氧为什么用O来表示：化学元素进化史

        背诵化学元素周期表大概是一代又一代中学生的痛苦回忆。其一大难点是，不少元素的汉语名和元素符号毫无关系，记住一个对记住另一个帮助甚小。如氧和O，氢和H，金和Au，银和Ag，所以记忆周期表就成了事倍功半的苦差事。

        不过，作为一种西方舶来品，元素周期表对老外的用户友好度总该高一些了吧？

        其实不然，元素不光对于中国人，对于老外也是个老大难问题。一个英国人，照样要面对怎样建立起iron（铁）和Fe、gold（金）和Au、potassium（钾）和K这种看似毫不相关的名称之间联系的问题。

        为何化学元素的名称和符号会相差这么大呢？

        这就得从发现元素的历史说起了。        

什么是化学元素？

        人类和各种化学物质打交道的历史久远。大概从智人诞生时起，人类就开始认识某些化学物质。

        但是在相当长的时期内，人类的化学知识相当欠缺，对化学物质的分类也极为马虎，缺乏系统性。中国古代金铜多有混淆，同样叫“硝”，可能是硝酸钾，也可能是硫酸钠，还可能是硫酸镁；而英语中brass（黄铜）、bronze（青铜）、copper（紫铜）的名字看起来风马牛不相及，完全不能反映这三种金属/合金之间的密切关系。

        至于区别化学元素和化合物，更是在古人的能力范围之外。亚里士多德归结的四大元素为水火地风，以现代观点看，水是化合物、火是能量释放方式、风（空气）为多种气态元素和化合物组成的混合物，地的构成可想而知就更加复杂了，竟然没有一个是真正的化学元素。中国的金木水火土五行说也好不到哪去，只是比起古希腊四个“非元素”，五行好歹包括了“金”，算是瞎猫碰上了死耗子，跟元素沾了点边。

        中国人早期化学知识的积累主要靠炼丹，西方则靠炼金。到了中世纪，随着炼金术的发展，元素的队伍开始发展壮大，波斯科学家贾比尔给四大元素的队伍里添加了硫磺（定义为“会燃烧的石头”）和水银两样。再后来瑞士炼金术士帕拉塞尔斯又加入了盐，构成了新的七元素体系——这次炼金术士的运气稍好，硫磺和水银确实是元素，可惜盐仍然是化合物。

基于七元素体系的插画，四角为古典四元素，中部三角为新的三元素。       

        英国化学家罗伯特•波义尔于1661年重新定义了元素，他将元素分析为“无法继续消减的物质单位”，从而大大扩充了元素的家族。科学家们终于放弃了把世间万物归于极少数几种元素的尝试，随后，在新的正确思想引领下，越来越多的元素被化学家们发现。

        1789年，法国化学家安托万-洛朗•德•拉瓦锡（Antoine-Laurent de Lavoisier）出版《化学基本论述》（《Traité Élémentaire de Chimie》），是为第一本现代化学教科书。拉瓦锡在书中一共列出了33种元素，其中包括氢和氧，比起前人已是极大的进步。

        到了19世纪初期，英国学者约翰•道尔顿（John Dalton）进一步完善了化学理论。他正式提出所有物质均由原子组成，每种元素都是一种独特的原子。因此，他找出了36种元素，并且给它们都配上了符号。

道尔顿符号体系，承袭中世纪炼金符号（来源：Peter van der Krogt）    

        只是道尔顿的符号脱胎于炼金术时期，并不方便使用。不久之后，瑞典化学家永斯•雅各布•贝采利乌斯（Jöns Jacob Berzelius）改进了道尔顿的符号体系。他提出应该用字母来代表元素，因为采用字母不但方便书写，也有助于印刷书籍保持美观。

        贝采利乌斯选取符号的原则是以元素的拉丁语名字的首字母为符号。在不同元素首字母重合的情况下，则采取下列规则：

        （1）在金属和类金属（贝采利乌斯概念中所有非金属元素均为类金属，和现代定义不同）拉丁名首字母相同的情况下，类金属用首字母；

        （2）金属元素名称首字母和其他金属或类金属元素重合的情况下，用头两个字母当符号；

        （3）如果两种金属元素头两个字母都一样，则第二个字母改为词中第一个不一样的辅音字母；

        贝氏确立了现代元素符号的命名规则，他使用的符号大体传承至今，被后来的化学家沿用。因为考虑到通用性，符号命名时选择了拉丁语，所以对于一些很早就被发现利用，在各个语言中早有其名的元素，如金银铜铁锡之类，符号往往就和一般的名称不一样了。

贝氏符号和现代符号已经基本相同。       

化学元素符号如何命名？

        这样带来了一个新的问题：拉丁语是古罗马人说的语言，在近代化学发展的时候已经死得透透的了。古罗马人不是神仙，不可能为后来元素的需要造出一大堆词来备用。于是化学家们就面临一个不大不小的难题——给元素安上合适的拉丁名字。

        起拉丁名的招数有不少，其中最重要的当属从外语中引进名字，改装成拉丁语，这个方法历史悠久，极具可操作性，但却不是想象中那么简单——拉丁语名词有自己的一整套规律，如果随随便便拉来个词就用会违反拉丁语规则，是万万不可的。

        例如，“铋”本来被德国人命名为Bismuth。但是Bismuth长得太不像拉丁语了，所以德国科学家格奥尔格乌斯•阿格里科拉（Georgius Agricola，原名Georg Pawer，为了赶时髦起了个拉丁名字）把这个词改装了一下，变成Bisemutum，长得总算像个拉丁语中性名词了。类似接受了整容手术的元素还有钴（德语Kobold>拉丁Cobaltum）、镍（瑞典语Kopparnickel>拉丁Niccolum）。

