现在，我们必须从广义的哲学概念出发，对人类环境的实 质问题，进一步探求和理解其自然平衡的内在因素。过去四个 世纪的科学工作，重点是分析错综复杂的自然现象，从而获得 了精确的、高度专门化的知识。同时产生了一种新的和未曾料 到的认识，这就是说明整个宇宙的一致性、连续性和相互依赖 性。科学家们透过混乱的表面现象，深入详细地研究了物质结 构与能量的实质，从而提出了物质世界和生命世界的统一图 象。它较任何近代科学未出现前的思想家所设想的更为彻底。 因此，若还认为科学方法只不过是一种解剖分析事物的力量， 那就会忽略了20世纪对一元论理论的惊人科学成就。这种一 元论的主要根据，是人类日益深入地掌握了的以核能为中心的 宇宙现象。
19世纪，一些国家的独立研究的成果，开始逐步认识了 原子的本质。年轻的丹麦科学家尼尔斯·玻尔提出一种假说， 认为原子可能像一个微型太阳系，有一原子核好像太阳一样居 其中心。围绕着这个核心的是些带阴电的粒子，名为电子。电 子的重量约为整个原子的两千分之一，在固定的轨道上运行 着，正像行星围绕着太阳运行一样。电子的阴电荷彼此之间， 它们与带阳电的原子核之间，都保持着一定的距离。
这种原子结构的见解，回答了门捷列夫的元素周期表中包 含的许多问题。元素的排列秩序，先前是根据它们的相对原子 重量作比较，按经验方法估计而建立起来的。现在可以看出 来，这种有秩序的排列，完全是由原子核的电荷量和电子数目 决定的。当电荷量和电子数目增加，原子重量就相应增加，同 时环绕核心的轨道亦更为复杂。电子绝不是毫无秩序地运动于 原子核的周围，它们的轨道是固定的。但是，电子可以在原子 内各轨道间来回跳跃。当它们从外围落到内圈时，就会释放能 量。如从外部引入适当能量，它们也会跳出轨道，甚至可以飞 出原子。
上述推论似乎把原子的性能描绘得过于死板了。实际上， 电子的轨道可以用蚕织茧的动作来相比，环绕中心核转动，每 秒钟可达到亿万次。而原子结构所表现的稳定性，是通过电子 环行的高速度、电子数和轨道的恒定性来保持的。
在原子中心，存在着含有强大能量的原子核。核是极为微 小的，微小到使人无法置信。如果将一个原子放大到一间房屋 的大小，按比例计算，核只不过像针尖那样大小。原子核带有 很强的阳电荷，几乎占了整个原子重量的100%。每一种元素 有完全相同数目的电子和质子。氢是最轻的一种元素，核内有 一个质子，还有一个电子围绕着核运行。铀是非人工制造的最 重元素，有92个质子和92个电子。有些元素，虽然核内质子 数和核外电子数完全相同，但奇怪的是重量却不同。直到半个 世纪以前，科学家才由推论发现了在核内部存在另一种粒于， 即是中子。中子不带电。中子在核内的存在与数目，说明了为 什么相同的元素，重量有所不同。这些电子和质子数目相同而 重量不同的元素，称为同位素。例如铀238有92个质子，92个 电子，却有146个中子。第一颗原子弹的燃料铀235则只有143 个中子。
中子并不是研究人员从核内部发现的唯一粒子。当原子轰 击器的能量越来越大时，原子冲击的破坏力量也急剧增加，从 核内飞出的也不只是中子，其中还喷出更为微小的粒子。有一 些粒子微小到简直无法想象，它们显然可以在100万亿分之一 秒的瞬间，互相结合起来。这种瞬间结合起来的粒子，被称为 共振体。它们是人类在实验中所能达到的最最微小的粒子。可 是研究工作到此尚未完毕。研究物质基本粒子的工作，现在仍 在继续进行中。
在探索有关原子结构的征途中，人们认识到，物质结构的 微小单位的运动，蕴藏着各种各样的能量。热能使各类元素中 的电子振动得越来越剧烈，直至冲出它们的轨道而与其他物质 结合。一种元素外层的电子，如跃进另一种元素的外层轨道， 形成较稳定的化合物，就放出化学能。电子由于电磁力的吸 引，脱离了它们的轨道，沿着像铜线那样的良导体、在原子之 间迅速移动，这就是电流的产生。 、一切能量都有“流动”的性质。由于电磁力的作用，电子 从高温流向低温，从不稳定的元素流向较稳定的元素，从高位 能流向低位能。实际地球上的全部能量来源，整个太阳系，甚 至可能整个宇宙间的能量来源，都可以用原子作用的理论来解 释。过种原子作用和在太阳中心所进行的过程相似。从这里， 人类懂得了物质世界的根本现实。
不但各种类型的能量可以彼此互变，而且最近研究表明， 能量同物质也是可以互相转变的。人类本身和地球，都是宇宙 中物质世界的组成部分。全部物质世界都是由有规则的、连续 作用的能量所构成的。能量永存于运动着的宇宙万物之中，也 存在于我们瞬息即逝的身体和善于思索的头脑中。一切事物都 处于巨大无比难以想象的能量运动之中。科学家所说的宇宙规 律，哲学家梦寐以求的宇宙统一体，圣贤伟人主张的大同世 界，都是可以实现的理想，决不是毫无根据的虚构。事物的基 本原理，都表明了能量和法则是属于一个单一的、统一的、互 相有联系的体系。
