今年是门捷列夫发现元素周期表一百五十周年。中学时期，甚至小时候翻开字典附录，我们就接触过它。横七行，竖十八列；行称为“周期”，列称为“族”。族再分为主族与副族，主族始于第一二周期，副族始于第四周期，也就是说副族更短。大部分情况下，某列某行只对应一个元素，如第六主族的第二周期对应的是氧元素。但第三副族的第六和七周期例外，它们分别对应“镧系”和“锕系”，每个系包含十五个元素。
在元素周期表出现之前，化学家们或研究某一类物质，或钻研某一种元素，各自弹唱，听来悦耳，却是一盘散沙。元素周期表的出现，如奏响了一首气势磅礴的交响乐，每个元素各就其位，共奏华丽乐章。它从本质上统领了化学里所有的物质组成、变化规律，堪称化学界的“宪法”。
一
回溯元素周期表的发现史，好似条条大路通罗马，可实际上，每条路都是蜿蜒曲折。
人早已在思考物质的本质是什么。由于难解，哲学思想应运而生。中国古代的五行说、古印度的四大说、古埃及的三元素说，皆指向几个元素即构成万物。“元素论”可以自圆其说，且表达了物质的基本属性，还能指导炼金。然而抬眉对空，天外有天；俯首望地，任凭细沙如泥从指缝流过。“无穷大”与“无限小”的问题依然牵动着哲学家们的心，这是“元素论”鲜有涉足的领域。伊壁鸠鲁等古希腊哲学家提出了“原子说”，来应对物质中难以解释的“无限”概念。“原子”，即分割下去，不能再分割的物质。《墨子·经说下》也表达了类似的观点，“无”与“非半”，不可斫也，意思是“无”和“不能半分的”，是不可以分割的。“元素论”如“阳关大道”，人人走在上面，用以坐地观天炼金；“原子说”则像“独木桥”，烧脑，鲜有人敢闯。他们看似风马牛不相及，实则暗流相通。“原子说”沉寂近两千年后，才有勇士出现。牛顿试探着，“在我看来，似乎上帝在创世时创造了这样大小和形状的实心的、厚重的、坚硬的……最重要的是能构成其他物质。”同一时期，自然哲学家波义耳写了一本书，叫《怀疑派的化学家》。他认为，所有物质都能分解为微粒。他还重新提出了元素的概念——最简单的、纯净的物质。他同时站在了元素论的“阳关大道”和原子说的“独木桥”上。但迷雾重重，波义耳步止于此，没能发现宏观与微观世界要在某个节点交汇。
一百年后，一阵微风拂来。法国化学家拉瓦锡将定量描述引入物质世界。他本人是经验主义的倡导者，坚信只有能观察到的结果才是有用的。他继承了波义耳的定义，认为元素是最简单的物质，并由此列出了33种元素。并且，他通过用天平秤量，证明了化学反应前后质量守恒。
之后，科学家们纷纷采用拉瓦锡的方法，用数字来衡量各种现象，云雾渐渐拨开。比如，英国化学家、物理学家道尔顿就是在这样的背景下，以定量的方式重拾“原子说”。他感受到了伏于“阳关大道”与“独木桥”间的暗涌，于是果断提出有多少种元素，就有多少种原子的说法。元素的定义不知不觉从看得见的物质靠向了看不见的原子。为了将宏观与微观世界间的暗道进一步疏通，他想到了测定原子质量。可是想法过于超前，原子是否真的存在，宏观物质包含多少原子，原子又是以何种比例存在于物质中的，在当时都是无解的，他只得另辟蹊径，提出了相对原子质量的概念。相对原子质量（以下统称“原子量”），是设氢的质量或其二分之一为1，其他原子以此为参照的值，它可以通过称量宏观物质来确定。很神奇，原子存在与否尚未确定，原子量却被引入了化学领域。
最初，许多原子量测定有误。就是在这样的前提下，人们居然都能发现巧合——大多数元素的原子量都接近氢的整数倍。另一位英国化学家普劳特(WilliamProut)因此大胆提出了假说——所有原子都归于氢原子。许多支持或反对普劳特假说的科学家们，纷纷投入到原子量的精确测定中，为元素周期表的发现铺平了道路。
元素的定义模糊，它是触手可及的单质（成分单一的物质）和化合物（成分不唯一的物质）里的组成成分，也是黑匣子里的原子。但元素究竟是什么似乎不再重要，因为人们本能地开始探索本于元素的相似性，并有了对元素分类的念头。
二
在门捷列夫投身化学研究之时，前辈们们已经铺了足够多的路：发现了六十种元素；对现有元素进行了详细研究；出现了光谱技术，加热物质，通过其发出的光，进行元素鉴定；有了元素分类的尝试。发现元素完备的分类方式，似乎已到临门之境，“罗马”遥望可期。
当时构建元素周期表的难点在于，建立元素间的横向关系。缘于同族的元素在表观性质上有许多相似之处，而同周期元素的规律则不体现在表象。
一次会议让这个难点有了突破。年，在德国卡尔斯鲁厄召开的国际化学会议上，科学家们统一了原子量的标定方式，并更正了一些元素的原子量。原子量的重要性，以别样视角进入到科学家的视线。何不以原子量对元素进行横向排序？这一看似朴素的想法，正是建立元素周期表内横向关系的途径。当所有因素都具备时，问题变成了花落谁家，谁将最先抵达罗马。
最早进行尝试的是法国的地质学家尚古尔多阿(DeChancourtois)。年，他将元素按照原子量排序，并绘出了柱状图。不幸的是，他用了许多化学家们不熟悉的地质学词汇，且图被出版社隐而不发，其所做的一切并未引起