美国宇宙物理学家劳伦斯·克劳斯（Lawrence Krauss）曾说过：“你身体里的每一个原子都来自一颗爆炸了的恒星，形成你左手的原子和形成你右手的原子可能来自不同的恒星”。生命的轮回正如莫比乌斯环般神奇，我们每个人都是宇宙赐予的诗歌。
这是多么的神奇，当你读着这段文字的时候，无论你是站着、坐着还是躺着，也无论你是在路上、在摸鱼还是在学习间隙小憩，那些宇宙大爆炸时星辰的碎片正历经138亿年的漫长时光踏步而来，与你，与我，通过一个个小小的原子，勾连出一条绵延不断、悠远恒久的时空之链，这不可不谓一个原子的“奥德赛”。
而让我们可思可想的根本，则是众多原子中“平平无奇”的碳原子，它来自宇宙大爆炸之后的5亿年左右，由3个氦原子核聚变形成，并最终在光怪陆离的宇宙中形成了地球上变化万千的碳基生命。
可能有人会想，为什么在一百多种元素中，只有碳成为生命的基底，那我们不妨把视角缩小一些，看看原子层面都发生了什么。
碳基生命为何成为地球的主宰？
众所周知，物质的形成是原子最外层电子结合的结果，这种结合方式被称为“化学键”。
碳原子的最外层有4个电子，它们就像是4把锁一样，会与4个其他原子牢牢锁住。而氢原子外层只有1个电子，它就只能跟另外一个原子结合，而氧原子外层有2个电子，它就能跟2个其他原子结合。
由此可见，每个碳元素都有4把锁，那如果它们相互连接，进一步形成三维结构，那自然会创造出层出不穷的碳骨架结构，这也为数不胜数的有机化合物的形成奠定了基础。
科学家们将这种含有碳元素的分子称为“有机分子”，而专门研究有机物的化学也被叫作“有机化学”或“碳化合物的化学”。大自然用碳元素形成的各类化合物，创造出恒河沙数的构成形式，从最简单的甲烷，到极为复杂生命核心DNA，为碳基生命的形成提供了不可计数的物质基础，像拼插乐高玩具一样，搭建出了缤纷的碳基生命世界。由此推想，我们不难发现，既然碳元素可以做到，那其他跟碳结构相似的元素，例如硅、砷或硼是不是也会形成硅基生命、砷基生命甚至是硼基生命呢？其实这种想法并不仅仅是一个科学幻想，有许多科学家非常正式地思考并讨论过这个问题，其中最为著名的就是“硅基生命”猜想。“硅基生命”这一概念首次于19世纪被提出。1891年，波茨坦大学的天体物理学家儒略·申纳（Julius Sheiner）在他的一篇文章中探讨了以硅为基础的生命存在的可能性。这个概念后被英国化学家詹姆斯·雷诺兹（James Reynolds）所接受，1893年，他在英国科学促进协会的一次演讲中指出，硅化合物的热稳定性使得以其为基础的生命可以在高温下生存，这些让人们对宇宙中可能存在着一个与地球截然不同的生命环境产生了极大的兴趣。然而，随着无机化学的发展，人们却发现，硅的表现并不能合乎人们的期望。以有机化学为参考，依靠合成硅烷、硅氧烷等物质的衍生物对有机物的复刻，建立一个能望有机化学项背的硅氢化学体系的尝试以失败告终，以硅烷及其衍生物作为分子骨架存在许多问题，比如：最后，科学家不得不承认，硅烷及其衍生物热稳定性和化学稳定性不足；而硅氧烷虽然十分稳定，其复杂性和多变性却要依赖复杂的有机基团。因此，它们都难以形成生命。不过这些并不妨碍人类的幻想超越现实，美国著名的科幻、科普作家艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）在他所写的《并非我们所认识的》中提出了6种可能的生命形态：以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物；
以硫为介质的氟化硫生物；
以水为介质的核酸/蛋白质(以氧为基础的)生物；
以氨为介质的核酸/蛋白质(以氮为基础的)生物；
以甲烷为介质的类脂化合物生物；
以氢为介质的类脂化合物生物。
虽然非碳基生命存在的可能性很低，不过就像美国天文学家卡尔·萨根（Carl Sagan）所说：“碳基生命唯一论、中心论，很可能大大限制了人类对外星生命的探索和想象，这是一种彻头彻底的‘碳沙文主义’。”毕竟宇宙之大已经远远超出了我们的认知，或许在人类想象不到的地方，就安然生活着一群不可能存在的硅基生命。而天体物理学家维克多·斯腾格（Victor Stenger）的观点更加激进，他认为生命是由分子组成的，这种观点其实也是一种“沙文主义”，在具有不同性质的宇宙中，原子核或其他结构，可能会以完全陌生的方式组装，从而出现我们认知以外的生命形式。正因如此，地球上的生命选择了碳基也不可谓不是一种“人择原理”。大自然选择碳成为生命的根本也是因为碳原子能以我们所能看到的近乎无限的方式连接，从而产生了有机体中拥有一万种酶、颜色和质地所必须的复杂性，生命的多样性也由此演化而来。正是从洪荒之初就存在的碳原子穿越了宇宙的尘埃，从太古宙海底的失落之城见证了白垩纪恐龙时代的落幕，又从人类祖先对火的使用中释放，穿过山海融入到你我的四肢百骸。长途跋涉了如此之久，碳原子的旅途也并没有结束，它还会一步步见证人类走向星辰大海，或是随亘古不变的宇宙久远下去。如果你对这个“芥子须弥”的过去与未来深以为意，那么不妨移步到约翰·巴尼特（John Barnett）的书中，跟随他的碳素笔尖，用心感受浩瀚宇宙138亿年的壮阔历史和地球万物的演化。《一个原子的旅行》是由美国艺术家约翰·巴尼特，根据意大利化学家普里莫·莱维（Primo Levi）的著名作品《元素周期表》中最后一个元素故事“碳”改编而成的。普里莫·莱维，不仅是一名化学家，还是意大利知名作家。除此之外，他还有一个特殊的身份——奥斯威辛集中营幸存者，第174517号囚犯。他也是20世纪引人注目的公众喉舌，备受索尔·贝娄、菲利普·罗斯、卡尔维诺以及安伯托·艾柯等文学家的推崇。《元素周期表》是普里莫·莱维的代表作之一，被英国科学研究所评为前所未有的科学著作。约翰·巴尼特年轻的时候，因偶然读到普里莫·莱维的《元素周期表》而爱上了化学。他用碳素笔画把碳原子与生命的轮回演变，在这本书中呈现给今天的读者。尽管今天已经是一个崭新的时代，但仍然没有什么元素，比碳更能代表世间最重要的奇迹之一——生命。作为构成生命体的根本元素之一，碳的演变史，其实就是生命的进化史。在这本书中，你将从碳原子的视角，追踪它的一生，从而看到一幅关于宇宙历史与地球生命的壮丽画卷。这就是碳，一个原子的史诗，一个关于生命的奇迹。在碳原子的漫游旅行中，生命诞生、消亡，再重新诞生，无尽地循环。这也正是我们每个人的奇迹。如果可以，不妨仰望星空，瞧一瞧我们的来处，那里也可能是我们千万年后化为繁星的玫瑰色的去处。
