人类物质的起源：永恒的星辰大海
相信很多文艺青年都听过这样一段话：
“你身体里的每一个原子都来自一颗爆炸了的恒星，你左手的原子与右手的原子也许来自不同的恒星。这实在是我所知道的物理学中最富诗意的东西： 你的一切都是星尘......因此，忘掉耶稣吧，星星都死去了，你今天才能在这里。”
这是著名的理论物理学家：劳伦斯·克劳斯在2009年的“A Universe From Nothing”的演讲中说的一段话，虽然不是非常严谨，但从某种程度上，解答了一个人类自古以来便在追寻的问题：
我们从哪里来？
从释迦摩尼到佛祖，从苏格拉底到黑格尔，历代的神学家、哲学家、文学家都没有停止思考，到了近代，科学家们也加入了战场。达尔文提出了进化论学说，认为人类是自然演化的结果，世界上所有的动物都来源于海洋中一只微乎其微的领鞭毛虫。
但是这只领鞭毛虫最初又是从哪里产生的呢？
科学家对于此问题，提出了多种假说：自然发生说，生源说，RNA世界学说，铁硫世界学说等等，但是每一种学说都有其矛盾和不严谨之处，这依旧是一个悬而未决的问题。
但是如果我们转换思维，再继续追问下去：
那构成这只领鞭毛虫的元素又是从哪里产生的？
这个问题，其实已经被劳伦斯的这句话解决了：构成生命物质的元素，来自于群星。
元素周期表
人类很早便认识到世界是由物质构成的，中国古代流行的“五行演变说”，西方的亚里士多德也提出了非常类似的学说，即世界是由“五大元素”构成的，这背后其实都是古人对于构成世界物质的简单探索。但是很快人们发现，山可以说是由石头构成的，石头可以瓦解成碎土碎块，土碎块可以变成细土细沙，到底什么是物质的本质？
一直到18世界，人类终于发现了微观世界的秘密，分子，原子，中子，电子的世界。很快，法国著名化学家拉瓦锡提出了“元素”的定义，并在1789年发表了第一个现代化的元素列表，其中包括33种元素。自此，人类开始了元素探寻之路。
一方面，新的元素不断地被发现。除了我们最常见的，铜、铁、金、银等元素，一些复合的、不常见的元素已在不断被提炼和发现。1766年卡文迪什提炼出了氢气，1771年卡尔·威廉·舍勒提炼出了氧气，1803年史密森·特南特通过研究南美洲的铂样品发现了锇......一直到今天，还不断地有新的元素被发现，2004年日本科学家森田浩介等人发现了Nh元素（排位第113），2010年尤里·奥加涅相等人发现了Ts元素（排位117）...
另一方面，人们发现了元素本身的秘密，元素的排列其实具有规律性。拉瓦锡在他第一版33个元素周期表里，把元素归类为气体、金属、非金属和土质，这种粗狂的分法很快被淘汰。1829年，约翰·德贝莱纳发现了三耦律，即当每组的三个元素按原子量排列时，第二个元素往往大约是第一和第三个元素的平均数。根据这个原则，1869年俄罗斯化学家门捷列夫发表了目前使用最广的元素周期表，1913年，亨利·莫塞莱根据原子的核电子量重新对周期表进行了排序，也就是我们现在的使用的元素周期表。
截止目前为止，人类已经在自然界中发现了98种不同元素，在实验室中合成到了118号，这些浩瀚的元素构成了地球的物质和生命，而这些多样的元素又来源于何处呢？
宇宙大爆炸：轻元素的诞生
相信初中的时候，我们都有一段被“氢氦锂铍硼，碳氮氧氟氖”所支配的恐惧，这个就是我们目前所使用的元素周期表。可以发现，氢和氦是最靠前的两种元素，这是因为其原子核内只有1个质子，原子核外也只有1个电子，所以其序列位是1。同理，氦原子的原子和内是由2个质子，2个中子构成的，原子核外有2个电子，所以其序列是2。
所以，原子无外乎是由原子核和电子构成，而原子核是由中子和质子所构成的，其中质子数代表了原子的序数，也就是其在元素周期表的具体位置。
所以要想知道元素的来源，首先要知道构成原子的这些粒子从哪里来。
这一切，都要从138亿年前的宇宙大爆炸说起。
根据大爆炸学说，宇宙最初是一个密度极大且温度极高的一个点，在138亿年前的某一天，承受不住内心压力的宇宙突然爆炸了，在它爆炸后的万分之一秒里，宇宙的温度高达一亿摄氏度，此时各种亚原子粒子开始形成，也就是组成组成原子的中子、质子、电子等等，自此，宇宙开始了创世之旅。
