间接测量天体年龄的方法之一是利用放射性同位素。在地球上，人们测定了235U和238U的半衰期分别为T1/2（235U）=7.038×108年、T1/2（238U）=4.468×109年。进一步，人们还测定了二者的丰度比（235U/238U）现=7.231×10-3。显然，现在地球上235U的含量远低于238U。但是，在太阳系刚形成的时候，二者．的含量应相差不大。所以，如果知道初始时二者的比值，就可以根据半衰期求得地球或太阳系的年龄。现代宇宙学理论认为，太阳系是在上一次超新星爆发的“废墟”上形成的，而根据超新星爆发理论，新星爆发过程中，（235U/238U）初=1.71，由此，可以粗略地算出太阳系年龄的上限为6.6×109年。另一种测定天体年龄的间接方法是利用球状星图，即依据恒星演化规律的赫罗斛。人们推测的结果是，球状星图的年龄至少为11.4×109年，这就是说，宇宙的年龄应大于114亿年。显然，天体年龄的间接测量是支持宇宙大爆炸假说的，因而也就间接或部分验证了大爆炸假说的正确性。
一般说来，间接方法的可靠性取决于相关理论或假说的可摹程度。例如，利用放射性同位素测天体年龄，就应用了天然放射性物质的衰变理论、超新星爆发理论、太阳系形成的假说等。
双要这些理论或假说都是正确的或基本正确的，则测算的天体年龄就是比较可靠的，因而对大爆炸假说的验证就更有意义。
一个假说究竟能否用直接方法验证，一方面取决于假说本身的内容结构，另一方面也受实验技术和观察水平以及相关学科的发展情况等因素的限制，而物理学家在某些假说还无法进行直接验证时，通常先采用间接方法加以验证，以初步或部分地确定假说的价值。
20世纪30年代初，泡利提出中微子假说，解决了口衰变的能量守恒问题。1934年，费米又在泡利假说的基础上建立了口衰变理论，并得到一些实验的支持。但遗憾的是，人们一直无法从实验中直接观察到中微子的存在。中微子不同于其他粒子之处在于它不带电、不能引起电离效应、不参与电磁相互作用和强相互作用，所以，很难观测到它的踪迹。当人们无法直接捕捉中微子时，就设想了一些间接验证中微子存在的方法。
方法之一是根据泡利自己的预言验证的。1931年，泡利在帕萨迪纳会议上预言，从核里发射的β粒子和穿透力极强的中微子的能量总和应该有一个尖锐的上限。泡利指出，如果界限果然是清晰的，那么中微子的设想就是正确的。1934年，海德森用磁聚焦的方法测量β谱的上限，发现β曲线的上限急剧中断，与泡利的预言相符。
方法之二是通过实验数据推算的。1938—1939年间，克兰和哈尔彭应用云室观察38Cl的β衰变，从观察到的电子在磁场中的偏转和核反冲的径迹，计算出原子核的能量和动量，结果表明在衰变中存在第三种粒子。
方法之三是根据中国的王淦昌的方案，由艾伦用实验证实的。
1942年王淦昌在题为《关于探测中微子的建议》一文中提出一个验证中微子存在的方案。其基本思想是：如果中微子果真存在，它不仅应当具有能量E，也应具有动量P，它们应满足关系式：E2=P2C2＋M2C4。如果实验中能测出口衰变过程中丢失的能量和动量，并看其是否满足中微子的能量和动量的这个关系，就可以对中微子的存在与否作出间接的验证。
针对克兰和哈尔彭曲实验，王淦昌指出：当一个β＋放射性原子不是放射一个正电平而是俘获一个K层电子时，反应后的原子反冲能量和动量仅仅取决于所放射的中微子，原子核外电子的效应可以忽略不计。
于是，只要测量反应后原子的反冲能量和动量，就比较容易找到薪放射的中微子的质量和动量，而且由于没有连续的β射线放射出来，这种反应效应对所有的原子都是相同的。他还建议泪7Be来做这个实验。同年，艾伦按照王淦昌的方案完成了实验，证明了丢失的能量和动量正好符合中微子的要求。这个实验是间接验证中微子存在的一个重要买验。
鉴于中微子存在的这些间接证明以及费米β衰变理论是详细、完整和严密的，因此人们已基本相信中微子是确实存在的。这不仅坚定了人们直接捕捉中微子的决心和信心，同时也在实验思路、方法、技巧上给人们以多方面的启迪。
到了1956年，莱茵斯和柯万最终完成了中微子存在的直接《证明。他们在给泡利的电报中说：“现谨奉告，通过观察质子的逆β衰变，我们已经确定地从裂变碎片中观察到中微子，测量的截面积和预期值6×10-44cm2符合得很好。”要探测一种粒子的存在，就一定要让这种粒子在探测器中产生一些可供观察的效果，至少粒子要在探测器物质中碰撞一次。然而，由通常的β衰变放射出来的中微子要穿过大约1000亿个地球才会与其中的一个原子核碰撞一次。换句话说，把探测器做成地球一样大，有1000亿个中微子通过时大约只能探测到其中的一个。莱茵斯与柯万用200公升水和370加仑液体闪烁体做成探测器，埋在一个核反应堆附近很深的地下，探测核反应堆放射出来的极强的中微子。
经过相当长的时间，终于成功地探测到了为数不多的中微子，直接验证了中微子的存在，打消了关于中微子存在的任何怀疑。
（第四节 ）物理学家建立假说的艺术
