化学元素及其相互关系

设计论证明或许能仅基于物质的搭配/从造物者存在的证据中了解他的特征/已知元素的数目/元素的性质和相对数量所带来的结果/确定不变的组合定律/物质和力都是不灭的/有机生物的支柱/物质构成中的设计证据/四种元素如何恢复平衡/亲和力的平衡/元素化合物的性质/专门考察氧/氧的化合物/空气/物质的初始条件/空气中的氧是一种残余物质/对动物至关紧要/帮助形成机体组织并保证生命活动/产生人造光和热/通常的状态和活跃的状态/臭氧/氧的亲和力随温度而变/氢/火焰的基础/氢的易燃化合物/集合多种性能从而适于产生光/与碳组合形成光/所有属性的总括/适于构成有机结构/在动物躯体中不断变化/氢与氮的关系/氮增加空气的重量/减缓氧的作用/消极属性/氮化物的性质/碳/不同的形式/在燃烧中为氢提供辅助/碳元素始终是固态的/煤/常温下不可摧毁/碳酸

在上一讲中，我们考察了物种中的变异定律，动物界和植物界的变种，正是通过这种定律产生。关于动物界生理需求的满足，我们所能说的，在这个主题上也就说完了。接下来的讲座，将主要致力于讨论人类思想道德层面得到的满足，并将圣经作为其中一部分来加以讨论。

不过，在思考这些更高级的适应性之前，我们希望更深入地考察物理世界，这样我们便会看到，不管我们达到何种深度，也绝不会找不到有关上帝存在和属性的证据。由于我们一开始从人类谈起，紧接着是贯穿动物界和植物界的有机生物，所以在论述中，我们很自然地说到了化学元素。化学元素不仅构成了地球，而且构成了我们一直在思考的那些事物。

毫无疑问，如果化学这门学科还不为人知，设计论证明将是决定性的。证明可以单单基于物质的搭配；基于通过物质的搭配产生的结果。一架构造奇特的机器，或许可以从制造这架机器的目的入手来进行研究，而无需任何材料构成方面的知识。手表的表盘上标示有时钟、分钟和秒钟刻度，这在我们看来将是设计的证据，即便我们从未打开表盘去查看内部材料，甚至并不了解促使手表运行的齿轮与弹簧组合。事实上，各式各样的一切钟表，都同样显示出设计迹象，尽管在看到钟表运行，或者说见证结果之前，还没人能说得清这些钟表的构造中体现出多高超的技艺。

因此，解剖学家可能会了解眼睛的构造，然而光学家将会欣赏其中体现出的设计和机械工艺，即便他对眼睛的化学构成一无所知，也从来没听说过原子量或是化学公式。

但是，我们对大自然的研究越深入，关于上帝存在的证据就越完整，上帝的特征也就显露得更全面。正是通过证明上帝的存在这一过程本身，我们了解到上帝的特征，因为我们只能在自然研究中通过了解他是什么样（what he is），才知道他的属性（he is）。当今的自然科学研究中，没有任何领域的知识比化学更为精确；没有任何学科分支更加显明地体现出上帝的存在以及他的特征。化学中的证据，可能并不像动物界和植物界中可见的特殊构造那么触手可及；因为化学中的证据具有一种更普遍的性质，所以可能并不会对所有人都那么有说服力。但是其中每一条论据，都具有无法被任何发育论者削弱的优势。物质始终是它先前那个样子。化学亲和力现在还是与它在大地格局形成时一模一样。这里不存在任何意志，也没有任何有机的演化定律。物质的数量不可能有任何变化的迹象，物质的合成定律亦是如此。

当我们考虑到，现有已知的动物物种至少数以五十万计，植物物种成千上万，而其形态与属性却各不相同时，我们便能推断，构成动物、植物的物质，种类必定是不计其数的。然而这些各异的物质，不过是不同的组合而已。眼睛具有奇特的机制；大脑是思维的器官；鸵鸟的羽毛，海洋和陆地上数不清的贝壳；果实和花，治病的香膏和致命的毒药——这些全都是由区区几种元素形成。这些元素在化学亲和力的操纵下，经过生命原理的调整，产生了各种各样的组合物。

目前已知的元素不过七十种；在这些元素中，构成地壳巨大板块的不过二十种，其中有四种构成了所有生物中的绝大部分成员。当我们了解到简单实体的种类数量之少时，我们马上就会深感惊讶：这些实体在形成地球上各种无机物和有机物时，竟然能呈现为数目如此庞大的多种状态。

元素令人不可思议地适合于产生这些效果；这种能力不仅是通过它们的性质，也是通过它们起初形成时的数量获得的。元素为土壤、水和空气、植物和动物提供了物质基础。地球之所以是现在这个样子，不仅是因为元素的现有属性，而且是因为元素的相对数量。如果在地球上一切水体质量中占到九分之一的氢元素数量增加，地球上将会有更多的水；然而，这样就不会剩下游离状态的氧元素，如今生活在地球上的动物也将不可能存在。如果是更少的氢与氧产生化合，或者更少的氮与氧相混合，空气中的氧将过于丰富，燃烧会变得不可收拾。如果没有钾肥，陆生植物将大多无法生存；或者，如果大地上只是间或出现少量的钾肥，存活的植被将会多么匮乏。动物的生存依赖于植物，因此，如果钾元素不是像现在这样，陆地上的动物，就算不是完全找不到，也将基本找不到了。人类很可能无法生存。这种情况也适用于我们习以为常却极少考虑到的其他元素。如果地球上没有磷，任何高等植物都将无法结出种子并使种子达到成熟，任何高等动物都将无法生存。

