愛因斯坦製造了原子彈?跟他關係不大,只是提供了理論支持

2020-12-03 周瑜談史

實際上質能方程和原子核中的巨大能量並不是大家想像的那種關係,而是愛因斯坦在洛倫茲變換和兩個基本假設:光速不變和慣性參考系中的物理定律都是在相同的前提下,推導出了狹義相對論的公式,闡述了質量與能量的關係。

愛因斯坦在1905年發表的文章《論動體的電動力學》中提出了狹義相對論,當時距離著名科學家玻爾和惠勒於1939年9月在理論上解釋了核裂變反應過程有34年的時間!那麼早在1905年,愛因斯坦狹義相對論中濃縮的質能方程E = mc ^ 2是怎麼來的呢?

在質能方程的推導過程,速度與質量和能量之間的關係(Ek = Fds,熟悉嗎,動能定理),這個過程並不複雜,但涉及了微分很多朋友就懵了,或者直接跳到最後一部分:真正的含義是能量等於物體運動中的能量減去靜止時的能量,但這有一個前提是質量會隨著速度的增加而增加,因此洛倫茲變換中的質增效應公式必須要了解。質增效應曲線,當物體接近光速時,質量將趨於無窮大,因此洛倫茲變換是質能方程的重要基礎。

這是高速運動中的動質量,在理解了這一點之後,E = mc ^ 2就自然而然地得出了。我們可以從中看出,這個過程與核裂變無關,但是玻爾和惠勒在1939年闡述的核裂變反應過程也遵循了這個公式,從這一點來說,你是不是得崇拜這位愛老頭?當然,你還得佩服洛倫茲老爺子。

U235捕獲一個中子後的裂變過程,當然,上圖是理想化的,因為需要有一個臨界質量才能讓中子在飛出U235塊之前與下一個核碰撞產生鏈式反應。 U235的熱中子能量約為207MeV,根據質能轉換公式U235原子質量完全轉換為能量後為931.5MeV,裂變損失約為207 / 931.5 /235≈0.0946%,另外中微子的能量難以使用,有12MeV,因此核裂變的能量計算值一般為200MeV。

愛因斯坦通過研究了解到原子核含有巨大能量,但是他沒有去創造原子彈,有許多朋友認為原子彈也是由愛因斯坦創造的,事實上,這完全被誤解了,只不過是愛因斯坦帶頭向羅斯福寫了一封信,建議研究核裂變武器!因為納粹德國已經開始研究,如果美國不深入這個領域,一旦德國率先掌握這項技術,世界將面臨一場災難!

當然,大家都知道結果,也有許多傳言稱愛因斯坦對核武器研究表示後悔,事實上,與他真有一點關係,所以無論他做不做,原子彈這些原子核內的能量武器都會成功,E= mc ^ 2隻是指導實踐的理論!

