张: 纯质纸包 装: 精装是否套装: 否国际标准书号ISBN: 9787557684723
★「未读·探索家」畅销科普产品精装重版，《无言的宇宙》《迷人的材料》姊妹篇。
★用天马行空的科学联想，将你和世界相连：从你赖以生存的空气、食物、水和阳光，到你脚踏的岩石土地和仰望的日月星辰，组成万物的原子与组成你的原子毫无二致——氧、氢、铁、碳、钠、氮、钙、磷8种元素，给你多一双眼睛审视自然，审视自己。
★刷新生命观的浪漫科普，每个人都是宇宙用原子写成的诗：你的一部分原子来自宇宙射线，也终将回归宇宙；在原子的世界里，你的肉体永不孤独，你的能量不曾消失；任何物质都不会永恒，但你却一直都在。
★初中理科水平轻松看懂，探秘原子在万物中的流转：你血中的铁与超新星爆炸有什么关系？你呼出的二氧化碳会变成树的一部分？你肌肉中的氮会让天空呈现蓝色？……
★杜克大学生物学与地质学博士、保罗·史密斯学院自然科学教授，30年科普心血之作。
原子与你的生活有什么关系？在本书中，科特·施塔格揭示了它们与宇宙中不可思议的事情之间的联系。
你血中的铁，是组成血红蛋白的重要元素，也是造成2亿年前一次恒星爆炸的元凶；你呼吸中的碳元素，可能变成树干的一部分；你肌肉中的氮，会帮助天空变为蓝色；钠将把你眼中的泪水与远古时就消失的沧海联系在一起……组成世界万物的元素，和组成你身体的每一种元素是毫无二致的。你如何理解——你是一个活生生的生命，同时也是一堆无生命的原子？
书中讲述了8种对人来说重要的元素：氧、氢、铁、碳、钠、氮、钙、磷。你会发现，你不只是由原子组成，你就是原子，这本书就是一本原子世界的漫游指南。
前言 原子的你
第1章 生命之火——氧
关键的发现
氧的人体之旅
地球的“呼吸”
人与植物间的氧交换
你的氧诞生于远古的恒星爆炸
氧在空间和时间里的循环
第2章 原子之舞——氢
绚丽的舞姿——布朗运动的发现
因热而舞
人与环境之间的氢交换
水分子的人体之旅
原子传承的三个案例
氢——生命的始祖
第3章 创造与毁灭 ——铁
铁的非凡特性
来自恒星的遗产
蓝皮肤的人
铁与血之间的秘密
关于铁的反思
第4章 生命之链——碳
没有人是一座孤岛
自然界的流通货币
CO2的穹顶之下
令人震撼的二氧化碳浓度地图
化石燃料是我们深埋在地下的亲戚
用碳13追踪你与世界之间的联系
第5章 地球之泪——钠
钠为何对动物有神奇的吸引力
钠与氯，几亿年的爱恋
如果你体内的钠消失了……
神经靠钠离子波传递信号
第6章 生存，毁灭，和来自空气的面包——氮
天空为什么是蓝的
空气中的氮如何转化为我们的肉体
能做面包也能做炸弹
科学天才与战争魔鬼
鲑鱼洄游和氮的食物链轮回之旅
远古人类的食谱
第7章 骨与石——钙、磷
钙与磷的传奇
你的骨头是活的
你的骨头来自岩石
隐藏在地下的原子交易市场
生命也能创造出矿物
第8章 增长的极限——磷
蓝藻生长的木桶效应
从撒哈拉到亚马逊的原子迁徙
和身体中的磷来一次面对面的交流
可能对全球人口形成限制的资源
磷元素会枯竭吗
第9章 消逝的肉体
原子的流逝和更新会伴随你的一生
你的一部分原子来自宇宙射线
当你死去时，你的原子会如何
你的死亡并不是原子的终结
任何物质都不会永恒，但你却一直都在
后记 爱因斯坦和他的阿迪朗达克山脉
注释
致谢
前言 原子的你
很多人不知道，我们犁的土都是星尘，随风四处飘散；而在一杯雨水中，我们饮下了宇宙。——伊哈布·哈桑（Ihab Hassan，美国文学评论家）
我这辈子用很长时间悟得了一个道理，那就是我们所有的科学在被用于衡量现实时，都是原始而天真的——然而迄今为止，这是我们值得珍惜的财富。——阿尔伯特·爱因斯坦
比起你的生命传奇，还有什么更有意思的故事？告诉你个好消息，本书所讲的就是这样的故事。
