| 查看: 1631 | 回复: 8 | ||||
| 当前主题已经存档。 | ||||
| 当前只显示满足指定条件的回帖，点击这里查看本话题的所有回帖 | ||||
1314168apple金虫 (知名作家)
|
[交流]
【趣闻】原子弹的那些事儿 (力作)
|
|||
|
原子弹的那些事儿 近来UN和IAEA可能是忙得不可开交的。中国的邻邦朝鲜和稍远一点的伊朗随机地搞些小动作，这样有又把大家折腾一下。这一招挺管用的，时不时出来折磨你一下。传闻这个在审问的时候也是可选的方法之一。这不同于惯用的“疲劳战术“。这方法是可能在你睡的正酣的时候搞醒你；在你吃饭的时候叫你去打扫厕所。现在的伊朗内部搞政治活动，而朝鲜却是处处触动各方的神经，有时真会让你崩溃。随机性真叫人可怕，怪不得爱因斯坦当年也不相信上帝是扔骰子的。但是现实就是这样的，量子力学的成就可谓是举世瞩目。同样朝鲜时不时发射下导弹，搞得人家烦躁。现在UN下面的CA、JP、CN、RU和KR等想一劳永逸地解决这问题，恐怕是不那么的容易。可以说朝鲜在适当的时候作出适当的行动（国际经济环境因素）。各方的反应是可以理解的。下文我可能会解释一下其实这是人类的一个双重标准问题。写到这里，自己想起印象中的一个故事：中国古代不知哪一朝代哪一皇帝在统治初期由于法规比较严明，大家都按规矩办事，所以大家见到皇帝也没有一点的敬畏。皇帝就纳闷了！堂堂天子，你们不但不敬畏我，而且在朕面前那么放肆，这还了得，寡人要给点颜色你们看。不久，皇帝找来宰相来相议此事：如何使大臣们敬畏自己？宰相给出的病因：皇帝你自己按规矩办事，大臣们只要按规矩办事就可以了。你并不是他们的饭碗（某些媒体说现在的美国就是这样的）。所以你享受不到权力给你的快感。宰相接着开出药方：你可以随时干掉某大臣，不论他遵守犯规与否。总之心血来潮就搞一个。那一定会很爽的。第二天可怜的宰相就到阎皇府报到了。或者这叫自食其果、害人终害自。德国犹太人哈珀（好像在晶体中的哈珀循环的那化学家）研制的化学武器用在残杀犹太人的暴行中。这以说是现在的随机抽样和突击检查的前身，但是现在随机的却不是随机，突击的并不是突击。这样失去了统计的代表性。原子弹你回来吧？读者在找你。（原子弹世界游戏）！I Will Be Back! 我说爱因斯坦真正给世人震惊的是质能方程：E=MC2（余氏句式）。因为它实实在在地对凡人产生切肤的感觉。之前同样是对广义相对论的证明的三件大事：（1）水星的进动；（2）康普顿效应-这现象的发现是康普顿和实验物理学家吴有训(记得他在国民时期当过中山大学的校长)共同参与的;（3）1919年5月29号(当时中国正进行红红火火的五四运动)英国天文学家爱丁顿组织的日食拍摄活动。艰难地证明爱因斯坦的空间弯曲结论，从而结束统治物理学界200多年的牛顿世界。想想7月22号自己抬头望星空时你在想什么。下面对原子弹的诞生过程作简单的梳理。当中不会提及中国为造原子弹付出艰辛的劳动，自己的认识不多。但是邓稼先、钱学森和王金昌等人永远活在国人的心中。1905年狭义相对论诞生;1913年广义相对论面世；同年的9月质能方程：E=MC2提出；1916年爱因斯坦将广义相对论总结成文。至此，爱因斯坦的相对论可以说已经确立起来了。以后的众多推论都是由此引申的。这里值得一提的是爱因斯坦建立广义相对论的数学基础是高斯的曲面空间。爱因斯坦是在他的好同学兼朋友罗格曼斯的帮助下实现的，可以说是爱因斯坦在恶补以前落下的数学课。