原子弹出现之前，爱因斯坦是如何知道原子核里面有着巨大能量的？

原子弹没发明出来之前，爱因斯坦是如何知道原子核里面有着巨大神秘力量的？~

这个问题有一定的误导，核能的是科学家不断用粒子轰击原子并结合爱因斯坦方程式发现的，这也是为什么近代先进国家喜欢造粒子对撞机的原因之一，我们来看一下核裂变的发现过程。

1919年，英国剑桥大学卡文迪什实验室主任卢瑟福用α粒子轰击干燥的氮气，击中氮原子核，使氮转化为氧，并释放出一个质子，证明了原子核内部有质子，并猜想‘中子’的存在。
1932年，卢瑟福的学生查德威克用α粒子轰击铍，再用铍产生的射线轰击氢、氮，结果打出了氢核和氮核，证实了‘中子’的存在。

中子发现后，由于中子不带电荷，很容易接近原子核并被吸收，科学家便开始用中子作为“炮弹”来轰击各种元素的原子核。
1938年，哈恩和斯特拉斯曼进行了中子撞击铀的实验，首次实现了中子诱发的铀裂变。
梅特纳用数学方法假设铀裂变的产物就是由铀原子核的分裂而产生的。但当她把产物元素的原子量相加起来时，发现并不等于铀的原子量，而是小于铀的原子量。

说明在核反应过程中，发生了质量亏损。梅特纳认为，这个质量亏损的数值正相当于反应所放出的能。根据爱因斯坦的质能关系式，E=mc^2，她推算出了每个铀原子核裂变时会放出的能量。
她的侄子弗瑞士设计实验来证实这种设想，他也用中子“炮弹”轰击铀，当中子击中铀核时，观察到异常巨大的能量几乎把测量仪表的指针逼到刻度盘以外。弗瑞士与梅特纳于1939年2月在《自然》杂志上发表了他们的研究成果，核裂变现象被发现。
而后科学家又发现中子轰击铀不仅产生能量，还产生中子，这就为链式核裂变提供有利的条件，这也是制造原子弹的基础。
由以上脉络的梳理可知，爱因斯坦开始并不知核能这种现象，只是为核裂变现象提供了理论证明依据。

在整个人类史上，文明都是在不断发展的。从最古老的人开始使用建议的工具，到后来的逐步进入农耕时代，又发明了机器进入工业文明，以及如今的科技时代。科技是一直在进步的，但是人们也一直有一个假设，有没有这样的一种可能，一个机器不需要任何其他的动力，而自己制造动力呢？这样不就大大节省了人类的很多资源吗？不过，有点物理常识的人是应该都清楚的，这个想法是不可能实现的。人类科技这么超前，为什么无法制造出第二类永动机？


为什么呢？其实答案是很简单的，有一个定律叫能量守恒，这是几千年来都不变的。通俗一点得讲是这样的，你在一个地方获得了力，必然会在另一个地方失去。这个主要是在热力学产生之后人们产生的一个新的认识。能量是不能被凭空的制造出来的。因此，像这种不需要外界来输入能源，仅仅通过一个热源的条件来制造新的能量。他不需要消耗任何的热量就能够对外界做功，这种机械是根本不存在的。这种机械被人们称为叫永动机，也被称为第一永动机。



同时，被称为是第二永动机的是这样的。是指在没有温度差的情况下，依靠海水等或者是空气来吸取热量而开始不断地做功。你是不是会觉得这种的机械会更加靠谱一点，其实这种机械同样也是不存在的。他同样违反了热力学的定律。世界的人民对于永动机的向往却一直没有停止过。这个想法最开始是在印度产生的，后来通过伊斯兰教传播到了西方。


在法国，人们首先提出了这种机器的构想，后来达芬奇也试过这样的一个装置，在16世纪的时候，一位意大利的机械师有想要通过流水的方式来实现免费做功。人类做了很多的尝试，以及努力想要制造出一种这样的机器，但最终都失败了。


因此在不同时期的世界各地都产生过永动机的骗局。18世纪的时候，一个德国人自称设计出了一种这样的机器，他的机器每分钟可以旋转十六转，还能提起十六公斤的重物，当时轰动了全国。后来经检验，还给他颁发了证书，他通过这个机器赚取了不少的钱财。可是后来他和女仆吵架了才败露了原来是女仆一直在通过牵动着缆绳进行运转的。1984年，一位名为王洪成的华人同样也设计了这样的一个骗局，后来被判入狱。


可见，科学的规律是不能违反的。世界上是没有不劳而获的东西的。

爱因斯坦是历史上伟大的科学家。他一生中取得了许多伟大的成就，例如，他的一个质量能量方程可以计算出每千克质量可以转化多少能量。爱因斯坦的质量能量方程为制造原子弹的星球提供了理论基础，因为原子弹的发明就是爱因斯坦质量能量方程的理论验证，但是原子弹直到这个理论提出40年后才被发明。

事实上，原子弹属于核裂变。在重质核裂变中，会出现质量缺陷，这些损失的质量会转化为能量。核裂变质量缺陷0.13意味着参与核裂变的1000克质量中只有1.3克转化为能量；核聚变质量缺陷是0.7炸弹，这是核聚变，所以能量转化率是核裂变的5倍以上，1000克参与核聚变的质量是7克转化成能量。

