人們常說，化學作為一門嚴肅而受人尊敬的科學始於1661年。當時，牛津大學的羅伯特·玻義耳發表了"懷疑的化學家"--這是第一篇區分化學家和煉金術士的論文--但這一轉變是緩慢的，常常是不確定的。進入18世紀以後，兩大陣營的學者們都覺得適得其所--比如，德國人約翰·貝歇爾寫出了一篇關於礦物學的嚴肅而又不同凡響的作品，題目叫做《地下物理學》，但他也很有把握，只要有合適的材料，他可以把自己變成隱身人。
早年，最能體現化學那奇特而往往又很偶然的性質的，要算是德國人亨內希·布蘭德在1675年的一次發現。布蘭德確信，人尿可以以某種方法蒸餾出黃金。 （類似的顏色似乎是他得出這個結論的一個因素。）他收集了50桶人尿，在地窖裡存放了幾個月。通過各種奧妙的過程，他先把尿變成了一種有毒的糊狀物，然後再把糊狀物變成一種半透明的蠟狀物。當然，他沒有得到黃金，但一件奇怪而有趣的事情發生了。過了一段時間，那東西開始發光。而且，當暴露在空氣裡的時候，它常常突然自燃起來。
它很快被稱之為磷，這個名字源自希臘文和拉丁文，意思是"會發光的"。有眼光的實業界人士看到了這種物質的潛在商業價值，但生產的難度很大，成本太高，不好開發。一盎司(約28.35克)磷的零售價高達6幾尼--很可能相當於今天的300英鎊--換句話說，比黃金還要貴。
起先，人們號召士兵們提供原料，但這樣的做法對工業規模的生產幾乎無濟於事。 18世紀50年代，一位名叫卡爾·金勒的瑞典化學家發明了一種方法，不用又髒又臭的尿就能大量生產磷。很大程度上就是因為掌握了這種生產磷的方法，瑞典才成為--而且現在還是--火柴的一個主要生產國。
金勒既是個非同尋常的，又是個極其倒霉的人。他是個地位低下的藥劑師，幾乎在沒有先進儀器的情況下發現了8種元素--氯、氟、錳、鋇、鉬、鎢、氮和氧--但什麼功勞也沒有得到。每一次，他的發現要么不受人注意，要么在別人獨立做出同樣的發現以後才加以發表。他還發現了許多有用的化合物，其中有氨、甘油和單寧酸；他還認為氯可以用做漂白劑--具有潛在商業價值的第一人--這些重大的成就都使別人發了大財。
金勒有個明顯的缺點，他對做試驗用的什麼東西都感到好奇，堅持要嚐一點兒，包括一些又難聞又有毒的物質，比如汞、氫氰酸（這也是他的一項發現）和甲腈。甲腈是一種有名的有毒化合物，150年以後，歐文·薛定諤在一次著名的思維實驗中選它作為最佳毒素。金勒魯莽的工作方法最後斷送了他的性命。 1786年，才43歲的他被發現死在工作台旁，身邊堆滿了有毒的化學品，其中任何一種都可以造成他臉上那目瞪口呆的最後一個表情。
要是這世界是公正的話，要是大家都會說瑞典語的話，金勒本來會在全世界享有盛譽。
實際上，讚揚聲往往都給了更有名的化學家，其中大多數是英語國家的化學家。金勒在1772年發現了氧，但由於種種辛酸而復雜的原因，無法及時發表他的論文。功勞最終歸給了約瑟夫·普里斯特利，他獨立發現了同一個元素，但時間要晚，是在1774年的夏天。更令人矚目的是，金勒沒有得到發現氯的功勞。幾乎所有的教科書現在仍把氯的發現歸功於漢弗萊·戴維。他確實發現了，但要比金勒晚36年。
從牛頓和玻義耳，到金勒、普里斯特利和亨利·卡文迪許，中間隔著一個世紀。在這個世紀裡，化學得到了長足的發展，但還有很長的路要走。直到18世紀的最後幾年（就普里斯特利而言，還要晚一點），各地的科學家們還在尋找--有時候認為真的已經發現--完全不存在的東西：變質的氣體、沒有燃素的海洋酸、福祿考、氧化鈣石灰、水陸氣味，尤其是燃素。當時，燃素被認為是燃燒的原動力。他們認為，在這一切的中間，還存在一種神秘的生命力，即能賦予無生命物體生命的力。誰也不知道這種難以捉摸的東西在哪裡，但有兩點是可信的：其一，你可以用電把它激活（瑪麗·謝利在她的小說《弗蘭肯斯泰因》裡充分利用了這種認識）；其二，它存在於某種物質，而不存在於別的物質。這就是化學最後分成兩大部分的原因：有機的（指被認為有那種東西的物質）和無機的（指被認為沒有那種東西的物質）。
