科学上矛盾的发现往往是科学发展的起点。科学上的难点促使人们去思考，去探索，应当说是一件大好事。太阳中微子之谜一旦被人们揭开，人们就会抛弃一些陈旧的观点，引导出崭新的理论。
太阳不过是一颗平凡的恒星，天上千千万万颗恒星都是中微子发射源。一些超新星以及演化到晚期的恒星也都是强大的中微子发射源。而中微子是人们研究天体结构、能量平衡、演化途径的必不可少的助手，因而解开太阳中微子之谜具有十分广泛的意义。虽然要解开太阳中微子失踪之谜还需要一段时间，需要付出辛勤的劳动，但是人们仍然十分重视它。目前，已经形成天文学的一个新分支——中微子天文学。我们相信，中微子天文学今后将获得丰富的成果。
太阳能的源泉
光辉灿烂的太阳，一刻不停地发射着极大的能量。太阳辐射的总额是38×1026焦耳／秒，或121×1034焦耳／年。太阳的寿命长达几十亿年，在它的“一生”中要贡献出何等浩大的能量啊！1克优质煤完全烧掉，只能放出836千焦的热。如果整个太阳是一大团煤球，它按目前的功率发射能量，那么不到1500年，太阳就烧得精光了。太阳的能量是如何产生的？这是太阳物理学的一个重大问题。
太阳能源探索经历了一个漫长的途程。曾经提出过流星学说，即大量流星坠落到太阳上，由摩擦生热而燃烧。但是计算表明，这样得到的能量太少了。这个说法很早已被扬弃。后来又有人提出收缩学说，即太阳不断在缩小，位能减少，热能增加。假定太阳本来至少有现在太阳系那样大，那么由收缩而释放能量，顶多只能维持5千万年。这比起由地质和古生物探索得出的地球年龄还小100倍。此外，用天然放射性来说明太阳能源，也以失败而告终。
一直到相对论问世后，这一难题才得到比较可靠的解决。根据相对理论，通过原子核反应，质量可能转化为能量。按照爱因斯坦的公式：能量E=mc2，m表示质量，c表示光速。由此公式不难算出，一克质量可以变成9×1013焦耳的能量，这相当于1万吨煤全部燃烧所放出的热量。既然太阳是一个拥有2×1033克质量的庞然大物，它可以算是取之难尽，用之不竭的能源了。
在什么场合下，质量才能变成为能量呢？要说明这个问题，让我们作一点历史回顾。早在1895年，法国物理学家贝克勒耳发现了铀（U）的放射性。铀矿石发出的辐射可以穿透纸张和金属片，并使照相底片感光。后来居里夫妇经过繁重的实验和辛勤的探索，发现了钋（Po）、镭（na）等放射性元素。它们在不断蜕变的过程中发射出能量和粒子流。例如镭放出。射线（即氦原子核）、射线（即电子）和射线（与X射线相似，是波长更短的辐射）。这些蜕变都是自然而然地进行的，人们既不能阻止它，也无法促进它。但到了20世纪上半期，物理学工作者实验室里用加速器等工具实现人工的核反应。通过核反应，可以使一种物质转变成另一种物质，并获得大量的能量。在一定意义上说，中世纪炼金术土梦寐以求的“点石成金”终于实现了。人类开始掌握原子核能，并建立了一整套核反应的理论。
在30年代末期，科学家才明确认识到有两种核反应可以解释太阳的能源。一种是所谓的“碳-氮循环”。它包括6个步骤，周而复始地循环进行。经过一整套六步反应，碳和氮的总量都不变，真正受到损耗的只是氢。好在太阳上氢原子多极了，足够长期维持这种核反应。
还有一种是“质子—质子循环”。
仔细考虑一下可以看出，这两套循环的总效果都是使四个氢原子核合成为一个氦原子核。
而碳、氮、重氢等原子核只起触媒的作用。请注意，在这个核反应中质量是有损耗的。
一个氢核的质量（原子单位）是1008，而氦核是4004，因此每次反应的质量损耗是△m=4×1008-4004=0028。由此可知，每克氢原子转化为氦时释放出能量E=0007×（3×1010）2=63× 1011焦耳。于是不难算出太阳辐射的“成本账”：为了维持每秒4×1026焦耳的辐射，太阳每1秒要耗费62X1旷吨的氢核“燃料”！需要说明，我们讲的是有这样多的氢核聚变成为氦核，实际损耗的质量只是其中的一小部分，即62×108吨×0007=43×106吨。
即便如此，每秒430万吨的代价确也不小了。但是太阳的家底极为雄厚，总质量达2×1033克，并且绝大部分是氢。因此太阳上只要有2％的氢转变为氦，”就可释放 25×1043焦耳的巨额能量。这已经足以使太阳按现在的产能率维持2亿年了。下面要谈到，太阳的寿命是几十亿年。因此我们有根据说，核反应可以充分供应太阳的能源。
