宇宙線粒子在迅猛地撞入地球的大氣中時，把它們所碰到的任何原子都擊得粉碎，從而產生大量的「次級輻射」，這是由包括介子和正電子在內的各種各樣粒子組成的。最後，這種輻射猛烈地撞到地球本身，其中有一部分能穿入地下好多米才被吸收掉；這樣的粒子會使它們所碰到的任何原子（包括人體中的各種原子）發生變化。可以想到，這樣帶來的變化會引起白血球增多症這類疾病。它們還有可能誘發突變。不過，就任何一個特定的個體來說，發生這種情形的機會都是很小的，因為所有碰巧能擊中某個特定的人的宇宙線粒子，幾乎全都會從他身上穿過去，而不對他造成重大的損害。
宇宙線粒子的確切來源和它們獲得巨大能量的辦法，都是現在爭論不休的問題。
中微子是在產生電子、正電子或μ子的任何一種核反應中，隨著其中的一種粒子一起產生的。例如，在太陽上進行的那種核反應產生了大量的正電子，因而也產生了大量的中微子。
中微子是以光速運動的，所以它們甚至比宇宙線粒子跑得更快，不過，它們的能量卻低得多，因為中微子完全沒有質量和電荷。中微子不會被物質所吸收，除非它們正好擊中了某個原子核，但這種情況是極其罕有的，所以，平均地說，中微子能夠穿過幾萬億公里的固體鉛塊，然後才被吸收掉。
這樣，太陽在每秒內產生的無數萬億個中微子就要朝四面八方射出。那些碰巧朝地球射來的中微子將擊中我們，然後就像根本不存在地球一樣，若無其事地穿過它徑直繼續向前飛去，它們同樣也穿過我們所有的人。我們在一生中，日日夜夜都不斷受到中微子的轟擊，但是，由於它們在穿過我們的身體時不會受到吸收，所以它們也不會對我們產生任何影響。
當然，也可能有某個特定的中微子正好在我們附近極其幸運地直接擊中了某個原子核。那麼，我們就可以探測到中微子。本世紀五十年代，物理學家學會了怎樣利用這種非常罕見的事例。現在中微子可以為我們提供恒星內部（也就是產生中微子的地方）的情報，那是我們用任何別的方法所無法得到的。
第62節
早在1911年，奧地利物理學家赫斯就發現地球一直在受到來自外層空間的、穿透能力非常強的輻射的轟擊。這種輻射在1925年被美國物理學家米利肯命名為「宇宙線」，因為它們是在宇宙中產生的。
經過這些年來，人們已經發現，宇宙線是由一些非常高速的帶正電原子核組成的。其中大約有百分之九十是質子（氫的原子核），百分之九是α粒子（氦的原子核），剩下的百分之一是一些質量更大、結構更複雜的原子核，有些大的如鐵的原子核，質量為質子的56倍。
這些撞擊地球外層大氣的高速原子核是所謂「原輻射」。
它們同空氣分子相碰撞，並把分子擊碎，從而產生各種各樣能量同原輻射差不多一樣高的粒子。空氣分子爆炸而形成的這些新粒子就構成了「次級輻射」。
次級輻射有一部分能到達地面，並穿入地殼好幾米深。有一小部分輻射會從人體穿過，這樣的輻射會對細胞造成偶然性的損害，而這可能成為使基因產生突變的因素之一。如果這樣的輻射足夠多，就會使大量的細胞受到損傷以致使人死亡，但是，幸虧在我們這裏，即在大氣層的下部，這樣的輻射並不太多。生物經過宇宙線幾十億年的轟擊，終於還是幸存下來了。
宇宙線的起源是個有爭論的問題，不過，它們至少有一部分是由普通的恒星產生的。1942年有人發現，當太陽表面爆發出「太陽耀斑」（這是一種巨大的爆炸）時，它也會產生一些能量不算太高的宇宙線。
我們的高層大氣把一般宇宙線粒子的能量吸收掉一大部分，而次級輻射可以在大氣中跑得遠一些，才受到部分吸收。原來的輻射能只有很少一部分能夠不被吸收而到達我們所居住的地面。
