综述
一箱汽油如果直接用来燃烧，整个燃烧过程大概只需要几分钟的时间就能够完成。可如果是加入汽车之中当作燃料，完全可以让汽车行进几百公里。
用不同的方法去处理同样的物质，最终产生的效率便不一样，其中的神奇自然不必多说。事实上，类似这样的事例还有很多，可人类究竟是如何知道这种方法的，谁也无从知晓。就像在原子弹发明之前，人类根本没有想过会有某一种武器拥有如此毁天灭地的威能，仅仅一颗炸弹就能毁灭一座城市。
了解原子弹爆炸原理的人都知道，重原子裂变瞬间产生的巨大能量是原子弹巨大破坏性的前提，那么为何大家口口相传爱因斯坦在原子弹发明之前就已经知道原子核中含有巨大能量了？
原子弹
原子弹
原子弹，是人类截至目前为止，杀伤性，破坏性以及影响力最大的武器之一。
其原理是利用铀或钚等较容易裂变的重原子在裂变的瞬间所释放出的巨大能量而发生爆炸。
1945年7月16日，美国成功试爆了世界上第一颗原子弹，同年8月6日，美军为了减少战损并逼迫日本尽快投降，在日本广岛投放了名为“小男孩”的原子弹。
可事实上，根据情报资料显示，世界上第一个着手研发原子弹的国家并非美国。早在1939年9月，德国人就已经开始在海森堡研究原子弹。
日本核爆后的场景
为此，美国总统罗斯福特意下令成立了最高机密的曼哈顿计划，力求在德国人之前成功制造原子弹，而被后人称之为原子弹之父的奥本海默也就是在那个时候，成为曼哈顿计划的首席科学家。
不过和人们想象的不同，在试验前期，由于人们对原子弹的认知不足，所以很多问题都有待解决。尤其是在那个年代，要将原子核裂变所提供的理论变成军事现实。
这其中可能面临的问题，都需要科学家们一步一步地完成。奥本海默通过理性的分析判断，最终建议军方将一流的科学家以及先进的设备集中在一个社区内共同完成试验。
被称为原子弹之父的奥本海默
而苏联，英国，法国以及中国也正是吸取了奥本海默的经验，才有了将科学家们集中到某一片区共同试验的基本模式。
到了1942年8月，当绝大多数问题已经基本解决之后，美国政府斥资20亿美元建立洛斯阿拉莫斯国家实验室，组织了将近400多名科学家以及十万多名士兵，工人参与原子弹爆破试验。
在所有人的共同努力下，这种“超级”炸弹终于试爆成功，美国总统杜鲁门则将其称赞为“一场历史上前所未有的大规模有组织的科学奇迹”。
在试验成功之时，所有科学家都无比振奋，可当原子弹真正投放到广岛以及长崎之后，不少科学家们开始不断地自责。
杜鲁门旧照
在他们看来，制造原子弹的目的是为了震慑其他国家，如今却用来夺取他人的生命，这已经完全违背了试验的初衷。为此，甚至还出现了科学家们自杀的现象。
然而在政客以及一些军事将领眼中，这并不是值得关注的事情。当奥本海默愧疚地在联合国大会上表示“自己的双手沾满鲜血之时”，杜鲁门总统更显得生气无比。
在杜鲁门心里面，奥本海默只不过是研究了原子弹而已，可真正下令投放的却是自己，他这样的说法完全是在嘲讽自己。
被称为原子弹之父的奥本海默
爱因斯坦与质能方程
很多人在提到爱因斯坦和原子弹之时，都会误以为两者之间有什么相互的关联，甚至提出爱因斯坦理论支持了原子弹研究的说法，其实这是完全错误的。
在1939年初，德国化学家O·哈恩和物理化学家F·斯特拉斯曼共同发表了铀原子核裂变现象的论文，而后来的科学家们也正是通过这一论文开始不断地验证铀原子核裂变所产生的具体能量以及能量变化方向。
那么为什么会说爱因斯坦知道原子核之中的巨大能量呢？其实这主要是他在1905年3月发表的“量子论”中所提到的光量子假说，以及同年5月由此衍生出来的狭义相对论原理。
也正是在这一原理之中，爱因斯坦提出了十分著名的质能方程，即E=mc²。很多人对质能方程可能不太理解，即便知道了方程式也不清楚具体含义究竟是什么。
爱因斯坦
事实上，想要了解这一点，我们就必须将经典物理学和爱因斯坦的狭义相对论进行对比分析。在经典物理学之中，质量与能量之间是没有任何联系的。
比如说仅仅只是知道某一个物体的质量，并不足以求出它所具备的能量，这是因为两者之间并没有确定的当量关系。
然而在狭义相对论之中，质量和能量却因为当量的存在而能够产生类似于“置换”之类的效果，其方程式也就是E=mc²。
爱因斯坦提出E=mc²公式
在这个方程式之中，E表示能量，m表示质量，而c则表示光速。在普通人看来，这样的方程式既没有实际意义也没有研究价值，看起来似乎就像是胡乱拼凑一样。
然而在科学家眼中，此方程式的提出，开辟了物理学的一个全新领域，让人类在研究量子力学之时，有了最基本的理论支撑。