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  • 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。
  • 原子彈的發明與愛因斯坦有關係嗎?
    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。
  • 愛因斯坦的相對論和原子彈的發明究竟有著什麼樣的聯繫?
    單從理論上而言,相對論對原子彈的設計的確有著指導的作用,但在製造方面上則關係不大。原子的分裂現象是30年代德國人首先發現的,而且注意到原子分裂時的能量釋放現象,但這只是現象觀測,而不是理論上的清晰解釋,如果在理論上沒有清晰明了的解釋的話,就難以吸引全球頂尖科學家進入原子能界進行進一步研究,而沒有龐大的科學家群體的背書,美國或者其他實力國家就不敢於投下巨大人力物力去實際研究原子彈,畢竟任何政府不可能在沒有清晰的理論指導下,就貿然去進行這類國家級的工程
  • 原子彈和愛因斯坦有什麼關係?他如何知道原子核裡有著巨大能量?
    這無疑刷新了我們對世界的認識,但是現在提到這個方程,很多人會聯想到原子彈,在廣島和長崎引爆的那兩顆也已經讓我們見識到原子彈的威力。 但是,質量和能量之間的關係,在愛因斯坦之前就已經有人提出,並推算出一個類似的方程。
  • 原子彈和愛因斯坦有什麼關係?他如何知道原子核裡有著巨大能量?
    這無疑刷新了我們對世界的認識,但是現在提到這個方程,很多人會聯想到原子彈,在廣島和長崎引爆的那兩顆也已經讓我們見識到原子彈的威力。但是,質量和能量之間的關係,在愛因斯坦之前就已經有人提出,並推算出一個類似的方程。
  • 沒有愛因斯坦的質能方程,就造不出原子彈嗎?
    其實質能公式是無法造出原子彈的,質能公式只是給原子彈製造提供了一個理論依據。接下來我們來聊聊原子彈的發展史。可以說玻爾與惠勒的的研究成果直接為原子彈的製造提供了夯實的基礎。可以說,愛因斯坦提出質能方程其實和原子能並沒有什麼關係,他提出質能方程是為了建立物理學中關於質量和能量聯繫,好解釋他的狹義相對論,因為在經典物理學裡,質量和能量是兩個不搭邊的概念,也沒有公式能夠將它們聯繫起來。等到發現鈾原子核裂變,已經是34年之後的事情了。其實質能方程只是為原子彈的製造提供了一個理論支持。
  • 沒有愛因斯坦的質能方程就沒有原子彈的出現?事實並非如此
    提到「愛因斯坦」、「質能方程E=mc^2」以及「原子彈」這三個詞,很多人就會聯想到一句話,愛因斯坦的質能方程為原子彈的提出和製造提供了理論基礎。也就是說,如果當年愛因斯坦沒有提出狹義相對論,沒有發現質能方程,那麼人類就不能製造出原子彈。
  • 在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎麼知道原子核蘊含著強大能量的?
    愛因斯坦是世界上最偉大的科學家之一,有很多人認為是愛因斯坦幫助美國研製出了原子彈,從而幫助美國結束了第二次世界大戰。但是事實上,愛因斯坦本人與原子彈的發明並沒有直接關係,不過愛因斯坦確實通過質能方程推導出了在原子核內蘊藏著巨大的能量,這才促使人們開始對原子能進行研究。
  • 在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎麼知道原子核蘊含著強大能量的?
    愛因斯坦是世界上最偉大的科學家之一,有很多人認為是愛因斯坦幫助美國研製出了原子彈,從而幫助美國結束了第二次世界大戰。但是事實上,愛因斯坦本人與原子彈的發明並沒有直接關係,不過愛因斯坦確實通過質能方程推導出了在原子核內蘊藏著巨大的能量,這才促使人們開始對原子能進行研究。
  • 愛因斯坦與羅斯福:原子彈的製造
    原子彈的出現,對於整個世界都是一個重要事件。我們看到美國用製造出來的兩枚原子彈,砸向了日本的廣島和長崎,這一事件對二戰最終結束,有著相當重要的影響。原子彈這個東西,作為工具,本身不具有任何好壞的屬性,但是因為威力實在太大,直到今日眾說紛紜。
  • 愛因斯坦是不是蘇俄「原子彈間諜」?他又為什麼後悔來到美國?