但是，在大氣層以外的空間中，宇航員可就得面臨著原輻射的十分猛烈的轟擊了。這時，屏蔽也起不了太大的作用。撞擊在任何屏蔽物原子上的宇宙線粒子都會產生次級輻射，它們會朝飛船內部像彈片那樣向四面八方飛散。如果屏蔽用得不合適，那實際上可能造成更壞的後果。
這種危險的大小完全取決於外層空間中宇宙線的活性有多大——特別是取決於那些質量確實很大的粒子的數量，因為大多數損害都是這類粒子造成的。過去美國和蘇聯已把許多人造衛星發射到外層空間去檢測宇宙線的數量，看來在通常的條件下，宇宙線的數量不大，足以保證合理的安全要求。
最可能出危險的機會可能是由太陽所產生的那些中等強度的宇宙線引起的。我們的大氣能夠把這些輻射差不多全部擋住，但在外層空間中卻沒有任何大氣來為宇航員擋住這些輻射。這種輻射盡管能量不太高，但數量卻很多，這就可能使它們變得很危險。太陽的宇宙線只有在出現太陽耀斑時才大量產生。因此，宇航員有幸運的一面：這種耀斑並不太經常出現；但也有不幸的一面：我們還無法預測要出現耀斑的精確時間。
因此，當宇航員登上月球時，我們當然一定會希望在一兩個星期的時間內，不要出現那種向他們那裏噴出宇宙線粒子的大耀斑。
第63節
十九世紀的科學家曾經認為，物質和能量是兩種截然不同的東西。一切占據某一空間並具有質量的東西都是物質。
由於物質具有質量，它也就具有慣性，並且會對萬有引力場做出反應。至於能量則既不占地方，也沒有質量，但它能夠做功。後來人們又進一步感覺到，物質是由粒子（原子）所組成，而能量卻往往是由波組成的。
不僅如此，十九世紀的科學家還認為，物質是既不能創造，也不能消滅的，同樣，能量也是既不能創造，也不能消滅的。宇宙中物質的總量是不變的，能量的總量也是這樣。
因此，當時不但有一條物質守恒律，而且還有一條能量守恒律。
後來，愛因斯坦在1905年指出，物質是能量的一種非常集中的形態。質量可以轉化成能量，能量也可以轉化成質量。我們只需要考慮能量守恒律就夠了，因為它已把物質包含在內。
事情還不止是這樣。到本世紀二十年代，人們開始清楚地知道，不應該把粒子和波當作兩種不同的東西而把它們相提並論。我們本來認為是粒子的東西，在某些方面表現得像波一樣。而我們本來認為是波的東西，在某些方面卻有粒子的行為。這樣，我們可以說有「電子波」，也可以說有「光粒子」——即「光子」。
但是，這裏仍然有一個差別。物質粒子相對於某個觀察者可以是靜止不動的。即使在靜止的時候，它們也具有質量：它們具有大於零的「靜質量」。
但是，像光子這樣的粒子，它們的靜質量卻等於零。如果它們真的能相對於你靜止不動，那麼，你根本測量不到任何質量。不過，這純粹是理論上的說法，因為靜質量為零的粒子不管是相對於你還是相對於任何別的觀察者來說，都永遠不可能是靜止不動的。這樣的粒子在真空中必定永遠以每秒約300,000公里的速度運動。它們一旦產生出來，就馬上以這個速度急急忙忙地奔馳著。
正是因為光子（在真空中）永遠以每秒約300,000公里的速度運動，而光又是由光子構成的，所以我們就把這個速度叫做「光速」。
得了，那又關中微子什麼事呢？
中微子是在某些原子核反應中產生的，到目前為止，還沒有一個原子物理學家能夠測出它的質量。看來非常可能，中微子就像光子一樣，靜質量也等於零。
如果事情真的是這樣，中微子在真空中就永遠以每秒約300,000公里的速度運動，並且在它們剛剛產生時就具有這個速度。
但是，中微子並不是光子，因為這兩者具有截然不同的性質。光子非常容易同物質粒子相互作用，因此，當它們通過物質時，速度就會減慢並被吸收掉（有時這發生得很快）。
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