這時候，需要有個目光敏銳的人來把化學推進到現代。法國出了這麼個人。他的名字叫安托萬－洛朗·拉瓦錫。拉瓦錫生於1743年，是一個小貴族家族的成員（他的父親為這個家族出錢買了一個頭銜）。 1768年，他在一家深受人們討厭的機構裡買了個開業股。那個機構叫做"稅務總公司"，代表政府負責收取稅金和費用。根據各種說法，拉瓦錫本人又溫和，又公正，但他工作的那家公司兩方面都不具備。一方面，它只向窮人徵稅，不向富人徵稅；另一方面，它往往很武斷。對拉瓦錫來說，那家機構之所以很有吸引力，是因為它為他提供了大量的錢來從事他的主要工作，那就是科學。最多的時候，他每年掙的錢多達15萬里弗赫--差不多相當於今天的1
200萬英鎊。
走上這條賺錢很多的職業道路3年之後，他娶了他的老闆的一個14歲的女兒。這是一樁心和腦都很匹配的婚事。拉瓦錫太太有著機靈的頭腦和出眾的才華，很快在她的丈夫身邊作出了許多成績。儘管工作有壓力，社交生活很繁忙，在大多數日子裡他們都要用5個小時--清晨2個小時，晚上3個小時--以及整個星期天（他們稱其為"快活的日子"）來從事科學工作。不知怎的，拉瓦錫還擠得出時間來擔任火藥專員，監督修建巴黎的一段城牆來防範走私分子，協助建立米製，還和別人合著了一本名叫《化學命名法》的手冊。這本書成了統一元素名字的"聖經"。
作為英國皇家科學院的一名主要成員，無論時下有什麼值得關注的事，他還都得知道，積極參與--催眠術研究呀，監獄改革呀，昆蟲的呼吸呀，巴黎的水供應呀，等等。 1870年，一位很有前途的年輕科學家向科學院提交一篇論文，闡述一種新的燃燒理論；就是在那個崗位上，拉瓦錫說了幾句輕蔑的話。這種理論的確是錯的，但那位科學家再也沒有原諒他。
他的名字叫讓－保羅·馬拉。
只有一件事拉瓦錫從來沒有做過，那就是發現一種元素。在一個彷彿任何手拿燒杯、火焰和什麼有意思的粉末的人都能發現新東西的時代--還要特別說一句，是一個大約有三分之二的元素還沒有被發現的時代裡--拉瓦錫沒有發現一種元素。原因當然不是由於缺少燒杯。他有著天底下最好的私人實驗室，好到了差不多荒謬的程度，裡面竟有13000只燒杯。
恰恰相反，他把別人的發現拿過來，說明這些發現的意義。他擯棄了燃素和有害氣體。
他確定了氧和氫到底是什麼，並且給二者起了現今的名字。簡而言之，他為化學的嚴格化、明晰化和條理化出了力。
他的想像力實際上是得來全不費工夫的。多年來，他和拉瓦錫太太一直在忙於艱苦的研究工作，那些研究要求最精密的計算。比如，他們確定，生鏽的物體不會像大家長期以來認為的那樣變輕，而會變重--這是一項了不起的發現。物體在生鏽的過程中以某種方式從空氣中吸引基本粒子。認識到物質只會變形，不會消失，這還是第一次。假如你現在把這本書燒了，它的物質會變成灰和煙，但物質在宇宙中的總量不會改變。後來，這被稱之為物質不滅，是一個革命性的理念。不幸的是，它恰好與另一場革命--法國大革命--同時發生，而在這場革命中，拉瓦錫完全站錯了隊。
他不但是稅務總公司的一名成員，而且勁頭十足地修建過巴黎的城牆--起義的市民們對該建築物厭惡之極，首先攻打的就是這東西。 1791年，這時候已經是國民議會中一位重要人物的馬拉利用了這一點，對拉瓦錫進行譴責，認為他早該被絞死。過不多久，馬拉在洗澡時被一名受迫害的年輕女子殺害，她的名字叫夏洛特·科黛，但這對拉瓦錫來說已經為時太晚。
