第二部分
高空中的意外發現
1901年，英國的幾位物理學家發現，在附近沒有放置放射性物質的情況下，放在實驗室裏的幾台帶電的驗電器，時間稍長自己也能夠偷偷地把電荷放掉。最初，他們以為這是儀器的絕緣出了問題，沒有在意。後來發覺，無論怎樣改善儀器的絕緣性能，也消除不了這種漏電現象。這使他們感到驚詫。為了查清驗電器漏電的原因，他們把驗電器裝在密封的鉛盒子裏屏蔽起來，以減少外界對它的影響和幹擾。但仍未能得到根本的消除。這時，他們敏銳地認識到，驗電器的漏電，一定是有某種穿透性很強的射線，穿過室內引起空氣電離造成的。此後多方麵的觀測發現，不僅僅是在實驗室內，而且靠近地麵的整個大氣層都處於微弱的電離狀態之中，這表明，引起空氣電離的射線是無所不在的。當時，對這種射線的來源有一種解釋，認為它是由散布在地殼中的微量的天然放射性元素發射出來的。這種說法對不對呢？
這個問題引起了瑞士物理學家高凱耳的深思。他想，如果這種說法正確的話，那麼，這種來自地殼內的射線的強度，就應當隨著離開地麵高度的增加而減弱，而在射線達不到的高度上，空氣就應當不再是電離的——可以設想，帶到這樣高度以上的高空中的驗電器，將會完全停止放電。為了證實這一點，1909年，他帶著驗電器親自去高空做了一次實驗，氣球在一千米的高度內升高時，高凱耳看到驗電器放電的速度逐漸減慢下來了，不過還不是預料中的完全停止了放電的那種情況。氣球繼續在上升，兩千米、三千米……氣球越升越高，可是驗電器呢？不僅一直沒有停下放電的“步伐”，放電速度反而越來越快了！
高凱耳這次實驗的結果是如此令人不解和出乎意料，致使有關這次實驗的報導，受到同行們的懷疑。為了弄清事實的真相，許多科學家決心重複高凱耳的實驗。從1911～1919年近十年的時間內，奧地利物理學家赫斯和德國物理學家科爾霍斯特等人，先後用氣球升到更高的空中進行了探測實驗。結果發現，氣球升得越高，空氣電離越厲害，比如，在5000米的高空，空氣的電離量比地麵大兩倍，而在9200米的高空，空氣的電離量竟比地麵大十倍！
這幾位科學家在高空中進行的實地觀測表明，引起空氣電離的射線決不會來自地下，而隻能來源於“天外”。進一步的觀測還表明，這種天外飛來的射線，與太陽、月亮、行星或天河的位置無關，而是發源於整個宇宙空間。因此，科學家就稱它為宇宙射線。
幽靈粒子
幽靈粒子，是指中微子。中微子很神秘，一個小小的粒子，居然能穿過地球。從太陽出發的中微子，隻要8分鍾就可以到達地球。1000億個中微子與地球相遇，幾乎全部都能順利地穿越地球，再次進入茫茫的宇宙之中，隻有1個中微子可能與地球上的原子發生作用。
說它神秘，還因科學家猜想，宇宙中的中微子，像一個幽靈在飄蕩，怎麼也捉不到它。本世紀初，在研究放射物質的時候，人們注意到，原子核放出一個電子（或正電子）的時候，會帶走一些能量。可是，仔細地算一算，損失的能量比電子帶走的能量大，有部分能量丟失了。就像錢包裏的錢丟失了一部分，是被小偷竊走了，能量丟失，也是一宗失竊案。
丟失能量，不論是怎麼丟失，丟在哪裏，在物理學家看來，都是嚴重的大事，令人頭疼。物理學中有一條重要定律，即能量守恒。按照這條定律，能量是不會丟失的，如果證實是丟失，是虧損，那麼能量守恒定律就靠不住了，不少的物理學理論就會垮掉。
事關重大，一定要偵破失竊案，查明能量是怎麼丟失的，是哪個小偷竊走的。
1931年，奧地利物理學家泡利出來說話了，說是放射物質的放射線β中，不僅有電子，同時還有一種我們尚不認識的粒子，這是個未露麵的“小偷”，就是它帶走了丟失的能量。大物理學家費米十分欣賞泡利的觀點，還給這種未露麵的粒子取了個正式名字：中微子——中性的微小粒子。