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。无论是你还是你或爱或恨的每一个人，也无论你们何时做过的何种事情，它们都是现场的目击者，更是密切的参与者。你曾经闻到的每一丝气味，看到的每一片景色，欣赏的每一曲旋律，以及唇间发出的每一声哭喊与叹息，皆因那些游走于空气与你身体深暗角落的原子而产生。当你吃下食物时，其他生物的肉体会变成你身体的一部分；当你受伤时，在一串曾经引爆宇宙中华丽爆炸的古老原子中，流淌的是垂死恒星的碎片；当你排泄时，你将闪电与火山的原子回声散播到了全球循环之中，或许有一天它们还会重回你的身体，虽然这听起来让人不悦；而不管何时微笑，你牙齿的光泽中都暗藏着“冷战”时期太平洋两岸核试后放射尘的余辉。
你不仅由原子构成，你其实就是原子，而本书实际上就是给你自己的一份“原子探险指南”。为了便于用基本的元素术语诠释你的生命，你所需要的不过是了解一些的科学信息，以及据此重新认知世界的一些新方法，还有一点活跃的想象力。你会发现，当你这样做了以后，你将体验到一场自我意识的革新，你的思想将在一个更广阔的尺度上驰骋。
在新石器时代，我们学会用岩石与矿物质制造一些粗糙的工具，如今这种文化距离我们已经非常久远，而我们正在步入一个或许可被称为“新新石器”的时代，精密加工的硅芯片、抛光的玻璃，还有高性能显微镜与望远镜所用的合金，这些全新的工具提升了我们的生活，也丰富了我们的感知。借助于这些工具，我们在巨人的肩膀上继续攀登，不断发现更多知识。我们可以摒弃古希腊的“气、水、土、火”四元素概念，取而代之的是更有用的世界观，我们将一百多种原子排入元素周期表中，从中可以看出，传统四元素的前三种并非基本元素而是化合物，至于火，更只是一个过程而非不可分割的物质。这样的观点也会有助于我们科学严谨地解释我们的肉体、思想、感觉与地球原子之间的隐秘关联。在这个技术、文化与环境快速变迁的年代，明白我们与地球还有其他人之间的紧密联系至关重要。今天已不同于往昔，要想让数十亿地球人及其赖以生存的生态圈变得更好，科学素养才是关键因素。
当然，还有很多未知的领域等着我们去发现，未来的研究肯定会推翻很多我们现在确信的事实，或许也包括本书中的一些信息。没有人可以知道一切，就算是伟大的天才也会犯错。艾萨克·牛顿尚不知道物质与能量可以相互转化，阿尔伯特·爱因斯坦反对量子力学理论，而物理学家欧内斯特·卢瑟福认为在他研究领域以外的科学都只是在“集邮”，也不相信发展核武器或核电站是可行的。即便是“原子”这个词的定义，也在差不多一个世纪前发生了变化。两千年以前，希腊的哲学科学家推断，物质应该是由某种不可分割的微小粒子构成，并将其称为“a-toms”，意指不可分割的物质。然而严格来说，我们如今称之为“atoms”的原子却名不副实，因为核物理学家可以将它们分割成更小的部分。比如位于瑞士的欧洲大型强子对撞机，甚至可以将亚原子粒子粉碎成更小的介子、胶子或轻子。
然而这也并非像有些人宣称的那样，认为一切科学事实的存在都过于短暂，不值得赖其指引真理。诚然，知识的边界是动态的，但科学先驱们已经铺好了很多值得信赖的道路，可以供你行走。比如说，你完全可以确信，原子是真实存在的，它们具有独特的性质，并且它们之间的相互作用方式完全可以被预测；水确实是由氢和氧构成，并且占了你身体的大部分；当然还有，你额头上汗珠中的元素，同样也可以在华丽的彗尾与你脚下的地球脊梁中寻得，在地球上其他生物的体内也一样能够找到。本书正是邀请你游览这样一些值得信任的路径，带你用一种全新的非凡视角看看自己与这个世界，旅程之中将会充满惊奇，但这些都是确然可信的，并且可能会引起变革。
不妨先听我介绍一下你的一颗氧原子。它当然小到看不见，就像一个泡泡，大部分物质漂浮在泡泡中心，从外面看起来就像是一颗没什么特点的乒乓球。但仅仅是中心颗粒或是外层结构中粒子数目的区别，就让不同元素的性质具有显著差异，就好比它们构建的生物体彼此之间也存在着明显的差异一样。
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。
与其他所有原子一样，这颗原子也几乎都是空的。如果将中心由8个带正电的质子与8个电中性的中子构成的原子核放大到树莓（其实看起来两者外观有点相仿）那么大，那么绕着它旋转的带负电荷的电子，距离这颗树莓大约有200码（183米）那么远，接近美式足球场长度的两倍，而电子包围的球体中，有数百万立方码的空间里都空无一物，这体积比新泽西州东卢瑟福的大都会人寿球场还要大上好几倍。这就是科学家为什么会认为你身体中的物质几乎都是虚无的，就像星系间太空深处的真空一样。
