一 个 碳 原 子 的 故 事

热爱未知，比如宇宙和清晨

构成宇宙的是故事

而非原子

缪丽尔・鲁凯泽

就从它在地球上的最近几亿年说起。

我们的主角，一个平平无奇的碳原子，同三个氧原子及一个钙原子共同构成石灰岩的一部分，它们紧紧绑定在一起，已经在地表之下躺了数亿年时光。

对于这个碳原子的过去，我们只能确信它诞生于某颗恒星的锻造，并经过一段奇趣的宇宙漫游历史才来到此处，那是些我们或许永远不得而知的冒险故事。

对它而言，时间并不是什么了不起的东西。在这几亿年一尘不变的时光中，只是因为恰好离地表不远，时间才透过温度缓慢地变化而被感知着，一种单调、永恒不变的冷热交替，绵长无趣。

KangHee Kim

所幸，沧海桑田，岁月的飓风孜孜不倦地吹，终于暴露出石灰岩的一角。

一个带着尖锄的人于某个时刻出现在这里，把它敲了下来，带回石灰窑，为这个碳原子开启了新的旅程。

高温窑炉里，它一直被烤到跟钙分离，这也是它们之间彻底的永别，与数亿年的相伴时光匆匆告别，此后钙原子仍与大地为伍，乏善可陈，姑且不表；关于另外三个氧同伴，我们的碳主角仍然连接着其中两个，从烟囱飘向天空。

日子从宁静变成风暴。

David Stenbeck

它们紧紧结合在一起，上天入地，环游世界。

曾被老鹰吸入肺中，但没进到血液又排了出来；曾凝聚为露珠，还曾溶入海水三次，都又逸散回到空中。

就这样上上下下，一会儿驾于浪尖，一会儿漫步云端，在森林、沙漠、冰原之上浮沉了数十年。

David Stenbeck

它终于要走进生命的世界了——我们的主角，碳原子，是一种很特别的元素。它是唯一可以跟同类结合而成长链分子并保持稳定的元素，并且地球生命仰赖于这些长链，也因此奠定了「碳：生命基本元素」的地位。

但同时值得一提的是，碳以气体形式存在的二氧化碳——生命的原料、血肉的最终归宿——根本不是地球空气的主要成分，甚至可以说，只是少得可怜的「杂质」而已，在空气中仅占据万分之三，比人们鲜少注意的氩还少 30 倍。

但就是这样稀薄的空气杂质孕育出了我们，植物、动物、地球上 74 亿纷纷扰扰的人类杂音，数千年的历史，战争、荣辱和不堪一击的骄傲，构筑了生命。

rosco.adrian

回到故事里，在历经数十年沉浮后，碳原子终于要经由一道特殊的大门走入有机生命的世界了：光合作用。

在某个充满意义的时刻，我们的碳原子跟它的两个氧同伴偶然经过一排葡萄藤，并撞入了其中一片叶子，然后就被阳光钉在了这里。

此时此刻，你看到的是我们的植物朋友在二三十亿年前发明的生命奇迹，一场极其精巧敏慧的化学反应，光合作用。在原子级别上，百万分之秒之中，植物利用光的能量劈开水分子，扔出氧气，同时用剩下的氢来还原二氧化碳，把它变成有机碳。

就在这电光火石般的刹那间，碳原子经历了不计其数的剧烈碰撞，并最终在阳光中附上一个巨大且复杂的分子而被活化，如同飞虫被蛛网捕获，它和长期相伴的氧同伴分家，同氢及磷结合，嵌入一条生命之链。这一切都在常温常压下迅速、自然且安静地进行着。

nicebleed

现在，碳原子成为了某个稳定结构的一部分，跟另外五个完全相同的「自己」一起，组成一个美丽、对称的正六边形环状——直说吧，它已成为葡萄糖分子的一部分。

葡萄藤的汁液缓缓流动，从叶到梗，从根到杆，然后到将熟的葡萄，接着就进入了人类的制酒工厂，躲开发酵，我们的碳原子依然保持着葡萄糖的形态进入了一杯酒里，被一位普通的人类饮下。