1793年，已經很緊張的"恐怖統治"達到了一個新的高度。 10月，瑪麗·安托瓦妮特被送上斷頭台。 11月，正當拉瓦錫和他的妻子在拖拖拉拉地制訂計劃準備逃往蘇格蘭的時候，他被捕了。次年5月，他和31名稅務總公司的同事一起被送上了革命法庭（在一個放著馬拉半身像的審判室裡）。其中8人被無罪釋放，但拉瓦錫和其他幾人被直接帶到革命廣場（現在的協和廣場），也就是設置法國那個最忙碌的斷頭台的地方。拉瓦錫望著他的岳父腦袋落地，然後走上前去接受同樣的命運。不到3個月，7月27日，羅伯斯庇爾被以同樣的方式、在同一地點送上了西天。恐怖統治很快結束了。
他去世100年以後，一座拉瓦錫的雕像在巴黎落成，受到很多人的瞻仰，直到有人指出它看上去根本不像他。在盤問之下，雕刻師承認，他用了數學家和哲學家孔多塞的頭像--他顯然備了一個--希望誰也不會注意到，或者即使注意到也不會在乎。他的後一種想法是正確的。拉瓦錫兼孔多塞的雕像被准許留在原地，又留了半個世紀，直到第二次世界大戰爆發。一天早晨，有人把它取走，當做廢鐵熔化了。
19世紀初，英國開始風行吸入一氧化二氮，或稱笑氣，因為有人發現，使用這種氣體會"給人一種高度的快感和刺激"。在隨後的半個世紀裡，它成了年輕人使用的一種高檔毒品。有個名叫阿斯克協會的學術團體一度不再致力於別的事情，專場舉辦"笑氣晚會"，志願者可以在那裡狠狠吸上一口，提提精神，然後以搖搖擺擺的滑稽姿態逗樂觀眾。
直到1846年，才有人有時間為一氧化二氮找到了一條實用途徑：用做麻醉藥。事情是明擺著的，過去怎麼誰也沒有想到，害得天知道有多少萬人在外科醫生的刀下吃了不必要的苦頭。
我提這一點是為了說明，在18世紀得到如此發展的化學，在19世紀的頭幾十年裡有點兒失去方向，就像地質學在20世紀頭幾十年裡的情況一樣。部分原因跟儀器的局限性有關係--比如，直到那個世紀末葉才有了離心機，極大地限制了許多種類的實驗工作。還有部分原因是社會。總的來說，化學是商人的科學，是與煤炭、鉀鹼和染料打交道的人的科學，不是紳士的科學。紳士階層往往對地質學、自然史和物理學感興趣。 （與英國相比，歐洲大陸的情況有點兒不一樣，但僅僅是有點兒。）有一件事興許能說明問題。那個世紀最重要的一次觀察，即確定分子運動性質的布朗運動，不是化學家做的，而是蘇格蘭植物學家羅伯特·布朗做的。 （布朗在1827年註意到，懸在水里的花粉微粒永遠處於運動狀態，無論時間持續多久。這樣不停運動的原因--即看不見的分子的作用--在很長時間裡是個謎。）要不是出了個名叫倫福德伯爵的傑出人物，情況或許還要糟糕。儘管有個高貴的頭銜，他本是普普通通的本傑明·湯普森，1753年生於美國馬薩諸塞州的沃本。湯普森英俊漂亮，精力充沛，雄心勃勃，偶爾還非常勇敢，聰明過人，而又毫無顧忌。 19歲那年，他娶了一位比他大14歲的有錢寡婦。但是，當殖民地爆發革命的時候，他愚蠢地站在保皇派一邊，一度還為他們做間諜工作。在災難性的1776年，他面臨以"對自由事業不夠熱心"的罪名而被捕的危險，搶在一夥手提幾桶熱柏油和幾袋雞毛，打算用那兩樣東西把他打扮一下的反保皇派分子前面，他拋棄了老婆孩子倉皇出逃。
他先逃到英國，然後來到德國，在那裡擔任巴伐利亞政府的軍事顧問。他深深打動了當局，1791年被授予"神聖羅馬帝國倫福德伯爵"的稱號。在慕尼黑期間，他還設計和籌建了那個名叫英國花園的著名公園。