不管你感觉自己有多重，原子的空虚都意味着你更像是由原子级聚苯乙烯构成的多孔泡沫，而不是像看起来那样质地坚实。不过你应该庆幸你的“泡沫”身体，否则的话，你脚下的地球可撑不住你的体重。居于原子中央的那颗微小原子核（希腊人称之为“核心”或“种子”），密度却大得惊人，如果你的体内挤满了“放了气”的而不是膨胀成几近空心的原子，那么只是你的一根脚指头就有接近10亿吨重。
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。很多元素都可以在你体内或身边寻找到，但这里只会挑出其中丰富也是生物学上重要的十来种详细介绍。这几种元素也将揭开这些原子的面纱，展现它们在你的生命里，还有在将你与世界万物关联起来的过程中所扮演的幕后角色。
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。
用原子观点看待生命颇有点将剧本捧在手心看歌剧的意味。举个例子，如果你不了解意大利人，那么你在观看《唐璜》的时候，也许只会被音乐打动， 却对剧情无动于衷。而当你手中有剧本的时候，就可以更好地展现因为信息不足而被眼耳遗漏的故事细节。同样，当你能更好地借助原子观点理解这个世界时，你的阅历也会变得更加丰富。
我们究竟是谁？对这个问题不断的解读算得上是科学给我们的好礼物之一。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上个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。所以，现阶段我们面临的任务与其说是从肉体上重新构建联系，还不如说是让我们的世界观和迷人的现实之间达成和谐，而这样的现实正是太空望远镜、原子探针显微镜或者是其他复杂的发明近才向我们展现的。
当我们陶醉于自己是恒星的直系后代这样一个奇迹之时，也许会感到非常震撼，就像乔尼·米歇尔（Joni Mitchell）歌中所唱的那样：“我们是星尘”（we are stardust），是几十亿岁高龄的碳原子。伍德斯托克音乐节（Woodstock）上传唱的这些歌词道出了科学发现的精髓，当然也有些较真的人会强调，我们有些碳原子的历史其实比这更久远，而有些却只是产生于几个星期或几个月前（后文将会详细介绍）。这里主要想说，这样的观察视角不仅颇具美学与哲理意味，对于我们书写的这段历史来说，其价值也因为一些现实原因变得越来越大，很多科学家甚至将当今这个时代称之为“人类世”——属于人类的地质纪年。我们的人口数量惊人，技术强大，生活方式与文化交流也在不断全球化，因此我们如今已是地质学尺度的一股自然力量了。仅仅是我们排放的碳就足以阻止下一场冰川纪，将海平面抬高并淹没海岸，也足以造成所有物种灭亡。今天我们思想与心灵引发的所有行为，都会在周遭环境中产生回音，并将深刻地影响未来。
从这个方面讲，理解我们与地球间的原子联系就不再是一个可以选择的问题而是一种必然。科学是我们看到真理的那一扇明亮的窗口。生物学家兼作家E.O.威尔森（E.O.Wilson）近这样写道：“也许是时候停止称其为‘环保主义者’的观点了，搞得好像这是脱离人类活动主流的游说活动一般，而应当称之为现实世界的观点。”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。