非欧几里德几何其实已经面世不短的时间了。罗巴切夫斯基、闵夫斯基、高斯和黎曼已经对它们有很深的见解。美籍华裔数学家丘成桐（数学的诺贝尔奖-菲尔兹奖的获得者）对这方面也有独到的见解。提出的数学上多维空间被量子力学学家应用到宇宙方面来。时间在流逝，原子物理学也在飞速的发展。卢瑟福在英国的卡迪尤文实验室发现了原子核的存在；丹麦的玻尔在卢瑟福的实验基础上结合光谱数据提出其轨道理论；德国的大物理学家普朗克为解决物理学三朵黑云中的那紫外灾难黑云提出了量子假说。普朗克曾经偕同能斯特把爱因斯坦请回德国柏林；居里夫人发现了放射性元素镭；同样是在英国的卡迪尤文实验室查德威克发现了中子的存在。这里又有些东西可以联想的。因为质子和中子都是原子核的组成部分，它们之间和各自之间有什么联系的呢？它们是如何进行信息交换的？21世纪初日本的物理学家汤村秀树因20世纪70-80年代提出的K介子(核子之间传递信息的使者)而获得诺贝尔物理学奖。这人让我永远记得的是看杨福家的《原子物理学》中提到汤村秀树对中国文化的深刻认识。杨福家曾任英国诺丁汉大学校长-首位担任外国大学校长的中国人。文中提到庄子的一文：惠子与庄子两人在江边看风景，聊得正酣的时候，庄子指着江中的一条鱼说：这条鱼看起来游得很快乐。惠子说：你又不是鱼，怎么会知道鱼是快乐的？庄子回答：你又不是我，怎么知道我不知道鱼是快乐的呢？惠子无语！汤村秀树的解读是：物理学上很多理论的创立都是先假设其正确，再通过实验来证明其是否正确。这同样是其他科学的必经之路。或者对于我们来说是试错的思想。想想自己在解决问题时都是用自己认为正确的方法去进行，如果都假设是错误的话，你还去证明吗？可能你会说反证法不一样，但是反证法的结果不也是你认为是正确的吗？我自己另一认识是：很多情况下人会用自己的标准去衡量别人，很多时候会正确的。毕竟类比法还是很实用的。但在高级的认识是不一样的呢！举例：（1）对于UFO及ET的认识，很多人认为其存在是不可能的。按照有水、有食物的条件，这是不可能的。其实人为什么要这样想呢？生物一定要这样才诞生吗？一定要这样进化吗？答案是丰富多彩的。（2）对于西片《飞跃疯人院》，参观疯人院的人认为他们是非常不幸的，但是其中的一“疯人”（假装疯了进来的）说出其实自己非常开心，喜欢就可以随便打打闹闹。进入童真的世界。可能猪比我们还快乐，人其实活得比较的苦的。君不见《动物庄园》的猪是象征着人的。或者你说我不仁，其实这是没有假如的。如果我们不需要食物就可以生存的话，可能世界会比较得清静。扯远了！又要叫原子弹回家吃饭了！急什么嗟？可以说到此原子弹的前期理论基础已经初步建立起来。在政治上，法西斯铁三角德国、日本和意大利也已经初步成型。早在20世纪20年代，爱因斯坦已经早已经察觉出纳粹的危险，或者他是犹太族人才会如此地敏感。看过《货币战争》的人可能会知道：二战的发生其神秘性不在于它发生的必然，而在于它能够拖得如此之久才发生。可以说无论在政治上、爱因斯坦代表的科学界已经明显察觉到铁三角的危险性。作者给出的原因：罗斯切尔德这金融大鳄操纵这一场战争。或者有其正确的一面。给个补充：或者这说明科学是无国界的。1933年爱因斯坦在亚洲举行的“巡回演出”，在去日本讲学途经上海。1933年11月6号在上海收到其本人因“光电效应”而获得诺贝尔物理学奖的信函，这给爱因斯坦的旅途中增添一丝的安慰。