元素事實：每個元素各有什麼故事
從氫到鿫，遊戲裡為每個元素配了一條事實。這一頁彙總它們，並講元素是在哪裡造出來的。
週期表上的每個元素都有自己的故事：氦先在太陽光譜裡被發現，後來才在地球上找到；金很可能來自中子星併合；鎝是第一種人造元素。遊戲裡為從氫到鿫的每一個元素都配了一條事實，這一頁挑出其中最有代表性的，按“從哪來、做什麼用”分成幾組來講。
元素的來源不是隨便的。恆星一步步鍛造出週期表上的元素，“我們都是星塵”這句話就是從那篇綜述開始流行的（Burbidge、Burbidge、Fowler 與 Hoyle，《Reviews of Modern Physics》1957）。
宇宙最早的三個元素
| 元素 | 一句事實 |
|---|---|
| 氫（H） | 宇宙中約四分之三的普通物質是氫。 |
| 氦（He） | 1868 年先在太陽光譜裡被發現，後來才在地球上找到，名字來自希臘語的“太陽”。 |
| 鋰（Li） | 觀測到的宇宙鋰比大爆炸理論預測的少約三倍，這就是至今未解的“鋰問題”。 |
阿爾弗和伽莫夫最早計算了大爆炸中輕元素的形成（Alpher、Bethe 與 Gamow，《Physical Review》1948）。鋰的“少了三倍”，說明這套理論仍有沒解開的地方。
恆星裡的元素
| 元素 | 一句事實 |
|---|---|
| 碳（C） | 所有已知生命的骨架元素。三個氦核聚變成碳，需要碳-12 恰好有一個特殊能級。 |
| 氧（O） | 地殼中質量佔比最高的元素，約 46%。宇宙中氧的丰度僅次於氫和氦。 |
| 鐵（Fe） | 鐵的原子核結合得極其緊密，恆星聚變到鐵就無法再釋放能量，核心隨之坍縮。 |
| 鋇（Ba） | 主要在小質量恆星晚年的慢中子俘獲過程中形成。 |
碳的那個特殊能級，是霍伊爾先預言、後被實驗證實的（Hoyle，《The Astrophysical Journal Supplement》1954）。
不是恆星造的元素
鈹和硼是少數例外：恆星內部會摧毀鈹，宇宙中的鈹幾乎都來自宇宙射線撞碎更重的原子核；硼也和鈹一樣，主要來自宇宙射線散裂。
更重的元素則來自中子星。銪幾乎全部來自快中子俘獲，天文學家用它追蹤中子星併合的痕跡；地球上的金大多可能來自中子星併合，不過地球的金大部分早已沉入地核。中子星併合噴出的物質裡含有大量重元素，你戒指上的金子很可能來自這樣的碰撞（Kasen 等，《Nature》2017）。
生命離不開的元素
- 氮：地球大氣約 78% 是氮，生命的蛋白質和 DNA 都離不開它。
- 磷：DNA 的骨架和細胞的能量貨幣 ATP 都離不開磷，它在宇宙中相對稀缺。
- 鎂：葉綠素分子的中心是一個鎂原子。
- 鈣：骨骼、牙齒和貝殼的主要成分。
- 鈷：維生素 B12 的中心是一個鈷原子。
- 鉬：固氮酶的核心含有鉬，生物把空氣中的氮變成養分離不開它。
- 錳：光合作用中分解水的核心，是一個錳和鈣組成的原子簇。
- 碘：人體合成甲狀腺激素需要碘。
有一個曾經轟動又被推翻的例子：砷和磷化學性質相近，2010 年曾有論文聲稱發現用砷代替磷的細菌，後來被證偽。
人類用的元素
| 元素 | 一句事實 |
|---|---|
| 銅（Cu） | 人類最早冶煉的金屬之一。 |
| 錫（Sn） | 銅和錫的合金就是青銅。 |
| 鋁（Al） | 地殼中最多的金屬元素，卻直到 19 世紀才被提煉出來，一度比黃金還貴。 |
| 矽（Si） | 地殼中含量第二的元素，也是晶片和沙子的主角。 |
| 釹（Nd） | 釹鐵硼是目前最強的永磁體。 |