包括卡尔·萨根(Carl Sagan)、尼尔·德格拉斯·泰森(Neil deGrasse Tyson)、布莱恩·考克斯(Brian Cox)、布莱恩·格林(Brian Greene)和加来道雄(Michio Kaku)在内的天才科普工作者已经做了很多工作，向我们介绍了亚原子王国和宏大的宇宙，但是在这两个天壤之别的尺度之间，还是需要用原子的观点来解释。生动的图片与文献可以帮助我们想象微小的夸克与广袤的宇宙，但也可以说很难将它们都带到地球上来。相比于那些利用质谱仪或太空望远镜观测的奇观来说，可以被直接观察的物种和细胞都显得颇为简单，但相比物理学家对质子或脉冲星的预测精度而言，绝大多数生物行为还是更复杂，也更难以被预测——要不然请试着预测一只蝴蝶飞过草地时的路线，或是精确计算某颗正在发芽的种子次开花的时间，又或是提前罗列一下你的脑袋明天会迸发的奇思妙想……相比之下，模拟电子或行星的运动，简直就跟小孩过家家那么简单。
本书接下来的篇章将带你游览这座由日常经验构建的趣味乐园，没有艰深的公式，有的只是直觉和感受，还有原子与你自己以及这个世界联系的现实案例。不过既然我们看不到原子，又将如何让它看起来像我们时常假想的那样更为真实呢？
其实简单得很。当你照镜子的时候，你就可以看到在你的面庞中，数不清的原子在向你“眨眼”。为了享受在沙滩上的美好时光，你并不需要去分析每一粒沙子，同样，如果你知道原子总是大量地挤在一起，那么为了感知它们的存在你也不需要对其挨个儿辨别。相反，你可以让值得信赖的专家为你揭开更多的粒子细节，然后利用这些信息丰富你的生活。
不过令人称奇的是，即便是单个原子，如今对我们来说也比过去更易被感知，如果你想亲眼目睹其中一颗的尊容，那么一些的科学发现可以帮你实现愿望。德累斯顿理工大学的特里本堡（Triebenburg）实验室建立了一个网站：Electron Microscopy – A Journey into Nano-Cosmos（电子显微”——纳米世界之旅），他们近公布了一系列对金粒子的显微照片。该系列后一个镜头定格的照片是一个被放大超过100万倍的照片，显示出金原子就像大理石那样一层层整齐而有序地排列着。
单个原子不仅正在变得可以被看到，而且还能被我们“听”到。瑞典皇家理工学院开展了一项名为“放射性乐队”的在线项目，可以让你借助代表原子放射性衰变频率的特殊声音编写旋律。他们的服务器上存有多种不同音符，分别代表几十种不稳定元素释放的能量，从碳14到钾40不一而足。网站主页对此解释道：“我们的目的是为了启发灵感。我们希望能够提升更多对自然之美的认知，哪怕是微小的尺度，从而激发人们对于基础科学的兴趣。对我们来说，音乐方面的创造力同样重要……科学与艺术很大程度上都是相通的。我们希望放射性乐队可以强化二者之间的联系。”
撰写本书对我个人而言也是一次探索。即便对于我这样一名研究物种、气候与生命元素内在作用的科学家来说，当我在办公室工作一整天后趴倒在沙发上，或是在树林里散步时，想要把不可见的世界与纷繁的现实联系在一起都不是件简单的事。老实说，将自己想象成一团没有生命的原子，其实是件异常困难的事。我还没有听很多科学家说起过，他们可以从内心实实在在感知自己是由原子构成的，尽管他们的智力水平足以深入讨论这些问题。不过我敢肯定，哪怕你只是飞速浏览了一下这个令人讶异的事实，你都会被永远地改变，而且是变得更好。
虽说我自己对原子的兴趣可以追溯到童年时期，但之于原子，我更深刻的观念转变还是在20世纪70年代的时候。那时我还在读大学，专业是生物与地质学，因为科学课程的需要，当时我正用一种近乎于洁癖的严谨态度，努力地让自己的情感与自然世界保持一致。我那时并未意识到，要想让自己与绚烂的生命共舞，这种严谨必不可少，就像演员或乐师每日的单调训练一样。
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》（The Effect of Gamma Rays on Man-in-the-Moon Marigolds）节选的片段——这部作品由剧作家兼科学教师保罗·金代尔（Paul Zindel）于1964年创作，并获得了普利策戏剧奖。不过我永远不会忘记这个片段对我的影响，其内容是一位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！
这是一场奇妙的探索。我们彼此之间的联系是如此广阔而持久——不论过去、现在还是未来。
——柯克斯书评
