导读 : 他吸住她敏感的核豆 将军他顶着她敏感的顶端:新年开工第一天,我们不谈工作,谈谈家长里短。回村这些日子,你都从七大姑八大姨那里又寻摸了哪些曲折离奇的同村八卦、励志人生
那么,金斯反对爱丁顿的理由是什么呢?最核心的一条理由是这样的:质子之间存在很强的静电斥力,为了让它们彼此接近到能够发生核聚变的程度,它们的热运动能量必须大到能克服静电斥力的程度,这要求极高的温度,而太阳内部是不可能有那样高的温度的。对此,爱丁顿的回答是:象氦核那样的重原子核的存在是一个既有事实,如果连恒星内部的温度都不够高,那么宇宙中的重原子核从何而来呢?“我们不跟宣称恒星不够热的人争论,我们请他去找一个更热的地方”——他用这样一句掷地有声的名言把球扔回给了金斯。
这球金斯没能接住,因为当时没有人知道更热的地方(不过富有戏剧性的是,后来人们发现,还真的存在一个比恒星内部更热的地方,而且包括氦核在内的某几种重原子核确有相当一部分是在那里被产生出来的。那个地方就是大爆炸初期的宇宙)。爱丁顿虽然把球扔回给了金斯,但要想让别人真正信服,光靠扔皮球是不行的,他必须正面论述自己理论的可行性。为此,爱丁顿对恒星结构模型进行了研究。在那些具有开创意义的研究中,他估算出太阳核心的温度约为4000万度,核心物质的密度则为80克/厘米3(相当于黄金密度的四倍)。由于缺乏核相互作用理论的引导,他无法对核聚变的细节做出可靠描述,但他的估算结果在数量级上是大致成立的[注六]。
几千万度的高温,比黄金还高得多的密度,那样的数据看上去有些离奇。但福尔摩斯说得好:当你排除了所有的不可能,剩下的无论看起来多么不可能,一定就是真相。爱丁顿的理论就颇有那样的意味。如果我们对已被排除掉的“煤球说”、“陨星说”和“引力说”分一下类的话,那么从尺度上讲,它们中既有宏观的,也有原子尺度的;从相互作用上讲,则既有电磁的,也有引力的。既然那些都被排除掉了,剩下的尺度就该轮到原子核尺度,而剩下的相互作用则该是弱相互作用和强相互作用了,这正是爱丁顿假说的基本特点[注七]。但福尔摩斯的话虽然精彩,毕竟不是金科玉律。爱丁顿的假说真的代表真相吗?这个悬念我们要请下一位发言者来揭晓。那位发言者也做了充分准备,而且拉“赞助”的功夫也不含糊,总计拉到四项之多(赞助者除伽莫夫外,也全都是诺贝尔奖得主):
1928年,俄国物理学家伽莫夫(GeorgeGamow,1904-1968)发现了量子力学的隧道效应,即微观粒子有一定概率穿越经典意义上不可穿越的“障碍”。这一发现在很大程度上破解了金斯的诘难,因为即便太阳核心不够热,依然有一部分质子可以通过隧道效应来克服静电斥力造成的“障碍”。
1932年,英国物理学家查德维克(JamesChadwick,1891-1974)发现了中子,为理解原子核结构铺平了道路[注八]。
1934年,意大利物理学家费米(EnricoFermi,1901-1954)提出弱相互作用的四费米子理论(four-fermiontheory),为近似描述核子反应中的弱相互作用部分提供了理论基础。
1935年,日本物理学家汤川秀树(HidekiYukawa,1907-1981)提出了强相互作用的介子理论,为近似描述核子反应中的强相互作用部分提供了理论基础。