本书作者以古希腊四大元素为开端，实际上叙述了自然界的演变，特别是地球的演变，也涉及人类文明进化历史，包括了全部物质世界和人类文明的扼要内容：天文、地理、历史、人文、化学、物理、人物、故事等。

本书虽以元素为中心论题，但叙述中包含着丰富有趣的故事和智慧。作者注重开发自然科学中所包含的哲理性，读者可从中获得丰富启发，找到进一步的研究方向和题目，学到一些做学问的态度和路径。

古希腊人把水、气、火、土当成世界万物之源。这个思想有着社会的、宗教的、文化的以及生活的根源。即使我们凭借日新月异的科学探索和发明，对世界万物有了更深入和细致的认识，我们所有的探索和发明也都万变不离其宗。今天所说的元素都离不开几千年前古希腊人和其他地方的人的最初发现。

在发现这些元素的过程里，人类不断地和自然、和这些元素组成的东西产生抗争。大量的史实说明人类应该尊重自然，爱护环境，才能从自然和环境中获取更多，要做到这一点，就应该从认识自然和熟悉环境做起。

古人在这四种元素的最初探索中产生了不少神话传说和故事，它们有的美丽、有的残酷、有的令人赞叹、有的十分愚蠢和笨拙。我们的生活里，这四种元素俯拾皆是，而这本书让我们能够比较真切地从一个角度近距离接触人类文明历史的演变。尊重人类文明历史，是我们发展自己，让我们生活的这个星球变得更美好的一个重要基础。

第一部分　元素有几种？

 思考世界

 各执一端

 四分天下

 原子概念

 东西合璧：帕拉切尔苏斯与玻意耳

 拉瓦锡

 道尔顿

 周期表呼之欲出

 门捷列夫

 元素周期表

 元素的命名

 返瞻古代四元素

 位于终点的起点

第二部分　水

 水的构成

 地球的独特财富

　水的由来

　生命的主要成分

　水与沐浴

　水与精神净化

　地下水

　温泉

　生命之源

　水，汽，冰

　海洋

　波浪

　潮汐

　盐

　海流与洋流

　海流的沉浮

　降水

　雨水与人类

　江河

　水资源消耗

　水的启示

第三部分　气

 大气构成

 大气压强

 玻意耳与空气弹簧

 氧气

 氧气与生命

 大气形成史

 氧与卫生保健

 空气污染与疾病

 臭氧

 风

 风灾

 飓风

 飞翔

 航行

 风力能源

 风为媒

 嗅觉

 气味与医疗

 味觉

 嗅觉生态

 为空气申辩

第四部分 火

 星火燎原

 电闪雷鸣

 林火

 城市火灾

 纵火

 祭火、营火、火刑与焚书

 烹制

 古人取火方法

 火柴

 火是什么

 火与人体

 防火材料：石棉

 古代火器

 火药

 炸药

 火山

 地狱之火

 火的终结

第五部分 土

 重力

 地球概览

 山脉

 地壳春秋

 地震

 岩石

 石器

 石与崇敬

 金属

 铸币

 铁

 土壤

 沙漠

 土葬

第六部分 人类也是元素

 人类的心理学构成

 人类的化学构成

 温故知新

世间万物是由为数不多的简单物质构成，这种思想产生于公元前6世纪希腊的爱奥尼亚地区。如今，这块土地就在土耳其西南海岸。在古代，这个地方的一些流放罪犯就曾经是一些思想理论的创建者，这些理论就是后来的自然哲学，也是整个西方科学思想的根基。这个思想的产生，是希腊人好奇心的直接产物，他们曾经永不止息地思索这个世界运作的奥秘。世间万物，种种问题，事无巨细，他们都感兴趣，都曾是人类史上这些含苞欲绽的自然哲学家们着迷般探索的题目。星月为什么会发光？海水为什么是咸的？蜂蜜和无花果，哪个味道更甜？根据公元前6世纪的希腊哲学家色诺芬尼的研究，蜂蜜要更甜一些。宇宙这样一个事物当真存在吗？为什么一些形似海螺壳的岩石，有时候居然会出现在高高的山岳地带，甚至会在山顶上呢？而最最重要的可能就是这个问题：物质的本质是什么？

就在古代土耳其海岸这一古老地区，科学和宗教之间，破天荒第一次绽裂开一条巨大的界线。在此之前，也就是在公元前6世纪以前，自然界的一切事件，无论大小，都归功于或者归咎于神灵的意志。现在，希腊人开始相信，自然界的事物和现象，都应当有自然界自身的合乎逻辑的解释。他们这个信念不仅颠覆了以往传统的思维方式，还为人类思维的未来照亮了广阔无际的发展前景。试想，如果说世间的自然事件都是有原因可以解释的，而不是听从于变幻无常的超自然力的操纵，那么，这些自然事件岂不是都有无限的可能性由人类去认识、预测、躲避、调整、控制或者利用吗？这些自然哲学家是知识的革新者，在当时人类认知水平发生飞跃的那个光彩夺目而又惊世骇俗的时代里，这些革新者都担当了重要角色。套换到如今时代，以他们的荣耀地位而论，相当于博士学位，也就是学界的最高头衔。

爱奥尼亚的哲学家中，有一位泰勒斯就享有一个美誉，被学界公认为是第一个思索了物质的本质构成的人。尽管毫无疑问，他并不是第一个思考这个问题的人。这位有争议的希腊首席自然哲学家，公元前624年出生于希腊的海港城市米利都。这座海港城市，根据传说，很早以前是由一伙流浪的雅典人建立的。雅典人到来之后，首先就杀死了当地的男人，随后抢占了他们的妇女。所以，为了报仇，米利都建城之后的第一代妇女拒绝与她们的男人同桌就餐，也从来不对丈夫直呼其名，因为在西方礼俗中，以教名相称是一种友好和亲呢的表示。