在當年，科學家發現的基本粒子非常少，對中微子的理論，大多不相信，甚至認為，這隻是找個理由來維護能量守恒定律，保住物理理論大廈。至於那個“小偷”，猶如幽靈，是抓不到的。
捕捉中微子的工作，比設想的要困難得多。中微子是中性粒子，不帶電，不參與電磁作用，不惹是生非；它的運動速度很快，接近光速，穿透力強，來無蹤去無影。從假設存在中微子，直到捕捉到手，共用了25年的時間。
首先是中國科學家王淦昌寫論文，提出了《探測中微子的建議》，設想了一個探測方法。這是1942年，王淦昌很年輕，風華正茂。他的建議，為一位美國科學家接受。通過實驗證實了丟失的能量的確是被中微子帶走了。
經過漫長的搜尋過程，1956年，美國科學家柯文和萊因斯宣布，他們捉到了中微子。他們做了一個很大的探測器，埋在一個核反應堆的地下，埋得很深，經過相當長的時間，測到了從核反應堆中放出來的中微子束。
十幾年以後，人們才捕捉到從宇宙空間射來的中微子，科學家做了一個直徑6米的大桶，埋在一個很深的金礦中，構成一架“中微子望遠鏡”，也捕捉到了中微子。
神秘的中微子終於露麵了，然而，科學家仍然沒有完全看清它的真麵目，留下了一些新的難以破解的謎。
在探測中微子的時候，科學家的第一個感覺是數量不夠，總是比預期數量少，而且“漏網”的數量很大，為什麼不能全部捕捉到呢？
再一個重大問題是：中微子的質量問題。質量，靜止質量是粒子的重要性質，確定其它各種粒子的質量，沒有什麼困難，順順當當地解決了，唯有中微子的質量怎麼也定不下來。在科學界，有種種不同認識，還有種種相互矛盾的觀測記錄。中微子，仍然保留著神秘的色彩。
有人說，中微子的質量是零，因為沒有質量，中微子才能在真空中以光速運動。這是根據美籍華裔科學家楊振寧和李政道的理論進行分析，得出來的結論。
當然，也有懷疑的人，說這個問題要通過實際觀測來確定。在前蘇聯和美國都有科學家在進行腳踏實地的測定，同時宣布說，已經測到了中微子的質量，並把數據列舉了出來，好像已經找到可靠的證據。過了幾年，由別人來重複他們的實驗，數據又變了，好像應該是零。實測結果並不確定，依然定不下來。
1987年，天文學家觀測到空間有一顆超新星爆炸，爆炸以後必然會拋出大量中微子，總有一部分中微子從宇宙空間闖到地球上來，科學家們紛紛啟動儀器進行觀測。觀測結果千差萬別，有的說中微子是有質量；有的說質量非常小，幾乎沒有；有的則明確地說，質量為零。
中微子，微小，渺小。它那麼輕，輕得沒有質量，卻留給人們一連串謎。科學家們非常重視這些謎，不僅物理學家關心，天文學家也關心。
宇宙間的各個星係，往往聚集成星係團，這是因為各星係之間存在著強大的引力。如果沒有強大的引力，就不會聚集成團，而會走向分離，越離越遠。
這個強大的引力從哪兒來？大家都認為來自星係的質量。可是，仔細計算一下，問題又來了：星係的總質量不足以提供那麼強大的引力，最多隻能提供20％，短缺的質量達到80％。
從哪兒去尋找那些短缺的質量呢？
從宇宙中密度極大的中微子身上去尋找，隻要中微子有質量，就可以彌補那些短缺的質量。
這些想法正確嗎？不敢說。中微子原來像個幽靈，難以尋覓；現在捕捉到手，卻又那麼神秘，留下了一連串謎。
引力波的最早檢驗
人們所熟知的萬有引力的本質是什麼？牛頓認為是一種即時超距作用，不需要傳遞的“信使”。愛因斯坦則認為是一種跟電磁波一樣的波動，稱為引力波。電荷被加速時會發出電磁輻射，同樣，有質量的物體被加速時就發出引力輻射。這是廣義相對論的一項重要預言。但引力波那麼微弱，茫茫宇宙，到哪裏去尋找它呢？
