第八章第九节核物理学
核物理学与高技术
“高技术”一词起源于美国，目前尚没有统一的定义。多数人认为，高技术是指那些基
本原理建立在最新科学成就基础上，并能创造较高经济效益，具有较强增值作用，能向经济
、社会各个领域广泛渗透的新技术。
高技术一般可分为两大类：一类为高准度技术，如空间技术、导弹技术、纳米技术、克
隆技术、核技术等；另一类为高效益技术，如微电子、生物工程、新能源、激光、新材料等
。当然，两者之间并没有严格的界线。例如，核物理学中的应用核技术就介于两者之间，它
既有高准度技术的特征，又能产生高效益。
以核物理学为基础的核科学技术（核技术），是当今时代若干高技术领域中比较成熟的技
术，其主要标志是基础核物理理论比较完善，应用技术已趋于成熟，应用领域也十分广泛，
成果转化效益较高，推动了高技术的发展。
以核物理学为基础，形成了核医学、核农学、核工业、核国防、核科学技术等学科或产
业，并且具有相当可观的产值，取得的经济效益已构成世界国民经济总收入的０５％。
其社会效益的影响就更大：就核国防而言，一个国家拥有核武器在军事上能起到威慑作
用；在核医学领域，它已拯救了成千上万人的生命；此外，核能发电、核能取暖、辐射加工
、辐射育种、辐射保鲜、放射性药物、核动力、核仪器仪表、核环境保护与治理，甚至核考
古等核技术，对社会、经济和科学的发展起到了非常重要的作用。
核科学技术的基本组成和应用范围就像一棵根深叶茂的大树，以核物理学为理论基础和
养料来源，以核基础技术和核应用技术为根茎，以工农业、国防、能源、环境、医学等
各个领域的应用为枝叶，茁壮成长，尚有大量的新领域有待“分杈、开花、结果”。
所以，世界各国对核科学技术投入的研究经费有增无减，核科学技术这一高技术强大的
技术优势决定了其强大的生命力，是其他任何高技术无法比拟和取代的。它发展速度之快，
应用范围之广，增值和经济效益之高，产生的影响之大，都是人们所始料不及的。
核物理学与基础科学
１８９６年，法国物理学家贝克勒耳发现铀的天然放射性以后，导致了物理学的又一次革命
，为物理学的分支学科——核物理学的建立奠定了基础。１００多年过去了，核物理学从建
立、发展、成熟到走向辉煌，促进、带动了科学技术和社会的发展与进步，特别是在促进高
技术的形成和发展方面起到至关重要的作用。
核物理学的发展历程和核科学技术的广泛利用表明，科学技术能否取得重大突破关键在于基
础科学的发展。所以，我们必须重视对基础科学的学习和研究，不能忽视，更不能简单地以
当时基础科学是否有用来衡量其价值。
２０世纪是科学技术飞速发展的时代。在这个时代，人们目睹了分裂原子，拼接基因，克隆
动物，开通信息高速公路，纳米加工和探索太空。世界科学技术突飞猛进，大大超越了科学
技术本身的意义，已经强烈地影响人类的生产和生活方式，以及社会的进步和发展。
不难想像，若没有科学技术的飞速发展，就不会有现代生活。科学技术能否从根本上持久地
取得重大突破，关键在于基础科学的发展。基础科学是以自然界的现象及其规律为研究对象
的，其目的是增进人们对自然界的理解，增加人们的知识，为科学技术的发展奠定理论基础
；而应用科学和工程技术则是基于自然科学原理和方法，研究与探讨构造“人造物”的原理
和方法的科学。
２０世纪几乎所有的重大科技突破，像原子能、激光、半导体、计算机等，都是因为有了基
础科学，有了核物理，有了相对论和量子力学才得以实现。可以说，基础科学促进了科学技
术、社会进步和人类的发展。20世纪后半叶，科学的新发现和科技新发明的数量，已超
过过去几个世纪的总和。其中核物理更为典型，在与核物理学有关的核发现或理论突破中
，已有４０余人次获得过诺贝尔奖，这是物理学其他分支学科从未有过的现象。２１世纪国
家繁荣的程度取决于具有坚实理论基础，富于创新能力人才的数量，我们必须重视基础科学
的研究与学习。
核物理与核技术百年历程
从20世纪开始，核物理与核技术经历了极其深刻的革命，并在许多科学技术领域中引
起深刻的变革，派生出了许多分支学科。此外，核物理与核技术和其他学科之间的渗透，又
产生了许多交叉学科。可以说，２０世纪，核物理与核技术每时每刻都在不停地发展，是最
有生命力，发展最迅速，影响力最大。成果最多的学科之一。
核物理与核技术的发展已经有近百余的历史，发展过程可粗略划分为三个阶段。
第一阶段从１９世纪末到２０世纪４０年代，为核物理基础研究阶段。在这一阶段，世界各
国许多科学工作者取得了一系列基础研究的重大发现和突破。例如，放射性的发现、原子
核结构模型的建立、同位素概念的提出、人工放射性与裂变的发现等。这一阶段的研究成果
和重大突破，为以后核物理与核技术的发展奠定了理论基础。
第二阶段从２０世纪４０年代至５０年代，为核军事应用与竞争阶段。为了战争（第二
次世界大战）的需要（赶在纳粹德国之前造出原子弹），美国集中了全世界优秀的科学家和
巨额财力，开始研制原子弹。１９４５年爆炸了世界上第一颗原子弹，并向日本广岛和长崎
投放原子弹，死伤几十万人。１９４９年前苏联第一颗原子弹爆炸成功。１９５０年美国宣
布开始制造氢弹，１９５２年和１９５３年美国和前苏联相继研制成功氢弹。
第三阶段从２０世纪５０年代至今，为核军事研究与核能和平利用并举阶段。在这期间，美
国和前苏联为了巩固其核武器的世界垄断地位，保持军事优势，继续发展核武器。而其他国
家为了打破美国和前苏联的核垄断而加速进行核武器的试验。英国、法国、中国等相继爆炸
了自己的原子弹或核装置，打破了美国和前苏联独霸核武器的局面。
在此期间，核能与核技术已开始大规模地应用到国民经济中，开创了核能和平利用的新
阶段。自１９５４年前苏联建成第一座核电站以后，核物理与核技术的应用出现了前所未有
的高潮。如核动力客轮下水，原子能破冰船起航，辐射育种，辐射不育技术消灭病虫害，建
立放射性免疫测定技术等。
同时，人们把目光转向解决紧迫的社会问题和生活中的问题。例如，环境保护，海水淡化，
能源开发，生物工程，癌症的诊断与治疗等。
到了７０年代，核技术已在许多方面形成了新兴的产业。在西方发达国家，核物理与核技术
的应用已经深入到国民经济的各个领域，技术日趋成熟，并不断取得新进展。
８０年代以后，随着计算机及其他新材料、新技术在核物理与核技术领域的广泛应用，这门
学科出现了新的发展高潮，其应用领域更加广泛，发挥的作用也越来越大。应用核物理与核
技术所取得的经济效益，已构成世界国民经济总收入的０５％。
据不完全统计，１９６０～１９８５年应用核物理与核技术的累积经济效益约为８００亿美
元。其社会效益的就更大，仅就核医学而言，它已拯救了成千上万人的生命。此外，核能发
电，核能取暖，辐射加工，放射性药物，核仪器等核技术对社会、经济和科学的发展已起到
了非常重要的作用。