1
会发光发热的太阳
假如没有太阳，世界就会变成一片黑暗，还会快速陷入永恒的寒冷。从这里我们可以明确知道，太阳对于我们太重要了，因为它是我们生存的必然条件，也是光和热的重要来源。
在晴朗的晚上，地面会将白天从太阳吸收来的热量原散发回空中，温度就降下来了。如果没有白天的输入，热量就会逐渐地消失。这样，我们开始觉得有点冷了，这仅仅只是开始，我们再也等不到黎明，气温还在继续下降，就如生活在两极一样寒冷。
太阳
没有了阳光，光合作用就会停止，植物也不能生长了，持续降低的温度很快就会把所有的生物冻死，所有的大洋都将变成一个大冰坨子。当温度继续下降，大气就开始液化，我们生存的地球会变成银白色的死寂星球。这样说明，我们就能很快地理解太阳的重要性了，别沮丧，让思维回到现实中，好好看看带给我们温暖的太阳的奥秘吧！
为了解开这个难题，我们必须要知道太阳辐射的能量是怎么来的。直觉告诉我们，是由太阳内部的光球来的。会不会还有新的能量源源不断地到达光球，来维持不断的辐射呢？这种内在的供给来源到底是什么？是什么能使太阳一天一天照耀，而且一直这样照耀下去？
能量从来都不会是无中生有的，这是能量不灭的定律。能量可以从这种形态转化到另一种形态，如果太阳无法不断地从外面接收能量，它的储藏总会有耗尽的那一天，然而，宇宙间能量的总量是不能增加的。但是，太阳如此一百年又一百年地照耀下去，光耀依然，没有逐渐暗淡下去，这是为什么呢，很好奇吧？
在一百多年前，德国生物物理学家亥姆霍兹（Helmholtz），独创了太阳热的收缩学说，这个学说靠不靠谱，没人考证，反正以后的科学家都当真了。他的收缩学是这样说的：如果太阳半径每年收缩43米，就足够产生一年中由辐射而失去的热量。如果按照亥姆霍兹说的，以前的太阳是稀薄而且巨大的，为了产生热量而不停收缩才形成了我们现在所测量到的大小，太阳最终将会紧密得不能收缩，也不能很好地适应因辐射而带来的热量的损失。按照这样的学说，几百万年以后，收缩到极限的太阳因为无法产生热量，它将会冷得不能再维持地球上的生命，想想多么可怕啊！
亥姆霍兹的收缩学说可不好玩，如果一切如他推断的话，生物世界的末日仿佛近在咫尺。但是不要因此而担忧绝望，小朋友，希望总是会在真相面前放出它应有的光彩。20世纪初，终于有人对收缩说进行了强烈的反驳。论证是这样的：如果太阳的体积收缩成现在这样的发光率，得到充分的热量只要两千万年多一点，依照这样的比率，照得比这时期要长得多，这样的辩证使得收缩说不能严谨地解释太阳在过去怎样维持辐射。
进入20世纪初，随着核物理学以及相对论的快速发展，科学家终于认识到恒星的能源竟然来自于核能的释放。光谱观测的结果显示，原来恒星内部氢的含量相当丰富，氢还是很好的产能原料，当氢在高压、高温下聚变成氦时，会释放巨大的核能，这样巨大的核能足以维持太阳向外辐射达数十亿年之久。这样的结果是不是让我们都松了一口气？
著名的哈佛天文学教授亚瑟·斯坦利·爱丁顿爵士（A.Eddington）在1926年出版了《恒星内部结构》，这本书对说明恒星物理特性以及内部情况做出了卓越贡献。他认为，太阳是通过重力把物质聚集在一起并拉向中心，由于太阳内部的高温气体产生的压力与重力方向相反并将物体向外推出。这两个力互相平衡，如果达到这个平衡点，根据热力学原理和经典力学原理，我们就可以算出恒星的中心温度将达到4000万℃左右。在这样的温度下，氢核自然会发生聚变，为恒星和太阳提供强大的辐射能量。
其实，科学是要经过辩证的，爱丁顿的想法就遭到了物理学家们的竭力反对。物理学家们认为温度要达到几万亿摄氏度才行，而4000万℃太低了，不能克服原子核之间强大的电磁力而产生氢核聚变。辩证的人又来了，来自乌兰克的核物理学家和宇宙学家乔治·伽莫夫（G.Gamow）在工作中证明了物理学家们的猜测是错误的。所以，科学仅仅靠猜测是不靠谱的，一定要有严谨的论证。
伽莫夫是这样认为的，即使镭核内的粒子受到核力的约束，按照现代量子理论，这样说有点枯燥，它们即有可能分裂出α粒子来，虽然发生这种过程的概率极小。也可以这样比喻，镭核中的粒子被核力束缚了，就像我们建的堡垒从外界将敌人包围住一样，粒子的能量不能越过这座堡垒偷跑到外边去。这样说又太绝对了，量子力学专家出来说话了，他们认为核内的粒子可以不从堡垒的上面越过去，却可以在堡垒的一条隧道中通过。这种穿行有个动听的名字“量子隧穿”。伽莫夫还指出，假设粒子能够从里面穿过堡垒，粒子也可以从外部进入原子核内。
来自德国的核物理学家弗里茨·豪特曼斯（F.Houtermans）和来自英国的天文学家罗伯特·阿特金森（R.Atkinson）合作发表了一篇题为《关于恒星内部元素结构的可能性问题》的文章。他们是这样认为的：恒星内部的质子和质子链通过“隧道”越过势垒很高的堡垒，接近到可以发生聚变的距离之内，进行轻核聚变而释放出巨大的能量。于是，他们成功地解决了低温度下使氢聚变为氦来实现太阳能量的需求。他们把这种反应称为“热核反应”，因为这种反应是在数千万摄氏度下进行的，所以这样称呼。
小朋友，经过很多科学家严谨的论证，我们终于知道了太阳是如何发光发热的，也不用担心太阳会离我们而去，是不是很有趣啊！