【正文】 為此許多人曾聯(lián)名向有關(guān)當(dāng)局遞交了請愿書，反對輕率使用這種武器來對付當(dāng)時的敵國日本，并且要求美國政府立即著手對這種新式武器必須實行國際監(jiān)督。 第一顆原子 彈首次試爆成功的消息，很快傳遍了曼哈頓工程區(qū)的每一個角落。 至于供試驗用的那座高塔也完全被高溫蒸發(fā)得無影無蹤，卻留下了一個邊緣傾斜的大坑。在半徑為 公里范圍內(nèi)，所有蔬菜、各種動物 (試驗前預(yù)先安置好的 )以及其它各種有生命的東西都被破壞無遺，就連一條響尾蛇或一根青草都劫數(shù)難逃。 當(dāng)時在場參觀的約有 1000 多名各方面代表，其中有放射醫(yī)學(xué)家、氣象學(xué)家、工程師、數(shù)學(xué)家、爆炸專家、軍事參謀、政府官員 和英國等外國政府代表。只見一個大火球似 41 的五顏六色的火云，上下不斷翻滾，并逐漸擴大向天空升起，最后形成巨大的蘑菇云，扶搖直上成為高達(dá)十公里的擎天柱，其情景十分壯觀。 幾秒鐘后，人們就聽到由強大的沖擊波所形成的隆隆巨響。 在爆炸前 20 分鐘，全體工作人員各就各位，而在營地上的人們都奉令臉向地面，腳朝爆炸方向臥倒，并用雙手蒙住閉起的眼瞧。操縱中心離鋼塔幾公里，能把爆炸過程中的各種情況詳細(xì)地記錄下來。所有這一切也是和奧本海默得力的指揮和周密計劃分不開的。這里四面環(huán)山，人煙稀少，很適合安全和保密等試驗條件。這是一個根據(jù)內(nèi)爆型原理設(shè)計的钚試驗裝置。美國政府差不多在整整四年時間內(nèi)，調(diào)集了 15 萬科技人員，動用了全國三分之一的電力，總共花費了 20 多億美元。外形尺寸高為 米，而最粗處的直徑約為，因此人們 把它叫做“胖子”。同時為了能可靠地同時引爆，每塊安上兩個電雷管。在超臨界條件下，钚 — 鈹中子源能加速鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進行，并能保證在規(guī)定的瞬間發(fā)生核爆炸的可靠性。 1945 年 8 月 9 日，美軍投在日本長崎的第二顆原子彈，就是采用“內(nèi)爆型” 結(jié)構(gòu)，用钚 239 作核裝料的炸彈。由于這種“內(nèi)爆型”結(jié)構(gòu)的原子彈產(chǎn)生壓縮效應(yīng)的時間遠(yuǎn)比“槍型”結(jié)構(gòu)的合攏時間為短，因此可避免過早點火的缺點。通過電雷管同步點火，使外層炸藥各點同時起爆，這 樣就能形成一種向球心聚焦的壓縮波 (又稱內(nèi)爆波 )，而小球瞬間將受到猛烈的向心壓緊力，結(jié)果使核裝料密度大大增加，達(dá)到超臨界質(zhì)量條件。 40 第二種類型的原子彈是“內(nèi)爆型”原子彈，它是一個利用雙層普通烈性炸藥制成的球形裝置，在球的中心安置著一個小于臨界質(zhì)量的核裝料小球，小球的外圍為反射層。由前可知一公斤鈾 235(或钚 239)全部裂變將釋放大約 18000 噸梯思梯當(dāng)量?？傃b料為 16～ 25 公斤鈾 235。 1945 年 8 月 6 日，美國投在日本廣島的第一顆原子彈，就是這種槍型結(jié)構(gòu)式原子彈，代號“小男孩” (也 叫瘦子 )。而堅固的彈體能使反應(yīng)有充裕的時間，可提高核爆炸的威力。 從結(jié)構(gòu)上看，我們可把原子彈看成是由核裝料、引爆裝置和彈殼等部分組成的。而所謂臨界質(zhì)量是指使裂變物質(zhì)在特定條件下，能夠?qū)崿F(xiàn)自持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)所需的最少裂變物質(zhì)的數(shù)量，與臨界質(zhì)量相對應(yīng)的裂變物質(zhì)的體積被叫作 臨界體積。后來的結(jié)果表明他確是一位令人滿意的非常杰出的科學(xué)家，因而人們常把他稱為原子彈之父，即第一個制成原子彈的人。加上他所具有的特殊才能和組織管理能力，使他在 1942 年夏天被美國政府正式任命為設(shè)計和制造原子彈的主要負(fù)責(zé)人。 在原子彈的研制過程中，最值得一提的是美國杰出的物理學(xué)家奧本海默的重要貢獻(xiàn)。