原子時代

二十世紀,被人們稱為“原子時代”。

用一克的鈾，裂變後產生的能量相當於燃燒3噸煤或200升油所放出的能量，其爆炸力相當於20噸TNT炸藥。推動這一試驗轉變成第一顆核子彈的過程中，有一位關鍵人物，他就是諾貝爾獎獲得者、義大利物理學家費米。 諾貝爾人物費米帶來了原子時代。

基本介紹

• 中文名：原子時代
• 外文名：Atomic Age
• 開創人：費米
• 相關時事：第一顆核子彈的研製
• 主要元素：鈾

發展史

原子時代經歷了漫長的發展史。十九世紀末到二十世紀初，社會關係的發展奠定了原子時代的社會經濟基礎。從上世紀九十年代初開始，物理學中使全世界感到鼓舞的那些發現，則為原子時代在自然科學和技術方面作好了準備。

十九世紀末

原子科學家收到了發白原子內部的信息——x光，接著發現了神秘的放射線和放射元素，使人們首次感受到原子核能的偉力；隨後又揭示了核裂變之謎，打開了巨大的原子能庫。

二十世紀四十年代後

一九四二年

在費米主持下實現了人類首次駕馭原子核能的偉大壯舉。但是，在戰火紛飛的年代裡，人類智慧的結晶，首先被用來製造威力無比的殺人武器——核彈。

一九四五年

第一顆核子彈問世，接著又出現了威力更大的氫彈。從此，核技術與核武器一道，被核大國送進了“保險柜’’，成為核壟斷的資本，在核角逐中，核潛艇、核軍艦也相繼誕生，成為強大的海上核威攝力量。 ‘

一九五一年

世界上誕生了第一座核電站。當時，它雖然很幼小，勉強能點亮一排房子裡的電燈，向人們報導原子科學春天到來的喜訊。

一九五九年

出現了世界上第一艘原子破冰船。

一九六零年

誕生了第一般核動力商船。

核電站成了當代電力工業的生力軍，核能煉綱和核供熱向人們展示了核能利用的美好前景，神通廣大的放射性同位素在為人類服務中大顯身手。工業上的射線無損檢驗、示蹤原二產檢測，農業上的輻射育種、輻射治蟲，醫學上的輻射治癌、射線診斷等等，都取得了出色的成果。此外，中子照相、原子電池、核時鐘的套用又創造了新的奇蹟。

在向核子世界進軍中；科學家打開了比原子核小得多的核子新天地，驅使小小的核子為人類服務，並且找到了征服核子的強大武器——粒子加速器。

“原子”的命名

假如問到是誰第一個提出“原子”這個奇特概念的，有人一定會毫不猶豫地回答，應該是二千五百年前的古希臘人德謨克利特。然而，事實上最早提出“原子”一詞的是德謨克利特的老師留基伯。只不過德謨克利特對原子下了更具體的定義罷了。

留基伯

德謨克利特在教導他的學生時指出，從星球到岩石，乃至手指甲等宇宙萬物，都是由稱之為“原子”的微粒組肌的。他舉了一個極為生動的實例：如果你不斷地錘擊一塊岩石，使之成為越來越小的碎塊，最後成為最小的顆粒便是“原子”。他認為，原子小到既看不見，又摸不著，乃至秤不出重量來。它是堅硬、實心，而不能分割的球體。因此，“原子"的古希臘名字(A-toms)是“不可分割"的意思。

德謨克利特認為世上萬物是由不同形態的原子構成的。譬如，空氣和其他的氣體是由微小而特輕的原子組成的。水的原子則比氣體原子重而大，而且相互問有粘合力。水和其他液體之所以流動性好，是因為它們的原子表面十分圓滑。他還想像，固體的原子自然比氣體或液體的原子更大更重。而且，因為固體原子表面十分粗糙，所以一經結合，就很難把它們分開來。德謨克利特的樸素“原子論”已經觸及了物質結構的本質。但是，因受當時歷史條件的限制，他固執地認為，原子是絕對不可分割的，帶有頑固的片面性，

中國古時候，也有“一尺之棰，日取其半，萬世不竭”之說，這種看法閃爍著樸素的辯證法思想光芒。但這種說法只承認物質的無限性，卻還沒有看到物質結構里不同層次間的差別。

古希臘人德謨克利特，只是一位思想家，而不是實驗家，因此他不能用形象的實驗來驗證他的思想，致使粗淺的“原子論"無法在人們的頭腦中紮根。

歷史故事

費米於1901年9月29日出生於義大利羅馬，父親是一個鐵路職員。費米17歲時入大學求學，畢業時，他以X射線的專題論文在比薩大學獲得博士學位。1924年到1926年間，他雖然僅擔任佛羅倫斯大學的講師一職，但他在理論物理學方面的貢獻已引起了世界範圍的注意。

