Lời giới thiệu

Đầu những năm 1980, khi còn nhỏ, tôi có thói quen nói chuyện khi vẫn còn ngậm các thứ trong miệng: đồ ăn, ống nha khoa, bóng bay…

Tôi vẫn tự nói một mình ngay cả khi không có ai xung quanh. Thói quen này đã dẫn đến niềm đam mê với bảng tuần hoàn trong lần đầu tiên tôi bị bỏ lại một mình khi đang ngậm nhiệt kế. Tôi bị viêm họng liên cầu khuẩn đến cả chục lần khi học lớp hai và lớp ba, và trong nhiều ngày liền, tôi luôn cảm thấy đau khi nuốt. Tôi không ngại ở nhà và tự chữa cho mình bằng kem vani và sốt sô cô la. Bị ốm luôn tạo ra cơ hội để tôi làm hỏng thêm một chiếc nhiệt kế thủy ngân kiểu cũ.

Tôi nằm đó với chiếc nhiệt kế dưới lưỡi, trả lời thật to một câu hỏi tưởng tượng, chiếc nhiệt kế tuột khỏi miệng và vỡ tan trên sàn. Thủy ngân lỏng trong nhiệt kế rơi vãi khắp nơi như bi xe đạp. Một phút sau, mẹ tôi ngồi thụp xuống sàn (dù bà bị đau khớp hông) và bắt đầu thu dọn đống “bi”. Bà dùng một cái tăm như một chiếc gậy của môn khúc côn cầu để đẩy những “viên bi” thủy ngân lại thật sát nhau. Đột nhiên, một viên nuốt chửng viên kia chỉ bằng một cú gảy. Một viên mới tinh không tỳ vết xuất hiện ngay ở chỗ hai viên cũ. Bà lặp lại trò ảo thuật này cho đến khi toàn bộ thủy ngân được gom lại thành một hạt đậu màu bạc.

Sau khi gom được hết thủy ngân, mẹ tôi lấy chai thuốc bằng nhựa có nhãn xanh lục trên kệ đựng đồ lặt vặt nằm giữa một con gấu bông cầm cần câu và một chiếc cốc sứ xanh còn lại từ cuộc họp mặt gia đình năm 1985. Sau khi hớt viên thủy ngân lên một tấm bìa, bà cẩn thận đổ nó lên một quả cầu thủy ngân to bằng quả óc chó có sẵn trong chai. Thỉnh thoảng, trước khi cất cái chai đi, bà rót thủy ngân vào nắp và cho anh chị em chúng tôi xem thứ kim loại của tương lai lăn qua lăn lại: nó luôn tách ra rồi gắn lại một cách hoàn hảo. Tôi thương cảm cho những đứa trẻ có các bà mẹ sợ thủy ngân đến nỗi không cho con mình ăn cá ngừ. Bất chấp sự thèm muốn vàng của mình, các nhà giả kim thuật Trung đại coi thủy ngân là chất mạnh nhất và thi vị nhất trong vũ trụ. Khi còn nhỏ, tôi đã đồng ý với họ. Giống như họ, tôi còn tin rằng nó vượt qua ranh giới giữa chất lỏng và chất rắn, kim loại và nước, thiên đường và địa ngục; rằng nó chứa đựng các linh hồn của một thế giới khác.

Sau này, tôi phát hiện ra thủy ngân có tính chất như vậy vì nó là một nguyên tố hóa học. Không giống như nước (H 2 O), cacbon dioxit (CO 2 ) hay hầu hết mọi thứ xung quanh, bạn không thể tự nhiên tách thủy ngân thành các đơn vị nhỏ hơn. Thủy ngân là một trong những nguyên tố có tính “bè phái”: các nguyên tử thủy ngân chỉ muốn liên kết với nhau, và giảm tiếp xúc với thế giới bên ngoài bằng cách thu mình vào một quả cầu. Hầu hết chất lỏng tôi làm đổ khi còn nhỏ đều không như thế. Nước đổ khắp nơi, dầu, giấm và thạch rau câu Jell-O chưa đông cũng vậy. Thủy ngân không bao giờ để lại dấu vết. Bố mẹ luôn nhắc tôi phải đi giày mỗi khi làm rơi nhiệt kế để ngăn những mảnh thủy tinh đâm vào chân. Nhưng tôi nhớ là chưa từng có cảnh báo về thủy ngân rơi vãi.