对太阳来说，上述两种核反应中哪一种起主要作用呢？在这个问题上，天文学家反复动摇了好几次。有时认为碳—氮循环是主要的，过些年又说质子—质子循环更要紧。总的说来，它们都在发挥作用。不过由于前一种核反应所需要的温度比后一种高，并且受温度变化的影响要大得多，一般认为太阳的能量主要是质子-质子循环供给的。顺便谈到，比太阳更亮、也就是更热的恒星基本上由碳—氮循环获得能量，而比太阳温度低的恒星，却是靠质子-质子反应“过日了”。因此就能源来说，太阳在恒星世界中也是比较适中的代表。
高温高压的世界
太阳的能量由核反应产生。在什么情况下才会出现核反应呢？地球大气也有大量的氢，但它们绝不会聚变成氦。只有在上千万度的高温状态，氢原子才会完全电离并获得足够的能量来克服核子间的排斥力，实现核反应。另外，物质要高度密集，才能使核反应持续进行下去。那么，这些条件在太阳内部是否具备呢？
我们观测太阳只能看到它的大气，而整个太阳内部对我们的眼睛和仪器来说都是看不见、摸不着，可说是讳莫如深的“禁区”。除掉近年来太阳的中微子这个行踪诡密的“特殊使节”可能传递一点直接信息外，我们对太阳内部只能用理论计算加以研究。半个世纪来，经过天文学家的努力钻研，已经创立比较完整的恒星内部结构理论。
太阳是一大团气体，它的结构主要由两种力量决定。一个是太阳的重力，即日心引力，它使太阳物质收缩。同时，气体有膨胀和逃逸的倾向。这两种相反的力大致处于平衡状态，结果使太阳成为一个基本稳定的气体球。让我们先考虑太阳的表面层——光球。那里的温度和密度早已从直接的观测定出了。如果对表面层下面的一点选择一个温度，然后计算在什么密度下这一点的气体物质才能处于平衡态，既不被上面的气层压塌，也不因膨胀而冲到外面去。接着对第三点也取某个温度，按同样方法定出它的密度。如此逐点内推，直抵太阳核心。当然，我们所选的一系列温度是否正确，还须加以鉴定。为此，我们要求由各层密度的计算结果推出的太阳总质量，应与观测结果吻合。另外，太阳的平均密度也是—个判据。实际计算甚为复杂，因为还须考虑化学成份、不透明度、能量传输方式等很多因素。经过大量计算，已经建立太阳的结构模型。不同的研究者得到的结果有些差异。大致说来，太阳核心的温度是1500万～2 000万度，物质密度为100～130克／厘米3。至于太阳内部温度和密度随深度的分布，温度和密度都随与太阳中心距离的增加而迅速下降，所以核反应发生的区域很小。这个区域的半径R≤015R⊙，这里R①是太阳的半径。我们可以把这一区域叫做太阳的心脏。
将近2000万度的极高温度和超过地面大气压力3000多亿倍的巨额重载！这些都远远超出我们日常生活的经验。在这种骇人听闻的高温高压的世界里，那里的物质是处于所谓高温等离子体状态。本来在低温情况下，原子核把电子牢牢吸住，使它们循一定轨道绕原子核旋转。但是在高温状态，电子具有极高的动能，它们挣脱了原子核羁绊，取得了“独立”地位，成为飞快奔驰的自由电子。不仅只有一个电子的氢，甚至有几十个电子的金属原子，也都纷纷电离了。在正常情况下，原子的直径约为10-8厘米，但在高度电离的状态，丧失了全部或大部分电子的原子核就显得更微小了，直径不超过10-12厘米。原来是稠密的气体，现在变得稀疏了。不仅对太阳核心（密度约为102克／厘米3），甚至对白矮星（密度高达106克／厘米3），原子核还处于可以自由运动的状态。那么，究竟要达到多大的密度，原子核才能摩肩接踵，联成一片呢？答案是一个惊人的数字：1014/厘米3！要是我们一旦遇到这种物质，那怕只有针尖那样大一点，用巨型起重机也很难搬动它呢！
热能的旅程
我们已经知道，太阳的能量是在核心由热核反应产生的。那么能量怎样由太阳核心传到表面？物理学告诉我们，能量传播的方式有3种：传导、对流和辐射。举例来说，铁棒一端烧红，另一端触之灼手，这是热传导的结果；开水沸腾，热升冷降，这是对流；冬日围炉，向火觉暖，这是辐射的结果。由于气体的导热率甚低，并且太阳内部基本稳定，物质流动并不会很剧烈，因此可以肯定，太阳的能量主要靠辐射的方式来传播。但是还需要指出，对流过程也有一定的作用。谈到对流，前面举出沸水升降作为例子。为什么这时有对流呢？因为水壶下面有炉火，与上面有一定的温度差。一般说来，温度梯度愈大，对流运动就愈旺盛。由太阳核心向外，温度急剧下降，温度梯度很大（每千米约差几十度）。经过理论分析，可以肯定在太阳核心附近有一个对流区。这个区域相当大，大约包含物质的10％。在对流区内，由热核反应产生的氦原子核不断外流，而作为核反应原料的氢核源源输入。这好像一支燃烧着的蜡烛，附近也有空气对流。作为燃烧产品的二氧化碳在烛火上空排出，而燃烛所需的氧气在蜡烛下面不断流进。因此太阳核心区的对流运动起着吐故纳新的作用，使热核反应能够持续进行。
