1個氫氣球，5千米高度，10次冒險，科學「狂人」證明宇宙射線

1936年的諾貝爾物理學獎有兩位獲獎者，一位是瑞典裔美國物理學家卡爾·大衛·安德森（Carl D. Anderson），他由於1932年發現了正電子的存在而獲此殊榮。

另一位是奧地利裔美國物理學家維克多·弗朗西斯·赫斯（Victor F. Hess），他的研究為安德森發現正電子及反物質提供了基礎，這位科學狂人坐著熱氣球升空，證明了宇宙射線的存在。

赫斯1883年6月24日出生在奧地利，他是森林監獄長的兒子，1906年從奧地利格拉茨大學畢業，並前往維也納科學院任教，同時攻讀了博士學位。

赫斯生活的年代可以說是物理學蓬勃發展，並取得令人激動的成就的時期，19世紀末20世紀初，威廉·康拉德·倫琴（Wilhelm R?ntgen）發現X射線，安東尼·亨利·貝克勒爾（Antoine Henri Becquerel）發現地球元素的放射性，瑪麗·居里（Marie Curie）和皮埃爾·居里（Pierre Curie）發現了鐳。

但是大氣輻射一直是令科學家著迷而又費解的問題，早在18世紀末，庫倫就發現，帶電物體放置一段時間後，其電荷都會逐漸消失，即使帶電物體只與具有良好絕緣性的空氣接觸，電荷還是會消失不見，物理學家們一直都想通過實驗解釋這個現象。1896年，安東尼·亨利·貝克勒爾（Antoine Henri Becquerel）發現鈾礦的放射性，於是一些科學家猜測，消失的電荷與某种放射線中和了帶電物體的電荷有關，但具體是什麼不得而知。

1911年，赫斯決定坐著熱氣球升入空中，然後用驗電器進行測量。驗電器是一種專門用於檢測帶電粒子的裝置，即使它處於密封的容器中，也會緩慢地產生電荷。赫斯一共進行了10次高空冒險，其中的5次是在夜晚進行的，以排除太陽作為輻射源。

赫斯首先排除了輻射來自地面的可能性，因為他發現1000米高度測得的結果與海平面處的相同。隨後他又發現，高度越高電離程度越大，在距離地面5千米時，輻射是地面的9倍。他在1921年8月12日日食期間進行了最後一次升空測量，結果表現出一致性。所以他得出結論，大氣輻射從宇宙進入地球大氣層。

但是赫斯的發現引來了爭議，直到1928年羅伯特·安德魯斯·米利肯（Robert Andrews Millikan）通過實驗證明了赫斯的理論，並開始了關於宇宙射線的研究。

文章開頭所提到的卡爾·大衛·安德森就是在此基礎上發現了正電子和π介子。從那時起，關於宇宙射線的研究從未停止，雖然關於其起源還未完全了解，但是目前普遍認為它與天體的誕生和死亡相關，因此也透露著宇宙演化的歷史。

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本文為FUN知識點：科學史上的今天系列

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