1959年美國馬裏蘭大學教授韋伯發表了證實引力波存在的消息，這引起世界物理學界一陣狂熱的激動。事情是：韋伯等人製造了6台引力波檢波器，分別放在不同地點，進行長期的檢波記載。結果發現在各台檢波器上都記錄到一種相同的、不規則的“擾動”，並證明它並不是由聲學振動、地震、電磁幹擾或宇宙線幹擾等引起的。因此他們認為，“不能排除，這就是引力波”。之後許多國家的科學家采用各種方法企圖證實宇宙深處的同樣“來賓”，但終未得到肯定的結果。於是激動之餘，便隻能歎息罷了。
以後射電天文學的蓬勃發展給物理學家們開辟了新的探測途徑。射電望遠鏡的探測本領比光學望遠鏡強得多。美國天體物理學家泰勒等人在六年前，靠著射電望遠鏡發現了一個雙星體係——脈衝射電源（PSR1913+16）。按照廣義相對論計算，雙星相互繞轉，發出引力輻射，它們的軌道周期就因此而變短，（PSR1913+16）的變化率為-26×10-12。而在前年，他們也是采用精密的射電儀器，由實驗得到觀察值為-（32±06）×10-12，與理論計算值在誤差範圍裏正好符合。這可以說是引力波的第一個定量證據。
上述消息傳開，引起世界物理學界更大的激動。科學家們信心倍增，為歡迎引力輻射這位宇宙“嬌客”，將開展更為廣泛的探索研究。因為對引力波的探測不僅可進一步驗證廣義相對論的正確性，而且將為人類展現出一幅全新的物質世界圖景，茫茫宇宙，到處有物質，到處有引力輻射。約100年前對電磁波的驗證，使人類從此進入電子時代，取得驚天動地的巨大成就；那末，讓我們設想一下，要是有朝一日，引力波被完全確證，人類社會將會發生怎麼樣的深刻變化呢？
計算機參與戰爭
計算機可以參加戰爭這是一件很稀奇的事，一般人也很難理解，但現在確實已經變成了現實。
2000年春天，以美國為首的北約違犯國際有關公約，向南聯盟進行了瘋狂的空襲。在持續78天的戰爭中，以美國為首的北約先後凋集了1000多架戰機輪番轟炸，南聯盟也使出了所有武器全力反抗。
戰爭結束後，美國聲稱隻損失了2架戰鬥機。而南聯盟方麵則公開表示：共擊落61架戰鬥機、30架無人駕駛機、7架直升機，攔截238枚巡航導彈。
他們兩家誰說的對呢?下麵的情況可以幫助我們進行判斷。
南聯盟堅持說打下上百架北約的飛機，但隻公開播放了被擊落的F-117A隱形戰鬥機的殘骸錄像。對此，南聯盟領導人解釋說，由於南聯盟境內地形複雜、條件有限，許多被擊落的飛機無法錄像，但南軍清楚地從雷達屏幕上看到許多北約飛機被擊落。
而美國在國防部拿出的一份絕密報告中指出，在南聯盟境內的科索沃戰爭期間，美國成功地用假目標迷惑了南聯盟防空部隊的雷達識別係統。計算機作為一種新式武器首次被投入戰鬥，並成功地欺騙了南聯盟的雷達和防空導彈。研究發現，南聯盟發射的導彈大多命中了目標，但這些“目標”都是假目標，原因在於美國的電子專家侵入了南聯盟防空體係的計算機係統。當南聯盟軍官在雷達屏幕上發現有敵機目標時，天空中事實上卻什麼也沒有。除了幾架無人駕駛機之外，南聯盟實際上隻打下2架美國戰機，一架是F-117A隱形戰鬥機，一架是F-16戰鬥機。在美軍共出動的35000架次飛機中，被打下來的飛機隻有這2架。
美國的戰略學家們將這種新型作戰模式的出現視為“一次軍事革命”，並認為，隨著這一革命的深入發展，戰爭將可能不再依靠使用炸藥和炸彈來決定勝負。目前，這種新型的“計算機戰爭”的各項準備工作正在迅速進行，而這些工作的進行主要取決於計算機的硬件和軟件的發展水平。專門研究這種“計算機戰爭”的美國中央情報局和國家安全局，都得到美軍各兵種和聯邦調查局的大力支持，