在质能方程或者说狭义相对论出现之前，尤其是在牛顿力学还在经典物理学中持有不可动摇的地位之时，人类的研究一直都停留在“低速”且“宏观”的概念之中。
爱因斯坦讲解E=mc²公式
然而当无数科学家们还在探索路上前进的时候，爱因斯坦直接从“终点”归来，无可辩驳的提出了质能方程。
可即便如此，爱因斯坦的研究也仅仅只是提出了理论依据以及相关方程式而已。我们要知道到了1909年，原子核物理学之父卢瑟福才在α粒子散射实验中发现原子核。
由此可见，爱因斯坦与原子弹以及原子核能量并没有直接的关系。这就像牛顿的三大定律是在前人的研究成果上完成的，但这并不代表三大定律就和前人有直接关系。
卢瑟福旧照
原子核研究
事实上，有关于原子核中的巨大能量，还要从多位物理学家的研究依次说起。而当他们在研究完成以后，突然发现研究结果竟然和爱因斯坦的质能方程形成了一个完美闭环。
这就不得不盛赞爱因斯坦不可估量的天才推导。首先就是卢瑟福的α粒子散射试验，在这个试验过程之中，卢瑟福的主要研究方向其实和能量变化并没有任何关系。
他的研究目的是为了确定在原子内部会存在放射性的变化，而这种变化能够让一种原子转变为另外一种原子。就这一点上来说，卢瑟福被称之为原子核物理之父绝对是当之无愧的。
α粒子散射试验模拟图
等到了1919年的时候，卢瑟福开始尝试以α粒子轰击氮核的试验，并从中测定出了相关的电荷与质量，并将其命名为质子。
可即便如此，卢瑟福也并没有想过能量之间究竟会有怎样的变化，主要研究方向也还是在结构以及衰变速度上面。
值得一提的是，卢瑟福的研究虽然对原子弹的研究并没有太大帮助，但在人工核技术运用上面却称得上是前所未有的开创者。
其次就是在1934年的时候，美籍意大利物理学家费米在利用种子轰击铀原子的时候，意外发现钡元素的产生以及质量的减少，这同时也是人类历史上第一次发现原子核的能量变化。
轰击铀原子模拟图
然而令人感到遗憾的是，费米并不知道这是原子的裂变过程，仅仅只是将其记录下来，并没有做更加深入的研究。
到了最后，也就是O·哈恩以及F·斯特拉斯曼两位科学家，对费米的研究报告进行了十分严谨的分析之后，发现了原子核裂变的过程。
不仅如此，科学家们还发现，这其中巨大的能量变化完全可以运用到爱因斯坦的质能方程式。由此可知，其实爱因斯坦与原子核之中的能量关系主要就是体现在“偶然”上面。
只不过纵观整个人类历史，在“现象”还没有发现之前，方程式就已经做好准备的情况，绝对是极其少见的。
费米旧照
宏观与微观
其实在有关原子核能量的研究与发展上面，并不只有原子弹这一个研究方向，能量守恒定律给人类的启发也绝不仅限于此。
尤其是质能方程不仅在微观上适用，在宏观上同样能够起到相同的作用。而这种作用究竟应该如何表现出来，也就是当前科学家们需要思考的一个问题。
就微观而言，以科学家卢瑟福的研究为例，原子核能量变化不仅可以引申出原子弹的发明，更是可以从放射性衰变上寻找不同的微观变量。
如果我们能够将这种变量关系彻底弄清楚，那么“遇事不决，量子力学”就真的有可能变为现实。其次是在宏观方向上，原子核能量所表现出来的形式就足以证明能量是守恒的。
原子核能量变化模拟图
但不同的变化过程最终产生的能量也是不同的。这就像我们在前文提到的汽油，通过燃烧大概能够消耗几分钟的时间，加入汽车大概能够提供几百公里的行程。
那么再换一种能量变化方式，是否还能够产生更加可怕的动能或者势能呢？这些都是可以预见的。不仅如此，在现如今这个年代，地外探索也是人类科学的发展重心之一。
了解天文学的人都知道，在天体研究过程中，牛顿经典力学已经完全不适用天体表现出来的客观现象，而广义相对论在解释类似于黑洞这样的特殊天体之时，也显得有些力有不逮。
在这样的情况下，由原子核能量变化所表现出来的量子力学规律与广义相对论相结合，或许就是研究天体的更好方法。
广义相对论常被用来研究一些天体问题
结语
原子弹的出现改变了整个人类对武器的根本认知，而原子核能量的研究也促使人类进入了更加微观的物理研究领域。至于未来的科学研究究竟应该从哪一个方向深入发展，这才是人类最应该思考的问题。
如果选择毁灭，那么三相原子弹甚至N相原子弹的出现，能够很轻易地将地球上的人类抹杀；可如果选择合理地运用原子核技术，或许我们在探索未知的时候，就有机会能够更加清楚地认识到世界的基本运转法则。
科幻小说《三体》中曾提到“宇宙是一片黑暗的钢铁森林”，那么我们在“森林”之中能否拥有足够的自保能力，自然就决定了人类文明究竟能够延续多长的时间。
原子核能量变化模拟图
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