美國(guó)天文學(xué)家卡爾·薩根（Carl Sagan，1934～1996）有一句名言——我們都是星塵。這可不是一句單純的比喻，而是一個(gè)充滿詩(shī)意的事實(shí)。構(gòu)成我們身體的物質(zhì)，如氫和氧，都是由原子構(gòu)成的。原子內(nèi)又包括質(zhì)子和中子組成的原子核，以及圍繞著原子核的電子。

元素則是構(gòu)成物質(zhì)的基礎(chǔ)要素，可以表示原子的類型。迄今為止，科學(xué)家已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了118種元素，其中約有90種存在于自然界，通過(guò)它們之間的不同組合，就構(gòu)成了世間萬(wàn)物。人體中90%以上的成分，都是由氧（O）、碳（C）、氫（H）、氮（N）、磷（P）、硫（S）這六種元素構(gòu)成的。許多維持我們生命的重要物質(zhì)，無(wú)論是構(gòu)成肌肉的蛋白質(zhì)，還是負(fù)責(zé)傳遞遺傳信息的DNA，都是由這六種元素組合而來(lái)的。

宇宙誕生3分鐘后， 所有氫元素都已形成

天然存在的所有元素，都是在宇宙中形成的。宇宙誕生伊始，空間處于一種高溫高壓的狀態(tài)，一切物質(zhì)都是熔融的、流動(dòng)的糊狀，這種狀態(tài)被稱為“原始火球”（宇宙大爆炸）。

之后，宇宙的溫度逐漸降低，原本四散的電子、質(zhì)子和中子開(kāi)始結(jié)合，從而生成了氫、氦（He）等元素。宇宙中所有的氫元素，包括構(gòu)成我們每個(gè)人身體的氫元素，實(shí)際上都是在大爆炸發(fā)生后的短短3分鐘內(nèi)形成的。換言之，人體中大約有9.5%（按質(zhì)量計(jì)算）的元素是在大爆炸中產(chǎn)生的。

氧、磷等元素則是在恒星中誕生的。在像太陽(yáng)這樣的恒星內(nèi)部，原子核之間會(huì)不斷碰撞、結(jié)合，發(fā)生核聚變反應(yīng)，生成各種新元素。

所有恒星都將走向終結(jié)。質(zhì)量是太陽(yáng)8倍以上的巨大恒星，在生命的最后階段會(huì)經(jīng)歷一種極為劇烈的現(xiàn)象——超新星爆發(fā)。爆炸產(chǎn)生的沖擊波也會(huì)催生出多種新的元素。大質(zhì)量恒星和超新星爆發(fā)帶來(lái)的元素在人體內(nèi)的占比達(dá)到73%左右。

穿越星際來(lái)到你我身邊

在超新星爆發(fā)等多種因素的影響下，星體產(chǎn)生的元素散布到宇宙中，又逐漸聚合成新的星體。這個(gè)過(guò)程不斷重復(fù)，最終演變出了孕育生命所必須的材料。這些元素經(jīng)過(guò)了宇宙種種嚴(yán)酷的環(huán)境的考驗(yàn)，最終構(gòu)成了我們的身體。

化學(xué)的世界充滿隱秘的聯(lián)結(jié)，除“我們體內(nèi)超過(guò)90%的元素都來(lái)自恒星”的浪漫事實(shí)，本期特輯還探索更多日常奇跡。比如“水是地球上最奇特的物質(zhì)之一” “暖寶寶發(fā)熱，竟因藏大量小電池”以及 “世界上純粹的黑色物質(zhì)尚不存在”……

從宇宙之初的元素鍛造，到分子間精準(zhǔn)的相遇與對(duì)話?；瘜W(xué)揭示的，是萬(wàn)物背后那場(chǎng)無(wú)聲的建造。

歡迎閱讀《科學(xué)世界》2026年第1期特輯部分——《動(dòng)人的化學(xué)》。

本文摘編自雜志2026年第1期，文章內(nèi)容略有刪改。

實(shí)習(xí)編輯 | 唐一菲