○陶詩秀

輻射是帶來死亡，還是拯救人類？

一方面，人們談?wù)撝?，在能源缺乏的地球上，核動力是唯一可靠的出路。原子能被說成是能的“海洋”，它能生產(chǎn)食物，給工業(yè)提供燃料，回收珍貴的礦物，滿足我們的生活要求，為人類的文明帶來蓬勃的生機(jī)。

但同時(shí)，輻射也帶來噩夢。人們往往會想起廣島、長崎上空的“蘑菇云”和三里島上核電站的陰森可怕的煙囪群。危險(xiǎn)的原子能輻射散布著白血病和癌癥的瘟疫，損害細(xì)胞的基因，產(chǎn)生畸形的后裔。

人為輻射和天然輻射

究竟輻射的哪一種形象更接近于真實(shí)呢？為了驅(qū)散混亂的迷霧，首先要拋棄一些似是而非的說法。比如有人說，輻射基本上都是人為的，所以比天然能源更危險(xiǎn)。其實(shí)，天然輻射比任何人為的輻射更具有破壞性。

拿太陽的天然輻射為例。地球要不是有著兩個(gè)主要的屏障，強(qiáng)大的太陽輻射也許會毀滅地球上所有的生物。一個(gè)屏障是大氣中的臭氧層，它阻擋著致命的紫外線輻射。另一個(gè)屏障是地球的磁場，它像一個(gè)無形的外殼包圍著大氣層，捕捉住大部分來自太陽的破壞力極強(qiáng)的核粒子。

具有潛在危險(xiǎn)性的天然輻射還來自許多普通的物體——我們住房的磚墻，許多城市地下的花崗巖，滲進(jìn)深井水源和泉水中的氡氣。住在高海拔地區(qū)的人，由于他們與太陽之間的大氣層變薄，因此比起海平面居民來，要吸收更大的輻射劑量，從而患某幾種癌癥的機(jī)率也增高了。

粒子流和波

輻射能夠毀滅生命，但沒有輻射，生命也不能存在。

輻射是能的一種形式，它以接近光的速度由原子中噴射出來，有時(shí)像波，有時(shí)又像粒子流。量子力學(xué)告訴我們，波與粒子流其實(shí)是一回事，但為了方便，科學(xué)家有時(shí)把它們說成是兩種不同的現(xiàn)象。

一切物質(zhì)都由原子組成，而原子本身又由不同的粒子組成。有一類輻射就是由帶有能量的急速旋轉(zhuǎn)的粒子流構(gòu)成的。

比如有一種金屬鈾的原子，它的原子核內(nèi)有92個(gè)質(zhì)子和143個(gè)中子，所以被稱為鈾 235，“235”表示質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)的和。

鈾235這類原子會自動裂變，釋放出某些普通粒子，產(chǎn)生輻射，所以被稱為放射性物質(zhì)。自從地球上出現(xiàn)生命以來，一切生物就從周圍環(huán)境中吸收放射性物質(zhì)，這些放射性物質(zhì)沉積在生物的骨骼或貝殼內(nèi)，直至它們死后仍在緩慢地衰變。因?yàn)榭茖W(xué)家已經(jīng)知道放射性衰減的速率，所以根據(jù)生物體內(nèi)殘存的放射性就可以計(jì)算出化石的年齡。

原子衰變或受激發(fā)時(shí)釋放出來的某些普通粒子包括帶正電荷的質(zhì)子、不帶電荷的中子、氦原子核（稱為α粒子）和帶負(fù)電荷的電子（稱為β粒子）。它們對生物可能會產(chǎn)生強(qiáng)烈的作用，當(dāng)然這取決于輻射流束中所含粒子的多少以及這些粒子速度的快慢。

除了粒子以外，還有另一種來自原子的輻射——純能的波。

你可以想象用一只手拉著一條繩子，繩子的另一端系在遠(yuǎn)處的樹枝上（繩子不能拉得太緊），你用力將繩子上下擺動，就產(chǎn)生了一個(gè)波，波沿著繩子傳向樹枝，使樹枝也跟著上下?lián)u動。繩子擺動的速度越快，一定時(shí)間內(nèi)傳到樹枝的波的數(shù)目也越多，這就是波的頻率增加了。