不过到了泰勒斯的时代，米利都已经发展成为一座和平、繁荣和富庶的城市了。一般来说，公元前7—前6世纪期间，是希腊人各方面都很得意的好时代。但是这时候世界的其他地方都陷入战乱。在东方，亚述帝国由于遭受充满敌意的邻国钳制和困扰，逐渐走向命中注定的惨败结局。在南方，埃及的法老正蠢蠢欲动，要入侵犹大王国(Judah)，也就是古代巴勒斯坦南部的一个奴隶制国家，它由犹大支派和便雅悯支派，在其与十支派分裂后联合组成。埃及法老后来在这里残杀了美吉多的国王约西亚(Josiah)，这个约西亚或者约书亚系《圣经》里的人物，是公元前7世纪的犹大王国国王。因此，美吉多这个地方就以大量的血腥战役著称。在泰勒斯还是个十多岁少年的时候，巴比伦就已经在好战的尼布甲尼撒二世的统领下崛起了，这位嗜杀成性的君王，因其攻占了耶路撒冷的功业以及对犹太人长期奴役而在《旧约》里获得了不朽的美名。对比而言，公元前7—前6世纪的希腊就简直是一块平安的福地乐土了。希腊本土由数百个城邦国家统治，每个城邦国家又自成一统，服从一位君主的治理。当时的君主(tyrant)这个词汇，还没有形成今天才有的丑恶含义，因为如今这个词汇还可译作暴君。当时其笼统的含义就是指一位非世袭性的统治者而言；这类君主当中，有些还享有一定声望和赞赏。比如说，柯林斯(Corinth)的君主塞普斯勒斯(Cypselus)，就曾经如此受到民众称赞，以至于他可以四处行走而不携带随身保镖。他治理柯林斯长达32年，最终在卧榻上平静去世。  泰勒斯时代的希腊人，绝大多数是商人，主要对从事商业活动有兴趣，其中大约只有与世隔绝而又脾气古怪的斯巴达人是个例外。从当时的世界范围看，虽然有波斯人在东方无休止地干扰和竞争，整个世界是在希腊的影响下逐步希腊化了。希腊的殖民地几乎遍及地中海周遭整个地区，包围了从小亚细亚到黑海，直至北非，南欧的意大利、法国、西班牙的广袤地带。希腊使用的尖首战舰是古代希腊罗马时代的巨型战舰，有三层划桨手。这些快船劈波斩浪，担负着迅速发展的地区间贸易，贩运粮食、橄榄油、干鱼、葡萄酒、金属、木材和奴隶。当时的雅典是座繁荣的中心城市，人口超过三十万。自由派政治家梭伦在这座城市里进行了改革，让这座城市从此走上早期政治民主的坦途。第一批象征这些伟大思想的建筑物开始出现在雅典卫城的山坡上。在今天的土耳其西北，有个莱斯博斯岛(Lesbos)。这个岛屿上，公元前600年左右的希腊女诗人莎孚(Sappho)吟咏着爱情诗；而在小亚细亚的一个古代小国吕底亚(Lydia)，国王克洛休斯正在忙着铸造世界上最早的钱币。这个国王如此富有，以至于当今仍然有“富裕的像克洛休斯”的这样的口头禅(rich as Croesus)，一直沿用至今。P3-P6

希腊人把水、气、火、土当成世界万物之源。这个思想是

有着社会的、宗教的、文化的以及生活的根源的。我们现代人凭借日新月异的科学探索和发明，对世界万物的生成有了更深入、更细致的认识，但是读过这本书后会感觉到，今天所有自然科学的探索和发明都是万变不离其宗。无非是我们把水，这个占地球四分之三的东西更细化，分离出更多的元素，认识了更多的特性，扩展了更多的用途；把气也更细化，分成了带有各种化学成分的气体，尤其提纯了氧气等人类特别需要的气体；使火也从古希腊的说法里脱颖而出，不仅能烧制更美味的食品、更漂亮的陶瓷，还制成了火药、炮弹、原子弹；把土细化，分离出了各种矿物质成分，改良的土壤给地球上的生物、动物提供了更好的生存条件。所有这些都离不开几千年前生活在古希腊的人以及其他地方的人的最初发现。

发现和探索这些元素的过程是人认识自然和环境的过程，是自然科学的起步。在这个过程里，人类不断地和自然和这些元素组成的东西产生抗争。有成功，有失败。这些在这本书里都有所体现。这说明人类和自然、环境的关系密切相关，说明人类只有科学地尊重自然，爱护环境，才能从自然和环境中获取更多，要做到这一点，得从认识自然和熟悉环境做起。

这本书还讲了这种最初的认识和探索，其中有不少关于这四种元素的古代的神话传说，它们有的美丽、有的动人、有的残酷、有的十分愚蠢和笨拙。不仅讲神话传说，还讲了人类对这四种元素的认知过程。我们的生活里，这四种元素俯拾皆是，而古希腊对它们的传说、认识，让我们能够比较真切地和人类文明历史做近距离接触，能够感到，人类文明的发展是一个整体。任何切断历史或否认历史某个阶段的做法，都会误导人类真正地认识自己，从而使人类不能真正地认清自己生存的这个世界。尊重人类文明历史，是我们发展自己、让我们生活的这个星球变得更美好的一个重要基础。这也是我们出版这本书的目的所在。

商务印书馆编辑部

2007年11月