| 銦（In） | 銦錫氧化物透明又導電，是觸控式螢幕的關鍵材料。 |
| 銫（Cs） | 銫原子的振動頻率定義了國際單位制中的“秒”。 |
| 鎢（W） | 熔點最高的金屬，約 3422°C。 |
顏色和光
霓虹燈的紅色來自氖；路燈的黃光是鈉燈；煙花裡的紅色來自鍶；紅寶石的紅色來自其中少量的鉻；銻的礦物粉末，則被古埃及人用來畫眼線。
放射性與人造元素
- 鐳：居里夫婦發現，曾被加進化妝品和飲料，後來才認識到它的危害。
- 釙：居里夫婦 1898 年發現，以瑪麗·居里的祖國波蘭命名。
- 鈾：鈾-238 的半衰期約 45 億年，和地球年齡相當。
- 釷：釷-232 的半衰期約 140 億年，和宇宙年齡相當。
- 鎝：1937 年合成的第一種人工元素，沒有任何穩定同位素。
- 鈽：鈽-238 衰變產生的熱量為旅行者號等深空探測器發電。
- 鑀：1952 年在第一次氫彈試驗的殘骸中被發現。
- 鿫：已知最重的元素，原子序數 118，2002 年首次合成。
元素名字裡的人
超鈾元素的名字幾乎是一部科學家名冊：錼以海王星命名，正如鈾以天王星命名；鋦以居里夫婦命名；鐨以費米命名；鍆以門捷列夫命名；鍩以諾貝爾命名；鐒以迴旋加速器的發明者勞倫斯命名；鑪以盧瑟福命名；𨭎以化學家西博格命名，命名時他還在世；䥑以核裂變的發現者之一莉澤·邁特納命名；鎶以哥白尼命名。
一個提醒：這些是遊戲裡的事實卡
這頁的每條事實都來自遊戲裡的元素表。元素從哪裡來，另一頁《元素鍛造場所》會按來源分組講清楚。盧瑟福那篇論文告訴我們，原子的質量集中在一個極小的核裡，這是理解元素的起點（Rutherford，《Philosophical Magazine》1911）。
真實依據
氫（H）：宇宙中約四分之三的普通物質是氫。
氦（He）：1868 年先在太陽光譜裡被發現，後來才在地球上找到，名字來自希臘語的「太陽」。
鋰（Li）：觀測到的宇宙鋰比大爆炸理論預測的少約三倍，這就是至今未解的「鋰問題」。
鈹（Be）：恆星內部會摧毀鈹，宇宙中的鈹幾乎都來自宇宙射線撞碎更重的原子核。
硼（B）：和鈹一樣，宇宙中的硼主要來自宇宙射線散裂。
碳（C）：所有已知生命的骨架元素。三個氦核聚變成碳，需要碳-12 恰好有一個特殊能級。
氮（N）：地球大氣約 78% 是氮，生命的蛋白質和 DNA 都離不開它。
氧（O）：地殼中質量佔比最高的元素，約 46%。宇宙中氧的丰度僅次於氫和氦。
氖（Ne）：霓虹燈的紅色來自氖。
鈉（Na）：鈉在火焰中呈明亮的黃色，路燈的黃光就是鈉燈。
鎂（Mg）：葉綠素分子的中心是一個鎂原子。
鋁（Al）：地殼中最多的金屬元素，卻直到 19 世紀才被提煉出來，一度比黃金還貴。
矽（Si）：地殼中含量第二的元素，也是晶片和沙子的主角。
磷（P）：DNA 的骨架和細胞的能量貨幣 ATP 都離不開磷，它在宇宙中相對稀缺。
氬（Ar）：地球大氣中約 0.93% 是氬，主要來自岩石中鉀-40 的衰變。
鉀（K）：香蕉裡的鉀-40 有微弱放射性。
鈣（Ca）：骨骼、牙齒和貝殼的主要成分。
鉻（Cr）：紅寶石的紅色來自其中少量的鉻。
鐵（Fe）：鐵的原子核結合得極其緊密，恆星聚變到鐵就無法再釋放能量，核心隨之坍縮。
鎳（Ni）：地核主要由鐵和鎳組成。
銅（Cu）：人類最早冶煉的金屬之一。
鎵（Ga）：熔點約 30°C，放在手心就會熔化。
鍺（Ge）：門捷列夫 1871 年預言了它的存在，稱為「類矽」，15 年後它才被發現。
溴（Br）：室溫下呈液態的兩種元素之一，另一種是汞。
鍶（Sr）：煙花裡的紅色來自鍶。