随着二战的发展，对于武器的需求的迫切感越来越烈。原子弹的实验基础正是在此得到长足的发展。诡异的是原子弹的实验基础的前期居然是在铁三角中的德国和意大利出现。居里夫人在德国证明了用中子轰击235U诱发原子核裂变，裂变产生新的中子会接着诱发新的原子核裂变，这样可以实现原子核的“连续”裂变。因为这过程会导致质的质量减少会释放出巨大的能量。同样费米在意大利同样得出这样的实验结论。费米-大家可能会陌生。其实正是此人在美国主持“曼哈顿计划”-原子弹计划。此人被称为“原子弹之父”。其实爱因斯坦并没有参与。下文会有详细的讲述。在日本，只能成为原子弹的实验场所。爱因斯坦说时间与空间是不可分割的，当年所谓时间在走正是建立在战争的游走上的。应该是1934年爱因斯坦迂回瑞士进入美国的普林斯顿科学研究院（这是1930年由私人捐资建立的）。普林斯顿大学以学术自由著称。爱因斯坦喜欢的就是这一点。我国的大数学家华罗庚正是在此处“修成正果”的。讲一当时爱因斯坦加入此大学的一涟漪：当时普林斯顿大学的校长恭恭敬敬地请爱氏到他们的大学。在讨论薪酬的时候，爱因斯坦开始时要求年薪3000美金，如果当地当时的消费水平允许的话，再低一点也可以。校长只能于爱氏“讨价还价”。最后以年薪16000美金成交。校长怕外界说咱校亏待爱因斯坦啊！其实这也印证了爱氏曾经的一句“我生活的地方只需要一张床、一张凳子、一张椅子、一纸笔和一小提琴。”1943年大局已定，铁三角实际上已经瓦解。诺曼底登陆和苏联红军的杀到，德国已经遭到东西两翼的夹攻。德国的失败已经是无可避免的。法西斯们还在负隅顽抗，军政界传闻德国的大物理学家海森堡正在主持德国的“曼哈顿计划”，或者我用错。因为传闻这计划比美国的“曼哈顿计划”还早。海森堡大家应该了解的吧？海森堡的“测不准原理”-Δt×Δx≤h/2×π（这是原理中的一推论），这公式在量子力学方面已成经典。海森堡是哥本哈根量子学派的创始人玻尔的弟子。同时海森堡创立的“矩阵力学”和薛定谔建立的“波动力学”成为量子力学的两大理论支柱。只是“波动力学”与经典的物理学比较接近，所以一般的教科书会用“波动力学”进行注解。虽然殊路同归，海森堡的“矩阵力学”比较不实用。这让我想起自己所学化学中的“前线轨道理论”与“对称性匹配”。 “前线轨道理论”是诺贝尔化学奖得主日本化学家福井谦一提出的，与之分享当年奖金的是美国化学家霍夫曼提出“对称性匹配”。其实都是说明同样的一个问题。化学与物理有没类似的现象？现举一例，物理学当中的“楞次定律”和“勒·沙特例原理”。事物是矛盾的统一体，量子力学中“粒子的波粒二象性”、“测不准原理”、“波函数对易关系”等。中国的太极文化中阴阳的相生相克正是万物的存在机理。这正是很好的例子。物理方面，这些例子比比皆是。电池感应现象也是一例。牛顿的惯性原理（可以与人类的惰性作比较-只喜欢做自己理解的事情）或者是从问题的另一方面去说明。这好像与达尔文的“进化论”矛盾。自己觉得其实最终还是要达到“平衡、和谐”吗？我们的胡叔叔的政治理念吗？传说当时海森堡与爱因斯坦还有一段可能只有“时光倒流”才会知道的一件事。传闻海森堡邀爱因斯坦到哥本哈根密谈想把爱因斯坦说服加入其“曼哈顿计划”。当时科学界认为挽救人类的任务在此一役，1939年8月美国的西拉德建议爱因斯坦上书当时的美国总统罗斯福要赶在法西斯之前制造出原子弹。