物理学家建立假说，以解释已知、预测未来，这类似于生活中的猜谜，因而人们通常又把假说称为猜想。猜谜是有技巧的，平庸的猜谜者只能肤浅地理解谜面，表面化地看问题，所得结论总是与真正的谜底相去甚远。而高明的猜谜者则能很快地抓住问题的本质，迅速在谜面和谜底之间建立起实质性的联系，从而准确无误地揭开谜底。
物理学家面对的是大自然这个变幻莫测的制谜高手，所要揭开的是扑朔迷离的物理之谜。长期以来，一代代物理学家不屈不挠，逐渐探索出一套建立假说的基本方法．而一些伟大的、天才的物理学家，更是把这些基本方法创造性地应用到实践之中，使其达到了艺术的审美高度，闪耀出艺术的光辉。
我们说物理学家建立假说具有一定的艺术性，那是由于他们在实践中表现出了独特的创造个性和思维风格，巧妙而机智地透过现象发现本质。考察物理学家建立假说的过程，其艺术性主要表现在敏于发现问题、善于解决矛盾、敢于突破旧理论、勇于接受新观点等方面。
1．敏于发现问题
爱因斯坦和英费尔德在《物理学的进化》一书中指出：“提出。个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许是一个数学上的或实验上的技能而已。而提出新的问题，新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想像力，而且标志着科学的真正进步。“显然，要提出问题，首先是能够发现问题。以敏锐的洞察力从复杂的物理世界中发现有价值的问题，是许多优秀物理学家独特的心理品质和艺术魅力，也是他们建立假说的前提条件。
其一，于“司空见惯”中捕捉问题。虽然我们每天所面对的大自然中的现象是丰富多彩的，但却并不能引起我们的惊异，这是因为这些现象对我们来说太熟悉了。一切都是应该如此，一切都是那么正常，还需要再去思考和设问吗？认为熟悉的就是已经认激的，是人类思维方式的一大缺点。事实上，我们对许多十分熟悉的事物和现象的了解是相当肤浅的。而优秀的物理学家总能在最不是问题的地方发现问题、提出问题，进而建立假说、解决同题。
白天黑夜，昼夜交替，这是人们最熟悉不过的天文现象，连小孩也知道。
但是，1721年，英国著名天文学家哈雷却提出了令A发笑的问题：“夜色为什么是黑的？”他认为这是一个值得研究的问题，并不像人们所认为的那么简单。
1744年，瑞典天文学家斯诺再次提出同样的问题，并提出自己的解释。到了1823年，德国天文学家奥尔伯斯又一次提出这个问题。奥尔伯斯为了计算发空背景的亮度，在当时的宇宙观理论框架下提出了4条假设：④空间是无限的，恒星在不同程度上均匀分布于其中；②时间是无穷尽地流逝的，无论在多么遥远的过去，宇宙空间都充满着恒星，而且平均来说，它们的光度没有什么变化；③光的传播规则在整个宇宙空间都是一样的，就像日光在我们的房间里传播的情形一样；④宇宙作为整体来说，没有大尺度的、系统的运动，即宇宙从大尺度来看是静态的。以这四条假说为基础，奥尔伯斯通过计算得出结论：无论在哪个方向上，从地球上看到的天空都应该是无限亮的，不但黑夜根本不存在，而且整个地球都会燃烧。显然，这是与事实明显不相符的。因为地球夜色的确是黑的，白天也没有无限明亮，地球更没有燃烧。由于推导和预言与事实明显矛盾，人们一时又无法确定问题的症结所在，故而将其称为“奥尔伯斯佯谬”。
“夜色为什么是黑的”这一看似简单的问题的提出，极大地推动了宇宙学的发展，成了宇宙学研究中的一个重大课题；甚至可以说100多年来，宇宙学的基础理论都是围绕这一课题展开的。对这一课题的研究导致r一系列宇宙模型的建立，最终促使现代宇宙学理论诞生。
其二，于“稍纵即逝”中捕捉问题。与我们司空见惯、习以为常的普遍现象相对的是那些难得一见的、稍纵即逝的特殊现象。
由于这类现象产生的条件苛刻、出现的频率极低，所以人们对它们缺少应有的研究和认识。但是，这类现象往往携带着相当重要的物理信息，蕴含着极为深刻的物理内容。许多优秀的物理学家都善于抓住大自然的这一闪念，捕捉问题建立假说。作为解剖学教授的伽伐尼，抓住一个纯粹偶然的机会，发现当解剖刀尖碰到青蛙腿上暴露的神经时，蛙腿猛地抽动r一下。对电学十分感兴趣的伽伐尼没有放弃这一偶然的现象，而是立即把它与电流联系了起来。又经过一系列的相关实验，伽伐尼建立了“生物电”学说。尽管这一假说后来被证明是错误的，但伽伐尼关于蛙腿的伸缩本质起因于电流的认识却是正确的，并且这一假说开创，l书磁学研究的新局面，成为电磁学发展历史上的重要里程碑。
今天，我们知道不同金属的接触形成T电源，而蛙腿的抽动是由于电流作用于神经引起的。显然，这个现象需要几个条件都具备才有可能发生，机会是很少的。而作为这一现象的发现者，有的见怪不怪，引不起兴趣，任其从自己的鼻子底下溜走了；有的则可能虽然惊奇，但又仅仅是惊奇，而不去深究其原因。而伽伐尼不仅重视了这种现象，并且变换条件做了一系列的实验，然后建立了自己的假说，对这一现象的原因作出自己的解释。