像神奇的炼金术一样，科特·施塔格将关于原子的科学变幻成了金光闪闪的故事，揭示了隐藏在宇宙万物和我们所有人之间的联系。
——戴维·乔治·哈斯凯尔David George Haskell，《看不见的森林》作者
科特·施塔格这样的人实属凤毛麟角，他是一个天才的科学家，并有着艺术家的眼光和一颗诗人的心。在这本书中，他用非凡的优雅和神韵将无形的原子王国引入了我们的现实生活。《诗意的原子》对粒子世界新颖的见解，会让*博学的读者都目瞪口呆。
——李·比林斯Lee Billings，《50亿年的孤独》作者
施塔格的书堪称一部透过化学元素看现代科学的力作。*值得称道的是，他成功地将科学的精确性和趣味性融合在了一起。
——埃里克·塞里Eric Scerri，《七种元素的故事》作者
来自恒星的遗产
宇宙学家列举了我们每个人体内的元素可能的几种起源过程，除了氢是在宇宙大爆炸之后不久凝聚而成的，其他所有的元素都跟恒星衰亡有关。例如在Ia型超新星中，一颗恒星从相邻的伴星那里吸取物质，在超过极限后发生爆炸。在II型“核心坍缩”超新星中，质量数倍于太阳的恒星因燃料耗尽而自行坍缩，随后爆炸。还有一种情形，质量非常巨大的恒星会发射物质与反物质颗粒，两者接触时会发生湮灭，终的归宿则是“不稳定对超新星”。如今，这类景象可以通过哈勃或斯皮策这些空间望远镜直接或间接观测到，也可在地面天文台观测到。
体内有铁的存在表明，你的原子祖先可以追溯到爆炸的恒星，而今天可以看到的超新星与星云，可以让你知道这些恒星摇篮早期的模样。蟹状星云便是其中之一，那激荡的气体与尘埃云，与我们太阳系形成前的状态颇为相似。在望远镜下，它看上去好像只是一团毫不出奇的烟雾，但实际上，它是一场横跨万亿英里的灰烬风暴，曾经属于一颗质量相当于8～16个太阳的恒星。尽管核心坍缩爆炸在7000多年前创造了这一切，但如今我们看到的星云仍然在剧烈燃烧，并且以大约每秒1000英里（1609千米）的速度膨胀。对发光的点、线条与尘雾进行光谱分析后发现，星云中含有的物质主要是氢，还有铁和其他一些元素。通过从地球上冷的地点采集到的新数据，我们现在可以提供更多证据，以支持蟹状星云与银河热的位置之一——公元1054年那颗将光芒传送6500光年后抵达地球的垂死客星——之间的联系。
2001年，日本科研团队在南极冰川钻取了一根冰芯。在大约48米深度的区间，他们发现氮氧化物的浓度有一次突跃，时间正好对应公元1054年；在更下层的位置，还有一次突跃对应在公元1006年，也就是另一个客星出现的年份。不久后，堪萨斯大学的科学家也发表报告称，对格陵兰岛的冰芯进行的研究也发现了类似的结果。可能引起这种全球性同步脉冲的原因，应该就是超新星辐射出的宇宙射线将空气中的氮气分子氧化，随后又沉积到了地球上。
这便是论证“客星就是超新星”的确凿证据，现在它们的编号已是SN1006和SN1054。如今你仍然可以在蟹状星云看到SN1054的烟云。
很多证据都表明，太阳与地球的发祥地位于蟹状星云的左侧，在猎户座腰带上悬挂的那把剑上。那把剑中间的“星星”实际上是很多颗恒星，飘浮在一团由恒星射线与超新星爆炸构建的星云中。围绕这些恒星的烟雾，主要是氢和氦，其中夹杂了一些粉末状的冰以及含铁矿石碎片。的研究发现这些恒星中年轻的还不足100万年，用宇宙的视角看，这不过是眨眼之间，并且有些恒星还在孕育过程中。
恒星通常是在这样的公共育儿所里出生，这也是很合理的，因为大多数恒星形成所需要的原材料都已在此处聚集。那么，哪里才是我们自己的家园所在地？我们的太阳独一无二，这似乎很怪异。半人马座的比邻星是距离我们近的邻居之一，位于4光年外。如果乘着每小时行进约4万英里的“旅行者一号”空间探测器去造访它，大约需要8万年。一些学者认为，在诞生后不久，也许因为很久以前某个巨大恒星经过时造成的引力回流，年轻的太阳便从发源地被甩了出来。
在猎户座星云内部那些发光的气体与尘埃中，也存在着一些破碎的条纹。它们是灾难性爆炸中产生的超音速抛射物划过的轨迹，这些抛射物就像是装了发光火帽的子弹，但体积却有太阳系的数倍大小。对于宇宙学家而言，这种元素的存在就好比是在凶杀现场的火药痕迹，因为铁就是毁灭恒星的凶手。