人的骨骼和大脑中必定有磷这种元素。所以，从未借鉴化学、地质学和生理学的启示来研究这个问题的人，很容易把地球视为一个维持动植物生命的巨大物质聚合体，并且以为，地球可以完全不同于现在的样子，却依然能维持动植物生命；可事实并非如此。在充足的氧或氢、氮、碳酸钙、磷或钾等等元素中，缺少任何一种，都将使地球沦为一片枯寂的不毛之地。任何一种元素在数量、分布或化学性能上的关键变化，都将完全改变大自然的面貌。当化学家从地上任意采集一铲子土壤，如其所料，在其中发现那些对动植物生命至关重要的元素时，他岂能不对伟大的创世实验中表现出的精确性深感惊异？当他已经从地质学中了解到这些物质是通过何种方式遍布于地球各处，并经过如此这般的配制，才始终存在于土壤中时，他的惊异不会减弱，他唯有具备一种向来所谓“异教徒广泛的轻信”，才会认为，无穷的智慧和力量之外，另有他物能产生他所见的结果。圣经诗意的语言，对他来说具有一种字面的意思：“谁曾用手心量诸水，用手虎口量苍天，用升斗盛大地的尘土，用秤称山岭，用天平平冈陵呢？”

他在元素中找到了一个答案。这些元素的构成方式是如此不可思议，在数量上具有如此绝妙的平衡关系，又经过自大地格局开创以来持续发挥作用的地质营力精心部署，它们不仅为有感觉的生物提供了生存条件，而且让那些有感觉的生物得到了所能期望的一切。动物界的首领和主人——人类，在元素的组合和作用力中找到了生命的供养，也找到了一切感官活动借以享受乐趣的手段、一切官能借以在使用中得到改善的手段。

我们还了解到，元素组合形成不同的物体绝非随机事件；我们周围的物体，并非单纯偶然地在某处形成一种构成，在另一处又形成另一种构成。石灰石的结构在世界各地都一般无二，其组成中含有同样多的金属、同样多的氧、同样多的碳。给定一块石头的重量，只要是一种纯净物，化学家就能像进行过分析一样准确地告诉你其中每种元素的含量。物质的类别始终不变，定律也保持不变；因此，每颗宝石在被碾碎，或是熔化、分解时，发生改变的只是形态。无论是组成宝石的元素，还是决定粒子排列方式的化学力，都没有发生改变。只需要得到合适的条件，宝石就会重新出现。腐烂和烈火或许能摧毁动物、树木和柔嫩植物的形式；然而，从每种生物中释放出的物质和能量，将在生命原理的控制下，产生同样的有机结构，或者在物质和化学力上等量的物体。

在地球上永无休止的变化中，在如同连绵不绝的波浪一般席卷地球的宏大生死交替中，没有任何事物湮灭。历来不曾有任何事物湮灭，也不曾有任何事物增加。

在这里，我们没有见到随机性，也不可能见到任何随机性。元素是物质世界的字母表，化学亲和力和生命活力则是伟大而不知疲倦的排印工（compositors），它们负责对上帝希望在物质世界中揭示的思想进行排版。我们在物质的组成成分与定律中找到的设计证据，正如在印刷用的字模中看到的证据一样可信，那些字模在娴熟的排印工手上，经历着印刷业所熟知的无数变化。

我们将有机会在另一些地方谈到化学合成定律与思维的关系。在今天这一讲中，我们将仅限于思考这种定律所产生的一些效果，以及在大自然的经济体系，尤其是在与人类相关的部分中起到重要作用的一些元素和化学合成物。

首先不得不引起我们注意的，是作为有机生物支柱的四种元素。虽然很多其他元素在有机生物身体的构造与供养中发挥作用，但是相比之下含量都极少，因此这四大元素被恰如其分地视为植物和动物生命的支柱。它们不仅提供组建生物结构的材料，而且为生物提供了生存所需的条件。水和空气正是这些元素的产物，地球上要是没有水或空气，生物就会无法生存。我们将会既惊诧又赞赏地看到，这四种简单的元素完全胜任它们在地球上担负的职责，它们将地球从一块贫瘠的岩石改造成了一个美丽的寓所、一个让动物和智慧生命安居乐业的地方。如果说，在物质的搭配中，在生物各部分的适应性中，都存在设计证据，在地球的美化与人居环境的形成中，也体现出智慧和仁慈，那么我们几乎肯定要问，在形成这一切神奇结构的物质材料中，是否有某些明显的地方显示出同样的人格属性的证据。当我们明白无误地提出问题时，我们就能全面、准确地做出肯定的回答。

假定物质是以某种形式永恒存在的，这并没有什么荒谬之处。然而当我们研究元素的一切属性和适应性时，我们不可能相信，物质无需一种智能生命的授令，就能成为现在这个样子。质和量的种种关系都极具决定性地表明，元素与地球上的生命领域相适宜。众多的物质通过一系列亲和力形成的组合，协同一致地致力于同样的目的，即维持生命——这是无法想象的，除非它们原本就是为那个目的而造的。要相信它们碰巧成为现在那个样子，可能需要极度的轻信。

