星期一, 8月 10, 2015

原子彈發明的故事 + 二百五的來歷



1996 回家的路 中華汽車 廣告 -爸爸的背篇

台東景點 星夜的離別 



蘇迪勒颱風來襲,將龍江路華航附近郵筒打到「歪腰」


 
中華郵政考慮如果測試雨水不會滲進郵筒,安全無虞的話,將保留他們現在的樣子,當作蘇迪勒來過的紀念品

 


原子彈發明的故事
沒空者只看粗體字,尤其是彩色字,特別是紅色字即可


張道穎


二十世紀上半葉,1930年代後期,人類歷史進入一個紛擾不安的時代。希特勒控制下的德國併呑了奧國,控制捷克蘇台德區,歐洲大陸呈現山雨欲來之勢。納粹統治下的猶太人面臨了被驅趕到都巿裏的特別區域,進一歩被關進集中營的命運。

這時期,原子物理學的研究也進入一個新的階段。當時在歐洲,主要有三個實驗室在做用各種粒子撞擊原子核的實驗。在義大利的羅馬,費米(EnricoFermi)發現用中子轟擊元素可以產生放射性同位素,他並發現經過減速的中子產生放射性元素的效率大為增加。費米因這些實驗得到1938年的諾貝爾獎。

在法國的巴黎,朱利歐特(Frederic Joliot)和他的妻子艾琳居禮(Irene Curie)(居禮夫人的女兒)亦在做類似的實驗。這對夫婦在1934年發現放射性元素可以用人工方法誘導出來,也因此而得到諾貝爾獎。他們隨後用鈾原子做實驗,經過中子的撞擊,他們認為得到了比鈾小一點的放射性原素。

在德國的柏林,歐圖漢恩(Otto Hahn)和他的助手史特勞斯曼(Fritz Strassmann),也是用中子在打擊鈾的同位素。漢恩的實驗室本來還有一位女物理學家邁特納 (Lise Meitner),因是奧國的猶太人,在希特勒合併奧國後,自覺處境危險,便於1938年夏天乘坐火車逃到荷蘭,再轉到瑞典。




物理學家漢恩(Dr. Otto Hahn)
 
漢恩和史特勞斯曼用中子打擊鈾原子,得到一種他們認為是「鐳」的放射性元素。既然認為這新產物為「鐳」,他們就必需把這產物分離出來,加以鑑定,以確認是「鐳」。問題是那產量很低,不容易分離出來。他們於是決定用居禮夫婦分離鐳的方法,就是加入和鐳性質類似的元素鋇,讓鐳和鋇在混合在一起的狀況下一起沈澱下來,然後再設法把鐳和所加入的鋇分開來。

他們做到這一步時,發現這產物和鋇無法分開,進一步分析的結果發現:「這產物根本就是鋇,不是鐳」,難怪無法和加入的鋇分開。這是完全沒有預料到的結果!

他們做了幾個重要的對照實驗(control experiments),確定他們得到的產物的確是鋇。這真是不可思議,因為鋇的原子量只有鈾的一半,而且實驗中所用的中子能量也不高,竟然使鈾變成只有一半大小的鋇。

雖然漢恩無法解釋他的結果,但是他瞭解到他的實驗可能是一項重大的科學突破。他和史特勞斯曼根據實驗結果寫了一篇論文,然後打電話給德國科學期刊(Naturwissenschaften)的總編輯,說他有重要的論文要發表,是否能在下一期的期刊登出來?

這位總編輯回答說:「可以,但必須趕快送來,否則來不及。」漢恩把論文寄出去後,開始擔心起來。他想:「萬一實驗結果是錯的,怎麼辦?」他把一份論文原稿寄給當時正在瑞典的邁特納。

他和邁特納在同一實驗室合作了二十幾年,認為應該把這實驗結果讓她知道。此外,他認為自己是位化學家,而邁特納是位物理學家,說不定可以提出一個更有力的理論,來解釋他們得到的結果。

然後,漢恩又擔心邁特納會覺得這實驗的結果太荒謬,而把論文丟進垃圾桶。當時他不知道的、也無法預料到的是,後來的發展竟是這篇論文改變了歷史和人類的命運!

邁特納在聖誕節前兩天,在瑞典的一個滑雪的渡假旅館接到這篇論文。她的初步反應是:這怎麼可能?是不是漢恩把實驗做錯了?但憑她多年來和漢恩共事的經驗,她知道漢恩做實驗精確的程度,所以他是不可能犯這種錯誤的。但是如果漢恩是對的,這實驗結果又將如何解釋?

她很快興起一些奇異前進的想法,急需與人討論,正好她的侄子符瑞希(Otto Robert Frisch)即將到這渡假旅館,與她會合。符瑞希是一位年輕的物理學家,在丹麥哥本哈根的物理學家波爾(Niels Bohr)的實驗室做短期的研究,利用聖誕節假期到瑞典,與姨媽一起滑雪渡假。

邁特納一見到符瑞希,便一直談漢恩的實驗結果。但符瑞希到瑞典,並不是要談物理,所以他一直設法擺脫他的姨媽,甚至在戶外滑雪時,也盡量不讓姨媽趕上。可是邁特納緊追不放,繼續談個不停。

忽然間,符瑞希了解到他的姨媽在講些什麼了,兩人在雪地裡就開始談論漢恩的實驗結果,回旅館後又繼續討論。重點是鈾吸收了中子後,為什麼會分成兩半?

