原子彈發明前：愛因斯坦是怎么知道原子核擁有巨大能量

1905年被稱為“愛因斯坦奇跡年”，愛因斯坦憋了幾年的大招一口氣釋放——發表了多篇論文，然后就有了這個刷新人類對世界認知的方程——E=mc^2，而第一顆原子彈直到1945年才由美國試爆成功。

很多人都覺得是愛因斯坦促進了原子彈的研制，但是在這里要說明下，愛因斯坦和原子彈可以說幾乎沒有任何關系。

* 這張照片其實是ps的

如果硬說有一定關系的話，那就是在美國曼哈頓計劃的原子彈研究制造報告書中出現了“E=mc^2”這個方程，或許把這個方程寫在報告中只是想讓當局知道原子彈的潛力有多大而已。

在質能方程中，質量和能量是在光速平方的基礎上換算的，它的基數非常大，所以在原子彈爆炸的核裂變過程中，事實上只損失了一點點質量（變成了能量）。

根據這個質能方程，如果1千克物質如果全部轉化為能量的話，那么差不多會釋放9 x 10^16焦耳的能量，而如果把這些能量轉化為電能的話，足以讓1000萬戶家庭使用3年。

誰不想從中獲取能量呢？所以可理解為何在曼哈頓計劃中要特地提到這個方程。

除此之外，愛因斯坦和原子彈的最大關系，就是他個人希望參與到原子能的研究中，只是在第二次世界大戰期間，他的德國背景沒有得到美國的認可，所以他是想參與而沒參與成。

雖然，愛因斯坦和原子彈沒啥關系，但他到底是如何在原子彈試爆前就推算出質能方程的呢？

其實，答案很簡單，在愛因斯坦之前就有很多人研究這個了，并且已經試圖把能量和質量用數學公式的方式關聯起來，而愛因斯坦只是和所有偉大物理學家一樣站在了這些巨人的肩膀上而已。

從17世紀牛頓提出質量產生萬有引力之后，物理學家們就一直試圖知道又是什么東西產生了質量，可以說誰發現了這種更基礎的東西，誰就可以是超牛頓的物理學家。

19世紀，英國物理學家湯姆森認為電磁力比萬有引力更基本，所以他潛心去研究了這個。

1881年，還在劍橋大學三一學院深造的湯姆森，發現移動電荷可以產生磁場，并對電荷的運動造成了某種阻力，他認為這是因為電荷擁有電子質量的緣故，經過一些繁瑣、復雜地推導，他得到了這樣一個方程：m = (4/3) E/C^2。

* 圖注：湯姆森

這個方程中的所有字母所表示的東都和愛因斯坦的質能方程中的是一樣的，而他比愛因斯坦提出質能方程足足早了幾十年。

不過很明顯，如果愛因斯坦是正確的，那么湯姆森這個方程肯定就有地方弄錯了，事實上湯姆森這個方程只適合特殊條件下的電子質量計算。

不僅是湯姆森，后來的龐加萊為了讓湯姆斯的方程更具“實用性”，他在湯姆森模型的基礎上進行了一些優化，這個方程直接變成了m=E/c^2。

* 圖注：龐加萊

雖然，龐加萊方程也只是為了計算電子質量，但是他得出的方程和愛因斯坦的質能方程已經是一模一樣的了。

據說，龐加萊比愛因斯坦還早幾個月得到這個方程。

所以，在愛因斯坦之前就已經有很多人知道質量和能量存在關系了。

換句話說，沒有愛因斯坦一樣會有人得出質能方程，這是科學發展的必然，并不是某一位科學家突然就想通所有規律了。

標簽： 愛因斯坦 質能方程 物理學家 電子質量 萬有引力