对于前面所说的四大元素，我们至少可以大略提到它们的某些属性和化合物。它们对于生命是如此重要，以至于它们不仅必须像其他物质一样，在一开始就广泛分布于各处，而且因为在某些地方这些元素的消耗量极大，所有它们还必须有能力轻而易举地恢复平衡，或是返回地球上任何一处元素被耗尽的地方。无论元素是以单质还是化合物的状态存在，其构成方式都显然满足了这些必需的条件。

这四种元素中有三种是恒定的气体，人所能施加的任何机械力量，都无法将它们压缩成固态或液态。氧和氮是游离的、非化合态的气体。它们作为大气的组成成分，在地球上空每一英寸的空间中飘荡，浸润着每一件物体，并在自身重量产生的压力下，渗入每一种有孔隙的物质中。氢的非化合态并不可见；然而在氢的化合物，尤其是在水蒸气中，氢几乎就像空气本身一样稳定。第四种元素——碳，与另外三种截然不同。碳远远不是一种气体，它是所有物体中最稳固的一种；迄今为止，高温加热还从来没有使碳变成气态。但是一旦与氧气结合，它便以碳酸的形式在空气中飘散，形成地球上的一种大气。

因此，这四种元素始终存在于地球上各个角落。无论它们一天之中分别有多少吨被田野上绿油油的禾草吸收掉，在这一天结束的时候，悬停在田野上的每种元素的量都依旧是那么多，就好像这大片土地上不曾收获一颗谷粒。这些元素在旋风和风暴中混合。它们一同随着柔和的微风飘荡。每一丝迎面而来的微风，或是扇动山杨树叶的气流，都带来这四种彼此不离不弃的元素。它们在光、热和闪电的化学作用下组合并进行重组，从而能在任何地方和任何时刻更新地球的面貌。

它们彼此间的化学亲和力保持着绝妙的平衡，因此它们能在生物作用下，分解并重新组合形成有机化合物。这些化合物完成指定的工作后，便分解成其他化合物，以气体形式飘散出去，直到再次被丛林的树根、招展的叶片，或是牧场上柔嫩的牧草拘住；然后，它们又在无止尽的循环中，再次回归空气一般的无机状态。

这几种元素中每一种都值得认真研究，不仅因为它与另外三者的关系，也因为它在大自然经济体系中扮演的角色。

氧是地球上最丰富的元素，它具有范围最为广泛的化学亲和力。接近二分之一的地壳，由这种气体与金属和类金属（注：又称准金属。——译者注）物质的化合物形成。在此，我们吃惊地看到氧元素带来一系列无穷无尽的化合物，要是没有这些化合物，矿物构成的地球将会完全不适宜植被生长，随之也就不适合动物生存。地球在震动时从主体结构最深处甩出来的石头，主要是由金属和硅的氧化物组成。而组成沉积岩的每一块砂岩、板岩和石灰岩，都无非是氧气与其他元素形成的一种组合。

石英卵石，乃至一切宝石的硬度和多变的色彩，都是来源于氧元素的化合物。从嶙峋的岩石上风蚀下来的沙子，以及植物生存依赖的绝大部分矿物盐，都是氧化物。如果排除掉氧，地球上将只剩下一个金属球，只是偶或混杂着一些类金属的组合物。在地球上奔流直下、涌入海洋，并且无孔不入的水，有九分之八的成分是氧。以上这一切，全都是以化合态出现的氧。

氧遇见金属，便将其转变成矿石；遇见氢，便形成水。氧毋庸置疑地存在于这一切物质中，除非化学家采用化学分析方法，解除元素通过自身化学亲和力形成的化合链，将各种元素释放出来。

而空气中的氧是非化合态的。在空气中，氧和氮的含量之比是一比四；不过两者之间没有化学关联，氧也并未产生改变。

任何一位化学家在研究岩石时都会体会到，那些元素的粒子，是在先前某个时候被混合在一起，才形成了如今呈现出的这些化合物。形成花岗岩的氧，无疑曾经是非化合态的游离氧，而沧海之水，一度曾以各不相干的气体形式飘浮于空中。但是当伟大的实验将这些元素结合在一起时；当岩石、海水中的化合物已经形成时；当氧元素将它的火气倾泄在所有元素上，从此获得牢不可破的控制地位时，空气中的氧无疑是一种残剩下来的物质。因为，尽管氧气对其他元素有很强的亲和力，它在化合过程中所能攫住的每种元素，在量上是确定不变的。当构成地壳的每种金属和类金属已经获得其所应得的那部分氧时，大气中的氧元素，便成了这样一种创世实验中过剩的材料。

