當我們談論諸如煤炭、石油與天然氣這些化石燃料時，我們真正談論的其實是化石。
比方說，當你抓住一塊煤炭時，你在手中握住的這些碳原子，也許是死去很久的樹木、草本和苔蘚，或是原始沼澤或濕地森林中有機質濃縮而成的精華。這也就是為什麼煤炭可以燃燒的根本原因——在原子層面上，它很像是純化的木柴。經過漫長地質年代的分解，深埋於高溫高壓的地下，重構之後的植物殘存組織只留下環狀緊扣的碳原子和一些生命元素，兩者比例為9：1。碳原子採用蜂窩形式緊密堆積，曾經棕色或綠色的纖維組織也逐漸變成深黑色的石塊。有的時候，原始植物會形成一塊幽靈般的平板，保存完好，其中的細節還能讓專家鑒定它們的品種。
相比之下，石油是液態的，其中流淌的是一些富含碳原子的分子鏈。對於石油而言，主要的碳源是海洋浮游生物。陸地上的植物可以用糖或澱粉儲能，但這兩者會在遇水時發生溶解或膨脹，因此藻類將它們的碳原子構建成不親水的油滴，相當於人類體內的脂肪。當它們死亡之後，細胞會沉積到海床上，在那裡它們被反覆擠壓熬煮，最終純化成為可燃的液體。
三大化石燃料的最後一種是天然氣，它的遷移能力最強。甲烷分子，是單個碳原子結合了四個氫原子，而丙烷是一條短短的碳鏈，上面也佈滿了氫原子。新近被掩埋的植物及浮游生物會滋生細菌並產生天然氣，直到不斷增加的溫度和壓力將它們也一併殺死，而留下的天然氣則會藏匿在煤炭的縫隙裡或油田內部。
介紹上述這些細節，所要表達的重點就是，從原子層面看，化石燃料其實和我們一樣，都是生物圈的傑作，主要區別不過是它們的碳原子已經在層層厚重的岩石下被隔絕了數百萬年之久。對我們而言，化石能源的碳原子就像是失聯很久的親戚，我們從未聽到過有關它們的消息——直到現在。
據推測，深埋地下的化石性碳含量大約是目前碳循環過程中的兩倍，也就是說，在漫長的歲月裡，一座巨大的有機物倉庫在地下礦床上被建立了起來。現在請你想像一下，如果它們像拉撒路（聖經人物，經耶穌救贖，被埋葬後死而復生。——譯注）一樣從墳墓中復活，重新轉變為生命會怎麼樣？當然，你並不需要把這個過程限制在想像的世界裡，因為你可以真實地看到、聽到、嘗到、嗅到或感受到這一切，因為這一切正在你身邊甚至你的體內發生著。
很多人都會同意諾曼·梅勒（Norman Mailer，美國著名作家）的觀點，他曾在作品中這樣描寫石油產品：「我們把自己從土壤、岩石、樹林和礦石中的成分中剝離出來；我們寄希望於在大桶裡煮出來的新材料，也就是尿液漫長轉化之後的複雜衍生品，我們稱之為塑料。它們已沒有生命的氣息……它們的觸感與本性格格不入。」但如果用原子的觀點審視現代世界卻會更為微妙，土地、海洋和空氣中的元素依舊滲透到了我們的生活之中，即便是在城市中那些看起來最不自然的一面，也比你的想像更加野性。
為了說明這一點，我們不妨去拜訪一下麥當勞。
無論對它是愛是恨，麥當勞的金色門廊標誌都已遍佈世界各地，接待著數以十億計的顧客，以至於麥當勞品牌已經成為西方文化的象徵，而這一切皆源於20世紀40年代位於加州聖貝納迪諾的一家獨立燒烤餐廳。這也是我們探訪碳原子的主要地點。
在這個思維實驗中，你將車子開到停車場並熄火。你的汽車引擎此刻已不再燃燒我們稱之為汽油的海藻碳；隨後你便下車，站到了黑色的硬質路面上——瀝青是一種黏稠的液體，其中的碳鏈和碳環是喜光的海洋浮游生物在幾百萬年前編織而成的，為了使其穩定，人們在其中摻雜了一些鵝卵石。
