核聚变或者核裂变释放出的巨大能量来自哪里?
很多科普资料会把这个问题的答案设置为——质量亏损。但是，这个答案有一些问题。稍后的讨论我会指出这个答案存在的问题。现在，我们来看看，核反应能释放多少能量。考虑氢原子核就是质子的聚变。
可以看得出来，核聚变可以产生中子也可以不产生。现在的可控核聚变正尝试使用不产生中子的核反应。所以不要认为核反应巨大能量的来源和中子有什么关系，这是没道理的。同样这些能量的来源和质子、光子都没有关系。光子只是核能释放的一个载体，它的能量反映核能释放的多少，却不能解释为何释放这么多。
下面我们要讲讲为什么核反应能释放这么大的能量。我们很多人都认为这是狭义相对论的原因。可是从我举的例子就能看出，不同反应方式释放的能量并不相同，狭义相对论只能计算出核能释放的多少，不能解释释放核能的原因是什么。
这需要提到一位日本科学家——汤川秀树（湯川 秀樹）。他在1935年研究介子时候，提出了一种相互作用模型，叫汤川秀树势能。【汤川势这个名字是后来人给命名的，不是他本人命名的，这一点就能看出真正的科学家和民科的区别。】汤川也是第一个获得诺贝尔奖的日本人。原子核理论一般都会把汤川势能作为一个唯象模型来研究。注意它是唯象模型。汤川认为，核子与核子之间通过交换介子而传递一种新的作用力，这种作用力不同于电磁力，它是短程力，有效力程短到只有1.4飞米（比纳米小六个数量级）。但是，它对应的势能却大得可怕。如果核子之间的距离缩小一点，都能导致势能改变很多。这就导致了会有很强的能量释放出来。这就是核反应。在该理论提出之后的几年时间了，纳粹德国搞出了核反应堆，这意味着检验汤川理论准确性的工作开始了。这套理论被实验证明是可行的。而且它成为研究核武器的基本理论之一。也就是说，只要工业基础可以，化学工业也差不多的国家，只要再招揽一批懂这个理论的人，搞出核武器只是时间和金钱的问题。核物理的发展始终与核能的开发有紧密关系。这也就是为什么上个世纪高能物理发展会那么快的原因。
从汤川势我们才能解读出为什么核反应可以释放这么大的能量，那就是yukawa势能的缘故。至于狭义相对论，并不能解释这问题。研究核物理的都知道，氢原子聚变释放的能量最大，而像铀这类重原子核的裂变也能释放数量级客观的核能，但是像铁这一类质量靠中间的，核反应不仅不放能，反而要吸收能量。这件事情狭义相对论不能解释，这也反应，狭义相对论不过是一个帮助我们去计算核能的工具，并非是解释核能的理论。当然，借助yukawa势能可以解释。但是解释起来比较复杂，简单说就是yukawa势能和库仑势能的一种平衡。这个平衡点恰好在铁原子核上。
不要以为核物理在这个日本人手里就结束了。上个世纪60年代，美国物理学家盖尔曼等提出了夸克模型，同时期以朱洪元为代表的中国物理学家也开始了对层子模型的研究。但是由于种种原因（具体原因这里不便说，可以查查百度百科），我国的层子模型中断了。从今天看，当年的层子模型十分接近重夸克偶素以及Bc介子重夸克模型。后来的1973年，QCD建立。这标志量子场论的再次胜利。我们可以用范德华力和电磁力的关系来类比Yukawa势能和强相互作用的关系。
研究核反应到研究核子相互作用，到夸克、层子、再到QCD，世界上每个国家的物理学家都在贡献自己的智慧。现在的高能物理正在向更高能标的物理进发，这需要我们付出更多的智慧，所以学好基础物理是第一步。