在此期間，他擠出時間搞了大量純科學工作。他成為世界上最著名的熱力學權威，成為闡述液體對流和洋流循環原理的第一人。他還發明了幾樣有用的東西，包括滴濾咖啡壺、保暖內衣和一種現在仍叫做倫福德火爐的爐灶。 1805年在法國逗留期間，他向安托萬－洛朗·拉瓦錫的遺孀拉瓦錫太太求愛，娶她當了夫人。這樁婚事並不成功，他們很快就分道揚鑣。
倫福德繼續留在法國，直到1814年去世。他受到法國人的普遍尊敬，除了他的幾位前妻。
我們之所以在這裡提到他，是因為1799年他在倫敦的短暫停留期間創建了皇家科學研究所。 18世紀末和19世紀初，英國各地湧現了許多學術團體，它成了其中的又一名成員。在一段時間裡，它幾乎是惟一的一所旨在積極發展化學這門新興科學的有名望的機構，而這幾乎完全要歸功於一位名叫漢弗萊·戴維的傑出的年輕人。這個機構成立之後不久，戴維被任命為該研究所的化學教授，很快就名噪一時，成為一位卓越的授課者和多產的實驗師。
上任不久，戴維開始宣布發現一種又一種新的元素：鉀、鈉、錳、鈣、鍶和鋁。他發現那麼多種元素，與其說是因為他搞清了元素的排列，不如說是因為他發明了一項巧妙的技術：把電流通過一種熔融狀態的物質--就是現在所謂的電解。他總共發現了12種元素，佔他那個時代已知總數的五分之一。戴維本來會作出更大的成績，但不幸的是，他是個年輕人，漸漸沉迷於一氧化二氮所帶來的那種心曠神怡的樂趣。他簡直離不開那種氣體，一天要吸入三四次．最後，在1829年，據認為就是這種氣體斷送了他的性命。
幸虧別處還有別的嚴肅的人在從事這項工作。 1808年，一位名叫約翰·道爾頓的年輕而頑強的貴格會教徒，成為宣布原子性質的第一人（過一會兒我們將更加充分地討論這個進展）；1811年，一個有著歌劇似的漂亮名字--洛倫佐·羅馬諾·阿馬德奧·卡洛·阿伏伽德羅--的意大利人取得了一項從長遠來看將證明是具有重大意義的發現--即體積相等的任何兩種氣體，在壓力相等和溫度相等的情況下，擁有的原子數量相等。
它後來被稱做阿伏伽德羅定律。這個簡單而有趣的定律在兩個方面值得注意。第一，它為更精確地測定原子的大小和重量奠定了基礎。化學家們利用阿伏伽德羅數最終測出，比如，一個典型的原子的直徑是0.00000008厘米。這個數字確實很小。第二，差不多有50年時間，幾乎誰也不知道這件事。
一方面，是因為阿伏伽德羅是個離群索居的人--他一個人搞研究，從來不參加會議；另一方面，也是因為沒有會議可以參加，很少有幾家化學雜誌可以發表文章。這是一件很怪的事。工業革命的動力在很大程度上來自化學的發展，而在幾十年的時間裡化學卻幾乎沒有作為一門系統的科學獨立存在。
直到1841年，才成立了倫敦化學學會；直到1848年，那個學會才定期出版一份雜誌。而到那個時候，英國的大多數學術團體--地質學會、地理學會、動物學學會、園藝學學會和（由博物學家和植物學家組成的）林奈學會--至少已經存在20年，有的還要長得多。它的競爭對手化學研究所直到1877年才問世，那是在美國化學學會成立一年之後。由於化學界的組織工作如此緩慢，有關阿伏伽德羅1811年的重大發現的消息，直到1860年在卡爾斯魯厄召開第一次國際化學代表大會才開始傳開。
由於化學家們長期在隔絕的環境里工作，形成統一用語的速度很慢。直到19世紀末葉，H2O對一個化學家來說意為水，對另一個化學家來說意為過氧化氫。 C2H2可以指乙烯，也可以指沼氣。幾乎沒有哪種分子符號在各地是統一的。
化學家們還使用各種令人困惑的符號和縮寫，常常是自己發明的。瑞典的JJ伯採留斯發明了一種非常急需的排列方法，規定元素應當依照其希臘文或拉丁文名字加以縮寫。這就是為什麼鐵的縮寫是Fe（源自拉丁文ferrum），銀的縮寫是Ag（源自拉丁文argentum）。
