原子弹的发明与爱因斯坦有关系吗？

这是误解，一些人以为一个质能方程就能发明原子弹？质能方程只是阐述了质量和能量的关系，表明的质量和能量是统一的，能够用来解释为什么核反应会释放出这么多的能量，但是不能解释为什么会发生核反应。

爱因斯坦在1905年提出质能方程的时候，汤姆逊已经发现了原子中存在电子，虽然原子内部结构模型满天飞，但是物理学家卢瑟福在1912年才发现了原子核的存在，爱因斯坦当时根本不可能知道自然界中存在核反应。因此，原子弹的原理和设计都与爱因斯坦无关。爱因斯坦只是一名伟大的理论物理学家，并不是工程师。

爱因斯坦与原子弹的发明并没有太大的关系

在纳粹德国称霸欧洲的时候，英国情报机构就发现了纳粹德国计划制造原子弹，而负责实施这一计划的主要科学负责人就是作为量子力学的主要创始人之一的海森堡。

在爱因斯坦受到纳粹迫害时，他前往了美国。在知道纳粹德国希特勒正在计划造原子弹时，在科学界的朋友的推举下，1939年由爱因斯坦牵头给时任美国总统的罗斯福写了一封，希望美国务必赶在德国之前造出原子弹。后来当爱因斯坦知道纳粹德国当时并没有足够的能力造出原子弹，他为自己当初写的那封建议信感到后悔。不过原子弹的发明和使用加快了日本的投降，挽救了很多无辜人员的生命。

原子弹本质上是核能的发现与应用。既然核能的发现与爱因斯坦没有关系，那核能是怎么被发现的呢？

先来看一看原子的认识之旅：

在古希腊时代，哲学家们就认为物质是由微小的粒子构成的，这一古代原子论以德谟克利特为主要代表。17~18世纪，在众多化学家的努力下，道尔顿总结前人的经验提出了近代原子理论，这标志着“物质是由原子构成的”这一观点正式被科学家们广泛承认。

1897年汤姆逊在研究阴极射线时发现了电子；1912年卢瑟福通过阿尔法粒子散射实验发现了原子核；1918年卢瑟福用阿尔法粒子轰击氮气时发现了质子，还预言了中子的存在；由于中子不带电，到了1932年才由卢瑟福的学生查德威克证实了中子的存在。

（上图为卢瑟福，他为人类认识原子结构做出了重要贡献）

核反应及核能的发现：

1896年贝克勒尔在研究铀矿石时发现铀具有放射性，铀发出的射线能够使空气电离。此后，以居里夫妇、卢瑟福和索迪为代表的科学家为放射性的研究做出了重要贡献，居里夫人还因此患上了癌症。原子的放射性和衰变的发现为核反应的发现及核能的应用奠定了基础。

（上图为正在做实验的居里夫人及其丈夫皮埃尔·居里）

世界上第一次人工核反应是由卢瑟福在1918年实现的。当时卢瑟福用天然放射性物质阿尔法粒子轰击氮，成功从氮原子核中分离出了质子。

在中子被发现之后，1938年德国物理学家哈恩在德国柏林用中子轰击铀，发现了核裂变反应，他的同事伟大的女性物理学家莉泽·迈特纳首先用理论解释了核裂变反应的原理。哈特发现核裂变反应可以释放出比化学反应多上许多倍的能量。遗憾的是，哈恩意识到核裂变在军事上的应用，当即就向希特勒提出了制造原子弹的具体计划。

（上图为核裂变的发现者奥托·哈恩）

在4年之后的1942年，美国物理学家费米在芝加哥大学建造了世界上第一个人工核反应堆，该反应堆采用的是铀裂变链式反应，这是核裂变的第一次应用。第二次实际应用当然就是1945年的原子弹了。

核聚变反应则是由马克·欧力峰于1932年发现的，他于上世纪50年代还在澳大利亚国立大学成立了专门研究核聚变的科研机构。

（上图为核聚变反应的发现者马克·欧立峰，而卢瑟福正是其导师，他为美国的曼哈顿原子弹计划做出了重要贡献。）

核反应为什么能释放出这么多能量？

核反应过程中所释放出的能量被称之为原子能或者核能。

学过初中化学的可能都知道，化学反应过程中反应物与生成物的质量是保持不变的。而在核反应过程中，反应后存在质量亏损，而巨大的核能就来源于此。此时爱因斯坦从狭义相对论中得出的一个推论质能方程就派上了用场，用该方程就可以解释为什么核反应过程中会释放出这么巨大的能量。不过即使没有质能方程，人类依然可以造出原子弹，只是不知道背后的原理。

（上图为铀235链式裂变反应示意图）

（如图所示，太阳所释放出的巨大能量就来源于核聚变反应）

核反应过程中能量主要以光及其它亚原子粒子的形式辐射出去了。需要注意的是，能量不能单独存在，物质就是能量的载体。所谓的质量变能量，实际上是物质转变成了另一种形式。

理论上，重核聚变的质能转化率为0.7% ，轻核裂变的质能转化率为0.135%。即使这样，核反应所释放的能量也是惊人的，相同质量情况下核反应是化学反应所释放能量的成百上千万倍，仅1千克铀235裂变后释放的能量就相当于2500吨优质燃煤完全燃烧时所释放的能量。

结语

原子弹的发明虽然和爱因斯坦没有太大关系，但爱因斯坦那种热爱和平的思想是崇高的，值得继续传承。

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