Kobold在德语中本是地精，钴矿矿工的迷信产物。        

        不过这样的方法有时候却会引发问题，比如第11号元素钠和第19号元素钾，不但同属碱金属一族，还都遭遇了命名纠纷，真可谓难兄难弟。

        钠的英文名为Sodium，模样像是个地道的拉丁词，发明这个词的是英国化学家汉弗里•戴维（Humphry Davy）。他于1807年最先用电解法从氢氧化钠中离析出钠元素。由于氢氧化钠在英语中被称作Caustic soda（烧碱），他就将这种新的金属元素命名为Sodium。

        可惜的是戴维半路碰上了“强盗”，劫道的正是发明了现代元素符号体系的贝采利乌斯。贝氏主张将这种新元素依据法语的Natron（硝石，来自阿拉伯语）命名为Natrium。大概是因为符号体系由贝氏主导，结果最终贝氏的Na胜出，而Sodium则继续在英语、法语等一些欧洲语言中使用。

        钾的发现者同样是戴维。众所周知，草木灰可被用作钾肥。以前的英国人也有一套取钾肥的方法：浸泡木头或树叶焚烧后产生的灰，浸出液放在盆里蒸发即可得到钾肥，所以钾肥在英语中叫potash（盆灰）。戴维通过电离钾肥得到了纯钾，他很高兴地命名其为Potassium。

        只是他实在是太倒霉了，虽然这次贝氏符号表里采纳了Potassium的名字，并用Po作为这种元素的符号。但是不知怎的，后来另一个拉丁名Kalium（来自alkali，即“碱”，最终来源阿拉伯语）居然占了上风，直到Po被废止不用，被K所取代。看来戴维确实没有命名元素的命啊！

钾肥（Potash）长这样      

        不过这次，他可以聊以自慰的是，现代阿拉伯语中“钾”用（būtāsyūm）表示，正是来自Potassium，总算为戴维挽回了点颜面。

        19世纪后期开始，化学界形成了第一个发现新元素的化学家享有命名权的惯例，元素命名的混乱局面渐渐得到扭转。只是对于戴维来说，这个惯例来得太晚了。

        由于自然界存在的元素已经全部被发现完毕，新发现的元素一般来说不会有语言具备本名，加之命名法日趋完善，所以新元素很少再出现名字、符号不一致的现象。但是，这并不意味着命名之争就此彻底终结，事实上，二十世纪后期，发生了一场相当激烈的命名之争，史称“超镄元素战争”。

        燃起战火的是第104号至第106号元素。苏联的杜布纳联合原子核研究所和美国的劳伦斯伯克利国家实验室均宣称自己首先发现这些元素，并依此进行命名。更雪上加霜的是，美苏两国都深谙对方痛点——美国以为原子弹发展做出杰出贡献、提出锕系理论的化学家格伦•西奥多•西博格（Glenn Theodore Seaborg）命名第106号元素，而苏联则以核物理学家、苏联原子弹之父伊格尔•瓦西里耶维奇•库尔恰托夫（И́горь Васи́льевич Курча́тов）命名第104号元素。

        这场战争从1970年代一直打到了1990年代，中间又把第107号至第109号元素以及一个德国实验室扯了进来。在经过漫长的调解后，国际纯粹与应用化学联合会终于在1997年提出了一个被各方接受的方案。第104号至第109号元素分别被命名为Rutherfordium（“原子核物理之父”欧内斯特•卢瑟福）、Dubnium（杜布纳研究所）、Seaborgium（西博格）、Bohrium（物理学家尼尔斯•玻尔）、Hassium（德国黑森州）和Meitnerium（物理学家莉泽•迈特纳），终结了旷日持久的超镄元素战争。       

汉译化学元素名称

        虽然化学元素的发现主要是西方科学家的贡献，不过不得不说，假如真要比赛背诵元素周期表的话，中国人大概会像背九九乘法表那样占大便宜。这得感谢元素的中文名都是一个单独的字——长短一样、朗朗上口，而如此科学的中文元素命名体系是谁的功劳？

        近代化学进入中国要感谢无锡人徐寿。徐寿当年在上海江南制造总局创办翻译馆，翻译了大批西方化学著作。在翻译《化学鉴原》（《Wells’ Principle and Applications of Chemistry》）过程中，徐寿苦于元素名没有现成汉名可用，因此在传教士傅兰雅的帮助下为它们创造新名。

        徐寿的翻译在一些气体上选用了根据性质命名的方法，如轻气、养气、绿气、淡气等。不过总体来说，他的方法是依据元素拉丁文首个音节进行音译，并在金属元素名称中统统加上金字旁。

《化学鉴原》中对元素的翻译已经和现代相当接近。      

        后来中国化学家们又给非金属元素加上“石”旁，气体元素加上“气”头，提高了翻译的系统性，终于形成了一套中国自己的元素命名法。这套元素命名法至今沿用，并且基本构成了现代汉字体系中新字的唯一来源。

        只是中国的化学先驱大概没有料到，他们创的字很多其实古已有之。为何？

        明太祖朱元璋给朱家子孙搞了个起名规范，其中规定后代的第三个字得用“五行”为偏旁，从他下一代开始以“木火土金水”的顺序循环。由于朱家人丁兴旺，为了避免重名，许多奇怪的字被造了出来。在明朝就有叫“朱恩钾”、“朱恩钠”、“朱帅锌”、“朱效钛”、“朱效锂”的朱氏后代。要是他们穿越到现代，看到元素周期表上挂着自己名字，不知会作何感想。