四大元素的起源与演变：从炼金术到元素周期表

在古希腊人对物质世界的理解中，恩培多克勒的“四根说”成了主导思想。他认为，通过把四种“根”灵活配比，完全可以创造出经验世界中那无穷无尽的多样性，就像画家通过调配三四种颜色，就能生成无穷多种颜色一样。其核心理念到如今也依然适用：物质形态之所以各不相同，全凭原子依不同规则排列组合，而这些原子本身基本上不会被毁灭或改变——当然也有例外，但就我们日常所见的物质而言大多如此。

正如画家可以用红、黄、蓝、白、黑的颜料画出所有颜色，恩培多克勒认为，“四根”可以构成所有的物质

作为画家，在艺术实践中受到智慧教导的人，当他们用手中各色颜料装饰寺庙的祭品时，在他们将颜料多寡间杂地糅合起来之后，他们从中创造出模拟万物的形象，创造出树木、男人和女人，创造出动物、鸟类和水中的鱼，还有万寿无疆的神，即荣耀最高者。所以，不要让错误蒙混了你的头脑，使你相信所见的易逝者有什么其他的源头。你要确信此事，因为你所听到的记述出自神明的启示。

——恩培多克勒，残篇第23章

“四根说”也投射到了宇宙划分的理论当中：大地位于中央，地表有水流过，大地上面是空气，再外围则是火的疆域。(www.xing528.com)

亚里士多德接受了四种元素学说，以搭建他的地上国度。至于天国，也就是月球之外的一层层球形天体空间，他又加上了一种元素——以太。这是一种非实体、无重量、恒定不变的物质，凡是没有其他任何物质存在的空间里全都充斥着以太。这样一来就避开了绝对真空的存在，因为所有“空”的地方其实都填充着以太。与其他元素不同的是，以太不可以通过排列组合来构成别的什么东西，也不具备任何属性。它作为元素充斥着环绕大地的透明球体，这些同心球支撑着日月星辰，以及那些位置不变的恒星。正是这些球体依照正圆形运转，才使天体具备了围绕大地的运行轨道。这种地心学说是当时最完美的宇宙模型，其统治地位一直持续到1543年。

托勒密的宇宙模型把土、水、气、火放在中心，位于陆地，其他同心球体则充满了以太

并不是所有早期学者都真的相信四种元素说，有些人只是借用“四根”的概念而已。套用柏拉图的“理念”概念来说，我们日常所见到的各种东西，也就是各种元素的具体呈现物，比如花园里的土、河里流的水，都是物质“理念”片面的复制品，而完美、纯净的“水”“土”等元素，才是万物的根基。你抓一把花园里的土，盛一杯小溪里的水，再用上点燃的小火苗和房间里的空气，无论怎么配比，都制造不出水银或者酒精。首先你不知道恰当的比例，更关键的是，你日常接触到的那些东西全都不纯粹。你必须用土、水、气、火的精华才行（到了后来，这种对物质的提纯和转化就成了炼金术的目标所在，见后文）。

然而，人们很容易就能观察到：植物吸收土壤养分，吸收水、空气和阳光，再把它们转化成果实、花朵和叶子，转化成可供我们制作工具的木材。而大地本身似乎也能产出金属、矿物和宝石。这样看来，物质转换的想法也并非完全荒谬，或者说并不荒谬得那么一目了然。