现在，你已经看到了两种量子场，一种负责所有的电磁作用，另一种形成了人类已知的最强大力量——名副其实的强相互作用，以及它延伸出来的强核力。

在某种意义上，这些作用力及它们所属的场都是建筑之力。虽然磁荷会彼此吸引或排斥，但电磁力确保了电子能留在原子核周围。没有它，电子可能飞走，或者坍塌到原子核中，这些之所以没有发生，是因为虚拟光珠阻止了这种行为。电磁场提供了原子的电稳定性以及原子们互相分享电子、组建分子，以及形成我们自己的物质构成的机制。

另一方面，强核力管理着原子核自身内部。它将中子与质子拉在一起，构建起原子核。没有它，所有的原子核都会解体，我们会在一瞬间变成一团质子与中子之雾，地球与其他所有物质都一样。

构成这一切的根本，是将夸克禁锢在这些质子与中子之中的强相互作用以及从背景中出现的胶子，它们创造了质子与中子。

现在你已游览了这两种场，看到了它们相互作用的粒子和作用力携带者，是它们给了这个世界坚硬的性质，虽然迷幻，但还是能被把握。你见到了电子与光子互相的嬉戏和转化。你见到了胶子与夸克都在珍贵的金原子或平常的氢原子的核中摇摆。氢原子虽然普通，却是宇宙中质量最小、含量最多的物质构材，恒星们在内核里将它们融合在一起，建造出最终构成你我的物质。

氢原子，它或早或晚的枯竭将会引发宇宙中所有恒星的死亡……

想到这最后一句话，你忽然记起了五十亿年后我们太阳的命运，一下子恢复了自己正常大小，留下那个缩微版的你依然在某处飘荡，逗留在那个你以正常眼睛无法看见的世界。

自从你舒服地躺在小岛沙滩上懒洋洋地仰望星辰以来，你对宇宙的感知已经发生了巨大的改变。你现在已经知道没有什么是真正空的，所有东西都与其他所有东西相互作用，直到原子的最深处，正是这些遥远的相互作用，构建了原子并让它们成为一个整体。

你厨房窗外的天空，现在已经变红。太阳正在西边落下，将大片云层涂上火烧般的色彩。

喝着已经变冷的咖啡，你漫不经心地走了几步，站到窗边向外看去，看向天空，忽然之间，你明白了恒星世界的真相。

宇宙里所有的恒星都发射出光芒，将光子与各种粒子投向自己的周围，这些光子和粒子都是它们内核中原子核聚变工厂的直接或间接产物。虽然引力——在自己周围的时空中所引起的弯曲——让每一个接近或经过自己周围的物体掉向自己，但那些粒子与光子的风暴则是向外吹去，朝向太空，朝向远方，在不可见但充满整个宇宙的背景场中辐射出阵阵涟漪。

宇宙就像一个巨大的海洋，一些（非常认真的）太空工程师们想要建造有着巨大风帆的宇宙飞船，巨大的风帆将利用太阳风将飞船带入宇宙深处，这样，宇宙水手们就能沿着时空曲线前进，不需要任何燃料……

夜晚已经降临，你纹丝不动。天空一片晴朗。你注视着星空。星星不是很多，这儿的光污染太强。你知道从这里看到的星星与你在热带岛屿上看到的不同。你正接受着来自银河系不同地方的恒星们所释放的光子。那些都是恒星，巨大的球体，它们的引力能量通过原子核的融合将大原子从小原子中制作出来。

真令人惊叹，多少有些与我们人类所习惯的相反，一切东西看起来都构成了某种建造的力量。

看起来似乎如此，因为你还没看到我们知道的所有东西。

要看到所有，我们还需要第三个量子场。

第三个充满整个宇宙的海洋，与另外两个一样，但这个海洋里基本作用力的携带者既不是光子，也不是胶子或介子。

在某种意义上，我们可以把这个场看成一个毁灭的场，一个将另外两个场建造起来的东西拆除的场。它是统治我们宇宙的四种作用力中的最后一种。

这最后一种作用力也是核力：就像你已经看到过的强核力，它只作用于组成原子核的构件上。但这个作用力比强核力弱许多，因此被称为“弱核力”。它所属的无处不在的量子场被称为“弱核力量子场”，弱核力量子场有着属于它自己的基本粒子和作用力携带者。自发的原子核分裂，一个被称为“放射性”的过程就是它的特征之一。

在你出发去见证放射性现场反应之前，或许应该提醒你，放射性夺去了许多它的发现者们的生命。因为他们不知道这种致命的不可见光会慢慢地打碎自己身体，他们不加防护地处理那些具有很强放射性的原始材料，受到了大剂量的辐射……伟大的波兰裔法国科学家玛丽·居里——唯一一位获得过诺贝尔物理学奖（一九〇三年，表彰她共同发现了放射性）和诺贝尔化学奖（一九一一年，表彰她发现了两种新原子：镭和钋）的科学家，就是这许多牺牲者之一。她或许不知道自己因何去世，但你即将看到的东西，就是如果她有着今天我们所具备的知识就应该能够看到的情形，要是她也能像你一样变成缩微版的话。

