现代科学中的两起失踪案

自从有了质量概念以来，人们一直认为质量在任何时候都是一样的。爱因斯坦却提出新的见解:当物体运动时质量会增加，这时物体的总质量应等于物体静止时的质量加上这部分增加的质量。这两种质量可以相互转化；不过，根据质量守恒定律，任何一种变化，在变化前后总的质量应当保持不变。β衰变发现后，却出现了意外的情况:中子放出一个电子，转变成质子，质子与电子的静止质量之和要比中子的静止质量小一些。按照相对论的观点，这部分静止质量应当转化为放出来的电子的质量增益，即相当于七十八万电子伏特的动能，可是在实验中却怎么也测不到具有这么大能量的电子。是质量守恒定律和相对论错了，还是β衰变的实验不对?或是有哪一个不知名的“小偷”把这部分能量“偷”走了?这一“能量失踪案”吸引了很多科学家。1932年，年轻的瑞士物理学家泡利提出一个假说:理论没有错误，实验也千真万确，增益的能量是β衰变中产生的一种新粒子带走了。这种新粒子是什么?1956年，美国物理学家柯万等人在中子群中把它找到了，这就是中微子的发现。

怎样才能捕获行踪诡秘的中微子呢?根据天体物理学的理论，太阳在由四个氢核聚合为一个氦核的反应过程中，会产生极多的中微子射向宇宙太空，每秒钟倾泻到地面每平方厘米的小面积上，竟有几百亿颗太阳中微子。但是，经过十八年的追捕，得到的中微子却极少。经反复检查，实验仪器和方法都没有问题。那么多的中微子到哪里去了呢?这件“太阳中微子失踪案”又引起了科学家的极大兴趣。

理论与实践的尖锐矛盾发人深思，推动人们进行深入的探索，在短短的几年里就有十多种假说涌现出来。有人计算，如果降低太阳内部重元素的含量；或者降低太阳的温度；要是太阳内部的自转比表面快得多；倘若太阳核心有强达十亿高斯的磁场；等等，就能使太阳中微子的理论值与观测值相符合。又有人猜想，太阳中微子并不仅仅是由氢核聚合成氦核的反应产生的，而可能是其他的核反应起着主要作用。也有人怀疑，是否中微子在飞向地球的漫长路程中发生了衰变?还有人揣测，是否太阳中有某种粒子专门拉着中微子不让飞出?如此等等，众说纷纭，但何为问题症结?到现在还是个问号。

从“能量失踪案”引出泡利中微子假说，从检验中微子假说引出“太阳中微子失踪案”，从“太阳中微子失踪案”又引出太阳中微子假说，这种在验证一个假说的过程中又引申出更多假说的情形，在科学史上是屡见不鲜的。这就告诉我们，在检验一种科学假说的时候，获得正面数据证实假说，固然是有意义的；而当这个假说捉襟见肘时，从中启迪新的思想，提出新的假说，进行新的探索，则是更富有成效的活动。

(晓成根据《漫话科学假说》一书摘编，原著:杨德荣)