而另外一種核裂變?nèi)剂项?239 也在華盛頓州的漢福特原子能中心的生產(chǎn)堆上，經(jīng)過同位素分離最后被獲得。 39 原子彈和氫彈 建造原子彈的關(guān)鍵在于能否獲得高濃縮的鈾 235 和钚 239 這兩種核裝料。核聚變也會放出巨大的能量，而且比核裂變放出的能量更大。核聚變的過程與核裂變相反，是幾個原子核聚合成一個原子核的過程。 1 克鈾235 完全發(fā)生核裂變后放出的能量相當(dāng)于燃燒 噸煤所產(chǎn)生的能量。這些原子的原子核在吸收一個中子以后會分裂成兩個或更多個質(zhì)量較小的原子核，同時放出二個到三個中子和很大的能量，又能使別的原子核接著發(fā)生核裂變 …… ，使過程持續(xù)進行下去，這種過程稱作鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 核裂變和核聚變 核裂變是一個原子核分裂成幾個原子核的變化。 中子不帶電，用中子做炮彈轟擊重核，易于進入原子核內(nèi)部，為此，科學(xué)家 制造了中子源，實現(xiàn)重核裂變。 三、 核物理和粒子物理 十九世紀(jì)末，倫琴射線、放射性和電子的發(fā)現(xiàn)，人們認(rèn)識到原子不是物質(zhì)結(jié)構(gòu)的最小單位，人們的認(rèn)識進入原子核層次，基本粒子也不基本。九一八事變后，他一再向各國呼吁，用聯(lián)合的經(jīng)濟抵制的辦法制止日本對華軍事侵略。戰(zhàn) 后，為開展反對核戰(zhàn)爭的和平運動和反對美國國內(nèi)法西斯危險，進行了不懈的斗爭。于是羅斯福決心制造原子彈，于1945 年在新墨西哥州試驗成功。 1933 年納粹攫取德國政權(quán)后，愛因斯坦是科學(xué)界首要的受迫害對象，幸而當(dāng)時他在美國講學(xué) ，未遭毒手。可是愛因斯坦并不把自己的注意力限于自然科學(xué)領(lǐng)域，以極大的熱忱關(guān)心社會，關(guān)心政治。 70 年代和80 年代一系列實驗有力地支持電弱統(tǒng)一理論，統(tǒng)一場論的思想以新的形式又開始活躍起來。 廣義相對論建立后，愛因斯坦試圖把廣義相對論再加以推廣，使它不僅包括引力場，也包括電磁場，就是說要尋求一種統(tǒng)一場理論，用場的概念來解釋物質(zhì)結(jié)構(gòu)和量子現(xiàn)象 。1916 年，他預(yù)言引力波的存在。同時，他推斷由遙遠(yuǎn)的恒星所發(fā)的光，在經(jīng)過太陽附近會彎曲（見光線引力偏折）。經(jīng)過多年的努力，終于在 1915 年建立了本質(zhì)上與牛頓引力理論完全不同的引力理論 —— 廣義相對論。他從伽利略發(fā)現(xiàn)的引力場中一切物體都具有同一加速度（即慣性質(zhì)量同引力質(zhì)量相等）的實驗事實，于 1907 年提出了等效原理： “ 引力場同參照系的相當(dāng)?shù)募铀俣仍?物理上完全等價。狹義相對論已成為后來解釋高能天體物理現(xiàn)象的一種基本的理論工具。由此可以解釋放射性元素（如鐳）所以能放出大量能量的原因。在這一體系中，運動的尺子要縮短，運動的時鐘要變慢。愛因斯坦則認(rèn)為出路在于對整個理論基礎(chǔ)進行根本性的變革。 19世紀(jì)末是物理學(xué)的變革時期，新的實驗結(jié)果沖擊著伽利略、 經(jīng)典物理學(xué)體系。 相對論作為愛因斯坦終生事業(yè)的標(biāo)志是他的相對論。這種運動是一些極小的微粒懸浮在液體中的不規(guī)則運動，首先被。其中受激發(fā)射概念，為 60 年代蓬勃發(fā)展起來的激光技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。在這項研究中他把統(tǒng)計物理概念和量子論結(jié)合起來，提出自發(fā)發(fā)射及受激發(fā)射等概念。 1916 年他又把量子概念擴展到物體內(nèi)部的振動上去，基本上說明了低溫下固體比熱容同溫度間的關(guān)系。以后的物理學(xué)發(fā)展表明：波粒二象性是整 個微觀世界的最基本的特征。 