每年高一講元素周期律的時(shí)候，我都給學(xué)生推薦過(guò)這部紀(jì)錄片：《宇宙與人》。這的確是我看過(guò)大陸地區(qū)拍的最高質(zhì)量的科教片了，但估計(jì)應(yīng)該是沒(méi)什么人看。沒(méi)關(guān)系，我來(lái)推送。

化學(xué)反應(yīng)只能改變?cè)雍送怆娮訑?shù)目，并不能改變?cè)氐姆N類(lèi)（即原子核）。而制造元素或改變?cè)雍?，就要在宇宙中億億億億億億計(jì)的場(chǎng)所中進(jìn)行——恒星。

我們的太陽(yáng)，只是很普通的一顆恒星，它和浩瀚宇宙中的其他恒星一樣，時(shí)刻都在進(jìn)行核聚變反應(yīng)。太陽(yáng)的燃燒和篝火原理完全不同，它在讓原子核燃燒。愛(ài)因斯坦用著名的質(zhì)能轉(zhuǎn)換的公式計(jì)算出，核能量能達(dá)到普通化學(xué)能量的2000萬(wàn)倍。宇宙中最高效的核能是氫聚變成氦，也就是4個(gè)氫原子聚變成一個(gè)氦原子，這個(gè)過(guò)程可以有千分之七的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量，雖然只有千分之七，但物質(zhì)的能量太大，如果把1000克氫原子中千分之七的物質(zhì)轉(zhuǎn)換成能量，就相當(dāng)于4000噸石油和6000噸煤。舉個(gè)例子，在一節(jié)只能燒幾分鐘的樹(shù)枝中所蘊(yùn)藏的核能，足以把一盞100瓦的燈泡點(diǎn)亮100萬(wàn)年。

太陽(yáng)每秒鐘使用5億噸的氫原子參與聚變，其中有400萬(wàn)噸的物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能量。這些數(shù)字聽(tīng)起來(lái)挺大，但和太陽(yáng)的總質(zhì)量相比，就微不足道了。太陽(yáng)自存在以來(lái)，只損失了萬(wàn)分之一的物質(zhì)。能量在它的大約70萬(wàn)公里的深處的核心產(chǎn)生，要經(jīng)過(guò)1000萬(wàn)年才能上升到表面，光在太陽(yáng)的肚子里走得比蝸牛還慢，正因?yàn)檫@樣，這個(gè)能量的“億萬(wàn)富翁”才能從容地使用自己的存款，坐吃而不山空。

太陽(yáng)只有2次核聚變，90億年的氫聚變和大約10億年的氦聚變。當(dāng)氦燃燒完的時(shí)候，太陽(yáng)的引力會(huì)繼續(xù)塌縮而且將沒(méi)有抵抗，此時(shí)，它的力結(jié)構(gòu)將會(huì)出現(xiàn)一些不穩(wěn)定而噴出一些外圍的物質(zhì)，然后這些物質(zhì)會(huì)形成艷麗的光環(huán)。在宇宙中有許多這樣的氣體光環(huán)，這些都是類(lèi)似我們的太陽(yáng)這樣的恒星的死亡符號(hào)。死亡太陽(yáng)的大部分的物質(zhì)依然被引力牢牢控制著，但因?yàn)橐Σ蛔阋砸l(fā)比氦元素更重的碳元素的核聚變，所以這顆星球只有忍受塌縮，成為一顆和地球直徑差不多，但比地球重幾十萬(wàn)倍的白矮星。

在宇宙中，恒星的分類(lèi)是按照它們死亡的方式，一類(lèi)像我們太陽(yáng)這種，最終安靜地成為白矮星，另一類(lèi)是比太陽(yáng)大8倍以上的恒星，它們的死亡是爆炸。

宇宙在過(guò)去有過(guò)一個(gè)非常單調(diào)的開(kāi)端，只有氫元素和少量的氦元素，然而宇宙在成長(zhǎng)，成長(zhǎng)的標(biāo)志就是重元素的增加，這種增加使宇宙越來(lái)越豐富。宇宙的所有的奇跡，都是在有了完整的元素制造之后。而制造元素，就是把氫元素以不同的數(shù)目聚合，而要完成所有元素的聚合的場(chǎng)所，就是擁有巨大引力的大恒星。

從豐富物質(zhì)角度來(lái)說(shuō)，大恒星是宇宙中的精品，它們不僅能生產(chǎn)所有的元素，而且由于恒星越大，壽命越短，因此周期也短。所以，恒星的巨無(wú)霸是宇宙制造元素效率最高的工廠。不過(guò)，宇宙中最大的恒星的質(zhì)量極限是一百個(gè)太陽(yáng)，如果再大，就會(huì)因?yàn)樽陨淼暮朔磻?yīng)過(guò)猛而解體。

