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沐鸣注册登录如何理解自然使原子弹不可避免

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原子弹加速了第二次世界大战的结束。但他们发动了另一种战争,沐鸣注册登录一场冷战,以核毁灭威胁着整个地球。因此,在广岛原子弹爆炸75周年纪念日(1945年8月6日),反思倾向于强调随后几十年的地缘政治戏剧,这是可以理解的。
 
但它也值得反思炸弹是如何产生的科学故事。
 
确切地说故事的开始并不容易。核裂变——原子弹的能量来源——在1938年被发现,比广岛原子弹爆炸还早不到7年。但是核能背后的科学在几十年前就开始了。可以说是1905年,爱因斯坦向世人揭示了E = mc2。或许从亨利·贝克勒尔(Henri Becquerel)在1896年发现放射性开始说起会更好。放射性揭示了一种新的、数量巨大的能量,隐藏在物质最微小的组成部分——原子的组成部分。
 
无论如何,一旦科学开始理解亚原子世界,任何力量都无法阻止原子力量的最终揭示。
 
但是从基础科学到原子弹的发展道路并不平坦。关于如何利用亚原子能量用于军事或其他重要用途,目前还没有明确的线索。1921年,物理学家罗伯特·米利肯在《科学新闻简报》(科学新闻的前身)上撰文指出,一克镭在分解成铅的过程中释放出的能量是燃烧一克煤的30万倍。这并不可怕,密立根说,因为世界上甚至没有足够的镭来制作爆米花。但是,他警告说,“几乎可以肯定的是,不具有放射性的原子也具有类似的能量储存。”
 
1923年,《科学新闻快报》(科学新闻的直接前身)的编辑埃德温·斯洛森也评论说:“只要我们知道如何释放能量,所有的元素都有类似的能量储存。”但他承认,到目前为止,“除了利用其他来源的更大的能源,科学家们还无法释放原子能。”
 
到那时,物理学家们意识到原子丰富的能量储存在原子核中——这是由欧内斯特·卢瑟福在1911年发现的。但是,将核能用于实际用途似乎是不可行的——至少卢瑟福是这样认为的。他在1933年曾说,任何计划开发核能的人都是在“胡说八道”。但就在一年前,詹姆斯·查德威克(James Chadwick)发现了释放核能的工具,其形式是一种被称为中子的亚原子粒子。
 
由于没有电荷,中子是射进原子的理想子弹,它能够穿透原子核,使原子核不稳定。20世纪30年代,恩里科·费米在意大利进行的此类实验确实在铀中诱发了裂变。但费米认为他创造了新的、更重的化学元素。他不知道铀核已经分裂了。他得出结论,他已经产生了一种新的元素,93号,比铀(92号元素)重。
 
不是每个人都同意了。德国化学物理学家艾达·诺达克(Ida Noddack)认为,证据并不确凿,费米望远镜可能产生了较轻的元素,即铀核碎片。但她是在挑战主流观点。正如德国化学家奥托·哈恩(Otto Hahn)多年后所写的那样,把铀原子核分解成更小的碎片的想法“完全不符合原子物理定律”。把重原子核分裂成轻原子核在当时被认为是不可能的。”
 
尽管如此,哈恩和奥地利物理学家莱斯·梅特纳(Lise Meitner)继续用中子轰击铀,沐鸣平台登陆线路产生了他们也认为是新元素的物质。不久,为了躲避纳粹对犹太人的迫害,梅特纳不得不逃离德国前往瑞典。哈恩继续与化学家弗里茨·斯特拉斯曼一起工作;1938年12月,他们发现一种他们认为是镭的元素在化学上无法与钡区分开来——显然是因为它就是钡。哈恩和斯特拉斯曼无法解释这是怎么回事。
 
哈恩把这个结果写给了梅特纳,梅特纳和她的侄子奥托·弗里施(Otto Frisch)讨论了这个结果。弗里施是一名物理学家,在哥本哈根尼尔斯·波尔研究所学习。Meitner和Frisch弄明白了发生了什么——中子导致了铀核的分裂。钡是剩下的一块。在波尔即将登上一艘去美国的船时,弗里希告诉波尔,波尔立即意识到裂变证实了他的信念,即原子核的行为类似于一滴液体。玻尔一到美国,就开始与普林斯顿大学的约翰·阿奇博尔德·惠勒合作,解释裂变过程。他们很快发现,稀有的铀235比更常见的铀238更容易发生裂变。他们的分析显示,一种尚未被发现的元素,94号,在裂变中也会特别有效。他们的报纸发表在1939年9月1日,也就是德国入侵波兰开始第二次世界大战的那天。
 