1905 年他在《關(guān)于光的產(chǎn)生和轉(zhuǎn)化的探討》一文中，把普朗克的量子概念擴充到光在空間中的傳播，提出光量子假說，認(rèn)為：對于時間平均值（即統(tǒng)計的平均現(xiàn)象），光表現(xiàn)為波動；而對于瞬時值（即漲落現(xiàn)象），光表現(xiàn)為粒子（見量子光學(xué)）。然而，大多數(shù)人，包括普朗克本人在內(nèi)，都不敢把能量不連續(xù)概念再向前推進一步，甚至一再企圖把這一概念納入經(jīng)典物理學(xué)體系。量子論是普朗克于 1900 年為解決黑體輻射譜而提出的一個假說。愛因斯坦在量子論、分子運動論、相對論等物理學(xué)的三個不同領(lǐng)域取得了歷史性成就，特別是狹義相對論的建立和光量子論的提出，推動了物理學(xué)理論的革命，他對社會進步事業(yè)也有重要貢獻(xiàn)。 1940 年入美國籍。 1914 年，應(yīng) 請，回德國 任威廉皇家物理研究所所長兼柏林大學(xué)教授。他早期的一系列歷史性成就都是在這里作出的。 1900年畢業(yè)于蘇黎世聯(lián)邦工業(yè)大學(xué)并取得瑞士籍。 1879 年 3 月 14 日生于德國烏耳姆鎮(zhèn)的一個小業(yè)主家庭， 1955年 4 月 18 日卒于美國普林斯頓。 36 廣義相對論：一、現(xiàn)實的物質(zhì)空間不是平直的歐幾里得空間，而是彎曲的黎曼空間； 二、它的彎曲度取決于物質(zhì)在空間的分布情況，物質(zhì)密度大的地方，引力場的強度也大，空間彎曲的也厲害，時間也要相應(yīng)地變慢。 主張拋棄以太說的科學(xué)家有彭加勒和愛因斯坦。 二、 愛因斯坦和相對論 丹麥物理學(xué)家玻爾在 1911 年提出了原子結(jié)構(gòu)理論，玻爾說“科學(xué)是沒有國界的，它的成就將是人類共同的財富”。1896 年法國物理學(xué)家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾， 1898 年法國的居里夫婦發(fā)現(xiàn)了釷，接著發(fā)現(xiàn)了釙和鐳， 1902年提煉氯化鐳 克， 1903 年三人被瑞典政府授予諾貝爾物理學(xué)獎。 1895 年德國的倫琴發(fā)現(xiàn) X 射線，又叫倫琴射線。雖然愛迪生的發(fā)明中沒有哪一個單項鶴立 雞群、獨占鰲頭，但是應(yīng)該記住他做出的不只是一種發(fā)明，而是一千種。今天如果根本沒有留聲機或錄音機，相對來說也無關(guān)緊要。 留聲機當(dāng)然是一種巧奪天工的儀器，但是人們都認(rèn)為，它同象收音機、電視或電話給我們?nèi)粘Ｉ顜淼淖兓啾葎t黯然失色。事實上，日光燈這個運用完 全不同的原理而做出的發(fā)明，也被廣泛地使用；如果根本沒有白熾燈泡，我們的日常生活也不會與現(xiàn)在迥然不同。但是如果我們分別來看他的發(fā)明，就會發(fā)現(xiàn)其中沒有哪一項具有真正的重大意義。 人們公認(rèn)愛迪生是天才，是曾出現(xiàn)過的最偉大的發(fā)明天才。愛迪生結(jié)過兩次婚 （他的第一個妻子年青時夭折），兩個妻子均給他生三個孩子。 1882 年他發(fā)現(xiàn)在接近真空狀態(tài)下，電流可以在彼此不相接觸的電線之間通過，這個現(xiàn)象叫做愛迪生效應(yīng)，它不僅有重大的理論意義，而且有重要的實際應(yīng)用，終于導(dǎo)致了真空管和電子工業(yè)的創(chuàng)立。愛迪生不僅是一位發(fā)明家，還從事制造工作，并且組建了幾個公司，其中最重要的公司后來成為通用電氣公司。自從那時以來許多工業(yè)公司部建立了大型的研究實驗室，它 們的原型就是愛迪生的這個實驗室?？傆嬈饋?，愛迪生獲得了一千多個單項發(fā)明的專利權(quán)，這的確是一個令人難以置信的數(shù)目。他對電話（他的碳精送話器顯著地提高了可聽性）、電報和打字機均做了重要的改進。由于愛迪生所建輸電網(wǎng)的電力便于利用，因此它極大地促進了電在工業(yè)上的應(yīng)用。 