我们也不会带着任何一种纯粹侥幸的感觉来看待这一点。无疑，地球上整个生命谱系，都依赖于这一事实。我们把这种过剩视为伟大创世实验的先决条件之一。这个伟大实验，是为了给有感觉的生命准备一个安居之所，所以采取了这样一种方式来达到预期的目的；大气中游离态的氧对生命而言至关重要，就像岩石、土壤和塑造地壳的水一样。每个化学家在实验室工作中偶尔都会追求这种效果。他过量地投入了一种元素或是化合物。宇宙间决定氧元素化学性能的那位伟大建筑者，也明确规定了应该有多少材料通过氧化作用形成岩石与海洋；当物质达到永恒的平衡时，为保证空气中各种组成成分的比例，他采取了特定的措施。氧气不仅是让地球变得适宜生物居住的伟大改造者，而且对生命的维持起到至关重要的作用，以至于早期化学家称之为“生命空气”（vital air）。任何动物的生存都离不开氧气。它不仅能进入机体组织中，形成高等动物的骨骼、肌肉和神经，还对动物的身体系统起到重要的净化作用，它与动物体内的废弃粒子结合，使其呈现为最适于被排出体外的形式。通过这一过程本身，氧气为身体系统供给能量，使身体能在意志的调遣下，参与每一次生理活动和思维运作；同时，当氧气使有机化合物燃烧时，它便成了保证体温达到生命运行必需水平的最重要因子。

在一切常见的燃烧现象中，氧气都能产生人造光和热。从实践上来说，要是没有氧这样一种元素，人造光和热将是不可能的。我们确实能通过其他元素的燃烧获得光和热，但是这类燃烧的产物通常是固体，或是有毒的化合物。可以说，氢和碳，以及常见的燃烧现象所涉及的其他元素，都和氧一样显示出设计证据；毫无疑问是这样。这些元素是依据彼此而造的；关于它们各自的职能，以及它们对各自职能的完美胜任，我们将在其他地方试图指出。不过，所有人都会赞同，氧气是重要的光和热的制造者。如果不是空气中存在游离态的氧，煤层或是充满石油的地脉就根本没必要形成。要是没有游离态的氧，煤和石油就并不比花岗岩山体或是从山麓流过的水更能产生光和热。

库克教授（Professor Cooke）在就宗教与化学进行扩展论证的著作中，已经有力地指出氧的两种形态所体现出的设计证据。氧在通常条件下，似乎是无害的、不具有腐蚀性的，最脆弱的器官浸润在其中，也不会受到任何伤害；但是，当一定的温度条件使氧活跃起来时，它便会以魔鬼的气焰，永无餍足地吞噬一切，直到再没有可以被破坏之物。氧元素在特定条件下产生极大的变化，以至于人们以为它变成了一种截然不同的物质，因此赋予它一个新的名字：臭氧。有些氧元素的粒子始终以这种活跃而具有腐蚀性的形式飘浮在空气中，它们极其稀薄，总体上可防止对生物造成伤害，然而，这些粒子随时都能与分解出来的有机物质粒子结合，由此更加完美地完成氧元素作为净化者的重大使命。当这种物质得到更全面的研究时，我们有各种理由相信，以后的实验将带来新的证据，表明在氧气与动物界，尤其是人类利益相适宜的这种特定状态中，也存在设计证据。

氧元素还有另一个似乎与人类的需求尤其相关的特征。它对不同物质的化学亲和力强度依据温度而变化。氧极易与铁结合。把纯净的铁粒子加工成精细的铁粉，加热到白炽状态，放置在空气中，就会变成氧化物；木炭放置在常温下，数千年也不会发生变化。但是在火炉的高温作用下，氧元素的相对亲和力完全扭转过来，于是，氧从铁矿流向炙热的碳，留下金属状态的铁，供人类使用。在这里我们可以指出，这只是化学亲和力的相对强度因条件改变而产生变化的一个例子；化学家利用这一点，可以拆散每一种化合物，产生各种效果。如果一切物质的亲和力都随条件变化同时增强或同时减弱，那些效果就将是完全不可能的。我们将配制火药的材料碾碎并压在一起，在常温下，各种化合物的化学亲和力将保持不变。氧依然附着在钾上，同时牢牢地攫住氮。但是只消有一点火星，就能瞬间使这些亲和力关系扭转过来，促成元素的交换；由此形成新的化合物；固体变成了具有强烈爆破力的气体。

当我们看到一种元素将地球从一个金属球转变成岩石嶙峋的地壳，并形成宝石、土壤和滋生溪泉与雨露的海洋；当我们看到这种元素进入每种生物的身体结构中，无时无刻不对动物的生活起到至关重要的作用；当我们看到它的量准备得如此恰到好处，正好在形成一切必需的化合物之后，还剩下足够的量来执行生命程序；当我们看到这种元素与光和热的关系，看到它的消极状态和积极状态，看到它的亲和力在促使各种氧化物形成的不同温度条件下产生改变，从而释放出金属和其他对人类极其有用的物质——我们还能意识不到一种无穷的智慧在其中的作用吗？

这组元素中的第二种是氢。自然界中根本见不到天然生成的非化合态的氢。空气中如果不是在电和其他不可抗逆因素的影响下发生化合，就不可能存在大量氢气与游离态氧气混合并存的现象。在自然界通过分解作用释放出氢的一切反应过程中，氢以化合物形式释放出来，或者万一游离出来，就立即与某些其他元素结合在一起。氢最丰富的化合物——水，是由氢与氧结合形成。因此我们接下来要说到的水，将同时关涉到这些元素中的两种元素。不过，氢本身也有对人类来说具有首要意义的属性。几乎在每种情况下，氢都是火焰的基础。任何白热化的气体都是火焰；但是，如果把氢从元素表中划掉，由火焰产生的人造光将几乎是不可能的。我们燃气罐里充的是氢气，它流经城市街道下方的铁皮管道，无论在什么地方，只有人类需要，它就会喷射出火焰，使夜晚几乎变成了白昼。无数世纪以来，储存在石油里的是氢气，如今它顺着岩石中成千上万的罅隙流出来，给全世界带来大量获取光的手段。鲸油脂中的氢具有极高的价值，并使这种深海巨兽得以在北极的冰川中捕食。炉子里燃烧的木材通过闪烁的火焰，放射出氢元素热烈的光芒。宫殿和贫民窟都同样得到它的恩惠。