許多別的縮寫與英文名字一致（氮是N，氧是O，氫是H等等），這反映了英語的拉丁語支性質，並不是因為它的地位高。為了表示分子裡的原子數量，伯採留斯使用了一種上標方法，如H2O。後來，也沒有特別的理由，大家流行把數字改為下標，如H2O。
儘管偶爾有人整理一番，直到19世紀末葉，化學在一定程度上仍處於混亂狀態。因此，當俄羅斯聖彼得堡大學的一位模樣古怪而又不修邊幅的教授躋身於顯赫地位的時候，人人都感到很高興。那位教授的名字叫德米特里·伊凡諾維奇·門捷列夫。
1834年，在遙遠的俄羅斯西伯利亞西部的托博爾斯克，門捷列夫生於一個受過良好教育的、比較富裕的大家庭。這個家庭如此之大，史書上已經搞不清究竟有多少個姓門捷列夫的人：有的資料說是有14個孩子，有的說是17個。不過，反正大家都認為德米特里是其中最小的一個。門捷列夫一家並不總是福星高照。德米特里很小的時候，他的父親--當地一所小學的校長--就雙目失明，母親不得不出門工作。她無疑是一位傑出的女性，最後成為一家很成功的玻璃廠的經理。一切都很順利，直到1848年一場大火把工廠燒為灰燼，一家人陷於貧困。堅強的門捷列夫太太決心要讓自己的小兒子接受教育，帶著小德米特里搭便車跋涉6000多公里(相當於倫敦到赤道幾內亞的距離)來到聖彼得堡把他送進教育學院。她筋疲力盡，過不多久就死了。
門捷列夫兢兢業業地完成了學業，最後任職於當地的一所大學。他在那裡是個稱職的而又不很突出的化學家，更以他亂蓬蓬的頭髮和鬍子而不是以他在實驗室裡的才華知名。他的頭髮和鬍子每年只修剪一次。
然而，1869年，在他35歲的那一年，他開始琢磨元素的排列方法。當時，元素通常以兩種方法排列--要么按照原子量（使用阿伏伽德羅定律），要么按照普通的性質（比如，是金屬還是氣體）。門捷列夫的創新在於，他發現二者可以合在一張表上。
實際上，門捷列夫的方法，3年以前一位名叫約翰·紐蘭茲的英格蘭業餘化學家已經提出過，這是科學上常有的事。紐蘭茲認為，如果元素按照原子量來進行排列，它們似乎依次每隔8個位置重複某些特點--從某種意義上說，和諧一致。有點不大聰明的是--因為這麼做時間還不成熟--紐蘭茲將其命名為"八度定律"，把這種安排比做鋼琴鍵盤上的八度音階。紐蘭茲的說法也許有點道理，但這種做法被認為是完全荒謬的，受到了眾人的嘲笑。
在集會上，有的愛開玩笑的聽眾有時候會問他，他能不能用他的元素來彈個小曲子。紐蘭茲灰心喪氣，沒有再研究下去，不久就銷聲匿跡了。
門捷列夫採用了一種稍稍不同的方法，把每七個元素分成一組，但使用了完全相同的前提。突然之間，這方法似乎很出色，視角很清晰。由於那些特點週期性地重複出現，所以這項發明就被叫做"週期表"。
據說，門捷列夫是從北美洲的單人牌戲獲得了靈感，從別處獲得了耐心。在那種牌戲裡，紙牌按花色排成橫列，按點數排成縱行。他利用一種十分相似的概念，把橫列叫做週期，縱行叫做族。上下看，馬上可以看出一組關係；左右看，看出另一組關係。具體來說，縱列把性質類似的元素放在一起。因此，銅的位置在銀的上面，銀的位置在金的上面，因為它們都具有金屬的化學親和性；而氦、氖和氬處於同一縱行，因為它們都是氣體。 （決定排列順序的，實際上是它們的電子價。若要搞懂電子價，你非得去報名上夜校。）與此同時，元素按照它們核裡的質子數--叫做原子序數--從少到多地排成橫列。