鋯（Zr）：鋯石晶體非常耐久，地球上最古老的礦物顆粒就是 44 億年前的鋯石。
鎝（Tc）：1937 年合成的第一種人工元素，沒有任何穩定同位素。
銀（Ag）：所有金屬中導電性最好的一種。
錫（Sn）：銅和錫的合金就是青銅。
碘（I）：人體合成甲狀腺激素需要碘。
銫（Cs）：銫原子的振動頻率定義了國際單位制中的「秒」。
鋇（Ba）：主要在小質量恆星晚年的慢中子俘獲過程中形成。
釹（Nd）：釹鐵硼是目前最強的永磁體。
鉕（Pm）：唯一沒有穩定同位素的鑭系元素。
銪（Eu）：幾乎全部來自快中子俘獲，天文學家用它追蹤中子星併合的痕跡。
鎢（W）：熔點最高的金屬，約 3422°C。
鋨（Os）：密度最大的天然元素。
銥（Ir）：白堊紀末地層裡異常富集的銥，揭示了那次小行星撞擊。
鉑（Pt）：汽車尾氣催化器的關鍵材料。
金（Au）：地球上的金大多可能來自中子星併合；地球的金大部分早已沉入地核。
汞（Hg）：室溫下唯一呈液態的金屬。
鉛（Pb）：鈾和釷衰變鏈的終點。
鉍（Bi）：曾被認為是最重的穩定元素，2003 年發現它有極微弱的放射性，半衰期比宇宙年齡長十億倍以上。
釙（Po）：居里夫婦 1898 年發現，以瑪麗·居里的祖國波蘭命名。
鐳（Ra）：居里夫婦發現，曾被加進化妝品和飲料，後來才認識到它的危害。
釷（Th）：釷-232 的半衰期約 140 億年，和宇宙年齡相當。
鈾（U）：鈾-238 的半衰期約 45 億年，和地球年齡相當。
鈽（Pu）：鈽-238 衰變產生的熱量為旅行者號等深空探測器發電。
鑀（Es）：1952 年在第一次氫彈試驗的殘骸中被發現。
鿫（Og）：已知最重的元素，原子序數 118，2002 年首次合成。
氟（F）：含氟牙膏讓牙釉質更堅固。
硫（S）：火山口的硫磺和臭雞蛋味的硫化氫都來自硫。
氯（Cl）：第一次世界大戰中曾被用作毒氣。
鈧（Sc）：門捷列夫預言的「類硼」，1879 年被發現。
鈦（Ti）：強度高、密度低、耐腐蝕，人造關節和飛機骨架常用它。
釩（V）：一些海鞘的血細胞裡富集釩，濃度是海水的上百萬倍。
錳（Mn）：光合作用中分解水的核心，是一個錳和鈣組成的原子簇。
鈷（Co）：維生素 B12 的中心是一個鈷原子。
鋅（Zn）：人體裡有約 300 種酶需要鋅。
砷（As）：和磷化學性質相近。2010 年曾有論文聲稱發現用砷代替磷的細菌，後來被證偽。
硒（Se）：名字來自希臘語的「月亮」，和以「地球」命名的碲是一對。
氪（Kr）：1960 到 1983 年間，「米」被定義為氪-86 一條譜線波長的 1650763.73 倍。
銣（Rb）：銣原子鐘比銫鐘小巧，導航衛星上就有。
釔（Y）：釔鋇銅氧是第一種在液氮溫度以上超導的材料。
鈮（Nb）：大型強子對撞機的超導磁體用的是鈮鈦合金。
鉬（Mo）：固氮酶的核心含有鉬，生物把空氣中的氮變成養分離不開它。
鈀（Pd）：能吸收相當於自身體積 900 倍的氫氣。
鎘（Cd）：鎳鎘電池裡的鎘有毒，日本的「痛痛病」就是鎘汙染造成的。
銦（In）：銦錫氧化物透明又導電，是觸控式螢幕的關鍵材料。
銻（Sb）：古埃及人用含銻的礦物粉末畫眼線。
氙（Xe）：1962 年巴特利特合成了第一種稀有氣體化合物，用的就是氙。
鑭（La）：鑭系元素的第一個，相機鏡頭的高折射率玻璃裡常含有它。
鈰（Ce）：打火石的主要成分是鈰鐵合金。
釓（Gd）：核磁共振檢查用的造影劑裡含有釓。
鈥（Ho）：鈥的磁矩是所有天然元素裡最大的。
鉺（Er）：摻鉺光纖放大器讓光訊號能跨洋傳輸。
鐿（Yb）：鐿原子光鍾是目前最精確的鐘之一。
鉿（Hf）：和鋯的化學性質極為相似，直到 1923 年才被分離出來。