改變在繩子上傳播的波的頻率，不會產(chǎn)生什么實(shí)際效果。但是，如果改變攜帶輻射能的波的頻率，輻射的性質(zhì)就起了顯著的變化。

例如，市用60赫茲的交流電就是每秒鐘“振動”60次的能流。通過導(dǎo)線從我們家用電源開關(guān)發(fā)出來的就是這種輻射。如果振動加快，比如每秒10000次，就成為長波無線電輻射，它可以不經(jīng)導(dǎo)線，在空間傳播很遠(yuǎn)。振動次數(shù)增加到每秒10億次時(shí)，這種輻射就變成雷達(dá)、電視廣播或從人造衛(wèi)星向地球電站傳送太陽能時(shí)所用的那種微波信號了。

頻率再增加，輻射就變成紅外線，即從灼熱物體輸出熱能的那種輻射。當(dāng)頻率增加到每秒100萬億次時(shí)，輻射就變成可見光。頻率再稍稍增加，光的顏色就順次由紅變橙，變黃，變綠，變藍(lán)，變紫。頻率再增加，輻射又看不見了，變?yōu)樽贤饩€。至此為止，輻射主要是對物體產(chǎn)生熱效應(yīng)。低頻輻射使整個(gè)分子“擺動”（正如波動的繩子使整個(gè)樹干搖動那樣），而分子的運(yùn)動產(chǎn)生動能，這就是熱。

從紫外線開始，如果頻率再增加，情況就不同了。這時(shí)具有波動能的“繩子”就不只是“搖動”分子，而是開始“撕裂”分子了。當(dāng)把原子從分子中撕裂出去時(shí)，原子就失去或者得到一些電子。這些電子過?；蚨倘钡脑咏凶鲭x子。

能夠?qū)⒎肿臃至褳殡x子的輻射稱為離子化輻射，它是對生命最危險(xiǎn)的一種輻射。

最低頻率的紫外線輻射只具有輕微的離子化能力，但當(dāng)頻率順次增大到強(qiáng)紫外線、X射線、Y射線（由放射性原子放射出）和宇宙線（來自宇宙空間超熱星體的內(nèi)核）時(shí)，離子化能力就大大增強(qiáng)了。宇宙線的頻率是10后面加21個(gè)零。

影響

這些不同種類的輻射對生命究竟有些什么影響呢？

幾十億年前，來自太陽的離子化輻射可能促使地球上的原始海洋內(nèi)產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，形成了構(gòu)成原始生命的復(fù)雜分子。

一切生命都以碳元素為基礎(chǔ)，把碳原子串成長鏈和其他結(jié)構(gòu)就需要能。這種能來自太陽的輻射，特別是可見光，它為植物中的葉綠素分子提供能量。植物只需要用簡單的二氧化碳和水作為原料，就能產(chǎn)生糖鏈。這些糖鏈?zhǔn)撬袆游镔囈陨娴氖澄镦溨械淖畛醐h(huán)節(jié)。

科學(xué)家相信，輻射也是生物進(jìn)化不可缺少的因素。生命建立在細(xì)胞基礎(chǔ)上，細(xì)胞是獨(dú)立的生命單位。細(xì)胞的形成、生長、繁殖取決于形式為復(fù)雜的化學(xué)分子的密碼指令。這些化學(xué)分子可能被某種外力，特別是離子化輻射所擊碎，產(chǎn)生變異。細(xì)胞遺傳密碼的改變通常會帶來破壞性后果，但偶爾也可能會產(chǎn)生某些有利的遺傳變異，有助于新的更佳物種的選擇進(jìn)化。這樣看來，在某種意義上，輻射創(chuàng)造并發(fā)展了人類。

但強(qiáng)烈的輻射確實(shí)對人類不利。多數(shù)科學(xué)家都同意生物輻射效應(yīng)的所謂“靶子”理論。這個(gè)理論把輻射比作一門機(jī)關(guān)槍對著有人的場地射擊。也許子彈沒有擊中任何人，但如果搬來更多的機(jī)關(guān)槍，并且加快射擊速度，人被擊中的危險(xiǎn)性就大大增加。有時(shí)一發(fā)子彈就可能擊中某一個(gè)倒霉的人。一個(gè)人站在“靶場”上越久，被輻射擊中的可能性也就越大，這包括來自巖石和宇宙空間的低劑量輻射在內(nèi)。

關(guān)于輻射及其影響還有許多不解之謎有待探索，暫時(shí)我們只能說它有利又有弊。像傳說中普羅米修斯給人類帶來了火一樣，輻射固然能殺人，但是假若沒有它，生命也是難以想象的。