有關原子的結構和質子的意義，我們將在下一章加以敘述。眼下，我們只來認識一下那個排列原則：氫只有一個質子，因此它的原子序數是1，排在表上第一位；鈾有92個質子，因此快要排到末尾，它的原子序數是92。在這個意義上，正如菲利普·鮑爾指出的，化學實際上只是個數數的問題。 （順便說一句，不要把原子序數和原子量混在一起。原子量是某個元素的質子數加中子數之和。）
還有大量的東西人們不知道或不懂得。宇宙中最常見的元素是氫；然而，在後來的30年裡，對它的認識到此為止。氦是第二多的元素，是在此之前一年才發現的--以前誰也沒有想到它的存在--而即使發現，也不是在地球上，而是在太陽里。它是在一次日食時用分光鏡發現的，因此以希臘太陽神赫利奧斯命名。直到1895年，氦才被分離出來。即使那樣，還是多虧了門捷列夫的發明，化學現在才站穩了腳跟。
對我們大多數人來說，週期表是一件美麗而抽象的東西，而對化學家來說，它頓時使化學變得有條有理，明明白白，怎麼說也不會過分。 "毫無疑問，化學元素週期表是人類發明出來的最優美、最系統的圖表。"羅伯特·E.克雷布斯在《我們地球上的化學元素：歷史與應用》一書中寫道--實際上，你在每一部化學史裡都可以看到類似的評價。
今天，已知的元素有"120種左右"--92種是天然存在的，還有20多種是實驗室裡製造出來的。實際的數目稍有爭議，那些合成的重元素只能存在百萬分之幾秒，是不是真的測到了，化學家們有時候意見不一。在門捷列夫時代，已知的元素只有63種。之所以說他聰明，在一定程度上是因為他意識到當時已知的還不是全部元素，許多元素還沒有發現。他的周期表準確地預言，新的元素一旦發現就可以各就各位。
順便說一句，沒有人知道元素的數目最多會達到多少，雖然原子量超過168的任何東西都被認為是"純粹的推測"；但是，可以肯定，凡是找到的元素都可以利索地納入門捷列夫那張偉大的圖表。
19世紀給了化學家們最後一個重要的驚喜。這件事始於1896年。亨利·貝克勒爾在巴黎不慎把一包鈾鹽忘在抽屜裡包著的感光板上。過一些時候以後，當他取出感光板的時候，他吃驚地發現鈾鹽在上面燒了個印子，猶如感光板曝過了光。鈾鹽在釋放某種射線。
考慮到這項發現的重要性，貝克勒爾乾了一件很古怪的事：他把這事兒交給一名研究生來調查。說來運氣，這位學生恰好是一位新來的波蘭移民，名叫瑪麗·居里。居里和她的新丈夫皮埃爾合作，發現有的岩石源源不斷地釋放出大量能量，而體積又沒有變小，也沒有發生可以測到的變化。她和她的丈夫不可能知道的是--下個世紀愛因斯坦作出解釋之前誰也不可能知道的是--岩石在極其有效地把質量轉變成能量。瑪麗·居里把它稱之為"放射作用"。在合作過程中，居里夫婦還發現兩種新的元素--釙和鈾。釙以她的祖國波蘭命名。
1903年，居里夫婦和貝克勒爾一起獲得了諾貝爾物理學獎。 （1911年，瑪麗·居里又獲得了諾貝爾化學獎；她是既獲化學獎又獲物理學獎的惟一一人。）
在蒙特利爾的麥克吉爾大學，新西蘭出生的年輕人歐內斯特·盧瑟福對新的放射性材料產生了興趣。他與一位名叫弗雷德里克·索迪的同事一起，發現很少量的物質裡就儲備著巨大的能量，地球的大部分熱量都來自這種儲備的放射衰變。他們還發現放射性元素衰變成別的元素--比如，今天你手裡有一個鈾原子，明天它就成了一個鉛原子。這的確是非同尋常的。這是地地道道的煉金術；過去誰也沒有想到這樣的事兒會自然而自發地發生。
盧瑟福向來是個實用主義者，第一個從中看到了寶貴的實用價值。他注意到，無論哪種放射物質，其一半衰變成其他元素的時間總是一樣的--著名的半衰期--這種穩定而可靠的衰變速度可以用做一種時鐘。只要計算出一種物質現在有多少放射量，在以多快的速度衰變，你就可以推算出它的年齡。他測試了一塊瀝青鈾礦石--鈾的主要礦石--發現它已經有7億年--比大多數人認為的地球的年齡還要古老。