鉭（Ta）：耐腐蝕，鉭電容讓手機電路可以做得很小。
錸（Re）：1925 年發現，是最後一種被發現的穩定元素。
鉈（Tl）：劇毒，曾被稱為「投毒者的毒藥」。
氡（Rn）：無色無味的放射性氣體，是吸菸之外導致肺癌的第二大原因。
砈（At）：地殼中任何時刻可能都不到 1 克，是最稀有的天然元素。
鍅（Fr）：地殼中任何時刻可能只有幾十克鍅。
錒（Ac）：強烈的放射性讓錒在暗處發出淡藍色的光。
鏷（Pa）：鏷-231 的半衰期約 3.3 萬年，被用來測定海底沉積物的年齡。
錼（Np）：1940 年合成的第一種超鈾元素，以海王星命名，正如鈾以天王星命名。
鋂（Am）：家用煙霧報警器裡有微量的鋂-241。
鋦（Cm）：以居里夫婦命名。火星車用它的 α 射線分析岩石成分。
鉳（Bk）：以發現地伯克利命名。
鉲（Cf）：鉲-252 能自發裂變放出中子，被用來啟動核反應堆。
鐨（Fm）：以費米命名，和鑀一樣在氫彈試驗的殘骸中被發現。
鍆（Md）：以門捷列夫命名。
鍩（No）：以諾貝爾命名。
鐒（Lr）：以迴旋加速器的發明者勞倫斯命名。
鑪（Rf）：以盧瑟福命名。
𨭎（Sg）：以化學家西博格命名，命名時他還在世。
𨭆（Hs）：以德國黑森州命名。
䥑（Mt）：以核裂變的發現者之一莉澤·邁特納命名。
鎶（Cn）：以哥白尼命名。
鿭（Nh）：日本理化學研究所合成，是第一種在亞洲發現的元素。
鈇（Fl）：以俄羅斯弗廖羅夫核反應實驗室命名。
鿬（Ts）：2010 年首次合成，以美國田納西州命名。
相關研究
這些研究和本頁主題相關，但不是本頁內容的直接證明。
αβγ 論文：阿爾弗和伽莫夫計算了大爆炸中輕元素的形成，貝特的名字被加進來湊成了“αβγ”。
出處：Alpher, Bethe & Gamow, Physical Review 1948, "The origin of chemical elements"
原子核：α 粒子偶爾會被金箔彈回，盧瑟福由此推斷原子的質量集中在一個極小的核裡。
出處：Rutherford, Philosophical Magazine 1911, "The scattering of α and β particles by matter and the structure of the atom"
B²FH：這篇百頁長文系統解釋了恆星如何一步步鍛造出週期表上的元素。我們都是星塵，從這裡開始。
出處：Burbidge, Burbidge, Fowler & Hoyle, Reviews of Modern Physics 1957, "Synthesis of the elements in stars"
霍伊爾的預言：為了讓恆星能造出足夠的碳，霍伊爾預言碳-12 必須有一個特殊能級，隨後被實驗證實。
出處：Hoyle, The Astrophysical Journal Supplement 1954, "On nuclear reactions occurring in very hot stars. I. The synthesis of elements from carbon to nickel"
黃金的來源：中子星併合噴出的物質裡含有大量重元素，你戒指上的金子很可能來自這樣的碰撞。
出處：Kasen et al., Nature 2017, "Origin of the heavy elements in binary neutron-star mergers from a gravitational-wave event"