愛迪生建立了第一家輸電公司，把電力送到私人家中，為一種巨大工業(yè)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。早在幾年前巴黎就使用孤光燈為街道照明。但是對世界來說更重要的是 1879 年他發(fā)明了一種實用的白熾燈泡。愛迪生隨之又做出了一系列其它發(fā)明，很快就名利 雙收。愛迪生于 1847年在俄亥俄州米蘭鎮(zhèn)出生，他只受過三年的正規(guī)教育，他的老師認(rèn)為他是一個智力遲鈍的學(xué)生！ 愛迪生在他年僅二十三歲時就做出了他的首項發(fā)明──電子投票計錄器，這樣的儀器沒有銷路，從此愛迪生專心致志地發(fā)明他預(yù)計能夠容易打入市場的東西。哈特 著 蘇世軍 周宇 譯 32 公元 1847～公元 1931 發(fā)明大王托馬斯愛迪生 ［美］邁克爾 進化論思想：一、生物是進化來的，既不是上帝創(chuàng)造的，也不是一成不變的；二、變異是生物普遍存在的現(xiàn)象，變異的基本原因是生活條件的改變；三、通過人工培育可以產(chǎn)生新種；四、相似的生物起源于一個共同的祖先，一切生物最初的起源是單一的；五、自然選擇是通過生存斗爭實現(xiàn)的，物競天擇，適者生存，優(yōu)勝劣汰是 生物進化的基本規(guī)律。 基本觀點：一、按原子量排列的元素具有周期性，所有元素都不是孤立的；二、原子量的大小決定元素的特征；三、從周期表中可知，有的元素還未發(fā)現(xiàn)，要留有空位；四、知道 同類元素的原子量后，可以修定元素的原子量。 1789 31 年法國化學(xué)家拉瓦錫把當(dāng)時認(rèn)識的 32 種元素分為氣體、非金屬、金屬、土質(zhì)四大類，意大利的科學(xué)家康尼查羅提出了從分子量測定原子量的方法，許多元素的原子量得到精確的測定。 定律：自然界中的一切物質(zhì)都具有能量，能量有各種不同的形式， 它能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，由一個系統(tǒng)傳遞給另一個系統(tǒng)， 而在轉(zhuǎn)化和傳遞過程中總能量守恒。 災(zāi)變論和漸變論之爭，居維葉提出恐龍的滅亡是 6500 萬年前，一顆超新星的爆炸放出的銥造成的，也有人認(rèn)為是彗星撞擊地球造成的。恒星的起源分為四個階段，即幼年 中年 紅巨星（老年） 白矮星和中子星（臨終期）。 30 第二次技術(shù)革命 一、天文學(xué)方面 天體起源和演化假說，在太陽系產(chǎn)生之前，宇宙彌漫著原始星云，在引力和斥力的作用下，產(chǎn)生旋渦運動，中心部分形成太陽，外圍部分分離形成行星。 此后，在細(xì)胞學(xué)說的基礎(chǔ)上，人們對生物界進行了更深人的研究，發(fā)現(xiàn)了細(xì)胞的全能性，即任何細(xì) 胞都具有發(fā)育成完整個體的潛在能力。恩格斯認(rèn)為細(xì)胞學(xué)說的建立是最令人信服地檢驗了辯證唯物主義的正確性。細(xì)胞學(xué)說在哲學(xué)上也具有重要的意義，它使千變?nèi)f化的生物界通過具有細(xì)胞結(jié)構(gòu)這個共同的標(biāo)準(zhǔn)特征而統(tǒng)一起來。恩格斯說： 有了這個發(fā)現(xiàn)，有機的有生命的自然產(chǎn)物 比較解剖學(xué)、生理學(xué)和胚胎學(xué)才獲得了鞏固的基 礎(chǔ)。 細(xì)胞學(xué)說一經(jīng)確立，馬上顯示出其生命力，大大促進了生物學(xué)的發(fā)展，十幾年里迅速被推廣，并日臻完善。 29 在 1838－ 1839 年，施萊登和施旺分別發(fā)表了植物細(xì)胞和動物細(xì)胞基本認(rèn)識的專著。他寫道： 我們已經(jīng)推倒了分隔動、植物界的巨大屏障，發(fā)現(xiàn)了基本結(jié)構(gòu)的統(tǒng)一性。施旺中學(xué)畢業(yè)后去學(xué)醫(yī)， 1834 年獲得博士學(xué)位后，成為著名生理學(xué)家纓勒的助手。 在 1838 年 10月的 一次聚會上，施萊登把還未公開發(fā)表的《植物發(fā)生