幾年前，還沒有人認真對待這種新型的“計算機戰爭”，但是現在美國有成千上萬的專家在研製數據武器、受到信息攻擊後的早期預警係統以及防禦係統。美國從事軍事秘密情報報道的記者約翰·亞當斯在其最新出版的新書《下一次世界大戰》中明確提出：下一場世界大戰將是“計算機戰爭”。這種新型的戰爭主要標誌是“計算機成為武器”和“戰場無處不在”。
亞當斯在他的書中還披露：作為當今世界上惟一的軍事超級大國，美國經常通過模擬演習和軍事演習來檢測信息戰的威力，企圖在未來的“計算機戰爭”中；掌握主動權。美國的這些做法，早已引起了各國軍事專家們的密切關注。
電磁波與軍用航天器
1957年，前蘇聯發射了第一顆人造地球衛星，動搖了第二次世界大戰後居於霸主地位的美國在科技領域中的領先地位。此後，前蘇聯又首次發射了載人宇宙飛船，實現了宇宙飛船在太空對接，登上了月球等等。眾所周知，美國對此是持敵對的態度。為了維護其霸主地位，繼續稱霸世界，美國和前蘇聯在宇宙空間展開了激烈的競爭。時至今日，雖然前蘇聯已經解體，但是多元化的世界仍然動蕩不安。各國軍用航天器在太空這個更為廣闊的“戰場”上，進行著更為激烈的較量，太空爭奪戰時刻都在進行著。
那麼，到底什麼是軍用航天器呢?軍用航天器是指在地球大氣層以外，沿一定軌道運行，應用於軍事領域的各類飛行器的總稱。其中，包括各種類型的軍用衛星、航天飛機、航天站等。此外還有環繞月球和在行星際空間運行的航天器材，如月球探測器、月球載人飛船和其他行星際探測器等。
軍用航天器大多數以一種像圓一樣的軌道繞著地球飛行，不過它距離地球的遠近隨其具體任務的不同而不同。例如，軍用偵察衛星要求低軌道運行；而軍用通信衛星則要求高軌道運行，這樣就保證有較大麵積的通信覆蓋麵積。
隨著軍用航天器的出現和使用，太空也成了戰場，美國和前蘇聯都配備了太空部隊。電視裏看到的《星球大戰》將不再是科幻動畫片，不久將成為現實。
當前，搜集軍事情報的手段十分多，其中應用最廣泛的要算是軍用偵察衛星了。據統計，在人類發射的全部衛星中，軍用衛星大約占2／3以上；而軍用偵察衛星又占軍用衛星的2／3以上。
為什麼軍用偵察衛星如此受到人們的重視呢?這主要有三個方麵的原因：第一，軍用偵察衛星受到的地球引力就可作為它環繞地球運轉的向心力，無需其他能源，這是一般偵察儀器所不能比擬的；第二，軍用偵察衛星運行速度快，若按79千米／秒的第一宇宙速度計算，它的速度是火車的幾百倍，是現代超音速飛機的20倍，一個半小時就可以繞地球運行半圈；第三，軍用偵察衛星居高臨下，偵察範圍廣，在同樣的視角下，衛星所觀察到的地麵麵積是飛機的幾萬倍。此外還有，衛星的運行高山擋不住，大海隔不斷，風雨無阻，又無超越國界等問題。
軍用偵察衛星大體上可分為五類：照相偵察衛星，電子偵察衛星，導彈預警衛星，海洋監視衛星和核爆炸探測衛星。
照相偵察衛星發展最早，數量也最多，技術也最為成熟。照相偵察衛星是以可見光照相機和紅外照相機作為遙感的手段。可見光照相機的分辨率高；紅外照相機可揭露偽裝，照相真實。此外，還有便於識別目標的多光譜照相係統和不受天氣影響的微波照相係統。利用衛星對我國全境拍照，隻需拍500多張照，用幾天時間就行了；若用高空飛機對我國全境照相，需要拍100多萬張照片，得花費10年時間。由此可見，通過電磁波手段利用照相衛星進行偵察具有很大的優越性。它的缺點是隻能沿預定的軌道飛行，難行根據需要改變運行路徑去跟蹤目標，因此獲得的情報是不連續的，照片回收技術也比較複雜。