Tôi đã để mắt đến nguyên tố 80 ở trường và trong sách suốt một thời gian dài, giống như tìm tên một người bạn thời thơ ấu trên báo. Tôi đến từ Đại Bình Nguyên và được học trong lớp lịch sử rằng Lewis và Clark đã đi qua Nam Dakota và phần còn lại của Lãnh thổ Louisiana với kính hiển vi, la bàn, kính lục phân, ba cái nhiệt kế thủy ngân và các dụng cụ khác. Điều mà lúc đó tôi không biết là họ cũng mang theo 600 viên thuốc nhuận tràng chứa thủy ngân, mỗi viên lớn gấp bốn lần viên aspirin. Thuốc có tên là “Dr. Rush’s Bilious Pills” – được đặt theo tên Benjamin Rush, một trong số những người đã ký Tuyên ngôn Độc lập Mỹ và là một bác sĩ anh hùng đã dũng cảm ở lại Philadelphia trong dịch sốt vàng da năm 1793. Cách điều trị của ông với mọi căn bệnh đều là uống HgCl 2 . Mặc dù y học đã tiến bộ nhiều trong khoảng từ năm 1400 đến năm 1800, các bác sĩ thời đó vẫn giống thầy lang hơn là bác sĩ. Với một niềm tin lệch lạc, họ cho rằng thủy ngân đẹp đẽ và quyến rũ có thể chữa khỏi cho người bệnh bằng cách lấy độc trị độc. Bác sĩ Rush đã cho bệnh nhân uống dung dịch này cho đến khi họ chảy nước dãi. Răng và tóc của họ thường bị rụng sau nhiều tuần hoặc nhiều tháng điều trị liên tục. Phương pháp “chữa bệnh” này chắc chắn đã đầu độc và khiến rất nhiều người qua đời sau khi biết đâu đã may mắn khỏi bệnh sốt vàng da. Sau khi hoàn thiện phương pháp điều trị ở Philadelphia, mười năm sau, ông tiễn hai nhà thám hiểm Meriwether và William lên đường cùng một số mẫu thuốc đóng gói sẵn. Như một tác dụng phụ hữu ích, các mẫu thuốc đó cho phép các nhà khảo cổ học hiện đại lần theo dấu vết cắm trại của đoàn thám hiểm. Với thức ăn lạ và nguồn nước đáng ngờ trong môi trường hoang dã, một số người trong nhóm thám hiểm luôn thấy buồn nôn. Cho đến ngày nay, thủy ngân vẫn nằm rải rác trong lòng đất ở những chỗ mà các nhà thám hiểm đã đào nhà xí – có lẽ do thuốc nhuận tràng của Rush hoạt động quá hiệu quả.

Thủy ngân cũng xuất hiện trong lớp khoa học. Khi lần đầu tiên được học về mớ bòng bong của bảng tuần hoàn, tôi đã tìm thủy ngân nhưng không thấy. Nó nằm giữa vàng (cũng đặc và mềm) và tali (cũng độc). Ký hiệu hóa học của thủy ngân là Hg – hai chữ cái thậm chí không hề có trong tên của nó. Ký hiệu này xuất phát từ “hydragyrum” – tiếng Latin nghĩa là “bạc lỏng”. Điều bí ẩn này đã giúp tôi hiểu các ngôn ngữ và thần thoại cổ ảnh hưởng nhiều đến bảng tuần hoàn như thế nào. Bạn có thể bắt gặp điều tương tự trong tên Latin của các nguyên tố mới siêu nặng ở hàng dưới cùng.

Tôi cũng đã “diện kiến” thủy ngân trong lớp văn học. Các nhà sản xuất mũ từng dùng một thứ nước rửa màu cam chứa thủy ngân để tách lông khỏi những tấm da, và thợ làm mũ làm việc xung quanh các thùng hơi dần rụng tóc và mất trí, giống như thợ mũ trong Alice in Wonderland (Alice ở xứ sở thần tiên). Cuối cùng tôi cũng nhận ra thủy ngân độc như thế nào. Điều đó giải thích tại sao thuốc “Dr. Rush’s Bilious Pills” nhuận tràng tốt đến vậy: cơ thể sẽ tự đào thải mọi chất độc, bao gồm cả thủy ngân. Hít phải hơi thủy ngân thậm chí còn độc hơn là nuốt phải. Chúng phá hủy các “sợi dây” trong hệ thần kinh trung ương và tạo ra các lỗ trên não, giống như bệnh Alzheimer ở giai đoạn nặng.

Nhưng càng biết nhiều hơn về sự nguy hiểm của thủy ngân thì vẻ đẹp chết chóc của nó càng thu hút tôi, như câu thơ của William Blake “Tyger! Tyger! Bừng lên nào”. Nhiều năm sau, bố mẹ tôi trang trí lại nhà bếp và bỏ cái kệ có chiếc cốc và chú gấu bông đi, nhưng vẫn cất các đồ lặt vặt trong một cái hộp. Trong lần về thăm nhà gần đây, tôi đã bới tìm cái chai có nhãn xanh lục và mở ra. Nghiêng nó qua lại, tôi cảm thấy sức nặng bên trong trượt theo vòng tròn. Khi hé nhìn qua miệng chai, mắt tôi dính chặt vào những giọt nhỏ li ti ở hai bên thành chai. Chúng lấp lánh như những hạt nước, hoàn hảo đến mức chỉ có trong tưởng tượng. Thời thơ ấu của tôi gắn liền với thủy ngân và những cơn sốt. Lần này, tôi bỗng rùng mình khi nghĩ về sự đáng sợ của những “viên bi” nhỏ xíu đó.