氢的含量极其丰富，并与其他物质形成大量化合物，因此无需任何科学手段来加工生产日用的氢。最无知的野蛮人已经掌握了木材和油料中的氢。这些物质带给他光和热，尽管他还不知道其内部原理。

当木材和油料在长达数千年的岁月中满足了人类的需求之后，氢与其他元素之间亲和力关系的绝妙平衡，还有待现代科学来揭示。氢正是由此呈现为最便利的形式，随时供人类使用。

只是在文明的发展亟需更广泛地使用火时，科学上才需要释放出大量游离态的氢。在化学这门学科被人发现之前，人们根本无法在蜡和油提供给古代人的氢的基础上，对其性能进行改善。仅仅是通过集合多种属性，氢才能满足人类对人造光的需求。首先，氢元素对氧元素具有强大的亲和力，由此便有了火焰。其次，我们在氢的化合物中发现，氢对其他物质的亲和力具有极好的平衡性，一部分氢燃烧产生的热，将足以让另一部分氢游离出来，如此持续下去，直到化合物中含有的氢全部被消耗殆尽。一盏普通的灯或者一根蜡烛，就是一件气体加工器，一部分气体在里面燃烧放出光和热，就好像这是灯盏或蜡烛唯一的职务，与此同时，另一部分气体游离出来，不断地更新火焰。火焰不断地燃烧，却又永不减弱。氢适宜用于照明的第三种属性在于，氢与氧的化合物是水，水形成后受到高温作用，马上消失得无影无踪，因此既不会妨碍光线，也无损于空气。可是单靠氢，是不足以生成光的。氢产生火焰和热，但是还缺少光芒。即便氢化物吹管火焰（blow-pipe flame）通过燃烧能产生极高的温度，但要用于照明，其本身也几乎是毫无用处。在此，我们又看到另一种使氢适于产生光的显著属性。无论何时，当有机物质在高温下生成氢时，这些氢总会同一部分碳混合在一起。碳在氢气燃烧产生的火焰中游离出来，成为微小的木炭粒子。成千上万个白热化的碳粒子在高温下闪耀，带给我们火焰常见的光芒。下一刻它们便燃烧成不可见的气体，接着又会有另一个系列的碳来接替它们。这一切亲和力关系必定保持着极其巧妙的平衡。假定亲和力改变，由此导致碳元素首先燃烧，我们将会得到热，但是不会有足够的光。或者，如果氢的亲和力过于强大，以至于无法借助自身燃烧产生的热从化合态中游离出来，那么，如今寻常可得的火焰，就将是不可能的。然而氢有能力使碳以气体形式挥发出来，然后在碳粒子燃烧前的一瞬间将其投入烈焰中，这样便有了完美的发光机制。仅就火焰的产生而言，我们很清楚其中的化学变化。如果我们考察一下氢游离出来时的性质、我们在氢化物中找到的物质、促使氢持续燃烧的化学过程、氢对氧的亲和力、氢携带产生光线所必需的碳粒子的能力，以及氢燃烧促使碳粒子发光，直到另一批碳粒子随时过来接替的整个过程，还有安全无害的燃烧产物——水，当我们考虑到这一切时，我们不仅看到一种完全有能力在上天赐予人类的必需物中占据重要地位的物质，而且意识到，其出色的性能，乃是通过如许众多的不同条件获得，以至于我们必然能由这样一种恩赐，推断出造物者的聪明与智慧。由于氢是一切生物的组成成分之一，我们自然会试图去弄清氢对于这一目的的适用性。其中有很多跟哲学相关的问题，是我们尚且不了解的。但是我们知道，一切动物体中都有一个定律，即它们的粒子是会变的。人体就像不断燃烧的火焰。组成人体的粒子分解并消失，同时另一些粒子从源源不断的食物供应中加工出来，取代它们的位置。我们可能并不完全了解，为什么这种持续的变化是必要的。但是我们知道，它在我们现有的结构条件下是必要的。身体热量和肌肉的力量，都是通过这种变化产生。粒子的这种快速变化对于身体是必要的，由此我们看到，氢是何其美妙地适合于它在动物身体系统中占据的重要位置。氢在氧化反应中放出的热量，比同等重量的其他物质释放出的热量更多；氢氧化生成的水，不仅易于从身体系统中排除出去，而且有助于带走其他以矿物盐形式存在、只能通过溶液排出的物质。

