【牛津通識課10】元素週期表：複雜宇宙的簡潔圖表

第一章 元素（摘錄）
 
古希臘哲學家只承認四個元素—土、水、風、火，這四個元素在十二星座的占星細分之中保留下來。這些哲學家中，有些相信這幾個不同的元素是由不同形狀的微小元件組成，因此能夠解釋元素的各種性質。他們認為四個元素的基本形狀是柏拉圖的幾何結構（圖1），完全由相同的二維形狀組成，例如三角形、正方形。希臘人相信地球由微小的立體粒子構成。他們之所以這麼聯想，是因為所有柏拉圖的幾何結構中，立方體擁有最大的表面面積。水具有流動性，是因為二十面體的形狀比較光滑，而火燒會痛，是因為火的粒子是銳利的四面體。風由八面體構成，因為柏拉圖的幾何結構只剩那個。後來，數學家發現第五個柏拉圖的幾何結構—十二面體，以致亞里斯多德提出可能還有第五個元素，或稱「精質」（quintessence），即後來所謂的以太。
 
今日，元素由柏拉圖的幾何結構構成的這種說法並不正確。但是，物質肉眼可見的性質，取決於組成物質的微小元件之結構，這樣的想法便是源自古希臘，並且成果豐碩。這些古代的「元素」一直流傳到中世紀以後，並增添了一些煉金術士發現的，他們可說是現代化學家的先驅。那些煉金術士最著名的目標就是實現元素蛻變（transmutation）。他們尤其想要將卑金屬鉛，變成貴金屬黃金。黃金因其顏色、稀有性和穩定的化學性質，使其成為人類文明史上數一數二的貴重物質。
 
但是，希臘哲學家除了將元素當成可能實際存在的物質外，他們還認為元素是一種原則，也就是能引發元素可觀察性質的傾向和潛能。元素的抽象形式與可觀察形式這兩者之間的細微分別，在化學發展上扮演重要角色，雖然近來這層較不易察覺的意義，連專業的化學家也不是非常瞭解。儘管如此，「抽象的元素」這樣的想法對某些週期系統的先驅， 例如元素週期表的主要發現者德米特里．門得列夫（Dmitri Mendeleev）而言，仍是根本的指引原則。