費米

1934年，當費米得知約里奧·居里夫婦用a粒子轟擊原子核而發現人工放射性現象後，他馬上得出結論，選用中子代替a粒子作“炮彈”，那么，將更有效地引起原子的人工嬗變。他認為，中子不帶電，不受原子核上正電荷的排斥，易於被原子核俘獲。他和助手們在短短的幾個月內，從原子序數最低的氫開始，用中子一個挨一個地“轟”過去，轟擊了63種元素，得到了37种放射性同位素。在實驗中，他們還發現，如果先讓中子通過水或石蠟，中子的速度減慢，反而能特別有效地激發核反應。這是因為，當中子速度越慢，它停滯在原子核附近的時間就越長，被俘獲的機會就越多。

在用慢中子轟擊原子核的反應中，他又發現可生成新的元素。費米因利用慢中子轟擊原子核引起有關核反應和利用中子輻射發現新的放射性元素，獲得了1938年諾貝爾物理學獎。

在獲獎之後，費米與一些科學家們在核裂變的鏈式反應研究中，同時預見到製造原子武器的危險。當時德國的核裂變也已實驗成功，他們非常擔心德國首先用以製造核子彈，而美國的政界、軍界卻反應遲鈍。於是，費米、西拉德等科學家於1939年8月一起找到了愛因斯坦，要求藉助他的威望上書美國總統羅斯福，提醒政府要切實注意德國的動向和已出現的危險，建議盡一切力量要趕在德國納粹分子之前造出核子彈，以消滅法西斯。上書信於10月11日轉到羅斯福手中，他立即下令成立鈾礦顧問委員會，並撥了研究經費，1941年12月6日，日本偷襲珍珠港的前一天批准了製造核子彈的龐大工程計畫。為保密而取名“曼哈頓計畫”。

1942年12月2日，以費米為首的一批美國科學家建造了第一座原子反應堆，它座落在美國芝加哥大學的校園裡。人們利用原子能的時代從此開始。當時這個反應堆的建造提供了必要的數據。

1945年7月16日5時30分，一顆叫“三位一體”的鈽彈在新墨西哥州的荒野試爆成功。其爆炸力相當於2萬噸TNT炸藥。1945年8月6日，美國將一顆重5噸的鈾彈投向了日本廣島，它的巨大殺傷力震驚了世界。

人物評價

在科學研究上，費米主張把全部精力放到課題上。他曾說過：“說實在的，我並不比你聰明。科學上有許多尚未解決的問題，凡是把全部精力放在這些問題上的人，都可以得到解決；只要有絲毫心不在焉，就沒法得到解決。”並主張：“作為一個學生要會解答習題，但作為一個研究工作者，則要會提出待解決的問題。”

費米不但是一個傑出的物理學家，也是一位好老師。據楊振寧回憶，費米講課非常清晰透徹，對研究生悉心指導，經常把午餐時間用於和研究生討論問題。他的學生中，有不少獲得了諾貝爾物理學獎金。楊振寧、李政道，以及因發現反質子而獲獎的美國物理學家張伯倫和西格里等都是他的門生。

費米在工作中的自信，是出自於他的科學作風；試驗的膽量出自於他的遠見卓識。1942年12月2日凌晨，當著手啟動這世界上的第一個核反應堆時，最後一根鎘棒都撤出來了，中子釋放達到最高速率，人人都感到心驚肉跳，只有費米一人，不吭一聲，嚴肅仔細地檢查著他在計算尺上撥弄出來的結果……1945年7月15日夜間，第一顆核子彈試驗的引爆時間即將來臨。在中心控制所里，人們正難以控制住極度緊張的情緒，變得焦躁不安，他們知道馬上就要釋放出人類還從未經歷過的一種極可怕的力量。負責總設計的奧本海默和指揮這次行動的高級軍官格羅夫斯將軍都焦灼萬分，疑慮叢生，只有費米鎮定自若，正在把一張紙撕成小條，以便用這些紙條來計算核子彈爆炸時壓力波的強度。

1954年11月28日費米因胃癌逝世於美國的芝加哥，年僅53歲。