氢与氮也有重要的关系，因此在氮的化合物分解过程中，氢很可能也是作为空气中的水与氮反应形成氨水，从而使氮呈现为最有利于为植被提供养料的状态。

接下来要考察的第三种元素是氮元素。从氮产生的结果，以及借以产生结果的手段中，或许都能了解到造物者的设计意图。正如前面已经提到的，一只钟表通过指针运行标示时间，便会显示出设计的迹象，尽管我们从未见过钟表里面的齿轮。我们要看出氮元素中的设计证据，必须通过它的结果，而不是通过了解它的变化方式。无论如何，我们无法像对前面已经考察过的两种元素那样，对氮化物形成的方式和条件有确切的认识。氮构成五分之四的空气，但是它作为空气的一部分，与动物的生活似乎没有任何直接关系。它与动物有力学关系，鸟和各类飞行物的翼翅，都是参照于氮来塑造的。因为如果失去了氮气，空气的重量将会改变，充其量只有极少数有翼类动物能在其中扶摇而上。但是从化学上来加以考察，氮是一种惰性成分，它与维持生命的元素——氧混杂在一起，通过稀释来减缓氧的威力。可是，有人会问，为什么不能单单有氧就足够了呢，既然只有氧对维持生命起到积极的作用？毫无疑问，以生物现有的构造，是不能在纯氧环境下生存的。事实会证明，氧气对于动物生命具有太强的刺激性，而燃烧也将猛烈得无以言表。

因此我们可以顺理成章地说，生物的化学关系是参照空气中氮的含量来进行调整的，尽管氮气没有对它们施加任何直接的化学作用；因为仅仅是吸入的氧气量，或是在给定时间内与火焰接触的氧气量，就会引起适才提到的纯氧环境导致的灾难性后果。

当氧经过这种在量上相当于它四倍的惰性气体稀释后，它虽然还保持着强大的化学力量，但是在给定的时间和空间中，只有原本纯氧环境下五分之一的含量会发挥作用。

在这里我们看到，氧的强亲和力在产生光和热，以及维持生命活动上带来了诸多便利，与此同时，通过氮的稀释，氧的作用得到了完美的控制。因此我们看到，氮气由于自身的消极属性，而成为理想的空气组成成分。氮无色、无味，也无嗅；氮的亲和力极弱，因此，虽然氮与氧混杂成一片深达五十多英里的空气海洋，在整个地球上空翻腾，但是只有极其微量的氮与那些氧气产生化合。我们无从想象通过做出任何变动来弥补空气中缺少氮气带来的损失，除非是增加氧气的含量，同时减弱氧的化学亲和力。这些对人类最有用的化学元素，一旦亲和力关系发生改变，将会造成没完没了的混乱。为了满足人类的需求，氧元素必须具备它现有的氧化能力，同时必须与氮元素这样一种物体混合，才能控制燃烧。

氮元素主要局限于空气、生物体，以及那些极其微量然而分布广泛的化合物中。这类化合物，看起来就像是特意为植物提供养分和供人类使用的物质一样。氮的化合物多数是可溶的，或者极易分解。因此它们无法构成地球上任何一部分恒定不变的地壳。事实上，主要是在那些降水极少的国家，或是完全不受雨水和洪流影响的地方，氮化物才能聚积起来。在南美无雨的岛屿上，我们发现了一种富含氮的化合物——鸟粪石；在类似的地方，我们在洞穴和古老的建筑物下面发现了聚积起来的硝酸盐。

我们没有直接的证据表明，地球最早期的历史上已经出现了硝酸盐。只有当我们找到有机生物的遗骸时，我们才能通过数据来推断硝酸盐的存在。很可能，在氧元素与其他元素进行抗争，并凭借巨大的控制力，将这些元素转变成如今已经硬化为石头的材料之后，氮元素便在组成地球的元素中间占据了一席之地。不过毫无疑问，氮元素对于一切高等生物都是至关紧要的。

供动物生长发育和日常消耗的食物，主要是由植物中氮的化合物形成。氮的弱化学亲和力，以及氮化物的性质，使氮恰好能满足这一目的。氮能从每一种混合物中轻而易举地分离出来，所生成的又是可溶化合物，因此大多数十分便于从身体系统中排除出去。通过分解过程而天然形成的氮化物是不稳定的，于是，它们借助扩散定律在空气中传播，并且总是会随着降雨冲刷下来，为植物提供养分。还有少量的氮化物，无疑是通过闪电和大气中其他因子的作用形成，这样，这种缺乏活性的元素便能缓慢而又稳定地进入植物所能吸收的范围，并经由植物到达最高等生物体内指定的位置。

氮的弱亲和力促成了对人类至关重要的爆炸性化合物。火药并不单单是为了战争。它是推动文明进步的重要动力。火药不仅给予文明人更强大的战争武器，确保文明社会能抵御野蛮游牧民族的入侵，而且让文明人借助火药的威力穿山开道，夷平山丘。当今社会通过火药的作用所取得的成就，实在令人叹为观止。可用于替代火药的硝棉，还有用于引燃火药的撞击式火帽（percussion-cap），都是硝酸化合物。在混合物中保持着固体状态的氮元素亲和力极弱，因此，通过撞击或是直接加热，氮的化合物就能立即分解；这种气体是无法用任何机械力量压缩成固体的，它在粒子之间跳跃，粉碎坚固的岩石，或是掷出致命的子弹和炸弹。

