设想你在1岁生日时收到了一份非常奇怪的礼物：一小瓶氢气。第二年你收到了一些氦，第三年收到了一块锂。21岁生日时，你自豪地拥有了一些钪。而你40岁的生日礼物是一块结晶的锆。到了92岁生日，你会收到铀。若想集齐全套，你需要活得更长。
确切地说，是118年。这正是我们已知的化学元素的数量。化学元素是固体、液体和气体的大杂烩，其中有金属，有非金属，有些罕见，有些常见，有些有用，有些无用。它们是化学和生命的建筑构件。它们是从哪里来的呢？
最容易的回答是大爆炸。但这并不能让人满意，因为大爆炸本身只产生了三种最轻的元素：氢、氦和微量的锂。其余元素呢？
要想获得完整的答案，需要了解原子的组成部分和一些基本的算术知识。最简单的原子是氢，它由一个质子和一个电子构成。接下来是氘和氚，它们是氢加上一个或两个中子。之后是氦，原子序数为2。然后是锂，原子序数为3。常识告诉我们，较小的元素聚合在一起可以形成较大的元素。这正是它们的形成机制。
大挤压
但这个过程并不简单。这类反应非常困难，因为需要大量能量才能使两个原子核发生聚变。这需要天文温度：至少1000万摄氏度。宇宙中只有两个地方符合要求：大爆炸后不久，以及恒星内部。
元素形成的第一个阶段是在大爆炸之后不久，被称为“核合成”。在0.01秒内，质子、中子和电子从火球中凝析出来。几秒钟之后，质子和中子开始被火球的巨大能量驱赶到一起，被核力黏住。这些聚变反应最初形成氘核，氘核与更多质子反应产生稳定的氦核。
当氦出现时，温度已经降下来，聚变无法继续。也许会有少量锂产生，但除此以外没有更重的元素生成。核合成几乎刚一开始就结束了。
大约又过了377000年，聚变得以恢复。此时温度下降到3000摄氏度左右，使得原子可以存在。氢原子核和氦原子核获得了自由电子，形成了最初的完整原子，即1号元素和2号元素。超过99%的可见宇宙是由这两种元素构成的，但宇宙并非仅由它们构成。要想形成更重、更有趣的元素，还需要恒星。
很重的金属
直到20世纪40年代初，化学家们用中子轰击铀制造出钚和镎时，人们才知道地球上有比铀重的元素。自那以后，又有24种超铀元素在实验室被合成出来。迄今为止最重的是118号元素oganesson。
超铀元素常被认为完全是人工合成的，但事实并非如此。和普通的重元素一样，它们也是在超新星爆发时被创造出来的。但它们不稳定，往往会迅速瓦解。自太阳系形成以来，天然元素已经完全衰变，因此，它们没有出现在地球上实验室之外的地方。
*暂定名称
恒星形成时，大量气体在自身引力的作用下发生收缩，使中心的温度升高，原子核开始发生聚变。第一次反应发生在大约1000万摄氏度的环境下，氢原子核聚变成氦原子核，直到氢原子核耗尽为止。
继续聚变
接下来发生的事情取决于恒星的质量。如果它很小，聚变就会停止，其核心会变成一颗白矮星。但如果恒星的质量大于8个太阳，聚变将会继续。氦原子核结合形成铍（4号元素），后者与更多氦发生反应，形成碳和氧。在质量最大的恒星中，核心温度会变得非常高，碳和氧进一步发生聚变，形成像铁（26号元素）这样的重元素。然后反应停止，因为铁有所有元素中最稳定的原子核，在这些条件下不会发生聚变。但在恒星外层，包括中子俘获在内的其他核反应正逐渐构造出越来越大的原子核，一直到铋（83号元素）。
随着铁在核心处逐渐积聚，恒星随时可能死亡，它无法继续通过聚变产生能量。但引力是冷酷无情的：它继续挤压核心，把温度提高到数十亿度。恒星的中心突然坍缩；外层塌陷，然后反弹，将恒星内部的物质喷射到太空中，成为一颗超新星。爆发产生的大量中子创造出更重的元素，直到地球上已知最重的天然元素铀（92号元素）及其他。超新星将其残余物喷入太空，这些残余物最终被纳入后来的一代代恒星和行星中，包括我们的太阳和地球。
恒星起源的一个例外是锂、铍、硼这三种元素。它们的核不稳定，会立即被恒星中的核反应消耗掉。它们很罕见，但（除了大爆炸产生的锂）它们中有很少一部分被认为产生于宇宙射线——高速穿越空间的颇大的原子核。其能量是如此之大，当它们与其他原子发生碰撞时，原子核会分解成较小的碎片。
除人工元素以外，地球上所有原子要么是大爆炸的残留物，要么是早已死亡的恒星或宇宙射线的残留物。当我们的太阳死亡时，它们可能被抛回太空，最终重新凝聚成一个新的太阳系。那是多么壮观的回归啊！
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