为了懂得物质变成能量的过程，我们必须重述原子核中带 阳电的质于与核外轨道上带阴电的电子之间的平衡状态。这种 平衡足以解释原子的相对稳定性。但是，在地球上，原子核本 身如何使仅有带阳电的质子和中性的中子团聚在一起呢？既然 没有阴电的吸引力，质子理应猛烈地相互排斥。可是它们并没 有相互离开。科学家因此断定，必然有一种特别强大的键合力 或核子力，把核聚合在一起。当某种核被分裂时，所释放的能 量就是自然界释放的最强大的能量。
有一个比喻可能有助于了解这个问题。将原子核比作一扇 有特强弹簧的门，你必须使上很大的劲，才能打开这扇门。而 当门弹回时，便立即发出一声强大的碰撞声。当质子与中子分 开之后又重新在另一个核内结合时，这种强大的“碰撞”声就 表示释放能量。这种能量，就是由核裂变或核聚变所产生的核 能的基础。也是这种能量，当战争需要时，就爆炸了第一颗原 子弹。
第一颗原子弹是用核裂变原理。从铀产生的人工元素钚被 中子轰击后，产生连锁反应，释放的粒子再轰击别的原子，进 而再轰击更多的其他原子。起初使用的原子弹就是这样的。在 第一颗裂变弹之后约十年，裂变能被用作另一种更强烈核弹的 触发器。这种核弹的原理基于自然界存在的另一种反应，称为 热核反应。热核反应产生于氢核的聚变。氢核聚变存在于太阳 中心，并存在于全部星系的所有恒星之中。
我们习惯于认为地球上的物质存在着三种状态－－液态、 固态和气态。可是还有第四种状态，物理学家称之为“等离子 体”（等离子体的英文是Plasma，生物学上也用同一词，中译原生质。因此， 原书在此有一夹注（与生物学上用此字的涵义完全不同）。——译者注）。这是指在华氏5000度以上温度时的物质状态，并且很 可能，氢的等离子体就是整个宇宙间的原始物质。从现代最先 进的200英吋天文望远镜和射电望远镜所能达到的范围来观 测，我们知道，在我们所处的星系即银河系以外，还有约 1000亿个这样的星系，每一个星系又有1000亿个另外的“太 阳”。在各个旋转着的星系内部，开始形成高度稠密的中心， 而且围绕着一个重力中心而收缩。这种重力中心就是星球的诞 生地。在重力作用下原子都向中心集聚并互相撞击时，就会产 生大量的热量。在沸腾着的等离子区内部，温度上升到太阳一 样的高温华氏2500万度。这时候氢离子，也就是氢核，就互 相聚合成元素氦。这种聚变释放出巨大的能量。这个能量又进 一步引起原子核反应，并在星球的中心产生连锁反应。
人们熟悉的太阳，每秒用这种反应将6.5亿吨的氢转变为6.53亿吨的氦。失掉的400万吨质量，变成能量，辐射到整个太阳系中。这就是爱因斯坦的著名公式E＝mC2，即物体的能 量等于其质量乘光速的平方。由这个公式可以算出每天为太阳系供应的能量数字。从这份能量中，地球只获得1/20亿。其中我们利用的还不到1%。由此可见，我们所接受的仅仅是太 阳巨大辐射能中极其微小的部分。
我们已经在地球上仿效了太阳的辐射。1952年首次爆炸的聚变热核炸弹，也就是所谓氢弹，用铀235作裂变触发器，产生一瞬间的高热，引起由氢变氦的聚变作用。这就释放出像太 阳所产生的那种能量。万一在全面战争中使用这种可怕的核武器，则显然所有其他的环境危害与之相比，都将成为无足轻重的了。
后来，确实也有将缓和的核裂变过程用于和平的用途。在 各种能量都能互相转变的前提下，原子能当然可以用来发电。 当用中子轰击核燃料如铀235或钚时，就引起连锁反应，因而使 水加热沸腾产生蒸汽。然后像以往烧煤或烧油的发电站那样， 转动发电机，推动磁场，使电子飞速地沿线路流动。它们的差 异仅在于燃料的性质的不同。不过和平利用核能如发生事故， 可以造成杀人不见血的危害。更有甚者，铀的废渣即使经过千 万年，仍有很危险的放射性。人类发明的能量，没有一种是绝 对安全的。最早的蒸汽锅炉，发生过爆炸伤人的事故。如曾发 生蒸汽发动机撞倒一位内阁部长的事件。由于使用放射性物质 以后，就出现了难以预测的新危险。放射性物质能损害遗传因 素，它对遗传基因的影响可以达到几个世纪。这使我们对于生 命的脆弱性，获得了新的认识。同时也认识到地球的环境，只 有在某些特定条件下才能使生命得以发生、持续和进化。
这是一种令人惊讶的巧合。人类在地球上大约已生存了几十万年，然而原先并不知道这个地球、它的体系和环境最早是如何形成的。只有到了前一个世纪，地球的形成和发展的初步 形象，才开始逐步被人们所了解。这种初步认识还在继续研究与不断修正中。当人类终于了解到地球出现的偶然性、地球经历过的各种灾难和地球发展史上幸免的种种惊心动魄的事故 时，就在这时，人类掌握了类似太阳能的毁灭性的能量。千百万年以来，这种能量对生命起源曾经是最大的威胁。它既是创造者，又是破坏者；既是全部能量的源泉，又是最终毁灭的潜 在根源，这就是核能。如果要太阳能，也就是核能对地球不发生危害，只能通过一系列精细而复杂的防护机能才能达到目的。在天体演化史上，地球经过几十亿年才建立起来这种防护 机能。我们如果不懂太阳中心的核聚变和地球上生命的发生与持续之间的关系，即既有创造作用又有毁灭作用的关系，就不可能了解地球状况的全部意义，也不可能知道人类生存所必需 的环境要求。