愛因斯坦發明了原子彈？不，他只是和平的捍衛者

這是誤解，一些人以為一個質能方程就能發明原子彈？質能方程只是闡述了質量和能量的關係，表明的質量和能量是統一的，能夠用來解釋為什麼核反應會釋放出這麼多的能量，但是不能解釋為什麼會發生核反應。

愛因斯坦在1905年提出質能方程的時候，湯姆遜已經發現了原子中存在電子，雖然原子內部結構模型滿天飛，但是物理學家盧瑟福在1912年才發現了原子核的存在，愛因斯坦當時根本不可能知道自然界中存在核反應。因此，原子彈的原理和設計都與愛因斯坦無關。愛因斯坦只是一名偉大的理論物理學家，並不是工程師。

愛因斯坦與原子彈的發明並沒有太大的關係

在納粹德國稱霸歐洲的時候，英國情報機構就發現了納粹德國計劃製造原子彈，而負責實施這一計劃的主要科學負責人就是作為量子力學的主要創始人之一的海森堡。

在愛因斯坦受到納粹迫害時，他前往了美國。在知道納粹德國希特勒正在計劃造原子彈時，在科學界的朋友的推舉下，1939年由愛因斯坦牽頭給時任美國總統的羅斯福寫了一封，希望美國務必趕在德國之前造出原子彈。後來當愛因斯坦知道納粹德國當時並沒有足夠的能力造出原子彈，他為自己當初寫的那封建議信感到後悔。不過原子彈的發明和使用加快了日本的投降，挽救了很多無辜人員的生命。

原子彈本質上是核能的發現與應用。既然核能的發現與愛因斯坦沒有關係，那核能是怎麼被發現的呢？

先來看一看原子的認識之旅：

在古希臘時代，哲學家們就認為物質是由微小的粒子構成的，這一古代原子論以德謨克利特為主要代表。17~18世紀，在眾多化學家的努力下，道爾頓總結前人的經驗提出了近代原子理論，這標誌著“物質是由原子構成的”這一觀點正式被科學家們廣泛承認。

1897年湯姆遜在研究陰極射線時發現了電子；1912年盧瑟福透過阿爾法粒子散射實驗發現了原子核；1918年盧瑟福用阿爾法粒子轟擊氮氣時發現了質子，還預言了中子的存在；由於中子不帶電，到了1932年才由盧瑟福的學生查德威克證實了中子的存在。

（上圖為盧瑟福，他為人類認識原子結構做出了重要貢獻）

核反應及核能的發現：

1896年貝克勒爾在研究鈾礦石時發現鈾具有放射性，鈾發出的射線能夠使空氣電離。此後，以居里夫婦、盧瑟福和索迪為代表的科學家為放射性的研究做出了重要貢獻，居里夫人還因此患上了癌症。原子的放射性和衰變的發現為核反應的發現及核能的應用奠定了基礎。

（上圖為正在做實驗的居里夫人及其丈夫皮埃爾·居里）

世界上第一次人工核反應是由盧瑟福在1918年實現的。當時盧瑟福用天然放射性物質阿爾法粒子轟擊氮，成功從氮原子核中分離出了質子。

在中子被發現之後，1938年德國物理學家哈恩在德國柏林用中子轟擊鈾，發現了核裂變反應，他的同事偉大的女性物理學家莉澤·邁特納首先用理論解釋了核裂變反應的原理。哈特發現核裂變反應可以釋放出比化學反應多上許多倍的能量。遺憾的是，哈恩意識到核裂變在軍事上的應用，當即就向希特勒提出了製造原子彈的具體計劃。

（上圖為核裂變的發現者奧托·哈恩）

在4年之後的1942年，美國物理學家費米在芝加哥大學建造了世界上第一個人工核反應堆，該反應堆採用的是鈾裂變鏈式反應，這是核裂變的第一次應用。第二次實際應用當然就是1945年的原子彈了。

核聚變反應則是由馬克·歐力峰於1932年發現的，他於上世紀50年代還在澳大利亞國立大學成立了專門研究核聚變的科研機構。

（上圖為核聚變反應的發現者馬克·歐立峰，而盧瑟福正是其導師，他為美國的曼哈頓原子彈計劃做出了重要貢獻。）

核反應為什麼能釋放出這麼多能量？

核反應過程中所釋放出的能量被稱之為原子能或者核能。

學過初中化學的可能都知道，化學反應過程中反應物與生成物的質量是保持不變的。

而在核反應過程中，反應後存在質量虧損，而巨大的核能就來源於此。此時愛因斯坦從狹義相對論中得出的一個推論質能方程就派上了用場，用該方程就可以解釋為什麼核反應過程中會釋放出這麼巨大的能量。

不過即使沒有質能方程，人類依然可以造出原子彈，只是不知道背後的原理。

（上圖為鈾235鏈式裂變反應示意圖）

（如圖所示，太陽所釋放出的巨大能量就來源於核聚變反應）

核反應過程中能量主要以光及其它亞原子粒子的形式輻射出去了。需要注意的是，能量不能單獨存在，物質就是能量的載體。所謂的質量變能量，實際上是物質轉變成了另一種形式。

理論上，重核聚變的質能轉化率為0。7% ，輕核裂變的質能轉化率為0。135%。即使這樣，核反應所釋放的能量也是驚人的，

相同質量情況下核反應是化學反應所釋放能量的成百上千萬倍，僅1千克鈾235裂變後釋放的能量就相當於2500噸優質燃煤完全燃燒時所釋放的能量。

結語

原子彈的發明雖然和愛因斯坦沒有太大關係，但愛因斯坦那種熱愛和平的思想是崇高的，值得繼續傳承。

熱愛科學的朋友，歡迎關注。