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從科學史中尋求對現代問題的答案。基本答案——世界的和諧及其可知性——表現在下面幾行字裡:“如果不相信我們的理論結構能夠領悟客觀實在,如果不相信我們世界的內在的和諧性,那就不會有任何科學。這種信念是,並且永遠是一切科學創造的根本動機。在我們所有的努力中,在每一次新舊觀念間的戲劇性鬥爭中,我們堅定了永恆的求知慾望,和對於我們的世界的和諧性的始終不渝的信念……”
愛因斯坦對已出版的書的態度是特殊的。《物理學的進化》一書的準備工作使他全神貫注,然而一旦寫完手稿,他就對它毫無興趣了,無論對清樣還是印出的樣書,他看都不看一眼。為了不得罪出版者,英費爾德只好對出版者說:愛因斯坦教授對書很感興趣,特別是書的裝幀,他很喜歡。可實際上,他連翻也沒翻過這本他親自構思的書。
★ 原子悲劇的由來
1921年,愛因斯坦在布拉格講學時,曾接見了一個非見他不可的年輕人。這位不知名的年輕人說:“教授先生,你提出了一個偉大的公式:E=MC2,我則發現了一種巧妙的機器,能把物質中億萬個原子所蘊藏的能量,統統釋放出來。到那時候……”
愛因斯坦靜靜地聽著,笑著說:“不要激動,年輕人。現在不是細談這事的時候,你知道嗎?”
當時的物理學還沒有發展到這樣的地步:能把E=MC2這個公式應用到實際中去。多數物理學家認為,把原子的質量中蘊藏著的能量釋放出來,那是100年後的事情。有人乾脆說,那是永遠也實現不了的事情。
可是,E=MC2卻有著理論上的真實性。原子能的釋放是建立在由於把相對論運用到原子核物理學而發現的規律上。在原子核物理學中,實驗研究表明,原子核的質量小於所有組成這個核的粒子(質子和中子)的質量的總和。同核子質量之和相比核的質量的這種虧損,在原子物理學中根據愛因斯坦發現的質能關係式得到了解釋。在各種不同的核內,粒子就像以各種不同的緻密性被裝進去似的;為了把粒子和其餘的粒子分開,需要不同的能量。在元素週期表上的一種元素向另一種元素過渡的時候,核內的粒子的結合就能發生變化。根據愛因斯坦關係式,質量的不同和能量的不同是一致的;核的質量或多或少地都小於構成核的粒子質量之和的精確值。
一種核轉變為另一種核——重核分裂或輕核結合為較重的核——引起裝填“緻密性”的變化。在這類反應中得到的核的質量可能小於原來的核的質量。質量的這種減少與能量的釋放相對應;釋放出來的能量等於減少的質量乘以光速的平方,即E=MC2。基於上述相對論的結論的推測可以斷定,在最重的核發生核反應時,同樣地在最輕的核參與反應時,將釋放出能量。
位於門捷列夫週期表末端的最重的元素(原子量最大的元素)的核,比起中等元素的核,具有較小的“緻密性”。因此,當重核轉變為中等核時,換句話說,當由大量質子和中子組成的重核分裂為較小的核時,就釋放出能量。愛因斯坦對此現象作過形象的描述:“原子m是一個吝嗇的財主,他在世時不花一個錢(能量)。但是在他的遺囑中,他把他的財產留給他的兩個兒子M′和MC,條件是他們給社會一小部分——少於全部財產(能量或者質量)的千分之一。兩個兒子所得的財產比父親所有的財產要少些(質量M′+MC的和略少於放射性原子的質量M)。但是,給社會的部分雖然比較小,也已經如此之大(作為動能來看),以致帶來了一種嚴重的禍害威脅。預防這種威脅已成為我們這個時代的最迫切的問題。”
相反,位於門捷列夫週期表最開端的輕核,在聚合為稍大一些的核時,又會發生“緻密性”的賺取。當氫核結合為氦核時,大量的能量被釋放出來。
這樣,在核物理學中運用相對論,便可以預見兩類反應:重核的分裂和最輕核的聚合。這些反應都能釋出能量;這些反應後生成的核,其質量小於原來的核的質量。在這些反應中應析出鉅額能量,它等於減少的質量乘以光速的平方。從1克實物中將獲得比實物燃燒時多數十萬倍的能量。
在30年代末,發現了鈾核的裂變反應。這些重核當它們被中子轟擊時,每個核一分為二,分成兩個中等元素的核。這時,釋出的能量應等於減少的質量乘以光速的平方。
不久又弄明白,鈾核裂變時會產生中子,這些中子又可以引起鄰近的核的裂變,於是裂變過程便具有鏈式反應的性質,並且,裂變一旦開始後,就會蔓延到裂變由以開始的鈾的全部質量
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