引力制造元素，但也束縛元素，小恒星大約能制造出十來(lái)種元素，但這些元素最終不能在宇宙中流動(dòng)。大恒星能制造更多的元素，一般超過(guò)太陽(yáng)質(zhì)量8倍以上的恒星就能使聚變一往無(wú)前，其核心達(dá)到幾十億度的高溫不斷地創(chuàng)造不可思議的聚變，每次聚變所產(chǎn)生的能量都使恒星膨脹得更大一些。于是它就像洋蔥一樣形成令人吃驚的多層核聚變的巨大空間，這個(gè)空間可以達(dá)到100億公里，裝下整個(gè)的太陽(yáng)系。

在聚變的深入過(guò)程中，恒星變得越來(lái)越危險(xiǎn)了。因?yàn)樵卦街兀圩兲峁┑哪芰吭缴伲薮蟮暮阈怯直仨毧坎粩噌尫诺暮四苤?，然而，?dāng)聚變到排列第26號(hào)的鐵元素時(shí)，搖搖欲墜的恒星遭受到最致命的破壞——因?yàn)殍F元素的結(jié)構(gòu)極其穩(wěn)定，它在聚變時(shí)不釋放能量。于是，巨大而膨脹的恒星將會(huì)因核心失去支撐而倒塌。因此，恒星粉碎性的爆炸，能量的狂飆掃蕩天庭，這就是超新星爆發(fā)。此刻它的能量相當(dāng)于正常恒星的100億倍。在這個(gè)超能量的瞬間，宇宙中所有的元素都被聚變出來(lái)了。

像金銀首飾這種重元素，就是在超新星的爆炸中誕生的。當(dāng)我們佩戴它們時(shí)，要記住宇宙制造高檔產(chǎn)品確實(shí)是代價(jià)很高，它需要報(bào)廢一顆至少比太陽(yáng)大8倍以上的恒星，才能使我們披金戴銀。

超新星的爆炸使物質(zhì)擺脫了引力的束縛，但鐵元素的核卻墜入引力的深淵，巨大的塌方把電子都?jí)哼M(jìn)了質(zhì)子，于是質(zhì)子全變成了中子，而中子之間沒(méi)有電磁力的排斥，原子核可以相互緊緊地挨在一起，這就形成了最致密的物質(zhì)——中子星。它1立方厘米的質(zhì)量能達(dá)到10億噸，而它引力強(qiáng)大到讓光都要成拋物線才能掙脫。

把一個(gè)幾百萬(wàn)公里直徑的物體壓縮成只有30公里的直徑，就是中子星，而同時(shí)被壓縮的還有磁場(chǎng)。這是一個(gè)匪夷所思的超高能核電站，它可以把表面附著的電子像高壓水柱一樣噴射出去，它們所具有強(qiáng)烈的方向性可以成為宇宙定位的燈塔。十幾年前，人類(lèi)尋訪外星生命的一艘飛行器上所攜帶的人類(lèi)的自我介紹，就是用多顆中子星為地球做定位。

一些大的超新星爆炸之后，將會(huì)產(chǎn)生引力的奇跡——黑洞，巨大的引力把物質(zhì)化為無(wú)形，因?yàn)檫B光都要被吸回它的表面。如果把地球壓縮成一個(gè)核桃，就是黑洞，因?yàn)榈厍蚱鋵?shí)是一個(gè)強(qiáng)力和電磁力支撐的物體，如果把原子核都?xì)缌?，地球就將成為幾厘米直徑的濃縮引力的載體，黑洞的存在已經(jīng)被證實(shí)。

超新星是宇宙中4種力配合的杰作，它們共同建造一個(gè)巨大的原子鍋爐，然后以鍋爐的崩潰所激發(fā)的能量完成所有元素的制造，并且在最后的瞬間把元素都徹底地拋灑出去。正因?yàn)橛羞@種拋灑，物質(zhì)才有可能演化。恒星以自身的毀滅，造就了宇宙中最偉大的新生。

在超新星的物質(zhì)彌漫之后，引力將會(huì)再次把這些物質(zhì)凝聚成天體，大的塌縮成恒星，小的形成行星，如果這顆恒星有較長(zhǎng)的壽命，而它的周?chē)腥舾珊线m的行星圍繞，那么這個(gè)長(zhǎng)壽的核能和比較靠近它的行星上豐富的宇宙元素的光和熱交流，就可能最終產(chǎn)生宇宙中最復(fù)雜的物質(zhì)形態(tài)——生命。

最后附上《宇宙與人》的完整紀(jì)錄片