太陽是太陽系的中心天體，同時佔據了太陽系99.86%的品質。如果沒有太陽的存在，也就沒地球也不會存在，更不會孕育出生命。太陽帶給地球熱量，支撐著植物的光合作用，支配著地球的大氣和氣候。

事實上人類很早就已經意識到了太陽的重要性，甚至許多文明都把太陽當作是神來崇拜。隨著科學的不斷髮展，人類對太陽才慢慢有了的新的認識。

首先我們從太陽的形成開始說起

宇宙是在138億年前由一個密度極高，熱量極大的奇點爆炸而成，而目前關於太陽的形成被人廣泛接受的是星雲假說，內容大概是太陽開始只是46億年前一片巨大分子云中一小塊的引力坍縮。

其實大多坍縮的品質集中在中心從而形成了太陽，剩下的部分形成了一個原行星盤，後來繼續形成了行星、衛星、隕星以及其他的比較小的太陽系天體系統。

關於太陽的組成成分

太陽的品質大約為地球的33萬倍，其中大約73.46%的是氫，24.85%是氦，剩下少量其他元素僅佔了不到2%。

這裡解釋一下等離子體的概念。

日常生活中，根據溫度的不同，常見的物質會呈現出三種狀態：氣態、液態、和固態。實際上還有一種狀態叫做等離子體，物質達到這種狀態，原子核和電子會分開。

太陽就是等離子體，氫原子內部的電子脫離了原子核的束縛，使得太陽內部成了一鍋氫原子核（質子）與電子的混合狀態。

太陽是怎麼燃燒的？

在很多人的理解中太陽就是一個大火球，通過燃燒釋放能量，甚至有人猜想太陽是一個大煤球。然而拋開其他因素，根據計算太陽那麼大的煤球最多隻能燃燒5000年。

而事實上太陽的燃燒機制和我們常說的燃燒有著本質的不同。

而太陽內部則是通過原子核聚變產生能量，所以它並不是化學反應，自然也不需要氧氣的供應。

核聚變的原理是什麼？

前面提到太陽內部有大量的氫，那麼太陽進行的聚變反應也就是氫核聚變。

從微觀角度來看，核聚變是指：兩個較輕的核融合之後形成了一個較重的核和一個更輕的核。在這個過程中，會虧損一部分品質，反應前後的品質是不相等的。

我們根據E=mc^2，可以知道，品質和能量其實是一個物體的同一樣東西，而太陽內部損失的品質正是以能量的形式釋放出去了。正是這樣我們才接受到了來自太陽的光和熱。

核聚變的進行需要哪些條件

核聚變的本質無非是核子的結合生成新的核子的過程，而想要讓原子核互相碰撞，首先得讓電子擺脫原子核的束縛。

然後是需要將原子核之間的距離減小到10^-15m的量級，想做到這點更不容易，因為原子核帶正電，它們之間還會形成互相排斥的庫侖力。

辦法就是從外部施加超高溫和高壓，這樣原子核才能克服庫侖力。

按理論來說，氫核聚變需要的溫度至少需要1億度，反應才能正常進行。而太陽內部的溫度不過1500萬度，如果溫度和壓力達不到，兩個帶正電的質子就無法克服庫倫力結合到一起，核聚變也就無法進行了。

太陽內部的氫原子核是如何結合到一起的呢？

這裡必須要提到量子隧穿效應。太陽之所以能夠緩慢進行核聚變所依賴的正是這種機制。

它講的是：在量子力學裡面，像電子等微觀粒子可以穿過位勢壘的一種行為，儘管位勢壘的高度大於粒子的總能量。

也就是說，即使兩個質子的能量小於克服它們之間庫倫力所需要的能量，它們依然有概率結合到一起。儘管概率非常小，巨集觀世界是根本不可能發生的。

而這個概率放到巨大的太陽上，再加上數億年的時間，量子隧穿效應的出現幾乎就成了必然。太陽內部的核聚變反應終究是會發生的。

人類關於對核武器的研究歷程。

世界上核彈頭主要分成原子彈和氫彈，而最先有的核武器是原子彈，比如當時美國在日本投下的那枚原子彈來看，威力相當於2萬噸TNT，後來技術的發展，核武器的改進從而出現了氫彈。

氫彈的爆炸的威力是無法想象的，拿原子彈來說其當量最大也就是幾十萬噸而已，可氫彈就不一樣了，其當量百萬噸級是基礎的。

歷史上蘇聯曾經試驗過一次氫彈爆炸，名為“大伊萬”，最開始蘇聯的這顆氫彈是準備上億當量的，考慮到轟炸機的問題就減少了一半的當量，爆炸當量也為5800萬噸TNT。

當時“大伊萬”的爆炸場景非常可怕，也向世人證明了氫彈的威力，所以後來就沒有國家再敢去嘗試，只是在探索。

在1967年6月17日，中國成功爆炸了第一顆氫彈，這是在核武器方面的一次飛躍。氫彈是一種熱核武器，大致是裂變—聚變—裂變的爆炸過程，其特點藉助了熱核反應產生的大量中子來轟擊鈾-238，使鈾-238從而發生裂變反應。

太陽被核聚變點燃之後為什麼沒有像氫彈一樣瞬間爆炸？

別忘了，太陽可是一個2×10^30kg的恆星，它擁有太陽系99.86%的品質，這麼大的品質代表著它同時也有了巨大的引力。

當核聚變變得越來越劇烈，自身巨大的引力不足以抵抗核聚變產生的對外膨脹的壓力時，由於外部壓力的不足，就會間接減緩核聚變的程度。

當核聚變減緩到一定程度，在自身引力作用下，又會增加太陽內部的溫度和壓力，如此迴圈，會達到一個平衡狀態。這才使得太陽能夠不斷的進行緩慢的核聚變。

通過前面我們已經知道，太陽核聚變是在不斷的釋放能量。據估計，太陽內部每秒鐘會損失426萬噸氫的品質，這些品質全部以能量的形式釋放。

所以太陽的品質是在一直虧損的，但是400萬噸對於太陽的品質來說是微不足道的，僅僅佔了太陽總品質的萬分之三。

據估計，太陽可以持續進行這個過程長達100億年，而現在已經過去了46億年。

到那個時候，太陽因為虧損了太多的品質。將會導致自身的引力無法抵抗核聚變產生的壓力，太陽就會變成一顆紅巨星，任由核聚變反應，持續膨脹。

核聚變的優勢在於不會產生核輻射以及核廢料。

了解了太陽的燃燒機制之後，人們就會想：能不能製造出一個人造太陽，讓能量持續穩定的輸出，這將是最清潔環保的裝置。人們把它稱為：可控核聚變。

儘管人類通過研究掌握了核聚變的原理，並且成功製造出了氫彈，但是氫彈爆炸是一瞬間的，釋放出的巨大能量也不能收集起來加以利用，所以氫彈屬於不可控核聚變。

目前，“國際熱核聚變實驗堆計劃（ITER）”就是基於人類對能源的長期需求所成立的國際聯合專案。儘管想法非常的美好，但研發過程中存在著很多的困難，實現商用更是到了本世紀中葉以後了。

結語

最後我們來總結一下