接著你走向櫃檯開始排隊，基於石油的樹脂地板因為表面的浮游生物蠟而熠熠生輝。地面很滑，你的腳不由自主地使勁，鞋子中那些由海藻碳構成的聚合物因為壓力而吱吱作響。你面前的牆上掛著五顏六色的面板，透過一層透明膜可以看到裡面的菜單——這層膜也是有機物，其中的碳原子是由原始浮游生物從海洋與空氣中攫獲的。餐廳內燈火通明，而這是因為電廠正在用古生代森林的碳作為能源發電。
「小薯條，一杯可樂，謝謝。」
薯條在碳基食用油中嘶嘶地冒著氣泡。這些食用油一般由玉米、花生或大豆加工而成，貨車燃燒著精煉的古海藻（汽油）將它們運輸到此，隨後的烹飪則是在阿帕拉契亞山脈遠古森林（煤炭）提供的能量下完成的。當它們被遞送到你的手裡時，外面包著一層由木漿纖維（紙）製成的袋子，似乎還有點起皺；而要想更好地享受美味，你還需要蘸一些富含碳元素的西紅柿果醬（番茄醬）。你手中的可樂正在沙沙作響，它是由微生物排放的廢氣（天然氣）與水蒸氣反應而來，這種軟飲中的甜味則是來自一種熱帶草本植物的莖（甘蔗）。
然後你用什麼付賬呢？還能是什麼！是由阿拉伯沙漠中發掘出的海藻碳（石油）製成的一種彈性薄卡片，然後你就該繼續上路了。
現代社會能否從自然中孤立出來？非常難。之所以覺得孤立只不過是一種錯覺，認為穩定存在的原子會快速消失。即使在地球上最人工化的一些地區，碳原子仍然將你和現代以及遠古的很多有機體聯繫起來。從這個意義上講，塑料和它的近親們並不比羊毛（由綿羊將牧草的分子轉化而來）或木頭（由樹木將空氣和水轉化而來）更不天然。
從嚴格的原子角度來看，喧鬧的城市同偏僻的熱帶小島倒有許多相同之處。車輛與建築的窗玻璃是熔融過的沙子薄片；牆面、地基和步道是粉碎的石灰質礦物質，從遠古時代的海床挖掘而來。根據這些，你的思維還可以更天馬行空一些，將摩天大樓看作是轉世而來的珊瑚礁，那些店面就好比是濾食性的珊瑚蟲一樣，而熙熙攘攘的人流就是它們獲取養分的「浮游生物」。所有這些人工建築都是由回收的材料構成的，我們出於自身的目的對它們重新加工，跟微生物、植物還有動物幾百萬年以來一直做的事情一樣。
這當然並不是傳統的思維方式，而且也很容易被誤解，因此有必要做一個簡單澄清。通過原子的角度來揭穿人類社會孤立於自然的假象，並不是為了給我們特權，讓整個世界都變成我們的遊樂場。根本不是這樣！相反，這是在提醒我們，跟其他任何物種一樣，我們不會在自然法則中獲得豁免權，如果我們忽視了這一切，只會讓我們自己身處危險之境。
隨著越來越多的化石碳重新回到了大氣循環之中，你與食物之間的元素關聯還可以追溯到更遙遠的過去。不妨拿起你的番茄醬——如果這些西紅柿是在加州中央山谷農場生長的，那麼這其中的很多碳都來自洛杉磯與舊金山的城市CO2穹頂。目前，加州的汽油大約一半是自給自足，剩餘部分主要來自阿拉斯加。所以，每一滴番茄醬中都攜帶著來自遠古藻類的碳原子，它們曾經生活在太平洋或北冰洋中，又在地下沉睡了百萬年或更久。你吃掉它後，這些碳原子會在你的體內待上一陣子，然後又會逃逸到海洋或大氣中，在那裡它們曾經漫遊過很多次。
利用穩定同位素，科學家最近開發了一種方法，可以通過連鎖快餐店的菜單對你和地球之間的原子聯繫進行追蹤，有時甚至可以使用標誌性的巨無霸漢堡作為這個星球上古老生態食物鏈的新代表。在文化與飲食日益趨同的前提下，他們的發現與我們大多數人的期望相違。
在開始探索漢堡裡的碳原子如何將你的身體與世界相連之前，先想像一下，你現在穿越到遙遠的7000萬年前，來到如今屬於南卡羅來納海濱的地方。在這裡溫暖而清淺的海水之下，你準備探尋一種具有十隻觸手的生物，它的碳原子對於揭開你自己的原子秘密來說具有重要意義。