核弹的原理为什么要公开,难道不怕有人私下制造吗?
原子弹的科学原理那么容易得到,所以我们不可避免的有一个担心,就是怕有人私自制造,给人类带来很大的危机。那么这种担心有必要吗?其实完全没必要。如果通过了解原理和制造方法就可以很容易地制造出原子弹,那么原子弹的相关理论就不会成为公众知识。
就算你现在问一个高中生甚至一些优秀的初中生,他们也能给你普及原子弹的相关理论。由此可见,原子弹所包含的各种科学理论并不是什么秘密。既然我们不怕这些理论成为普遍知识,那就说明原子弹的制造远比我们想象的要困难。
其实一定是真的。原子弹理论起源于爱因斯坦的质能方程E=MC^2。相信大家都很熟悉这个方程,它实现了质量和能量的统一,质量的损失会以能量的形式释放出来。这是原子弹的核心理论。在原子爆炸的过程中,失去的质量以能量的形式释放出来,产生了毁灭者柯南的力量。
根据这个公式,我们知道每损失1000公斤的质量,就能释放出相当于100亿吨TNT炸药的威力。既然知道了原子弹的原理,能造出来吗?显然不可能,原子弹的质量损失来自原子核的裂变或聚变,但原子核是很稳定的,要让它失去质量释放能量需要非常高的技术。
爱因斯坦提出质量和能量方程后,原子弹的原理就不再是秘密了。当时世界上很多国家都想按照这个原理制造原子弹,但为什么最后只有美国成功了?要知道,当时世界上最强大的国家不是美国,而是德国。
德国有很多著名的科学家,比如量子力学的创始人之一海森堡,他负责德国的原子弹工程。除了海森堡,德国也有当时世界上最好的科学家,比如普朗克,波恩,哈恩等等。
但是这么强大的德国,聚集了这么多优秀的科学家,却没有生产出原子弹。当时英法两国也加入了原子弹开发项目,领导人是当时科学界的大牛。即便如此,最后他们都发现原子弹不是靠自己的力量可以造出来的,最后选择和美国联手,聚集了很多国家的力量,才最终让原子弹活了过来。
为什么制造原子弹这么难?主要在原材料上,任何武器的制造和研发都离不开材料。火药武器需要火药作为原料,而铀235是原子弹的原料。这是一种放射性元素,在地球上储量很少。
铀235需要从铀矿石中提取,但天然铀中同位素235的丰度只有。制造原子弹,铀含量需要达到90%以上。为了达到这个纯度,我们需要提取铀矿石,这和从金矿中提取黄金是一样的道理。
然而,从铀矿中提取铀并不容易。主要方法有电磁分离、气体扩散和热扩散。这些技术的原理也不是什么秘密。同时,原子弹需要钚239作为原料,所以很难获得钚239。所以当时很多国家都知道原子弹的原理和具体的制造方法,但是受到材料的限制,无法成功。即使是现在,关于原子弹的原理,我们基本上可以说一、二、三、四,但是光凭这些原理,没有材料还是不可能成功的。制造原子弹的真正困难是原材料的获取。
只要有100公斤纯度99%的铀235,一个普通的机械厂就能制造出核爆炸装置,相当于我们的馒头。在网上搜一下就能得到馒头,但是不给你白面就做不出馒头。
可见,任何技术要想在实践中应用,理论只是一个方面,其他方面都需要跟上。21世纪,人类科技日新月异,与上个世纪相比发生了翻天覆地的变化。但是如果我们仔细分析一下,你会发现21世纪这些技术背后的基本原理,基本上都是从上个世纪大科学家提出的基本理论中推导出来的。
没有这些基础理论,21世纪的科学技术不可能一次又一次地取得长足进步。从这一点上,我们也可以看出,基础科学理论的重要性,虽然有了基础理论,不能使它成为现实的技术产品,但没有它,任何技术都无法实现。
目前人类对宇宙的探索受到速度的限制,不可能真正实现星际航行。核心原因是没有新的关于速度的伟大基础理论。科学家猜测的空间跳跃、曲率导航、虫洞穿梭可以使人类实现星际导航,但如何将这些猜想理论转化为有公式的基础理论,是人类目前需要面对的一大难题。
这也是科学家非常想接触外星文明的原因之一。如果人类能与一个星际文明接触交流,那么星际文明中看似腐朽状态的落后科学理论,可能就是人类世界的先进科学。比如我们不知道人类如何实现曲率导航的基本理论,但在星际文明中,可能是可以在网上随便搜索的东西。
只要有基础理论的指导,就会有研究探索的方向。就像原子弹的实现一样,正是因为有了爱因斯坦质量能量方程的指导,它才能成为现实,成为目前人类最强大的武器。