爱因斯坦当时的上书信着重提到：德国占领的捷克已经禁止出口铀矿，如果独立国比利时被德国入侵的话，比利时的殖民国刚果-重要的铀矿出产地可能会被德国收归囊中。这里解释一下原子弹的裂变原理：门捷列夫元素周期表中的不少元素是有放射性的。或者可以说全部元素都有放射性的，只是有些半衰期比较长。这也是同位素比例变化的原因。同位素测量物质存在的时间就是通过同位素之间的比列和半衰期计算得到的。宇宙开始时，同位素比例可近似地用遥远太空的物质计算。大家知道后来人造的元素都是半衰期很短的元素（T1/2是微秒、纳秒、皮秒甚至飞秒）。如果从化学的角度可以把它称作“过渡产物”、“中间产物”等。其实从爱因斯坦的质能方程看只要反应的前后有只能亏损的话就可以释放能量。所以到现在一般有“裂变”和“聚变”。“裂变”一般是质量数比较大的元素而“聚变”目前来说只有氢元素-这也是太阳释放热量的来源。我们知道元素有所谓的“稳定岛”的说法。或者裂变元素可以在质量数较少的元素寻找，这样裂变释放的能量较少，易于控制。不会出现苏联的切尔诺贝利核辐射泄露。这样裂变可以用在现在常见的交通工具上，这是解决当前能源危机的一好办法。爱因斯坦晚年时曾有过这样美好的想法。放射性元素一般分诱发和自发两种。制造原子弹的235U当然属于诱发的元素。当时的水平下裂变的原子弹是比较容易掌握的，后来科学家才研究出杀伤力比原子弹更强的氢弹。前面的居里夫人和费米的实验已证明了。当中中子的作用类似于化学的催化作用，当然化学的催化比这里的中子的内容丰富得多。同样是铀元素235U和238U中只有235U才有放射性，但是自然界中235U的含量比较少，一般只有少量共存在大量的238U中。所以分离技术非常重要，所以浓缩铀的技术是比较难掌握的（可能大家对浓缩铀的报道听的不少吧？）。分离235U和238U一般使用高转速的离心机分离，学物理的应该非常了解的吧？因为235U和238U的差异实在是很少的。化学中的分离技术是应用非常广的一分支。GC、HPLC成为分离化学的AK47或M16，LC-MS在DNA中的基因识别、排列的作用巨大。前段“较火”的三聚氰胺的一般也是通过GC或HPLC检测的。要讲讲的是在化学中色谱已经通过特殊的色谱柱填充物达到分离旋光异构体的效果。记得曾经的有机化学老师说过一种西药沙利度胺（Thalidomide），俗名“反应停”，早期作为怀孕妇女的止呕药使用。50年代末，在欧洲出现数千例短肢畸胎新生儿，一度震惊全世界。因为R-(+)-沙利度胺为镇静止呕药而S-(-)-沙利度胺有致畸作用。以后比较重要的药品，如果其有左右旋光异构体的话，要注明左右所占的比列。如果有N个手性碳的话，一般会有2(N-1)对旋光异构体。或不同的异构体会有不同的作用。这可能是以后药品要面对的问题。比较有趣的是在中国的汉字出现了我自己认为的二维旋光异构现象。了解旋光异构体的读者应该知道，化学中的旋光异构现象是三维的。举例把汉字上下俩字（把“下”字的一点看成是一横）分别写在上下两行，你会发现它们是上下对称的，不论上下俩字的上下次序如何。同时你不能够通过平移或者旋转使得俩字重合，你只能通过俩字的平分线合上使得它们重合（这已经是三维）。你会惊叹中国汉字的博大精深。这就像我们的左右手，只在二维下的操作是不能使他们重合的。一般来说高一维的操作是能够实现。或者说旋光异构体可能在思维的空间中是不存在这样的问题的。分形中的分数维不知能否在这应用。再扯远一点：物理学家沃尔夫冈·泡利（Wolfgang·Pauli）指出的， “上帝是一个弱左撇子”。