因此我们发现，这种元素完全适应于它在大气中和在有机生物中的位置。我们看到，对于生物至关重要的氮化物，能通过在空气中扩散或是生成而趋向于平衡。我们发现某些氮化物，比如在科学与工艺上对人类极其有用的硝酸，还有氮的过氧化物，都有很强的腐蚀性和毒性。因此，如果这些物质大量生成，它们将会毁灭地球上一切有机生物。这些物质不过是氮气和氧气的组合物，这两种气体一同飘浮在空中，同时通过具有微妙平衡的亲和力，避免了过多形成这些化合物。但是只要能找到一个像碳酸钾或石灰石这样强大的基础，大自然就会允许硝酸大量形成；因为，硝酸同这些物质结合时，不仅变得对有机生物无害，而且对植物来说依然是一种养料储备，对人类来说也是一种重要的产物。我们说，是这种基础的存在促使硝酸形成，而以前的化学家则会称那种现象为催化；不过，就算人类还不能令人信服地解释这种现象，他也必然会赞叹化学物质的这种奇特关系，赞叹从中产生的美妙而有利的效果。这是大自然机械中的安全阀和众多调控装置之一。化学作用由此得到调整和改变，大自然的机械便永远不会失控；就连无机界，似乎也在化学和物理变化的庞大体系中变成了有机的，以至于合成出一切有机生物所必需的材料，并提供了生物生存的环境，就好像人体系统合成各种分泌物，并将其排出体外，或是排放到有需要的地方供将来使用一样。

我们发现，氮元素还产生了一系列天生具有爆炸性的物质。借助于此，人类在战争中变得可怕，也有了征服地球的能力。关于氮，还有很多留待我们去认识的；但是在我们已经知道的一切内容中，我们所能指出的任何一种性状，似乎无一不是为了某些重要的目的而特意安排的。

碳是组成每种有机生物和有机产物的关键要素。这种元素是科学和艺术中最常见、用处最大的元素之一。就算没有一颗碳元素的粒子进入人体自身的构成，碳给人类带来的好处，也会令我们赞叹不已。不过，碳最大的用途仍然在于，它在动物身体系统内部永恒变化的粒子中间取得了一席之地，由此不断地来回往复于大自然两大领域之间，时而以有机产物的形式出现，时而又通过燃烧或腐烂过程，在化学亲和力的作用下，迅速回到无机物形式。碳元素就像我们已经描述过的氧元素一样，即便以非化合态存在，也会表现为物理属性截然不同的形式，以至于只有化学能说服我们，这些看起来千差万别的物质属于同一种元素。

碳元素作为金刚石，是目前已知硬度最大、形态最美丽的晶体。作为形态各异的煤，是主要的可燃物质之一。作为石墨，则触感柔和，因此，石墨粉被用做润滑剂；石墨耐高温，在高炉中也不会燃烧，在这点上与煤形成强烈的对比。金刚石闪闪发光，透过它的每个切面，似乎都能看到璀璨的微型太阳、星星和彩虹；煤块在炙热的炉箅上燃烧；石墨则是质地最软的固体之一，耐高温而且抗氧化——毫无疑问，它们是同一物质的三种奇妙的存在形式。

事实上，这并不比氧的不同状态更加令人不可思议；但是由于碳是一种固体，我们可以通过触觉和视觉，同时也通过物质的化学关系，来认识碳的不同状态。

碳如同氢一样，是常见的燃烧现象中一种恒定的元素。碳与氢彼此形成完美的互补。氢是一种永恒的气体；碳恰恰相反，在纯净状态下始终是一种固体。正是由于碳的这种物理属性，我们才有了地球上积聚起来的大量可燃物质，这些物质对人类文明中工艺的发展起到至关紧要的作用。挖掘不尽的煤层，对于世界来说是一个奇迹。数千年以来，它们一直相对不为人知，也相对未曾受到开采。而如今，它们成了物质繁荣的绝对基础。如果其他可燃物能部分取代煤，那些物质使用起来会多么不尽人意，而且会何其迅速地消耗殆尽！我们的森林，将会像日出前的霜花一样迅速消失。

然而，如果碳并不是一种固体，煤矿将根本不可能形成。形成这些煤层的植被，在其他的元素流失之后，剩下纯粹的无烟煤；或者是与氢和氧联合起来，产生不同等级的烟煤。处于最高级状态下的人类，需要依赖不同类型的煤来制造光和热、冶炼金属，并生成蒸汽。当我们考虑到这一点时，我们看到，碳元素自身的性质，以及它同其他元素的化学关系，都不可思议地适于满足人类的需求；因为当碳被埋藏在不同的环境条件中时，它不仅生成了煤，而且生成的种类极其众多，每一种都有相应的特殊用途。

碳还有一个引人注目的特征，当它以煤的形式存在时，一切常见因子都无法将其摧毁。无论是水，还是空气中的氧气，在常温下都不能使碳发生氧化。碳能长达数千年抗拒这些因子的作用。但是当温度升高到白热化时，碳不仅迅速与氧结合，而且很容易在适宜的条件下，使氧化过程自动进行下去。碳产生的巨大热量，足以熔化地球上一切以氧化物形式存在的金属，并借助碳的热量和氧的亲和力，将氧化物中的金属还原出来。

我们几乎不需要指出，如果碳是一种液体或是一种气体，或者，如果碳能在炉温下熔化，那么它将多么不适于它最重要的用途。在熔化状态下，碳能与大大小小的矿石块相混合。高温只会增强碳对空气中氧元素和矿石的亲和力。即便熔化的矿石从一旁流过，碳也始终保持着固态，牢牢把守阵地。一部分燃烧的碳立即变成气态，并由高热的氮带走，由此保证高炉中产品的纯净，煤块表面也总能毫无阻碍地进一步发生氧化反应。如果人类注定是要使用火的，那么他必然要有氢和碳，这两种物质都能产生光和热，所生成的产物也都是不可见的。

