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太陽給我們送來了什麼?

太陽給我們送來了什麼?我們最直接的感受是:太陽送來了光和熱。

除了直接的感受以外,太陽能還轉化成一大批貴重的禮物:糧食、煤、石油以及電力。地裡的莊稼在陽光的照射下,才會進行光合作用,從而生長髮育開花結果,人才有了糧食。而遠古的植物和動物的屍體被埋在地下,轉化成煤和石油。今天燒煤,是在消耗遠古的太陽能。太陽還把海水曬熱,產生水蒸氣,送到大陸變成了雨,雨水貯在水庫裡,用來發電,太陽能轉化成了電能。

太陽給我們送來了什麼?

地球上的能源,絕大多數來自太陽。抬頭看看太陽,不由得感嘆,太陽時時刻刻在向外發射能量,地球接收到的能量只是很小很小的一部分。太陽的能量該是多麼巨大,太陽能是怎麼產生的呢?

在科學不發達的年代,人們看到火紅的太陽,就聯想到太陽是個大火球,一定存在著燃燒現象,會不會是煤在燃燒?可是,稍有頭腦的人說,就算太陽是個巨大的煤球,它又夠燒幾年呢?無論太陽多麼巨大,按體積計算,也就只夠燒幾千年,就算能燒1萬年,“煤球”也燒完了。可是,太陽的年齡卻是50億年,哪裡有什麼燒了50億年的大“煤球”?

太陽能來自燃燒,僅僅是一種猜測。猜測不是科學,說出來跟沒說一個樣,不知道還是不知道。

太陽給我們送來了什麼?

到了19世紀,有位天文學家在研究太陽是怎麼形成的時候,同時回答了太陽能是怎麼產生的。他說,太陽原來是一團大星雲,體積非常大,就像今天整個太陽系那麼大,後來逐漸凝縮,在凝縮的過程中,由於引力的作用,外圍的質點紛紛湧向太陽中心,產生了動能,轉化為光和熱向外輻射。在當年,星雲學說是引人注目的理論,相當多的人接受了這個說法,以為這就知道了太陽能的來源。

進入20世紀,科學發展了,科學家首先關心的不是去解答太陽能從何而來,而是太陽上有些什麼物質。因為射到地球上的太陽光就是重要的資訊,太陽光透過三稜鏡就會分成顏色鮮豔的七色光。從那些寬窄不同的彩色譜線中,就能分析出太陽上的物質。1929年,美國科學家羅素反覆地分析了太陽光譜,告訴人們,太陽這個大火球,實際上充滿了氣體,絕大部分是氫。按質量計算氫佔71%,氦佔27%,其他元素只佔2%。

太陽給我們送來了什麼?

這時候,原子科學也有了發展,研究原子的科學家也關心起太陽能從何而來,他們根據太陽含有豐富的氫進行分析,認為太陽內部存在著核反應。貝特是出生在德國的美國科學家,他認為,4個氫核結合成1個氦核,產生了能量,也就是說,氫是太陽的“燃料”,氦是燒下來的“灰”。貝特的說法,不僅解釋了太陽能的來源,還擴大到恆星,恆星發光也是這個原理。

貝特的理論告訴了我們,太陽和恆星的能量來自核反應,是核聚變的結果。為什麼太陽能產生大量的光和熱,輻射出大量的能量?是靠燒掉了一些氫,每秒鐘要損失400萬噸物質!但是,太陽中的氫實在太多了,還經得起消耗,在數百萬年以內,這個損失仍只是一個可以忽略不計的小數目,太陽還有幾百億年的壽命。

這樣,人們總算知道了太陽能的來源。可是,人的認識總是在不斷髮展。人們掌握核聚變的技術,製成了氫彈,卻有一個解不開的謎。氫彈裡有氫核,在高溫條件下,氫核一下子聚合成氦,產生了大量的光和熱,這一切過程,僅僅在爆炸的一瞬間就完成了。爆炸結束,核反應也完結了,所有的氫都參加了反應。

太陽給我們送來了什麼?

人們在想,核反應有兩種,一種是核裂變,原子彈爆炸就是裂變的結果;另一種是核聚變,氫彈爆炸是核聚變的結果。可是,核裂變現在已經可以加以控制,能按照人的意願,不是突然爆炸,而是緩慢地連續地進行反應,用來發電,建成原子能電站。可是,氫核聚變卻只能以爆炸的形式出現,所有的氫一起參加反應,反應一次完成。

這就產生了一個問題,既然太陽含有豐富的氫,太陽中心的溫度又高達上千萬攝氏度,為什麼不會使所有的氫一起參加反應,為什麼不是反應一次完成,而是緩慢地進行,並且已經進行了50億年!

這個問題也可以反過來問,既然太陽的壽命已有50億年,由此可見,太陽一直在進行著核聚變,不是一次爆炸式的聚變,而是持續不斷地聚變。核聚變能夠持續不斷地進行,一定存在著一種控制機理,這是我們所不知道的,這是一個謎。

太陽給我們送來了什麼?

科學家正在力求破解這個謎。科學家為了利用氫這個廉價的原料作為能源,正在尋找控制氫聚合的過程,只要找到控制的辦法,就有了大規模利用氫的可能。

也許,太陽會給我們一點啟示,告訴我們氫的聚變不一定是爆炸,也可以持續進行,也是可以控制的。

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