到宇宙38万岁的时候，爆炸所带来的高温终于开始慢慢冷却，宇宙的温度降低到了2700°C，质子和中子开始互相撞击，形成了原子，而最好组成的原子，便是质子数只有1和2的氢原子和氦原子。这也是目前宇宙中含量最多的元素。
宇宙炼丹炉：重元素登场
轻元素的合成过程说长不长，说短不短，持续了整整一亿多年。此时的宇宙不再是空旷无物，而是充满了轻元素团块，它们在引力的作用下相互聚集，形成了早期恒星和雏形：星云。如同少女的轻纱，情人的衣角一般梦幻绚丽的星云，实际上是一个极不稳定的存在，在时间的作用下，很快就变成了你凶巴巴的老妈。
起初，星云极为稀薄，不仅可以透光，电辐射也能畅行无阻地传送到外空，但很快，在引力的作用下，本来质量分布均匀的一团物质，变成了越往内部密度越大的气体球，原子逐步被压缩行程分子，经过几十万年的演化，气体球变成了一个实体的，重力极大的球体，就是恒星的内核。
恒星内核在引力的作用下，压力和温度开始急剧飙升，这个过程和最初宇宙大爆炸非常类似。当聚集而来的氢元素们累积到一定程度，恒星内核就会在重力的作用下发生核聚变反应，由氢生成氦，并产生巨大的能量。假如我们现在把恒星看成一个太上老君的炼丹炉，那它的燃料就是这些氢原子，炼造出来的丹药就是包含质子数更多的原子核，例如只有1个质子的氢元素，在核聚变反应后，会生成拥有2个质子的氦元素。
随着核聚变的继续进行，在持续的高热高压的环境中，氦原子也会发生聚变，生成包含6个质子的碳元素，而碳元素又可以和氦元素进行聚变，生成包含8个质子的氧元素...靠着核聚变，大量的重元素在行星这个炼丹炉中被合成，也不断地填充着我们的元素周期表。
直到来到了铁元素面前。
超新星爆发：中子星的诞生
轻元素在恒星的核聚变中不断生成重元素，然而当合成到铁元素的时候，事情起了变化。专业点说，当恒星中大部分原子都被聚变成铁之后，其中心部分所产生的压力将非常巨大，巨大到会把原子中的点子压如原子核，并把原子核中的质子转变成中子，使得整个恒星核变成中子。为什么会这样，主要是因为铁的结构非常稳定，铁之前元素的原子核都可以通过聚变释放出巨大的能量，而如果想通过聚变合称比铁更重的元素，实际上是消耗能量而不是释放能量，这种赔本的买卖宇宙是不会做的。
所以当行星熔炉炼制到铁时候，也就到达它的极限了。
但是正所谓“山穷水复疑无路，柳暗花明又一村”，当大质量的恒星（比如是太阳质量的30倍）生成铁元素核心的时候，它的引力作用将会非常巨大，恒星内核的密度急剧上升，甚至达到一万亿吨的物质被容纳在一枚针尖大小的地方，在这种极高温度，极高密度的情况下，核心很可能会遭受突然的引力坍塌，引发超新星爆发。
如果我们在夜空中有幸目睹，会看到这颗行星爆发出极为耀眼的光芒，一些特别的超新星（比如lla型）爆炸时产生的亮度堪比整个星系，在这个过程中，比铁元素更重的原子，从28号元素铁到94好元素钚，都可能诞生于此。但是星系爆发后，恒星的生命也逐步走到了尽头，就像烟花一般极度绚烂的开放后迅速凋零，变成了不发光不发热的白矮星或中子星，甚至是黑洞。
重金属的宝藏：中子星合并
科学家们曾经一度以为，超新星的爆发是重元素诞生的主要途径，但实际上由于缺乏足够的中子供给，一次超新星爆发能够产生的重元素非常有限。
我们丰富多彩的重金属，主要来源于中子星的互相对撞与合并。
当有两颗相近的恒星相继发生了超新星爆炸，并留下了中子星内核后，这两颗中子星会在引力的作用下互相公转，但是在引力的作用下，公转的周期将会越来越短，二者的距离也会越来越近，终有一天，两颗中子星会碰撞在一起。这个过程堪比盘古开天辟地，星球大战，激光扫射...可以在极短的时间内制造大量的贵重金属，包括金、铂等。但是中子星的合并也是很罕见的，所以重金属元素无论在哪里都是稀缺的，物以稀为贵，我们人类也才会为了一点金子争得头破血流。
所以回到最初劳伦斯·克劳斯的那段话，地球上所有丰富多彩的碳基生命，其实都来自于一颗颗正在形成的恒星，来自于绚丽燃烧的超新星，来自于璀璨壮丽的中子星...恒星会死去，但是在尚未熄灭的余温里，又会有年轻的星系浴火重生。我们的身体里，就包含着这些美丽的星系，包含着这些死去又复生的故事。
我们每一个活在世上的普通人，都是宇宙星辰的孩子。