絕大部分的物質元素來自恆星“大熔爐”，在66年前的一次未有期待的發現顛覆了天體物理學家對物質元素來源的看法。在66年前的一次例行觀測中，天文學家保羅·梅林將望遠鏡對準了座標鎖定的天空，望遠鏡位於加州帕薩迪拉的威爾遜山頂天文臺，堅持不懈的觀測加上那麼一點幸運讓梅林收穫了發現的喜悅，他在一個遙遠恆星發出的光線中發現了元素鍀的信號。
梅林的發現在當時的天文學界引起了不小的轟動，天文學家沒有預料這樣的發現。鍀不是一個穩定的元素，它被當時的物理學家稱之為“人造元素”，在恆星成分中發現一種不穩定的元素，梅林和當時的物理學家都感到十分吃驚，他們當時認為，當恆星形成時，如果有任何鍀元素的出現，那麼它們應該轉換為不同的其它元素，諸如：釘或鉬。如果梅林發現的元素鍀是一種人造元素，那麼科學家必須假設在很久以前某位“神明”或“大師”用“巧奪天工”的方法創造了鍀，但是，誰能夠在恆星的“煉獄”製成鍀元素，他或她怎樣煉製這些罕見的元素？
1952年5月2日，梅林在《科學》雜誌報告了他的重要發現，當然沒有聽信“神明”或“大師”的說法，梅林提出了恆星創造重元素的三種解釋，他不僅破解了令人迷惑的觀測結果，而且打開一扇重新理解我們宇宙起源的天窗。在人類的科學史上，不是每一項發現都徹底改變了人們對自然世界的看法，但是，梅林的發現簡潔而震撼人心，這一發現揭示了宇宙元素起源的新圖景，即使在今日核物理的科學研究中，仍然能夠聽到這一偉大發現產生的“迴響”。我們關心的第一個問題：元素來自何處？人們在1950年代的早期還不清楚構成宇宙的元素是怎樣產生的，物質元素構成了宇宙的萬事萬物，也包括我們的身體，當時的一種最常見的看法是所有的元素來自宇宙大爆炸。
第一批替代大爆炸起源說的理論由那個時代的一些著名的科學家提出，例如：獲得1967年諾貝爾物理學獎的漢斯·貝特，獲得1957年馬克斯·普朗克獎盃的卡爾·弗里德里希·馮·魏茨澤克，獲得1974年皇家獎盃的弗雷德·霍伊爾，但是，直到保羅·梅林的出現，沒有一位科學家提出真正令人信服的元素起源理論。
梅林的發現標誌了一個全新科學領域的產生，恆星核合成理論成功地解釋了元素的來源，它是研究元素、或更準確地說是原子核在恆星內部怎樣通過核合成方式產生的一門學科。在梅林發現的基礎上，科學家找到一條準確解釋恆星內部核合成元素形成過程的路徑，恆星核物理學正確解釋了梅林不同尋常的元素鍀的發現。我們關心的第二個問題：在恆星的心臟何以實現原子核的聚變反應？在恆星內部進行的原子核聚變反應從使用最簡單、最豐富的氫原子開始，從氫原子合成更重的氦原子，從氦原子和碳原子一路合成到鍀原子和比鍀元素更重的原子。
元素的核合成過程像“一環扣一環”的鏈條，形成從重元素到更重元素的“鏈式反應”。在梅林發現鍀的時代，天體物理學家共同協作，提出了四種主要的核合成理論。獲得了1988年阿爾伯特·愛因斯坦世界科學獎的瑪格麗特·伯貝格在1957年發表了著名的“恆星內的合成元素”論文。獲得1999年布魯斯獎的傑弗裡·伯貝格，獲得1983年諾貝爾物理學將的威廉·富勒，獲得1974年皇家獎盃的弗雷德·霍伊爾共同出版了名稱為《B2FH》的專著，這本讀物迄今仍是人們瞭解恆星內部核物理發生過程的參考書。獲得2006年漢斯·貝特獎的AL·卡梅倫在1957年通過獨立研究發表了題為“恆星內部的核反應和核起源”的研究論文。
科普編譯：2018-5-30
Paul W. Merrill standing at the spectrograph mounted on the 60-inch telescope at Mount Wilson Observatory.
Fusion reactions happen in different parts of a star. Technetium is created in the shell.
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