违背这种镜象对称的一个显著结果在于，分子及其镜象的能级不完全相等。这种效应相当小：一个特定氨基酸与其镜象之间的能级差大约是1/1017。这看上去十分微小，但我们明白，对对称破缺来说所需要的扰动是十分微小的。一般来说，大自然应当偏爱低能形式的分子。就这种氨基酸而言，可以通过计算得知，其低能形式有98%的概率将在大约10万年间占支配地位。确实，在活的生物体中发现这种氨基酸的形式就是低能氨基酸 (引自《自然之数》) 。(上帝是一个弱左撇子而且可能还用这手去扔骰子的)。左撇子的比尔·盖茨设计出可以用左手操作的系统。第一次递交信函的时候，总统罗斯福并不重视。后来在某资深人士的斡旋下，“曼哈顿计划”启动了。当时的资深人士是通过讲故事说服总统的。故事大概：“滑铁卢之战”，拿破仑大败的原因是战前的几年没有听取意见赶在英国前面造出厉害的武器，否则欧洲的版图会重写。前面说过爱因斯坦并没有参与到“曼哈顿计划”中。一般有两种解释：（1）爱因斯坦的自己的和平思想使他不加入此计划（主动放弃的）。（2）美国当时不喜欢有所谓共产主义思想的人参与（被动的）。这个使我联想起后来美国实施的“麦卡锡运动”，这运动专门针对有共产思想的科学家。大物理学家奥本海默在此运动中遭受不平等待遇。中国的知识分子可能会略表同情吧？“曼哈顿计划”在物理实验天才费米的主持下日趋成熟。或者说“珍珠港事件”是美国在广岛与长崎撒下两颗原子弹的原因。这当中有两趣闻值得关注（日本之后对美国俯首称臣）。（1）爱因斯坦在美国用原子弹轰炸日本前知道消息，曾上书总统建议取消此项计划，但是罗斯福没有查看此信已经去见马克思了。后来一再证实海森堡的“曼哈顿计划”由于经费问题已经一再搁浅。同2003年伊拉克拥有大量的杀伤性武器如出一辙。（2）美国当时是想轰炸东京的，可能为了报复日本对中国的“南京大屠杀”。当时的中国的著名的建筑学家梁思成{（梁启超的儿子）-[林徽因（徐志摩的情人）的另一半]}得知此事，上书蒋介石转达其意愿：东京及其附近的京都存有很多的东方古建筑，有很高的历史价值,不宜用战争破坏。梁思成可能不会想到多年后中国的建筑却被掀起一轮又一轮的运动。人类改造自然的力量得到很好的体现。爱因斯坦晚年曾经后悔自己提出的建议，有人话诺贝尔设立诺贝尔奖也是为自己发明烈性炸药作出的补偿。其实事物有其两面性。爱因斯坦晚年也承认战争有时候也是一种制止更大的战争的手段。如果人类能够不靠食物生存的话，战争应该会减少许多。我国的袁隆平正是靠增加粮食的单产为世界和平作出不朽的贡献。诺贝尔和平奖的最佳得主（并不是戈尔之流）。爱因斯坦想建立超国家的政府治理这个世界，其实看看联合国就知道是那么的困难。联合国不也是建立在众多国家基础上的，谁的股份大，谁就是老大。可以说《战争与和平》是永恒的主题。 |
回复此楼» 收录本帖的淘帖专辑推荐
 火炸药 |
» 猜你喜欢
考研调剂
已经有4人回复
-
285求调剂
已经有6人回复
-
一志愿北京化工大学070300 学硕336求调剂
已经有7人回复
-
求调剂
已经有6人回复
-
275求调剂
已经有4人回复
-
318求调剂
已经有6人回复
-
305分求调剂（食品工程）
已经有5人回复
-
求调剂院校信息
已经有5人回复
-
一志愿070300浙大化学358分，求调剂！
已经有3人回复
-
一志愿东华大学化学070300，求调剂
已经有5人回复
