碳原子
构成宇宙的是故事
而非原子
缪丽尔・鲁凯泽
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
-----Morning Rocks