产生这些条纹的星体肯定要比太阳大得多，但它的寿命相对较短，大约也就是几千万年，因为超巨星消耗很快。它和SN1054以及产生太阳系的母体一样，应该都是死于“铁中毒”。这些结论都可以根据我们目前已知的星体核聚变方式推断出来。
当恒星刚刚产生之时，它将氢核聚合成氦核，按照爱因斯坦所描述的方式，释放出巨大能量。我们的太阳也在持续不断发生着核聚变，每一秒钟都会将数百万吨的物质转化为热量、可见光以及其他形式的能量。下一次当你暼见太阳时，试着把它想象成一颗星星，不必管它是一颗大到足够装得下100万个地球的中等尺寸恒星。太阳表面的温度大约有5500摄氏度，而内核的温度则将近1400万摄氏度。所以，即便太阳距离我们很远，远到光都要跑上8分钟才能抵达地球，但它仍然可以灼伤我们的眼睛和裸露的皮肤。想象一下这些能量的源头是何等残酷的地狱，原子在那里又遭受了何等的虐待。火焰般的氢核主导着核聚变，这可以追溯到宇宙形成之初，但它们在太阳核心咝咝作响的这段时间可能是它们存在有压力的时期。这台大熔炉产生的光和热，从某种意义上讲，就是原子受尽折磨时发出的呼喊，只不过其形式是电磁波。
宇宙学家对我们太阳系形成前的细节尚有争议，我们也不可能知道所有答案。但是地球上富含铁元素的事实，可以在那些合理的争议中肯定其中一部分细节。至少曾经有一颗核心坍缩超新星，用它自己毁灭时留下的残骸，为我们太阳系的诞生播下了火种。
这颗远古超新星的起源是一颗恒星，在它制造新元素以前的数百万年里，一直进行着氢氦聚变。质子与中子聚集成更大的核，于是在恒星的中心位置，逐渐形成了较重的核，而较轻的元素像洋葱一样，一层层地包裹在外。
在这一进程的早期，当星体核心的温度飙升至数百万摄氏度时，碳核开始形成，并持续数个世纪。在这颗恒星终死亡之后，这些原子大多数聚集成微型的钻石与小颗粒的石墨，再后来就成了钻石与铅笔的原料，以及你头发、肌肉和细胞膜中的碳框架。
在星核的外围，氦与碳发生聚变，并产生大量氧核，现在它们以水的形式存在于你的体内，或是以氧气的形式被你吸到肺里。在涉及碳和氧的核聚变循环中也形成了氮，它们中的一部分现在是谷物的肥料，还有一些则以其特有的方式进入你的基因和蛋白质里。当星核的温度达到10亿摄氏度时，过热的氧核就会结合到一起产生硅，如今在你脚下的岩石地壳，便主要由它们构成。
几周后，硅核在接近星体中心的位置聚集，你身体中含有的其他大部分元素都会在俄罗斯套娃一般的分层中产生。你骨骼中的钙和磷、你汗水中的钠和氯、你神经中的钾，大部分都出自这样一个熔炉。同时，等离子体与凝聚态原子形成巨大旋涡，从火球的表面逃离，向数百万英里外的太空散射气体与尘埃。
当发展到多层聚合这一步时，形成新元素时产生的聚变热量，仍然足以支持恒星持续燃烧，恒星不会因自重而坍缩。然而随着原子核越来越大，能量的平衡便会因重力而被打破。
带正电的质子会互相排斥，除非有一股力量让它们强烈碰撞并结合在一起。这种核力比重力要强上万亿倍，但只能在极短的距离内起作用，而且在原子核变大了的时候，质子相互之间的斥力会对核力产生明显抵消作用。因为这些对立的因素，过大的铁核发生聚变时就难以产生足够的热量以支撑起星体。
要理解原子核内这两种力量间的竞争，可以想象一下将一块巨石推到陡峭的山顶之上，就像希腊神话中的西西弗斯那样。你需要用尽全部力量把石头推到坡顶，可等你到了那里时，重力就会从你手中将石头夺走，远远地将它滚到另一端。这个突然向前的动作还有你肌肉的张力释放，很像是星体中心核聚变能量的爆发。但是，如果你准备后一推时，脚底突然打滑会怎样呢？你就得原地守住你的位置，而对石头而言，它并不会区别哪面山坡的下面是终点。更糟糕的是，如果地面太滑，石头会压过你向下滚去。当孕育太阳系的那颗恒星开始熔铸镍核时，其内部便会出现类似的不稳定态，铁核会迅速产生，越过了这一临界点后，随之而来的后果便是灾难性的。
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