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原子弹威力那么大,爱因斯坦后悔发现E=mc²质能方程了吗?

 星辰大海种花家 2019-11-14

氢弹的威力有目共睹,比如全世界威力最大的氢弹是当量5800万吨,它的总质量达到了27吨,不过真正转换为能量的质量不过2.9千克而已,当然氢弹爆炸的能量完美遵循了质能方程,爱因斯坦将这个不应该被人类掌握的能量从魔鬼的手中释放了出来,他会有一丝后悔的想法吗?

质能方程是怎么来的?

1905年9月26日,爱因斯坦发表了一篇《论运动物体的电动力学》,这就是后来被称为狭义相对论的著名论文,在9月27日发表了一篇《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》,这是后来被称为质能方程的论文,我们今天要简单说说这篇只有短短数页论文,但却阐述了一个在数十年后的未来解释物质起因的原理。

《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》论文首页

其实《物体的惯性同它所含的能量有关吗?》是头一天发表的《论运动物体的电动力学》的延伸,因为质能方程的推导需要狭义相对论的速度叠加原理与质增原理作为基础,通过数学的方式推导出物体的能量等于质量乘以光速的平方,推导过程如下:

质能方程推导过程

上述推导过程用的知识点并不多,证据要用到如下几个:

  1. 一点点积分

  2. 牛顿第二运动定律

  3. 洛仑兹变换推导出的质增效应公式

有兴趣的朋友可以根据每一步变换的说明试着推导一番,当然不理解其实没多大关系,因为这和原子弹氢弹其实没啥直接关系,我们下文继续了解!

质能方程和原子弹氢弹有关系吗?

因为爱因斯坦发现了质能方程,揭示了原子弹的原理,因此这个魔鬼才从地狱跑到了人间!但其实爱因斯坦和原子弹只有半毛钱关系,因为他只在推荐罗斯福制造原子弹的联名信上签了个名!

因为在爱因斯坦的质能方程发现之时,卢瑟福甚至都还没发现原子核,因为卢瑟福到1911年才用α粒子的散射发现了原子核,而裂变所需的各个过程还早着呢!

1932英国科学家詹姆斯·查德威克发现了中子,

1934年费米和他的同事研究用中子撞击原子序为92的铀原子发生了”裂变“!

而当时他们却一脸懵逼,根本不知道铀原子受到撞击后分裂意味着什么,一直到1938年哈恩才搞清楚这就是所谓的裂变,而且能释放出巨大的能量。

建议美国研制原子弹的联名信

1939年8月2日,多名科学家担心德国率先制造出原子弹,因此联名给罗斯福写信,请美国务必在纳粹德国之前研制出原子弹,爱因斯坦在这封信上签了名,这就是爱因斯坦和原子弹又半毛钱关系的来历!

1945年7月16日5时29分45秒,人类历史上首枚原子弹在美国阿拉莫戈多沙漠上空爆炸,这是一颗内爆式的钚弹,装药量为5千克伽玛相钚,为避免泄密,美国当时报道是一个弹药库不幸发生了爆炸!

而当时参与原子弹研制的物理学家泰勒脾气古怪,想法很多,他领导的部门经常不能完成任务,奥本海默博士为不影响工程进度,也不埋没泰勒的人才,因此丢给他一项氢弹预研的任务!当然后来的事情大家也知道了,地球上第一枚成功试爆的氢弹用的就是泰勒-乌拉姆构型。

从质能方程诞生到第一颗原子弹、氢弹爆炸,确实是质能方程先被发现后有原子弹氢弹,但事实上即使没有质能方程人类依然会发明原子弹和氢弹,因为质能方程跟核裂变和聚变之间的唯一关系是,裂变和聚变过程中损失的质量与释放的能量关系完美遵循质能方程!

所以爱因斯坦根本不需要后悔,他在核武器的研制上没有话语权!

当然关于后悔这件事,也许1945年8月6驾机执行原子弹轰炸任务的保罗·帝贝茨的态度最有代表性,他在接受记者的采访,被问及原子弹投放造成巨大的人道主义灾难,是否会后悔时,他的回答是:

”我知道自己所扔下的那颗原子弹杀掉了很多人,但同时也拯救了很多人,所以我和我的同事只痛恨战争,却从来不为1945年8月6日上午8时15分干的那件事后悔。“

保罗·帝贝茨

而另一位执行任务的查尔斯.斯韦尼在被问及类似的问题时,他从来不认为自己执行的任务是错误的,因为日军犯下的累累罪行,为尽快结束战争,这是必要的!如果回到当时,他一样会执行投弹任务。

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