在以下摘自“门捷列夫的梦想：元素的探索”一书的摘录中，作者保罗·斯特拉森（Paul Strathern）描述了在德米特里·门捷列夫（Dmitri Mendeleyev）发明元素周期表之前几年化学领域的状态。
在18世纪和19世纪，几乎每十年就会发现几种新元素。这些大量涌现、性质日益广泛的新元素很快就引发了疑问。到底有多少元素？它们中的大多数是否已经被发现了？还是可能会发现无数的元素？这很快就导致了更深刻的猜测。在所有这些元素中，一定存在某种基本的秩序。道尔顿（Dalton）发现每种元素的原子都有不同的重量——但这肯定不止于此吧？贝采利乌斯（Berzelius）注意到元素似乎具有不同的电亲和力。同样，似乎有不同类别的元素具有相似的性质——耐腐蚀的金属（如金、银和铂），易燃的碱金属（如钾和钠），无色无味的无气体（如氢和氧）等等。是否存在某种基本的模式隐藏在这一切之后呢？
化学之所以在很大程度上通过实验取得了科学地位并持续取得成功，理论思考充其量被视为一种纯粹的猜测。为什么元素之间会存在某种秩序呢？毕竟，对此并没有什么真正的证据？但对秩序的追求是一种基本的人类特质，科学家们也不例外。而这些猜测最终开始得到支持，哪怕只是零星的证据。
第一个证据来自耶拿大学化学教授约翰·多贝雷纳（Johan Dobereiner）。多贝雷纳是一位马车夫的儿子，大部分时间都是自学成才。他设法获得了一份药剂师的职位，并热切地参加了当地定期的科学公开讲座。1829年，他注意到最近发现的元素溴的性质似乎介于氯和碘之间。不仅如此，它的原子量恰好位于这两种元素原子量的一半。
多贝雷纳开始研究已知的元素列表，记录了它们的性质和原子量，并最终发现了另外两组具有相同模式的元素。锶（Strontium）的原子量、颜色、性质和反应活性介于钙（calcium）和钡（barium）之间；硒（selenium）也可以类似地放置在硫（sulphur）和碲（tellurium）之间。多贝雷纳将这些组合命名为“三体”或“类族”，并开始广泛搜寻其他元素以寻找更多例子，但未能找到更多。多贝雷纳的“三体定律”似乎只适用于已知的五十四种元素中的九种，并被他的同时代人视为巧合而驳回。
暂时就这样了。化学已经因错误的理论（四元素说、燃素说等）遭受了足够的打击。未来的道路在于实验。在多贝雷纳的“三体定律”之后，又过了三十多年，才有人再次试图寻找元素的模式。不幸的是，这项贡献将来自一位才华横溢但却行为乖张的科学家。
亚历山大-埃米尔·贝盖尔·德·尚库尔图瓦（Alexandre-Emile Beguyer de Chancourtois）于1820年出生在巴黎。他最初热爱地质学。直到四十多岁，德·尚库尔图瓦才将他相当大的才能投入到化学领域。1862年，他发表了一篇论文，描述了他巧妙的“ teluric screw”（地球螺旋），该论文表明元素之间确实似乎存在某种模式。德·尚库尔图瓦的“ teluric screw”由一个圆柱体组成，上面画有一条向下的螺旋线。德·尚库尔图瓦沿着这条线以固定的间隔，根据原子量绘制了每种元素。他惊讶地发现，当沿着圆柱体垂直读取元素时，这些元素的性质倾向于重复出现。似乎每隔十六个原子量单位，匹配元素的性质就倾向于与圆柱体上方的对应元素显示出惊人的相似性。德·尚库尔图瓦的论文被正式发表，但不幸的是，他在提及某些元素时选择了使用地质学术语，甚至一度引入了他自己版本的数字学（数学的炼金术，其中某些数字具有其自身的神秘意义）。更糟糕的是，出版商省略了德·尚库尔图瓦的圆柱体插图，使得这篇文章对于除了最执着和最有知识的读者之外，几乎无法理解。
这个课题显然吸引了一类习惯于嘲笑的科学思想家。1864年，年轻的英国化学家约翰·纽兰兹（John Newlands）在不知道德·尚库尔图瓦的晦涩研究的情况下，提出了他自己的元素模式。约翰·纽兰兹于1837年出生在伦敦，是长老会牧师的儿子。纽兰兹发现，如果他按照原子量升序排列元素，以每行七个元素的垂直线排列，对应水平线上的元素性质会惊人地相似。正如他所说：“换句话说，从一个给定的元素开始的第八个元素，就像音乐中的八度音阶的第八个音符一样，是第一个元素的某种重复。”他称之为他的“八音度律”。在列表式排列中，碱金属钠（第六重的元素）与非常相似的钾（第十三重的元素）横向排列。同样，镁（第十重）与相似的钙（第十七重）在同一行。当纽兰兹将表格扩展到包括所有已知的元素时，他发现卤素，如氯（第十五重）、溴（第二十九重）和碘（第四十二重），它们表现出递进的相似性质，都落在同一条水平列中。而镁（第十重）、硒（第十二重）和硫（第十四重）这三者，也具有递进的相似性质，则落在同一条垂直线上。换句话说，他的“八音度律”似乎也包含了多贝雷纳“三体定律”中零散的相似性。
不幸的是，纽兰兹的列表式“八音度律”也有其缺陷。一些元素的性质，尤其是原子量较高的元素的性质，根本不匹配。尽管如此，纽兰兹的“八音度律”比以往任何观点都算得上是明确的进步。事实上，许多人现在认为它是存在某种全面的元素模式的第一个确凿证据。1865年，纽兰兹向伦敦化学会报告了他的发现，但他的想法超出了当时的时机。在场的权贵们只是嘲笑他的“八音度律”。在普遍的欢笑声中，有人甚至讽刺地问他是否尝试过按字母顺序排列元素。直到二十五年后，纽兰兹的成就才最终得到承认，皇家学会于1887年授予他戴维奖章。
多贝雷纳发现了孤立元素组之间的相似性。德·尚库尔图瓦辨别出了一种可重复性质的特定模式。纽兰兹扩展了这种模式，甚至包含了多贝雷纳的元素组。但他的“八音度律”总体上仍然行不通。这部分是由于当时对各种原子量的计算错误，部分原因在于纽兰兹没有考虑到尚未发现的元素。但也是因为纽兰兹的“八音度律”系统的僵化并不适合。
元素之间存在某种模式变得越来越明显，但答案显然更为复杂。化学似乎已近在咫尺，能够一窥其所基于的元素的蓝图。欧几里得（Euclid）奠定了几何学的基础，牛顿（Newton）的引力定律用物理学解释了世界，而达尔文（Darwin）则解释了所有物种的进化——化学现在能否发现解释物质多样性的秘密？在这里，可能存在着一个能够统一所有科学知识的关键。
摘自保罗·斯特拉森（Paul Strathern）所著的《门捷列夫的梦想》（MENDELEYEV’S DREAM）。经Pegasus Books授权转载。