通过长期的计算和公式应用，爱因斯坦推导出了一套自己的物体质量和能量。只有爱因斯坦的理论被传下来，这足以证明他的理论和先进思想的成功。另一方面，爱因斯坦依靠他对未来发展进行推理的能力。原子弹的巨大破坏力来自核裂变释放的能量。这种力量有多大，爱因斯坦的理论解释了这个问题。在光速和外部物理条件下，他的狭义理论证明了物质在粒子世界中的潜力！

原子核中的粒子力属于四种基本力之间的强相互作用力。强相互作用力在一定范围内是恒定的，与重力不同，距离越近，重力越大。夸克之间的强相互作用力约为160000牛顿，原子核中粒子的强相互作用力也在10000牛顿以上。

很多人认为是爱因斯坦的理论指导了原子弹发明，这其实是谣言。上图是由两张图片合成的，爱因斯坦本人从未出现在原子弹的爆炸地点，并且他和原子弹之间没有直接关系，爱因斯坦知道原子核中含有巨大能量，也仅仅是从质能方程间接了解的。

质能方程的发现

1905年，爱因斯坦首次提出狭义相对论的概念，并从洛伦兹变换中推导出了质能方程。揭示了质量和能量之间的转换关系，非常小的质量亏损在光速平方的作用下，都可以产生巨大的能量。1939年，德国科学家哈恩和斯特拉斯曼在用慢中子轰击铀核时，首次发现了原子核的裂变现象，发表了核裂变论文。到了1945年，第一颗原子弹在美国试爆成功，从此打开了潘多拉魔盒。从时间线可以知道，原子弹的诞生和爱因斯坦并无关系，只是原子弹爆炸的原理可以通过爱因斯坦的质能方程解释而已。

核反应为什么有如此巨大的能量？根据质能方程E=mc?可知，1千克的质量亏损可以产生9×10的16次方焦耳的能量，而1吨TNT当量等于4200兆焦耳，广岛原子弹相当于1.5万吨TNT当量。如此换算下来，1千克的质量亏损，相当于投放了1400颗广岛原子弹。1千克物质完全燃烧和它完全转变成能量，为什么两者的威力会相差那么多呢？这是因为燃烧只是化学键的断裂和重组，质量是守恒的；而核反应已经涉及到了原子内部的变化，一旦质量有亏损就会释放巨大的能量。本质上来说，核反应的威力来源于原子核。

原子核内粒子的作用力，属于四种基本作用力中的强相互作用力。强相互作用力在一定范围内是恒定的，不会像引力那样距离越近引力越大，夸克之间的强相互作用力大小在16万牛顿左右，原子核内粒子的强相互作用力也在1万牛顿以上。这只是一个原子核所具备的力，原子弹爆炸会利用中子撬起原子核的能量。

例如，铀235原子核被一个中子撞击后，裂变成一个钡原子和一个氪原子，并产生2个中子，2个中子会继续轰击其它铀235，发生链式反应。前后的质量是不相等的，亏损质量转化成了201兆电子伏的能量。即便是原子弹这样威力强大的武器，它的质能转换率也只有0.135%，也就是1千克重的核原料，只有1.35克转化成了能量；而氢弹的转化率大约在0.7%左右，如此低的转化率都能释放巨大能量，得益于核力的强大。

爱因斯坦的质能方程E=mc?并不只适用于微观物体，宏观物质一样适用。只要能达到光子与光电磁转化等条件，理论上一张纸也可以释放爆炸性威力，因为纸也是由原子构成的。

他通过狭义相对论推导出了原子核分裂的巨大能量。爱因斯坦，可以说是人类物理学史上最不可忽视的一座高山之一；如果没有之前的那位奠定了经典力学大厦的大师牛顿，我们也可以把这个之一去掉。如果说牛顿让物理的世界不再陷入黑暗，让“经典力学”成了物理学界的完备大厦；爱因斯坦就好比一道闪电，“既往来开”的创立了全新的时代。我们都知道，原子弹就是在爱因斯坦的理论指导下完成的武器。但是爱因斯坦又没亲眼见过原子弹，他怎么知道原子核有巨大的能量呢？

爱因斯坦一直都是一个“不走寻常路”的物理学家。熟悉物理学的朋友可能会知道，任何理论都不是“空中楼阁”，都肯定是在实证和其他物理学家的合力推动下，才能被一个代表人物提出来，成为大众认可的知识。但是爱因斯坦却颠覆了这个过程：不用说原子弹了，“广义相对论”在当时，就缺乏实际的基础，完全是爱因斯坦用他敏锐的洞察力，和一种“觉得哪里不对”的直觉，创立出来的“空中楼阁”，在当时，人人都不信服这一套“玄学”，但是在现代，广义相对论所言皆中，人们才意识到爱因斯坦的神奇“预言”能力。