你把冷咖啡倒入水池，意识已经又回到了缩微版的自己身上，你那微小的眼睛过了一小会儿才适应了黑暗。

你依然在刚才那个金原子附近。

它就在你面前，这是一个强壮而坚硬的原子，只有具备比太阳更大的引力才能把它造出来。黄金不是在恒星活着时形成的，而是诞生于恒星的爆炸死亡。当我们的太阳死亡时，它也能产生一些黄金，或许有一天，它们将出现在未来外星物种的手指（或者触须？）上。

你看着它，但是这个金原子看起来并没有显出几乎所有人类都确定赋予它的富贵之气。

为什么它会被崇拜呢？

它会随着时间的变化而改变吗？如果附近有别的原子，它会抓住它们构建一个出色的分子吗？

你等待了一会儿，看看它是不是有什么特殊才能。

没有。

什么都没发生。

这就是一切。

在它身上什么都没发生，这个事实本身就是黄金如此值钱的原因之一。

金子不会生锈。它不被氧化（当氧原子的电子与其他原子结合时，就发生了氧化）。它也不被腐蚀。如果你有一块金子的话，它是所有金属中最有韧性的一种：与所有其他金属相比，你能把黄金拉成最长最细的金属丝（铂和银远未到这个程度就已断裂）。将许多金原子放在一起后，你可以将它熔铸成几乎任何你想要的形状。不管你怎么处理它，它都依然保持导电性，也就是说，在一条金原子所组成的长链的一头引入一个电子，它能沿着长链波动，在另一头释放。

所有这些出类拔萃的性能都能带来各种实际应用，虽然从戴在手指的婚戒上难以看到这一切。这些应用本身就能让黄金成为无价之宝。

再加上黄金稀少、难开采、诞生于死去的恒星这些事实，你可以理解它为什么这么昂贵了吧？我们准备离开了，毕竟在金原子上不会有什么变化发生。

你需要另一个原子向你展示新鲜事，巧了，边上就来了一个。

这个原子更大。

你看到九十四个电子围绕着一个由九十四个质子和一百四十五个中子构成的原子核旋转。二百三十九个夸克监狱。比金原子还多四十二个。

这个原子是臭名昭著的钚元素的一种形式，因为它有二百三十九个夸克监狱，它又被称为钚-239。还有其他形式的钚，就像除了那块你在厨房找到的金块，还有其他形式的金元素，它们的不同在于其原子核中中子数的不同，中子数可多可少，但它们的质子数永远都是相同的（否则就不再是钚或金了）。

虽然金原子没什么好看的，但这个钚原子不一样，你已经感觉到有些不同寻常的事很自然地即将发生，就在钚-239的原子核中。

毫不犹豫地，你穿过一层又一层电子外壳，穿过填有虚光子的巨大真空，来到它的原子核边上。那二百三十九座夸克监狱就在你的眼前。强核力让它们整齐地堆积在一起，但你的直觉让你特别关注其中的一个中子。

你冲了进去。

那里有两个下夸克和一个上夸克，被固执的胶子紧紧地捆绑着。

你刚安顿好自己，就看到一个你从没见过的虚拟粒子击中了一个下夸克。这个你从未见过的虚拟粒子自发出现，能将下夸克变成上夸克。这个变了身的夸克原本所属的中子也因此变成了质子，引起了一场骚乱。现在整个原子核已不再平衡。其后果迅速展现，极为剧烈。

你的第六感让你赶快找地方躲起来，缩微版的你迅速撤离原子核和电子层，回头一看，那个钚原子核已经分裂分裂再分裂，变成较小的原子核，每个新原子核都想——有一些没有成功——抢夺自己的电子带走。在整个过程的每一步中都有带着极高能量的粒子飞出，包括有些你从未见过的。你的钚原子已经衰变，就发生在你的眼前。这场衰变形成的所有产物正被飞速射出。就像一场把自己燃烧殆尽的焰火，除非周围有很多钚-239原子。但你的厨房里没有那么多钚-239原子，所以很快就一切归于平静。

你刚目睹了自然界已知的第四种作用力——弱核力的一个侧面。它的携带者能将一种夸克变化成另一种。这些作用力携带者被称为W和Z玻色子。

你刚才见到的是一个原子通过衰变变成更小更稳定的原子。这就是原子核的自发核裂变，它是核聚变的反面。放射性衰变。这也是放射性的根源，弱核力及其携带者W和Z玻色子就主宰着这个领域。

沃尔夫冈·泡利——那个发现了不相容原理的同一个泡利——大约在一百年前研究了这种原子衰变。与你不同，他当时并不知道“场”这一概念，但他通过比较放射性衰变发生之前与之后的观察，发现一些能量不见了。于是他预言一定有一种粒子将这份能量带走，这种粒子具有很小的质量，不带任何电荷，非常难以捕捉，而一旦射出，将射穿我们所知道的所有物质，几乎不被阻挡。