電子偵察衛星是利用電磁波信號進行偵察，衛星上裝有偵察接收機和磁帶記錄器。衛星飛經目標上空時，將各種頻率的無線電電磁信號記錄在磁帶上，當衛星飛行自己一方上空時，回收磁帶將信息傳回地麵。這種衛星可以偵察敵方防空和反彈道導彈雷達的位置、使用的頻率等性能參數，從而為自己一方的戰略轟炸機和彈道導彈的突防和實施電子幹擾提供依據。電子偵察衛星還可以探測敵方軍用電台的位置，竊聽其通信。電子偵察衛星的缺點是：地麵無信號時，它就無法偵察敵情；地麵的雷達電台或電子信號過多時，又難以識別有用的信號，因而易受假信號的欺騙和幹擾。
導彈預警衛星是探測導彈發射及飛行情況的衛星。衛星上裝有紅外線探測器，以便對敵方進攻的導彈上尾焰發出的紅外輻射進行探測和跟蹤。衛星還裝有遠攝鏡頭電視攝像機，以便向地麵及時傳輸電視圖像。預警衛星可以爭取較多的預警時間，比如，對洲際導彈可取得25分鍾預警時間，對潛地導彈可取得5～15分鍾預警時間。
海洋監視衛星主要用來監視水麵艦船和水下潛艇的活動，有時也提供艦船之間、艦岸之間的通信。海洋監視衛星主要包括電子偵察型和雷達遙感型。前一種實際上就是電子偵察衛星，不過收集的信號是水中艦艇發出的無線電波；後一種衛星上裝有大孔徑雷達，可以不依賴對方發射的信號而主動探索目標，其精確程度比電子偵察衛星更高。前蘇聯和美國在這方麵的技術占據著領先地位。
核爆炸探測衛星主要用於獲得別國發展核武器的重要情報。衛星上的特殊設備可用於探測核爆炸的各種效應，並進行綜合分析，推斷出核武器的發展動向和相應的攻防能力。
軍用偵察衛星在現代戰爭中發揮著重要作用。1973年10月中東戰爭中，埃及軍隊攻勢凶猛，突破了以色列的“巴列夫防線”，收複了西奈半島，直衝向以色列的首都。這時，美國的偵察衛星發現埃及軍隊第二、三軍團的接合部是個薄弱環節，便迅速將這一重要情報提供給以色列，使以色列軍隊果斷地切斷了埃及軍隊的後勤補給線。也正是在這個時候，前蘇聯首腦柯西金帶著蘇聯衛星拍攝的中東戰爭的有關照片飛往開羅，勸說埃及停火。
在1991年的海灣戰爭中，美國就是從各種軍用偵察衛星上監測出伊拉克的軍事力量的部署和動態，為取得戰爭勝利提供了堅實的保障。
目前，軍用偵察衛星係統發展的動向是：多種遙感器同時並用，開發新型的遙感器，進一步提高實戰偵察能力。隨著科學技術的發展，偵察衛星的作用越來越大，已成為國家安全的重要保障。
軍用航天器這個大家族中，還有兩個重要成員，這就是航天飛機和航天站。
航天飛機能夠在太空飛行。它的前段有駕駛艙和生活艙，溫度在20攝氏度左右，可容納3～7人生活7～30天；中段是有效載荷艙；後段是發動機。它實際上是一種衛星式載人飛船，它可以在空中發射、維修、回收各種衛星，並能攻擊和捕獲敵方衛星，還可以在太空作戰時擔任指揮。
航天站是供航天員進行空中巡邏、長期工作和居住的大型航天器。宇航員的往返由載人飛船或航天飛機保障。航天站就像一個大型旅館飄浮在太空中，又好像是設立在太空中的哨所。這種特殊的哨所，是由前蘇聯在1971年4月19日第一個發射成功的。我國於1970年4月24日發射了第一顆人造地球衛星。到1986年2月為止，共發射18顆人造地球衛星。我國是世界上能發射並能回收地球同步衛星的少數幾個國家之一。但是，我國至今還沒有航天站，就是在載人宇宙飛船方麵，也還是處於研究和試驗階段。然而，我們應當看到，我們在高科技方麵的發展速度是比較快的，在不遠的將來一定能夠趕上和超過世界先進水平。