恒星内部的隧道效应
现在我们回到恒星的问题上来，并回顾在 20 年代关于恒星能源问题的进展情况。如果镭核能够发生本来不可能发生的变化，为什么在太阳内部质子就不可以发生被物理学家认为不应该的变化呢？核力本应约束住镭核内的粒子，使它们不能分开而达到电荷排斥力起作用的距离。即镭核本来是不可能发生衰变的，但是它仍然会衰变。在太阳内质子本来不应发生聚变，是不是也会发生聚变呢？
物理学家罗伯特·阿特金森(Robert Atkinson)和弗里茨·豪特曼斯 (Fritz Houtermans)根据伽莫夫的隧道效应解开了恒星内部能量产生之谜。1929 年 3 月他们给德国《物理学报》编辑部投寄了一篇文章，题目是《关于恒星内部元素结构的可能性问题》。在这篇文章的开头写到：“不久前伽莫夫指出，带正电荷的粒子的能量按照经典的概念还不能够使它们穿透到原子核内，但是它们还是穿透到原子核内了 ”。作者是这样解释的，氢核本来根据经典物理学要在几百亿度的温度下才能发生聚变，但它们是怎样在远比这个温度低得多的恒星内部也能够靠近到非常近的距离的呢？在恒星内一个质子和其他质子之间因受电场力作用而分开，就好像被一座山分开一样。质子的能量本来不可能越过这座山，但是也许经过很长时间，它就能够穿过这座山，好像是穿过一条隧道而到达山的那边。这种效应发生的几率虽然非常小，但它在太阳以及其他恒星内部确实能够发生足够多的次数，使得太阳和恒星可以依靠在这些过程中所释放出的能量而生存。阿特金森和豪特曼斯证实了爱丁顿的推测，即太阳和恒星是依靠氢聚变为氦来实现它们的能量需求的。他们的工作给热核反应理论奠定了基础，这个理论也就是在恒星内产生能量过程的理论，太阳和恒星的能源已经找到了。
当罗伯特·容克(Robert Jungk)为撰写《比一千个太阳还要亮》一书而收集资料时，豪特曼斯当时曾向他讲述过：“一天黄昏，当我们完成了我们的文章以后，我和一位漂亮的姑娘去散步。天空暗下来，星星一个接一个地出现了，非常壮观。我的女伴叫起来：‘星星一闪一闪的多美呀！’我有点自鸣得意地说到：‘从昨天起我就知道它们为什么会发光’。她似乎没有任何反应。是真的相信我吗？我猜想在当时这对她是无关紧要的事情”。
1965 年当我到哥廷根大学工作时，我曾想到要了解一下这位女士是否还在哥廷根，但这件事也像其他一些计划一样一直没有办成。7 年后我在雅典碰到了她。我是去那里参加一个会议。当时已经移居到美国印第安那州布卢明顿城的阿特金森也来参加这个会议。阿特金森的妻子，一位活跃的柏林女士，她就是当初的那位姑娘。她向我说，豪特曼斯的确向她讲过
这一段话，但绝不像容克在他的书中所描写的那么浪漫。我从她那里知道
了许多重要的情况。我问阿特金森先生，他们当时怎么会想到做这项工作
的。他说，他读了爱丁顿的书，从而知道了关于恒星能源的困境，即恒星
内部的温度没有达到发生核聚变所要求的温度，而另一方面爱丁顿却坚
信，太阳和恒星的辐射功率必定来源于核能。他把这件事告诉过豪特曼斯。
当时，时机已经成熟，恰好伽莫夫刚刚写完了他的那篇文章，证明问题是
可以解决的。他们二人终于解决了这个问题。
从此人们知道在恒星内部是可以发生核反应的。但是发生的是哪种核反应？是质子与质子聚合，还是质子穿入到其他原子核内？如果是后者，穿入到哪个原子核内？10 年以后人们才得到了关于这些问题的答案。
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