当碳以木炭或是矿物煤的形式存在时，它在常温下能抗拒氧化反应，但与此同时，它并不具有碳在有机化合物中所产生的功效。在动植物机体组织中，碳似乎处于一种不稳定的平衡状态，因此，植物和动物机体中有一部分极易回归碳酸形式。通过亲和力的这种巧妙调整，碳得以固定下来永久不变，直到被人类开发利用，同时又能与其他元素结合起来，形成动植物的机体组织。当动植物机体死亡并暴露在地球表面时，它们便会迅速分解，以碳酸形式释放出更新地球面貌所需的碳。目睹于此，谁能不由衷赞叹呢？

碳酸本身的属性非常值得关注。它比空气重，但是依据气体扩散定律，它能迅速混进整个空气中。这样一来，只要在能找到植被的地方，就总会有碳酸来提供植被所需的碳。碳酸具有高度的水溶性，因此雨水和夜露均可带来空气中的碳酸，供植物叶片和根系吸收利用。碳酸使渗入地表的水对特定物质具有更强的溶解力，这些物质便更易于释放出植被所需的矿物盐。当碳酸气体到达叶片组织中时，碳元素的强亲和力被光的魔力战胜，植物将碳留住，从而逐渐成长，氧元素则重新回到空气中。碳与各种物质组合形成的盐类，对人类具有极其直接的用处，以至于我们很难不视之为对人类的一种特殊关照。不过早在人类创生之前，碳在动物界中就起到重要的作用。地质年代古海洋中几乎所有的贝类生物和珊瑚类生物，就像如今在波浪中修筑堡垒的那些生物一样，用石灰中的碳酸盐来建造它们的大厦。巨大的石灰石岩床和大理石矿场，都是碳酸气体的产物。

就像已经提到的其他元素一样，碳完美地适合于它在动物机体组织中的位置。通过一部分机体组织的分解，碳形成可溶性化合物，并最终变成一种气体。这种气体与血液、肺部组织和空气有如此种种的关系，以至于它能不断地从系统中游离出来，与此同时，氧气取代它的位置，产生维持生命过程的必要变化。我们并不打算声称已完全理解这一切变化，尽管我们在动物化学上已经取得了进步；不过，我们相当了解变化产生的结果。我们看到，碳构成我们的绝大部分食品。我们知道，碳在人体内通过氧化进行燃烧。我们知道燃烧产生热量，也知道碳化物的性质就是这样，这能使碳元素一旦完成生命过程中的使命，便快速、方便地从身体中排除出去，正如那些恒定不变的气体元素一样。由此，我们发现碳这种物体的属性和关系极其多变，但是每种属性和关系都显然是对有机界的一种特殊关照，碳的很多属性明显与人类本身直接相关。我们毫不怀疑，金刚石的美丽是为了取悦于人，煤的存储也是为了供人类使用。如果碳的亲和力不同于现在的情况，碳元素将无法像现在这样承受自然因子的影响，或是具有现在这样的抵抗性。而眼下，碳元素确实以难以说清的多种方式给人类带来福利。

当碳转变为气体时，它是多么易于在世界各地传播！因为这时碳的工作已经完成，所以它必须散布开去，与植被接触，履行新的工作。碳元素的亲和力，使它能在高温下紧密地抱成团，就像力大无比的巨人一般，随后又在柔和的阳光下同植物叶片戏耍，并松开它的钳制，在有机生物普遍的生命力量之下，变成一位恭顺的仆人。这些亲和力关系的绝妙平衡，就无需我们来逐一列举了。

就我们现在考察的这四种元素而言，就算科学上仅仅知道这几种元素，也将足以确立物质构成中的设计证据。为大地披上绿衣的每一株植物，水中和陆地上的每一只动物，还有地下埋藏的无数生物类群都宣告了，这四种元素在形成地球上众多生物类型时，体现出不可思议的完美性能。在这里，有利于设计论的概率并不止于一千比一，而是数百万比一。因为这四种元素组合起来形成一切生物，同时形成每种生物身上数百个恰到好处的不同部位。这些元素的亲和力，使它们完美地应答了有机生物在整个生命旅程中的需求，而当生命过程将它们打散并丢弃时，它们都同样会经过加工，以另一种形式出现。创造这样一些元素，意味着无穷的智慧，以及无穷的力量。可能只有无知者，或者那些从本质上看不到证据力量的人，才会相信它们不是被创造出来的。

在考察元素借以在地球上各司其职的各种属性时，我们面前打开了一个极其辽阔的领域，以至于我们无需超出化学的领域之外，就能表明造物者的存在和他的智慧，并且表明，他的作品甚至延伸到地球的尘埃之中。我们在指出前面已经考察过的几种元素的性质时，或许还能再往前一步。在这些元素对植物和动物生命，以及对人类更高天性的适应性中，表明了设计的迹象。一切大量存在且为人熟知的元素，也都是如此。不过，其中很多元素与人类的思维本质直接相关，因此我们将仅从这个方面来加以谈论。现在，我们的论述已经进入到另一个部分，其中首先值得我们关注的，必然是世界对人类更高天性的适应性。