» 本主题相关商家推荐: (我也要在这里推广)
5楼2009-11-26 14:38:40
1314168apple
金虫 (知名作家)
- 应助: 68 (初中生)
- 金币: 677
- 红花: 12
- 帖子: 6872
- 在线: 1462.3小时
- 虫号: 287760
- 注册: 2006-10-21
- 专业: 色谱分析
原子弹的那些事儿 (续)
|
时光匆匆流去，爱因斯坦曾经的幻想-不能让原子弹的制造机密泄露已经成为过去了！原子弹已经在地球上遍地开花。传闻苏联开始制造原子弹的技术是从美国的阿拉莫斯窃取的。自己有个很傻的想法：假如美国当时如果申请专利的话？不过现在的军火生意是比专利好攒的。20世纪末，印度和巴基斯坦在一片的叫喊声中成功爆破了原子弹。朝鲜跟伊朗距离制造自己的原子弹的目标已经不远了。想想我们的大中国，在中国的周围布满了原子弹，加上美国在太平洋西岸布下的第一、第二岛链。真是由衷的敬佩中国的“原子弹之父”。直至今天，朝鲜与伊朗的核计划经常触动人们的神经。每次看报道的时候，自己会有这样的想法：为什么把人家看成是所谓的“邪恶轴心”，自己就可以有核武器，人家就不可以有吗？在朝鲜的角度来看，美国的正是威胁自己的国家。请不要跟法西斯作对比。或者这是必然的吧？有钱人总会觉得穷人是贪他的钱;做老大的一般不会希望小的比自己强；或者说美国人的生命是高贵的、比人家的值钱。毕竟事物是在发展的。中国的古话：听其言要观其行。美国经常用所谓的“双重标准”来处理事情。写到这里又让我想起“只许州官放火，不许百姓点灯”这句老话。这一名言在生活的方方面面都会找到很好的例子（譬如以前皇帝的私生活中只有皇族是公的）。“只许州官放火，不许百姓点灯”的来源是在陆游的一文中引申来的。故事大概：记载某朝代的一叫田登的州官，在其所在的州颁布法案（所谓的“避讳”）：以后老百姓称“点灯”要叫做“点火”。之后，某年的元宵节，田登想搞搞粉饰工程。在布告中宣告元宵当晚举行“点火”活动。后来人们就引申出这成语。核研发在继续，朝鲜在你们多次的叫喊声中前进。听多就会见怪不怪了，印度巴基斯坦不也是这样吗？或者这是激发人类不断进步的原因之一。当然人不应该鼓励战争，但是战争却是不会自动消失的。西游记后传证明并不是人人都可以“渡”的。同样《西游记》不也说明其实神仙也会有自己的战争。最后用一反比函数结束此文：Y=F（X）=1/X。Y代表战争的概率，X代表时间。随着时间的推移，战争的概率会变小，但永远不会等于零。或者你可能会联想到商场上的《拖尾理论》。如果会积分的话，得到In（X）-这是一自然对数函数；这是发散的函数。所以如果人类长久存在的话，战争的总数是无限大的。 在各位面前弄斧了，多多指教。 [ Last edited by 1314168apple on 2009-8-29 at 20:35 ] |
2楼2009-08-29 20:34:02
小木虫:)
荣誉版主 (著名写手)
- 物理EPI: 7
- 应助: 0 (幼儿园)
- 贵宾: 2.542
- 金币: 9239.2
- 散金: 130
- 红花: 22
- 帖子: 1211
- 在线: 343.9小时
- 虫号: 800712
- 注册: 2009-06-29
- 性别: GG
- 专业: 基础物理学
- 管辖: 物理
3楼2009-08-29 23:08:37
4楼2009-11-26 12:48:44
