今年是核物理诞生103周年。当时，欧内斯特·卢瑟福、汉斯·盖革和欧内斯特·马斯登在曼彻斯特大学开展的实验使他们得出结论：原子由带正电的微小原子核和绕核运动的带负电电子组成。
今年也是第一颗原子弹投向广岛70周年。尽管他们的发现最终被用于将核能转化为武器，但不应忘记，卢瑟福、盖革和马斯登的实验目的与许多科学研究一样，仅仅是为了理解自然。他们在这方面取得了成功，为我们带来了一种永远改变了我们看待世界结构方式的认识，而这一认识也带来了许多益处。
核物理：认识世界的窗口
核原子模型催生了大量科学与技术成果。它促使丹麦物理学家 尼尔斯·玻尔 将初生的量子理论发展为能够描述原子运作方式的成熟量子力学。这反过来又为众多现代技术铺平了道路，其中最重要的当然包括硅芯片和计算机化。
卢瑟福的实验用氦原子核轰击其他原子核，利用的是放射性衰变能使高速 α粒子 从原子核中射出。
为了实现更精确的控制，人们研制了粒子加速器，用以将α粒子、质子或电子等构成物质的基本单元射向其他物体。当时他们并不知道，但这一举措开启了如今被称为粒子物理学的整个研究领域。这些最早加速器的“后代”包括欧洲核子研究中心（CERN）的大型强子对撞机，希格斯玻色子正是在那里于去年被发现的，这使我们更接近理解宇宙。
核认知渗透于一切
在科学领域，一个世纪是很长的时间，而事物发展非常迅速。不久之前，我们每个人家里其实都有粒子加速器——电视机中的阴极射线管。它们已被液晶（LCD）、发光二极管（LED）和等离子显示器取代，而这些显示技术正是建立在我们对 量子技术的发展之上。
或许如今粒子加速器最普遍的应用，是医院中用于治疗癌症的放射治疗设备。
此外，核物理是几乎所有诊断成像技术的关键，例如X射线、PET、CT、MRI、NMR、SPECT及其他技术，它们使我们无需动刀即可观察人体内部。
如果你曾从其中某项技术中受益，那么应感谢许多人，尤其是那些只是好奇地追问“这究竟是什么东西？”和“如果……会怎样？”的核物理先驱。
从发电站到碳定年法
广岛和长崎的原子弹是核物理最臭名昭著的应用，70年前震惊了世界。核过程能量极高，可以被操控以产生毁灭性的爆炸威力。然而，二战时期的原子弹与现代热核武器的破坏力相比仍相形见绌，后者模拟的是恒星中发生的核反应。
鲜为人知的是核物理在地球科学中的应用。正是我们对核物理的把握，帮助我们通过研究格陵兰岛和南极冰芯中的氧同位素比率，了解地球的历史温度记录。同位素示踪有助于我们了解洋流的流动、世界上水资源匮乏地区含水层的性质、早已消亡的人类群体的迁徙，以及地球的地质演化，还有恒星中正在发生的变化。
很难将某一科学研究领域从其他领域中剥离并孤立看待。我们用来区分各个领域的词语，只是为了帮助人类对其进行归类，自然界并非如此划分。核物理与大量科学与技术紧密交织，并且鉴于其在上个世纪所产生的社会与文化影响，它与我们所知与所用的一切都交织在一起——我们应当心怀感激，而非畏惧。
本文与 The Conversation合作发表。发表本文并不意味着世界经济论坛认同文中观点。
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作者：Paul Stevenson，萨里大学高级讲师。
图片：Simon Baird（左），欧洲核子研究中心工程部副主任，在日内瓦附近梅兰的欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机隧道内参观时，与路透社记者Robert Evans同行。REUTERS/Denis Balibouse