玻尔和惠勒
 
在玻尔1939年1月抵达美国和他与惠勒一起发表的论文之间,裂变存在的消息传开了,震惊了全世界的物理学家和化学家。例如,在一月底,核裂变的消息传到了伯克利,那里最著名的物理学家是J.罗伯特·奥本海默,他最终成为领导制造原子弹的曼哈顿计划的科学家。
 
在伯克利的核裂变研讨会上,一位年轻的化学构造者格伦·西博格(Glenn Seaborg)就是其中一员(他在1941年发现了波尔和惠勒预测的未知元素94,并将其命名为钚)。西博格回忆说,一开始奥本海默并不相信核裂变会发生。但是,“几分钟后,他认为这是可能的,”西博格在1997年的一次采访中说。“它只是让所有人都大吃一惊。”
 
在最初的惊讶之后,物理学家很快确定裂变是打开原子能量库的关键。物理学家汉斯·贝特在1997年的一次采访中说:“许多人证实,当ura-nium被中子,特别是慢中子轰击时,会发生一个释放出极微量能量的过程。”不久,战争的影响占据了每个人的注意力。
 
“战争的威胁越来越近了,”惠勒在1985年的一次采访中说。“一旦发生战争,不去思考这种业务(裂变)意味着什么是不可能的。1939年初,物理学家开会讨论裂变问题,一致认为裂变炸弹是可以想象的。“每个人都认为制造核爆炸是完全有可能的,”贝特回忆道。
 
1939年8月,阿尔伯特·爱因斯坦(Albert Einstein)给美国总统富兰克林·罗斯福(Franklin Roosevelt)写了一封著名的信,出于对德国可能研制核弹的担忧,这封信最终促成了曼哈顿计划(Manhattan Project)。很明显,建造裂变炸弹需要产生“链式反应”——裂变过程本身需要释放能够引发进一步裂变的中子。1942年12月,费米在芝加哥大学带领一个研究小组,在奥本海默的指导下,在新墨西哥州的洛斯阿拉莫斯进行了持续的连锁反应研究。
 
起初,一些物理学家认为,炸弹的发展速度不足以与战争有关。比如贝特就喜欢在雷达方面工作。
 
他说:“我曾认为整个计划都是徒劳无益的。”“我以为这和战争没有关系。但到了1943年4月,沐鸣平台注册登录官网奥本海默成功地将贝特招募到洛斯阿拉莫斯。那时,科学研究已经到位,设计和制造炸弹的道路已经很简单了。“我们所要做的就是发现没有意料之外的困难,”歌德说。
 
最终,原型于1945年7月在阿拉莫戈多爆炸,大约在原子弹对日本使用前三周。
 
三一测试坐
 
这是一种比任何人类曾经遇到或想象的武器都更可怕的武器。科学是罪魁祸首。只是因为科学比以前更深入地理解了自然。起初,没有人知道这种理解会导致什么结果。
 
我们完全没有办法预见到放射性的发现,或者原子核,甚至中子的发现,最终会使大规模杀伤性武器的制造成为可能。然而,一旦知道有可能制造炸弹,这是不可避免的。
 
第二次世界大战德国投降后,盟军拘留了几名德国顶尖科学家,包括纳粹炸弹计划的领导人维尔纳·海森堡(Werner Heisenberg),并窃听了他们的谈话。很明显,德国人之所以没能制造出核弹,是因为他们认为实际上不可能制造出核弹。但在听到广岛原子弹爆炸的消息后,海森堡很快就明白了原子弹实际上是如何可行的。一旦科学家确信某些事情是可能的,那么做起来就容易得多。
 
以原子弹为例,寻求自然奥秘的基础研究引发了新知识的连锁反应,这是无法控制的。因此,由此产生的蘑菇云象征着科学界最令人不安的成功之一。