在当时，他通过狭义相对论，发现了原子蕴含的隐藏能量。我们现在都知道，原子弹的神奇威力，其实就来源于“原子核裂变”带来的一种能量释放，这是有实证的；但是爱因斯坦是完全靠他搭建的狭义相对论公式，通过一步步精密的计算才推导出来的结果。在上世纪二十年代，他就通过理论成熟的狭义相对论，发表了这样的公开看法：粒子世界的潜力让人无法估量！也是他揭开原子裂变神秘面纱的第一步。

综上所述，爱因斯坦是靠狭义相对论推断出了原子核的巨大能量。

爱因斯坦在1905年提出狭义相对论之后，同年提出了质能方程，根据洛伦兹变换结合动量动能定理就可以推导出质能方程。质能方程E=mc^2，由此可以知道即便质量很小的物质也包含了巨大的能量，因为毕竟后面乘以了一个光速的平方，而且这个光速c的数值是以米每秒为单位的，可见能量会有多么的大。

爱因斯坦对物理中的原子很有研究，他推出了质能方程。从物理推断的角度也可以发现原子弹爆炸会发出巨大能量。

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海原县19144795381： 原子弹在研制成功前,研制者知道不知道原子弹会产生多大的威力? ？
查湛丹莪： 重原子核在中子打击下可以产生链式反应的原理,1939年被发现了.核物理学家就设想可以利用这个原理制造原子弹. 1940年爱因斯坦写信给美国总统罗斯福.于是罗斯福决定开展“曼哈顿工程”.1945年7月16日,第一棵原子弹爆炸成功. 据说在原子弹爆炸以前有人担心地球会不会随之一起爆炸,但是这样的事情没有发生.

海原县19144795381： 原子弹和爱因斯坦有什么关系?为什么爱因斯坦看到美国在广岛和长崎投放原子弹他感到是自己的罪过? - ？
查湛丹莪： 因为他发现了质能方程,也是他签署了曼哈顿计划

海原县19144795381： 美国是怎样开始研究原子弹的? ？
查湛丹莪： 第一颗原子弹的研制是许多科学家智慧的凝结.1939年1月25日,在费米的指导下,美国哥伦比亚大学实验室用回旋加速器进行的铀裂变试验,证实了迈特纳的实验结果. ...

海原县19144795381： 爱因斯坦与原子核物理之间的有什么关 - ？
查湛丹莪： 关系大啦,狭义相对论的效应在核物理中最有体现,你去翻看一本《原子核物理》的书很多章节都有质能方程,霍金说爱因斯坦和核弹的瓜葛也不小,虽然爱因斯坦自己说他和原子弹之间的关系是间接的,但质能方程功不可没

海原县19144795381： 原子弹是爱因斯坦发明的吗 - ？
查湛丹莪：[答案] 不是,爱因斯坦并没有参于第一颗原子弹的制造,爱因斯坦提出的质能方程除了揭示了恒星的燃烧机制还为一种超级炸弹提供了可能性,也就是后来的原子弹.当时德国人已经在四处收集铀,美国为了赶在德国之前造出原子弹而启动了“曼哈顿计划”...

海原县19144795381： 简述人类对核能的探索发现过程 - ？
查湛丹莪： 核能是人类历史上的一项伟大发明,这离不开早期西方科学家的探索发现,他们为核能的应用奠定了基础. 19世纪末 英国物理学家汤姆逊发现了电子. 1895年 德国物理学家伦琴发现了X射线. 1896年 法国物理学家贝克勒尔发现了放射性...

海原县19144795381： 爱因斯坦的什么跟原子弹有关|? - ？
查湛丹莪： 以往的爆炸是化学反应,及氧和燃烧物加催化剂遇高温(及点燃的温度),所产生的化学反应,特点是爆炸后总的质量没有变化.而裂变和聚变反应是物理反应,爆炸后质量减轻,而减轻的部分全部转换成了光能.而爱因斯坦的伟大在于他推导出了质能转换公式E=MC^2 ,按照这个公式人们计算出转换的这个能量是非常非常巨大的,可是当时没有一个科学家道如何实现这种转换.于是全世界顶尖的物理学家几乎全部投入了这方面的研究,试图第一个找到实现质能转换的方法,又过了好几年后人们才发现裂变反应,进而拉开了原子弹研究的序幕.

海原县19144795381： 爱因斯坦是一位跨世纪的发明家吗 - ？
查湛丹莪： 爱因斯坦并不是发明家,而是物理学家. 爱因斯坦为核能开发奠定了理论基础,开创了现代科学技术新纪元,被公认为是继伽利略、牛顿以来最伟大的物理学家.1999年12月26日,爱因斯坦被美国《时代周刊》评选为“世纪伟人”.

海原县19144795381： 爱因斯坦是怎样发明原子弹 - ？
查湛丹莪： 希望对你有帮助: 爱因斯坦只是提出这个概念,奥本海默第一个实现的.为了抢在德国之前造出原子弹,美国就号召了同盟国所有科学家,一起研究原子弹,代号“曼哈顿计划”,研究院负责人是罗伯特.奥本海默 (中国喜欢称他为“原子弹之父”)

海原县19144795381： 爱因斯坦的贡献.. - ？
查湛丹莪： 原子弹