    富克斯涉入原子彈研發甚深,直到1946年參加一場戰後氫彈計劃秘密研討會之後才離開了美國。富克斯對俄國的原子彈到底貢獻多大?雖然這個問題已被熱烈討論多年,但他省了蘇聯起碼兩三年的時間製造原子彈,這點已是毋庸置疑。在麥卡錫時代保守的國會諸公眼裡,科學家是一群危險的知識分子,其中不乏「外國人」或(兼)猶太人。
  • 在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎樣知道,原子核內含巨大能量的?
    在原子彈發明之前,愛因斯坦是怎樣知道,原子核內含巨大能量的?大家都知道,愛因斯坦的各種理論和成就,一直是學者學習的對象,其中尤其是原子核的偉大能量理論。而很多人就有一個疑問,在原子彈發明之前,愛因斯坦是如何知道的?
  • 愛因斯坦對原子彈的貢獻,說實話,真沒想像中的大
    愛因斯坦在1905年,提出狹義相對論,推導出著名的質能轉換公式,E=Mc^2。它能解釋原子失去極少的質量,為何能換來如此巨大的能量。可是,對在現實世界中製造出原子彈,並沒有「實質貢獻」。隨後的三十多年,盧瑟福帶領著他的學生,一步步摸清了原子的內部構造。1938年,德國物理學家哈恩發現了核裂變反應。他的同事女物理學家莉澤·邁特納則給出了合理的解釋。這是製造原子彈最關鍵的理論基礎。
  • 原子彈沒發明之前,愛因斯坦如何知道原子核中有神秘的巨大能量?
    1905年是愛因斯坦的奇蹟成就年,其中狹義相對論中重要的成果之一就是質能方程,E=mc^2。他根據普遍成立的能量守恆定律,建立起了質量和能量之間的關係。隨後,人們通過核反應所釋放出的巨大能量,完美驗證了愛因斯坦理論的正確性。
  • 原子彈發明前,愛因斯坦怎麼知道原子核中含有巨大能量?
    很多人認為是愛因斯坦的理論指導了原子彈發明,這其實是謠言。
  • 科學網—愛因斯坦曾支持定態宇宙理論
    圖片來源:加州理工學院檔案 本報訊 一份被科學家忽視數十年的手稿顯示,阿爾伯特·愛因斯坦曾經涉足一個宇宙大爆炸替代理論,他提出宇宙在穩定和無限地擴大。這份手稿寫於1931年,手稿內容不難讓人們聯想起英國天體物理學家Fred Hoyle在近20年後支持的穩恆態理論。不過當時愛因斯坦很快就放棄了自己的觀點,但手稿顯示他仍對宇宙是在一次爆炸中形成的觀點猶豫不決。 上世紀20年代,大爆炸理論獲得了觀測數據的支持,當時美國天文學家Edwin Hubble等人發現,遙遠星系正在不斷遠離,並且宇宙本身也在膨脹。
  • 原子彈威力那麼大,愛因斯坦後悔發現E=mc質能方程了嗎?
    ,因為這和原子彈氫彈其實沒啥直接關係,我們下文繼續了解!質能方程和原子彈氫彈有關係嗎?因為愛因斯坦發現了質能方程,揭示了原子彈的原理,因此這個魔鬼才從地獄跑到了人間!但其實愛因斯坦和原子彈只有半毛錢關係,因為他只在推薦羅斯福製造原子彈的聯名信上簽了個名!
  • 原子彈沒發明出來之前,愛因斯坦怎麼知道原子核裡有著巨大力量?
    簡而言之,愛因斯坦提出的偉大方程式E=mc^2,也就是著名的質能方程式,對於原子彈的製造沒有直接的指導作用,只是核裂變理論假設被提出來之後,質能方程式是可以用到解釋這一現象上面來。隨後愛因斯坦在洛倫茲變換的以及兩個基本假設的前提下推導出了狹義相對論的公式,而根據狹義相對論的公式,愛因斯坦進一步推導出來了質能方程式。所以可見的是,質能方程式完全是純理論推導出來的結果,在原子彈被發明之前,愛因斯坦也不知道他的這個公式竟然蘊藏著這麼大的秘密,並且這個公式日後還成為了製造原子彈的理論依據。
  • 從宇宙本源到原子彈,看愛因斯坦的生死方程如何掌控人類命運
    在戰爭爆發之前,愛因斯坦的質能方程就引起了科學界的廣泛關注,同時也勾起了希特勒的好奇心。為了獲得戰爭的絕對優勢,納粹黨在全世界範圍內招募頂級科學家開展核物理研究,以期能夠製造出「超級炸彈」,當時歐洲很多著名的科學家在納粹的蠱惑下踴躍加入了「超級炸彈」的研發團隊。但是,愛因斯坦和他的好友利奧·西拉德等一大批反戰科學家選擇移居他國,拒絕為納粹黨服務。最終,愛因斯坦去了美國,而西拉德移居英國。
  • 美國用原子彈轟炸廣島時,愛因斯坦什麼反應?他說了這樣一句話
    愛因斯坦作為近現代史上最為傑出的物理學家,精通原子彈的構造原理,他來到美國後,正是他給當時的羅斯福總統講述了原子彈的巨大威力時,一下子打動了羅斯福總統,促使美國上馬了「曼哈頓工程」,調集所有美國最為優秀的科學家組成研發團隊,要搶在德國戰敗之前研製出原子彈,以此來阻止德國瘋狂的行為。