太陽，源自量子渾沌世界的光明

我們的存在，有賴於那片混沌。

發生日冕物質拋射現象的太陽。NASA

宇宙最強大的聚合能源來自恆星。這些單一天體，能夠通過存在於微觀世界裡的亞原子核聚變，展現出驚人的威力。恆星為我們提供了生命需要的一切能量，正如地球受太陽所賜。

這一切究竟是怎麼發生的？在恆星的內心深處，較輕的元素能夠在極端條件下聚合成較重的元素。那裡的溫度超過400萬K，密度比固態鉛的10倍還高。在那裡，氫原子核，也就是單個質子，能夠通過鏈式反應，聚合成由2個質子和2個中子構成的氦原子核，並在這個過程中，釋放出巨大的能量。

在此過程中，2個氫核首先會聚變成由1個中子和1個質子構成的重氫核，並釋放出正電子和中微子；隨後重氫核會和再次氫核發生聚變，釋放出伽瑪射線，併產生一個由2個質子1個中子構成的氦3核；最後，氦3核和氦3核發生聚變，在釋放出2個質子後，生成由2個質子和2個中子構成的氦4核。

中子的質量只比質子小0.1%，但當含有2個質子和2個中子的氦4核形成時，它的整體質量會比單一質子質量之和少0.7%。丟失的那部分質量，就以能量的形式被釋放了出來。太陽每秒鐘會輸出4*10^26瓦的能量，這就意味著在太陽內部，每秒鐘有大約4*10^38個質子被聚變成氦4核。

太陽內核的鏈式核聚變反應。維基共享資源

太陽總共包含約10^57個粒子，其內核大約佔到10%左右。在太陽的內核中，粒子帶有極高的能量。它們的運動速度可達每秒500千米。太陽內核的密度也極高，因此每個質子每秒鐘都會和其它質子發生幾十億次碰撞。這其中，只有一小部分，大約10^28分之一的質子相互作用，能夠導致核聚變反應生成重氫，進而釋放出能量。

因此，太陽內部只有一小部分的粒子參與了核聚變反應。

如果按照常規想法，對太陽內核中質子能量的分布進行計算，算出擁有足夠的能量，能夠將聚變反應維持下去的質子數量，我們就會發現，這個數量幾乎是零。因為兩個帶有正電的粒子間存在著斥力。即便在太陽內部的高能環境下，這種斥力的存在也會導致一對質子無法靠近，更不用說發生聚變。

順著這個思路往下想，你會發現，宇宙中大部分恆星都不可能存在。太陽雖然是一顆中等質量的恆星，但它的質量比宇宙中95%的恆星都高，其內核的溫度也是如此。宇宙中3/4的恆星是M級的紅矮星，它們的內核溫度只有太陽的一半都不到。

宇宙中只有5%的恆星內核溫度高於太陽。但是持續的核聚變還是發生了，氫還是能夠聚變成氦。這其中的奧秘在於，在基礎層面上，這些原子核的表現並不像我們通常印象中的粒子，而更像一種波。在那裡，質子都是量子化的。它們的位置，都需要用概率函數來進行描述，而它們的波函數，也有機會發生輕微的重疊。

因此這些粒子能夠進行量子隧穿，進而有機會達到更穩定的束縛態——比如氘。在此過程中聚變能的輸出成為可能，鏈式反應的維持也成為可能。儘管在特定質子對之間發生量子隧穿的可能性非常小，小到只有10^28分之一，但已經足以解釋太陽以及所有恆星能量的來源了。

太陽。NASA

所以說，假如宇宙中的粒子不具有量子特性，假如不存在波函數，假如它們的位置不具有內在的量子不確定性，恆星內部的核聚變反應就沒有機會發生。如果是那樣，那我們的世界就會變得荒蕪而寒冷，大多數恆星和太陽系也會是漆黑一團。

是量子力學讓太陽能夠發光。從根本上來說，假如上帝不和宇宙玩骰子，我們就沒有機會出現。是宇宙基本層面上的這片混沌造就了我們。

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