1904年春，盧瑟福來到倫敦給英國皇家科學研究所開了一個講座--該研究所是倫福德伯爵創建的，只有150年曆史，雖然在那些捲起袖子準備大干一場的維多利亞時代末期的人看來，那個搽白粉、戴假髮的時代已經顯得那麼遙遠。盧瑟福準備講的是關於他新發現的放射現象的蛻變理論；作為講課內容的一部分，他拿出了那塊瀝青鈾礦石。盧瑟福很機靈地指出--因為年邁的開爾文在場，雖然不總是全醒著--開爾文本人曾經說過，要是發現某種別的熱源，他的計算結果會被推翻。盧瑟福已經發現那種別的熱源。多虧了放射現象，可以算出地球很可能--不言而喻就是--要比開爾文最終計算出的結果2
400萬年古老得多。
聽到盧瑟福懷著敬意的陳述，開爾文面露喜色，但實際上無動於衷。他拒不接受那個修改的數字，直到臨終那天還認為自己算出的地球年齡是對科學最有眼光、最重要的貢獻--要比他在熱力學方面的成果重要得多。
與大多數科學革命一樣，盧瑟福的新發現沒有受到普遍歡迎。都柏林的約翰·喬利到20世紀30年代還竭力認為地球的年齡不超過8900萬年，堅持到死也沒有改變。別的人開始擔心，盧瑟福現在說的時間是不是太長了點。但是，即使利用放射性測定年代法，即後來所謂的衰變計算法，也要等幾十年以後我們才得出地球的真正年齡大約是在10億年以內。科學已經走上正軌，但仍然任重而道遠。
開爾文死於1907年。德米特里·門捷列夫也在那年去世。和開爾文一樣，他的累累成果將流芳百世，但他的晚年生活顯然不大平靜。隨著人越來越老，門捷列夫變得越來越古怪--他拒不承認放射現象、電子以及許多別的新鮮東西的存在--也越來越難以相處。在最後的幾十年裡，無論在歐洲什麼地方，他大多怒氣沖沖地退出實驗室和課堂。 1955年，第101號元素被命名為鍆，作為對他的紀念。 "非常恰當，"保羅·斯特拉森認為，"它是一種不穩定的元素。"
當然，放射現象實際上在不停地發生，以誰也估計不到的方式發生。 20世紀初，皮埃爾·居里開始出現放射病的明顯症狀--骨頭里隱隱作痛，經常有不舒服的感覺--那些症狀本來肯定會不斷加劇。但是，我們永遠也無法確切知道，因為他1906年在巴黎過馬路時被馬車撞死了。
瑪麗·居里在餘生幹得很出色，1914年幫助建立了著名的巴黎大學鈾研究所。儘管她兩次獲得諾貝爾獎，但她從來沒有當選過科學院院士。在很大程度上，這是因為皮埃爾死了以後，她跟一位有妻室的物理學家發生了曖昧關係。她的行為如此不檢點，連法國人都覺得很丟臉--至少掌管科學院的老頭兒們覺得很丟臉。當然，這件事也許跟本書不相干了。
在很長時間裡，人們認為，任何像放射性這樣擁有很大能量的現象肯定是可以派上用場的。有好幾年時間，牙膏和通便劑的製造商在自己的產品裡放入了有放射作用的釷；至少到20世紀20年代，紐約州芬格湖地區的格倫泉賓館（肯定還有別的賓館）還驕傲地以其"放射性礦泉"的療效作為自己的特色。直到1938年，才禁止在消費品裡放入放射性物質。到這個時候，對居里夫人來說已經為時太晚。她1934年死於白血病。事實上，放射性危害性極大，持續的時間極長，即使到了現在，動她的文獻--甚至她的烹飪書--還是很危險的。她實驗室的圖書保存在鉛皮襯裡的箱子裡，誰想看這些書都得穿上保護服。
多虧第一代原子科學家的獻身精神和不懼高度危險的工作，20世紀初的人們越來越清楚，地球毫無疑問是很古老的，雖然科學界還要付出半個世紀的努力才能很有把握地說它有多麼古老。與此同時，科學很快要進入一個新時代--原子時代。