當四個氫原子核聚合成一個氦原子核的時候,我們會發現出現了質量的虧損,也就是一個氦原子核的質量要比四個氫原子核的質量少一些。那麼,虧損的物質跑到哪裏去了呢?原來,這些物質變成了光和熱,也就是物質由普通的形式變成了光的形式,轉化成了能量。質量和能量之間的轉換關係,可以用偉大的科學家愛因斯坦的相對論來解釋。那就是能量等於質量乘上光速的平方,由於光速的數值很大,因此,這種轉換的效率是非常高的。用這種方式燃燒一克氫,就可以產生一千五百億卡的能量。它相當於燃燒150噸煤。太陽為了維持目前發射的總能量,每秒鍾要有六億五千七百萬噸的氫聚合為氦。聽起來,這是一個很大的數字,但是對於太陽來說卻是微不足道的,因為太陽的質量實在太大了,比地球的質量要大33萬多倍。而且太陽物質的化學組成和地球的很不一樣,絕大部分正是太陽進行熱核反應所需要的氫。

氫占太陽質量的四分之三以上。其次是氫燃燒後生成的氦,占五分之一左右。

再其次才是幾十種其他的微量元素。因此,如果太陽按目前的速度燃燒氫,那麼還足夠燃燒五百多億年呢!

人們在弄清楚了太陽的能量是怎樣產生的以後,自然就聯想到能不能把太陽上的這種產生能量的方式搬到地球上來呢?人們通過對原子和原子核的大量研究,終於利用熱核反應的道理,製造出和太陽產生能量的方式一樣的氫彈。氫彈的威力比原子彈還要大得多。不過,目前人們還做不到把氫彈的能量很好地控製起來使用。如果有朝一日能夠實現可以控製的穩定的熱核反應,那麼大量的海水中的氫就可以作為取之不盡的燃料。那時候,地球上再也用不著為能源問題發愁了。這樣的設想並不是幻想,目前世界各國的科學家,包括我國的科學家在內,正在為實現這一宏偉目標進行著不懈的努力,並且已經取得了一些進展。

關於太陽的巨大能量是怎麼樣產生的,我們已經簡單說明了。有人也許會聯想到太陽將來會怎麼樣呢?太陽和天上的所有恒星一樣,也是一顆星球。

任何一顆星球都有它的生、老、死亡的過程。據天文學家研究,太陽從誕生到現在,已經經過了大約50億年,太陽的整個壽命大約是100億年。所以,目前的太陽可以說正處在它的壯年期,壯年期的太陽就是依靠燃燒氫的熱核反應來維持它的生命的。我們剛才講到,太陽把全部氫燒光,太陽就會發生突變。太陽核心的溫度會逐步升高,最後太陽會發生突然性地膨脹。那時候,地球表麵上的溫度會大大提高,可能要超過一千度以上。在這樣的高溫下,河流會曬幹,生物會被曬焦,情況嚴重的話,膨脹的太陽甚至會把整個地球吞掉。不過,請你不要擔心,這幅可怕的情景是在50億年以後才會發生的。

到那時,人類的聰明智慧也許能用宇宙飛船把大家送到更適宜生存的星球上去了。

太陽能的利用

對太陽能的利用,中國是世界上最早的國家之一。遠在3000多年前的西周時代(公元前11世紀),就已有了“陽燧取火”技術的記載,所謂“陽隧”,就是形似凹麵鏡的金屬圓盤,對著太陽聚光,在聚光點點燃艾絨等易燃物,取得火種,這是一種最古老的太陽能聚光器。1990年第11屆亞運會火炬的火種,就是於8月7日下午,在距拉薩市以北100多公裏的念青唐古拉峰下,由15歲的藏族少女達娃央宗用木柴從拋物麵聚光太陽灶上獲得的。原理與古代陽燧差不多,隻是聚光所用的材料有較大的差別。陽燧取火技術在世界太陽能利用科學史上占有重要的地位。

國外認為阿基米德是利用太陽能最早的人之一。約在公元前215~210年間,古羅馬帝國的艦隊侵占了西西裏島,派了一支艦隊攻打希庫紮港,著名的學者阿基米德,為了保衛家鄉,他讓每個士兵用擦亮的銅盾,排列在城堡上,把太陽光聚集反射到入侵的羅馬艦船上,結果使艦船起火,敵人倉惶逃跑。可惜無法考證,人們認為是一種傳說。然而在1973年,希臘的一位科學家薩克斯博士,雇了50多名水手,各持一塊長方形銅鏡,聚焦一隻木船,結果木船起火。此可證明阿基米德用銅盾燒敵艦是可能的。