我们现在已经知道这种新粒子的存在。你刚才就见到了它。在放射性衰变所释放的所有粒子中，只有这个你从未见过。它被称为“中微子”。

美国物理学家弗雷德里克·莱因斯(Frederick Reines)和他的同事们在一九五六年用实验探测到了中微子，大约四十年后的一九九五年，莱因斯因此获得了诺贝尔化学奖。他曾经说过，中微子是人类想象出来的最小真实。今天，我们知道这些中微子们（有许多种中微子）只受到弱核力场与引力影响。它们对电磁场及强相互作用场完全没有反应。

对于它们来说，原子真的就像你第一次见到它们时的印象一样：是空的。

这是一件好事。

为什么？

因为如果中微子与原子相互作用，我们就会有大麻烦，因为中微子被太阳大量地制造出来。

事实上，非常非常多。

大概有六百亿个中微子穿透你每一平方厘米的皮肤。

每一秒。

但它们根本就没注意到你。一个也没有。

不管这听起来多么让你不快，但它们分辨不出你与其他东西的差别。它们穿过你的身体，穿过地球，继续它们奔向宇宙的旅程，就像你和我们的地球从来没有在那里一样。

现在我们都已经被教导放射性很危险，我们应该远离那些放射性材料如钚或铀或镭或钋……越远越好——的确如此。但因为中微子无法分辨你与真空，它们不可能是造成这种危险的因素。

带来危险的缘由在于衰变中释放的其他粒子，幸运的是，它们已经是你的老朋友了。

当原子核发生衰变时，它会分裂并发出中微子、夸克监狱、电子与光子。后面三种都很危险。

这些粒子中个头最大的是被互相绑在一起的四个夸克监狱：两个质子与两个中子结合在一起。它被称为“阿尔法粒子”，实际上就是一个失去电子的氦原子。为了成为正常原子，这个氦原子核就要想方设法偷到两个电子。它有几种方法实现这一目标。它可以从周围原子中抢两个过来（粗暴），它也可以与周围原子分享（互利），或者收留两个无主的电子（乐善好施的撒玛利亚人）。

在第一种情况下，那个被夺走电子的原子又会去寻找其他电子……当附近有生物（就像位于厨房里的你），皮肤上的原子失去电子后就会发生诡异的化学反应，导致所谓放射性灼伤。这是阿尔法粒子危险的缘由。

放射性衰变发射的第二种粒子是非常高能的电子，它能将远处的正常电子打飞（带来同样类型的危险），第三种类型则是高能光子，伽玛射线——我们在早先飞越宇宙时见过它们，当时强调的是它们无与伦比的高能所伴随的高频率。

伽马射线能够通过击中原子将后者的一个电子带走，让该原子成为急着寻找另一个电子的离子，同样烧灼我们的皮肤。

但是伽马射线也可能使事情变得更糟糕。

没有什么东西能够迫使它们只停留在我们皮肤的表面。它们可以穿过皮肤，给身体更深处造成局部混乱，不仅仅是把电子赶出其原子家园，还能破坏分子，例如我们细胞中的DNA分子，因而改变我们的指令库，而我们的身体正是依赖这些指令来制造维持生命所必需的各种物质。其后果往往是癌症和/或基因突变。

放射性可能带来的后果是可怕的。对此没有人提出疑义。但是，它也有令人高兴的一面：正如引力、电磁和强相互作用那样，放射性尽管是一种破坏性的作用力，但它却是随时随地始终发生的一种自然现象，甚至在我们体内也存在，只是水平非常低。除非经受了高水平的放射性辐射，否则没有什么大不了的。

事实上，每一个人都应该感谢放射性的存在。的确，它能杀死你，但没有它，你甚至不可能来到这个世界。在地球上，我们脚下深处，一直以来，我们的星球恰好有着许多能够衰变的原子。现在比过去少了一些，但依然，地球的地幔层是放射性的。当原子在那里衰变时，它们所释放出来的粒子撞击邻居，产生热量，就是这种热量保持我们地球的温暖。如果没有放射性，就不会有地震或火山爆发，地球表面早在几十亿年前就会是一片冰冷。我们所知的生命或许不会存在。

放射性打破原子，放射性有杀伤力，但它所代表的弱核力场将恒星储存在构成我们星球家园的原子中的一部分能量释放出来，还给我们，不可或缺地温暖了我们的世界。

最后，在把你送上另一场探访空间与时间起源的旅程之前，让我们小小地总结一下：原子能作为整体，通过原子核的裂变或聚变，能释放出它们所隐藏的巨大能量，人类试图在核电站中以各种效率利用这些能量。我们只能希望有一天，技术的发展能让这些技术变得更加安全清洁，因为它们有着巨大的潜力。

尽管核能有着不怎么良好的公众印象，尽管过去有着不当使用，但我们不应该忘记，没有核力，我们就不会存在。没有放射性，地球上就不可能出现生命。

当然，我指的是我们所知道的生命形式。

1. 或氢或其他原子，真的。​​​​​

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2. 这是发生在日间的情况，在夜间，它们也同样穿过你，不过是在它们穿过地球之后。​​​​​

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