至此，它终于接触到了动物的世界。

indg0

酒流入肠道里，葡萄糖即将面临的命运是被氧化。这不是迅速发生的事，饮酒者将它留在肝里一周左右的时间，储存能量以备不时之需——我们就假设这个不时之需的时刻到来了，这位普通的人类奔跑起来，并感到筋疲力尽，于是再见了美丽的六边环，血液奔涌而上，几分钟内葡萄糖分子就被带到了肌肉处，在此它被肢解成两个乳酸分子，这也是通常你我感到疲乏的先兆：得再等待几分钟的时间，急喘的肺才能提供进来足够的氧，将乳酸安静地氧化。

就这样，一个新的二氧化碳分子回到大气之中，蛇环绕成圈咬住自己的尾巴。

David Stenbeck

如果你不满意这个故事，当然，你也可以为我们的碳主角设计其他的旅程，比如被温煦的风吹着，来到北欧的森林。

这个故事里，它嵌入了一棵古老的云杉枝干，重复之前故事的过程变成葡萄糖，再成为纤维长链的一部分，就像念珠中的一粒。然后，它可要在这里待好长一段时间了。虽然不及地底下几亿年百无聊赖的时光，但因为杉树的长寿，也会是百年孤寂。

为了给故事增加一点变化，就让我们编排在二十年后，一只树虫突然跟它产生了奇妙的缘分。小虫顽强地在树皮和树干之间凿出小洞，把自己整个身体埋入隧道，它吞下了这颗碳原子，然后变成了蛹。

当春天到来时，一只灰扑扑的毛虫从洞里爬出，沐浴在阳光下。我们的碳原子在其千眼之一（复眼中的小眼）中，对它微弱的视野做出了一点点贡献。

虫子的一生很短暂，进食，受孕，产卵，然后死亡，它的尸体被枯叶遮盖，轻轻地落在泥土上，静待冬雪和春阳的光临。一个弱小的生命逝去了，「原子」却没有随之一去不复返：地球上遍布看不见的辛勤耕耘者，微生物，它们在腐烂的尸体上工作着，让碳原子再度飞翔。

Donald Kho

为了不让无尽的轮回太过残酷，让我们想象，直到重新进入下一次循环之前，重回天空的碳原子环绕地球自由自在地飞行了两百年时间——这是地球大气中的二氧化碳保持形态平均在空气中停留的时间，可以说，每隔 200 年，那些不是陷在稳定物质（比如煤、塑料和钻石）中的碳原子便会经由光合作用的窄门进出生命一次。

（你可能会问，还有其他门吗？有的，这是由人类发明的魔法：人工合成。但是目前为止这部分量还极少，在碳循环的故事中可以忽略不计）

星玫《软科普计划》

这些就是地球上碳原子一生的故事中几个短暂的插曲，因为原子的数量实在太过庞大，这些故事很有可能真的发生过，或者已经发生过亿亿次了。

我们也还可以编出千千万万个其他的真实的故事。碳原子可以从花朵的香味，到微小的海藻、桌上的三文鱼刺生，到你的头发丝，再回到小池塘里的二氧化碳，永恒不断地流动着，捕食者及被捕食者，参与一趟趟生命的循环。

kokeeneva

还有的碳原子可能留在某幅卢浮宫的藏画上而几乎「不朽」，或者存在地心深处从未见过天日，再或者成为了人类的遗传基因，不停地分裂、复制、繁衍，带着神秘的目的试图将自己一代代传递下去。

Oscar Mata

我们只最后再说一个故事，一个对于人类而言最神秘的故事。

先让碳原子再回到人类的身体里。假设它存在于一杯牛奶，在一个长链分子之中，然后被喝进肚子，通过肠壁进入血液，奔跑，敲开一个神经细胞的大门，进去。

放在我身上，这绝对是个真实得不能再真实的故事，我每天都喝牛奶，从此流入的部分原子为我大脑里的某个神经细胞提供必需的碳，这个神经细胞，这个大脑，每时每刻都在运转着巨大、不为人知的活动，错综复杂地发出指令「是」或者「不」，让我的双手在键盘上飞舞，十指并用，敲击出噼噼啪啪的声响，引导着思想的流动，并写下你看到的这最后一句话：

这些是碳原子的故事，也是我的故事，你的故事，所有地球生命的故事。

* * *

本文灵感来源于《周期表》

作者 普里莫·莱维

一本我以为是化学书结果不是

并且翻译得实在太糟糕的旧书

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