二、“动力之乡”——海洋
到大海里去取宝
20世纪初，有人在美国墨西哥湾的海面上，发现飘浮着一层闪闪发光油花。人们奇怪，这油花是什么？是从哪儿来的呢？人们捞起一些油花来分析，发现是石油。要知道，当地并没有在陆地开发石油，也没有人往海里倒石油啊。于是，有人分析，这石油不是从陆地来的，而是来自海底。就这样，人类开始了海底采油的历史。
海底有石油，这一点儿也不奇怪。因为石油是古代有机物沉积而变来的。在海洋里，有适合生物生长的环境，也有使生物变成石油的条件，只是由于它躲在海的底下，人们一时还难以发现它，更谈不上开采它而已。
后来，科学进步了，寻找石油的方法也更先进了，使人类探测海底石油方便了。比如，有一种海上人工地震法，就能探测石油。是用炸药在海上放炮，放炮产生的地震波向海下传播，当这种波遇到海底不同的岩层层面时，就会反射回来。有石油的地层，往往是由不同性质的石头构成的，上面是不透水的页岩，下面是疏松多孔的砂岩。地震波从这种地层反射回来后，可以用磁带记录下来，经过计算机分析，就能探出确有石油存在。地球上的油田，包括海底油田，百分之八十都是用这种方法发现的。
据普查显示，海底不但有石油，而且藏量极为丰富，仅就目前探测出的，就占地球上石油总储藏量的三分之一。
知道海底有石油，这是第一步。下一步是如何开采。
在海上采油，可比在陆上困难得多啊。即使在大陆架浅水区，水深也有20米，深水则有二三百米。所以，要用一套特殊的设备，才可能在海上采油。
海上采油一般是用钻探船。这种船最早出现是在40年代。船表面上像是一个浮在海面的平台，实际上平台是由支柱固定在海底。在平台上安装有钻井。钻井的形状和陆地上的一样。钻完之后，平台可以卸下，移到新的地方安装。现在，出现了一种自航式钻探船，它可以像船一样航行，在深于200米的海域作业。
海上采油，现在已经不新鲜了。那么，海底有煤吗？能不能从海底采煤呢？回答也是肯定的。
据有关资料显示，目前世界上已发现的海底煤田达100多个。主要分布在澳大利亚、英国、希腊、冰岛、加拿大、土耳其、芬兰、法国、智利、日本等国近海水域，我国近海水域也有发现。
最著名的海底采煤工程是在南美智利的麦哲伦海峡，它是地球最南端的煤矿，煤层厚度达30米，总储量达5000亿吨。日本煤的开采量有30％来自海底，主要集中在北海道和九洲。
海底采煤的方法一般是开凿海底坑道，采用机械化设备将煤运到海面。这真像“黑龙出海”了。
海里还有一种重要的燃料，那就是原子能资源——铀和氘。这些资源大都分布在海水中，由于很分散，提炼起来十分困难。比如铀，从1000吨海水中，也提炼不出锈花针大小的重量来。
但是，科学家也不放过这些可贵的资源，并想方设法来提取。有一种吸附法，可以提炼铀。不过这要处理大量的水。如果每小时不断地吸附1亿吨海水，一年可提炼出1000吨铀来。而要让这么多海水流经吸附床，则要设置几千台大水泵。这当然是十分困难。
海上人工地震法寻找石油还有一种海洋炼铀法，就是从绿藻中得到铀。绿藻是一种海藻，它在生长过程中会自动吸取铀。据估计，1千克干绿藻中含有03克铀。这种方法提炼铀为原子能的利用带来新希望。
“大海的脉搏”
每年中秋节前后，四面八方的人群，都会涌向浙江杭州湾的钱塘江畔，为的是去观潮。其实，大海朝朝夕夕都在涨落，只不过中秋节前后的钱塘江潮更壮观而已。
自古以来，人们就懂得潮汐的规律。唐朝诗人白居易写的《看潮诗》中，就有“早潮才落晚潮来，一月周流六十回。”的诗句。可是古时人们并不懂得，造成海洋潮汐的“祸首”是远在天外的月亮。
月球用它巨大的引力，吸引着地球的海水。使海水有时涨、有时落。当月球引力和地球自转的离心力的合力背向地心时，就涨潮；面向地心时，就落潮。白天在海面涨落的叫“潮”，晚上在海面涨落的叫“汐”。合起来，就称作“潮汐”。由于海洋中同一地点的海水受的力，每天都有一次面向月球，一次背向月球，周期为24小时48分，所以，潮汐也有周期性的变化，这就像人的脉搏。正因为这样，所以有人称潮汐为“大海的脉搏”。当然，其他天体，如太阳等，也对地球的海洋有吸引力，但由于它们离地球太远，所以作用不明显。
