原子弹没发明出来之前，爱因斯坦是如何知道原子核里面有着巨大神秘的力量的？（爱因斯坦贡献：质能方程和能源转换的意义）

爱因斯坦贡献：质能方程和能源转换的意义

这个伟大的方程是爱因斯坦在1905年提出来的，其伟大意义在于让人类认识了质量和能源之间的密切关系，而且是通过光速这个能量因子来实现质能等价交换。

在此之前，人类只知道物质不灭、质量守恒，爱因斯坦这个方程是从质量守恒推导至能量守恒，是人类认识的一大进步。

大家不要以为爱因斯坦是坐在那里异想天开就得到了这个方程，而且这个方程这么简单。其实爱因斯坦聪明的脑袋里装着巨大的理论构架，通过复杂的推导方式，才得出这个最终的精华结论。这个复杂的推导过程要写一本书，要列出无数的公式，所以就不搬运了。

根据爱因斯坦质能方程，可以计算出每一千克的质量可以转化为9×10^16焦耳的能量，相当于2100万吨的TNT爆炸所释放出的能量。

爱因斯坦质能转换规律具有宇宙普适性，也就是说不管在哪里，不管什么物质，你只要有办法逼出其全部的能量，就能得到上述的能量释放。

爱因斯坦质能方程给制造原子弹的颗行星提供了理论依据，原子弹的发明则是爱因斯坦质能方程理论验证。而原子弹在这个理论出台后40年才发明出来。

其实原子弹属于核裂变，在重物质核裂变中，会发生质量亏损，这些亏损的质量就转化成了能量。核裂变质量亏损0.13%，也就是说参与核裂变1000克质量只有1.3克质量转化成了能量；而核聚变质量亏损为0.7%，氢弹是核聚变，因此能量转化率核裂变的5倍多，1000克参与核聚变的质量有7克质量转化成为能量。

众所周知，这个能量爆发是迄今为止人类所看到最恐怖的爆发。

要知道人类燃烧煤所得到的质能转换率才仅仅为0.0000028%，也就是说1000克参与燃烧的煤质量只有0.000028克的质量转化为能量。

现在人类掌握的核聚变还只能做氢弹，是一种一次性爆发的不可控能源。要使这种巨大能量持续不断释放，成为可控核聚变，以造福人类，还有一个较长的过程。同时人类还在寻找新的更高效率的能源，迄今发现能够实现完美质能转换的能源就是反物质。

也即是说1克反物质与1克正物质相撞会产生2克质量的全部能量，一点残留都没有。这个能量有多大呢？就是180000000000000J，相当于约43000吨TNT黄色炸药的能量，约3颗多广岛原子弹的爆炸威力。

反物质的质能转换率是核聚变的约300倍。

但是，人类世界到处都是充满着正物质，虽然也会产生反物质，但非常微量，且很难保存。因为所有的反物质一遇到正物质就会湮灭，这些反物质只能约束在极低温度的磁力陷阱里。全世界科学家们经过很多年的努力，花费了无数财力和能源，在大型粒子加速器里制造出了一些反物质，都是原子级极其微量的，全世界所有反物质加起来也烧不开一杯开水。

爱因斯坦的理论只是让人类进一步了解了这个世界物质的内在规律，使人类对世界的认识有一个重大突破。

在所有的具体科学研究和发明发现中，还需要很多其他的科学理论来支撑，还有很多在基础科学理论上的技术发现和发明，才能够使人类文明不断推向前进。

因此人类的发展是基础科学和实用技术的结合中前行的，爱因斯坦的理论只是人类前行道路一个阶段的重要基石。

爱因斯坦的质能方程式对原子弹制造起了重要作用

简而言之，爱因斯坦提出的伟大方程式E=mc^2，也就是著名的质能方程式，对于原子弹的制造没有直接的指导作用，只是核裂变理论假设被提出来之后，质能方程式是可以用到解释这一现象上面来。

要了解这一问题，首先还得知道质能方程式是怎么来的，质能方程式和爱因斯坦的狭义相对论紧密相连，事实上爱因斯坦在提出狭义相对论之前，就意识到了很多与常识不符合的地方，在物理学家洛伦兹提出了洛伦兹变换的前提下，爱因斯坦进一步提出了两个假设:一、任意一个光源在一切惯性参考系中的速度都是各向同性而且速度都为c；二、所有惯性参考系中的物理定律都是相同的。

随后爱因斯坦在洛伦兹变换的以及两个基本假设的前提下推导出了狭义相对论的公式，而根据狭义相对论的公式，爱因斯坦进一步推导出来了质能方程式。所以可见的是，质能方程式完全是纯理论推导出来的结果，在原子弹被发明之前，爱因斯坦也不知道他的这个公式竟然蕴藏着这么大的秘密，并且这个公式日后还成为了制造原子弹的理论依据。不知道你有没有听说过一个故事，那就是爱因斯坦在听说美国在日本的广岛和长崎投下了原子弹造成了几十万人伤亡之后，内心悲痛万分，还说自己的理论给人类带来了灾难。

重核裂变首先是由德国科学家哈恩以及斯特拉斯曼共同发现的，20世纪30年代以后，随着电子、中子、重氢的相继发现，使得放射性化学上升到了一个新的高度。1938年，当哈恩他们用慢中子轰击铀核的时候，竟然出现了出乎意料的情况，那就是反应不仅强烈、释放出了很大的能量，而且铀核还分裂成为了一些原子序数小很多的原子，哈恩想:“难道这就是核裂变？”

在当时，人们并不知道中子可以打开原子核，不知道中子在打开原子核的过程中，不仅不需要中子的速度很快，而且打开原子核，不需要非常大的能量，更不知道的是打开之后的原子核，居然会释放出巨大的能量。那么为什么打开重核原子核之后会释放出如此大的能量呢？一开始很多的科学家还持怀疑态度，但是后来他们才发现，原来重核原子核在裂变的过程中，前后物质的质量总和是不一样的，生成物质的总质量总是小于反应物质的总质量。

这个时候，科学家想到了爱因斯坦的质能方程式，因为似乎只有这个公式才可以解释为什么重核原子在裂变的过程中会释放巨大的能量，原因就在于裂变的过程中发生了质量亏损，而亏损的质量，则按照质能方程式的理论，以能量的形式释放了出去。可以说，如果没有质能方程式在关键时刻给了科学家理论指导，科学家根本就不会知道释放的巨大能量是从何而来的，而知道了这个能量是由重核裂变质量亏损带来的之后，科学家仿佛一夜之间就打开了原子核内部的秘密，原子弹也就随之诞生了。