Từ nguyên tố hóa học đó, tôi đã học được lịch sử, từ nguyên học, giả kim thuật, thần thoại, văn học, giám định độc chất và tâm lý học* 1 . Và những câu chuyện về nguyên tố mà tôi có được không chỉ dừng lại ở đó, đặc biệt là sau khi đắm mình vào nghiên cứu khoa học ở trường đại học và gặp một số giáo sư sẵn sàng tạm ngừng nghiên cứu để đàm luận khoa học với tôi.

1 . Những nơi có dấu * này dẫn về phần “Chú giải” ở cuối sách.

Với chuyên ngành vật lý (và hy vọng thoát khỏi phòng thí nghiệm để được viết lách), tôi luôn cảm thấy khổ sở giữa các nhà khoa học trẻ nghiêm túc và tài năng trong lớp, những người yêu thích các thí nghiệm thử và sai theo cách mà tôi không bao giờ có thể. Tôi đã trải qua năm năm ở Minnesota và kết thúc với tấm bằng danh dự (honors) về vật lý, nhưng dù đã dành hàng trăm giờ trong phòng thí nghiệm, ghi nhớ hàng ngàn phương trình, vẽ hàng chục ngàn sơ đồ với ròng rọc không ma sát và đường dốc, những điều tôi thực sự được học lại nằm trong các câu chuyện khi đàm luận với các giáo sư. Đó là những câu chuyện về Gandhi, Godzilla và nhà ưu sinh học đã dùng gecmani để kiếm cho mình giải Nobel, việc ném những khối natri sẽ nổ tung khi gặp nước ra sông để giết cá, những người ngạt thở do khí nitơ trong tàu con thoi, hay một cựu giáo sư sẵn sàng thử nghiệm máy tạo nhịp tim chạy bằng plutoni trong ngực của chính mình, tăng tốc và làm chậm nó bằng cách đứng cạnh và nghịch ngợm cuộn dây từ khổng lồ.

Tôi đã theo dõi những câu chuyện đó; và khi hồi tưởng về thủy ngân trong bữa sáng gần đây, tôi đã nhận ra rằng luôn có một câu chuyện hài hước, kỳ quặc hoặc ớn lạnh gắn liền với mỗi nguyên tố. Bảng tuần hoàn là một trong những thành tựu trí tuệ vĩ đại của loài người. Nó vừa là một thành tựu khoa học vừa là một cuốn truyện. Tôi viết cuốn sách này để bóc tách từng lớp một, giống như những trang giấy xuyên thấu trong một cuốn sách giáo khoa về giải phẫu, để kể cùng một câu chuyện ở nhiều tầng bậc khác nhau. Ở cấp độ đơn giản nhất, bảng tuần hoàn liệt kê tất cả các chất trong vũ trụ – hơn trăm ký tự với các cá tính cứng đầu tạo nên mọi thứ chúng ta thấy và chạm vào. Hình dạng của bảng tuần hoàn cũng cho chúng ta manh mối về cách những cá tính đó hòa nhập với nhau. Ở mức độ phức tạp hơn một chút, bảng tuần hoàn mã hóa tất cả thông tin về nguồn gốc của mọi loại nguyên tử: nguyên tử nào có thể phân hạch hoặc biến đổi thành các nguyên tử khác. Các nguyên tử này cũng tự kết hợp một cách sống động thành các sinh vật sống, và bảng tuần hoàn dự đoán chúng được tạo ra như thế nào. Nó thậm chí còn dự đoán dãy nguyên tố nguy hiểm có thể gây hại cho các sinh vật sống.

Cuối cùng, bảng tuần hoàn là một điều kỳ diệu về nhân học: một tạo tác phản ánh tất cả các khía cạnh đẹp đẽ, khéo léo cũng như sự xấu xí của loài người và cách chúng ta tương tác với thế giới vật chất – lịch sử loài người viết trong một bảng biểu gọn gàng và thanh lịch. Nó xứng đáng được nghiên cứu trên từng cấp độ: bắt đầu từ mức độ cơ bản nhất đến các mức độ phức tạp tăng dần. Ngoài tính giải trí, những câu chuyện về bảng tuần hoàn còn mang đến một cách hiểu không bao giờ xuất hiện trong sách giáo khoa hay hướng dẫn sử dụng của phòng thí nghiệm. Chúng ta ăn và thở với bảng tuần hoàn; người ta đánh cược rồi thua những khoản tiền lớn vào nó; các nhà triết học sử dụng nó để thăm dò ý nghĩa của khoa học; nó đầu độc con người; nó khởi nguồn chiến tranh. Bạn có thể tìm thấy bong bóng, bom, tiền, giả kim thuật, chính trị, lịch sử, độc dược, tội ác, tình yêu, thậm chí cả khoa học đang nằm giữa nguyên tử hydro trên cùng bên trái và những nguyên tố nhân tạo không tưởng ở phía dưới cùng.