他們認為鈾的原子核本來就不穩定,像一滴液體一樣,吸收中子後,表面張力的改變使原子核中間部份收縮,最後使原子核分裂為兩半。他們又發現在這過程中,原子核的質量會減少,可能就是這些質量轉變為能量,支持原子核分裂所需的能量。

他們用愛因斯坦的質能互變公式去計算這些質量轉成能量的大小,發現他們算出的數值符合所需要的能量,於是決定把他們得到的結論寫成一篇論文,送出去發表。在這文章中,他們建議一些可行的實驗,可以用來檢驗他們的理論。

符瑞希在假期結束後,回到哥本哈根,向波爾報吿漢恩的實驗結果以及他和邁特納所做的結論。波爾聽了,立刻大叫:「我怎麼沒有想到?」

波爾實驗室有一位美國來的生物學家,聽了符瑞希描述的鈾核子分裂過程後,說:「這很像細菌細胞的分裂(fission)。」因此,「核子分裂(nuclear fission))這個名詞一直被人使用至今。


波爾正好在三天後就啓程到美國,於是把這個消息帶到美國。他到了美國後,從首站紐約開始,無論在他所做的演講或在與物理學家的會談中,每次都提到漢恩的實驗結果和其隱含的物理意義。

在法國巴黎,朱立歐特實驗室的人讀到漢恩和史特勞斯曼的論文後,反應是無比的震驚與懊惱。他們的實驗結果幾乎和漢恩的一樣,但他們認為其產物是比鈾稍為小的同位素。這個誤導使他們得到錯誤的結論。朱立歐特甚至把自己關在辦公室內,幾天都不和人說話,因為他知道他錯失了一個科學上的大發現。


猶太人愛因斯坦


這時期,有不少歐洲的科學家為了逃避希特勒的虐政,而移民到美國。其中最有名的一位就是愛因斯坦,另一位是義大利的費米。有人說,美國將成為全世界物理學的研究中心,因為物理界的教皇都已經搬家了。

物理學家費米(Dr. Enrico Fermi)

費米於1938年十二月到斯德哥爾摩領取諾貝爾獎後,便攜全家到美國,再也不回義大利。1939年一月十六日,波爾搭船抵達美國紐約港,費米和他的妻子蘿拉(Laura Fermi)到碼頭迎接,隨後立刻從波爾口中獲悉漢恩做出鈾原子分裂的消息。

同時在紐約,也有一封電報在等著波爾。這電報是邁特納和符瑞希發的。他們向波爾報告已做了他們所提的實驗,結果和他們的理論吻合。

費米和朱立歐特一樣,錯過了發現鈾原子分裂的機會,但他顯然不太在意。蘿拉後來寫了一本她丈夫費米的傳記,裏面記錄著她和費米的一段對話:「讓我看看是否了解你所說的,漢恩用減速的中子撞擊鈾原子…」

「對。」「並且使部份鈾原子破裂成兩大部分。」

「還是對的。」「鈾原子的行為在此狀況下都一樣?」

「你的意思是什麼?」「我的意思是每一次用慢速中子打擊鈾,至少有一些鈾原子會分成兩半。」

「沒錯。」「你在羅馬時,和你的朋友也是用慢速中子打擊鈾,如果鈾的行為是一樣的,那麼你已經使鈾產生分裂了,可是你們都沒有發現到。」

「確實是這樣。但是我們沒有足夠的想像力去想到受撞擊的鈾會有不同的分解過程,也沒有足夠的化學技術去分離鈾分解後的產物。」


當鈾原子分裂的實驗在美國和歐洲的實驗室被重做和證實的時候,費米注意到一件更重要的事情─他預測在鈾原子分裂的過程中,會有更多的中子放射出來。

費米的預測很快地被幾個實驗室證實了,使事情變得嚴重複雜許多。假如一個中子為鈾原子所吸收,產生分裂時又釋放兩個中子;這兩個中子又使其他兩個鈾原子分裂,再產生四個中子;再使四個鈾原子分裂,再產生八個中子…。這樣繼續下去,一直到所有在一起的鈾原子都被分裂為止,這樣的連鎻反應將會釋放出非常巨大的能量。

持續性的連鎻反應能否發生,取決於鈾的質量(即原子的數目)是否足夠。如果聚在一起的鈾原子數目不夠多,則連鎻反應將無法進行下去,鈾分裂也將停止。能夠讓連鎻反應持續進行的最低質量稱為「臨界質量」,因此計算鈾的臨界質量和人工引導連鎻反應,就成為下一個重要的課題。

事情發展至此,就是美國政府必須出面的時刻了。在美國,一位匈牙利出生的物理學家史濟拉(Leo Szilard)就非常擔心。他認為既然鈾分裂是德國科學家在德國發現的,希特勒政府會不會加緊這方面的研究,而將成果拿來應用?

因此在1939年七月,史濟拉和另一位匈牙利出生的物理學家魏格納(Eugene Wigner)去拜訪愛因斯坦,企圖說服愛因斯坦出來勸說美國政府採取行動。八月二日,史濟拉和另外一個匈牙利人泰勒(Edward Teller)再去見愛因斯坦,讓愛因斯坦在一封寫給羅斯福總統的信上簽名。

這封信開始是這樣寫的:「最近費米和史濟拉所得到的實驗結果,讓我預測到在不久的將來,鈾元素可能成為一種重要新的能量來源…」。接著,他直率地提出:「這新的現象將可能導致製造一種具有極大威力的新型炸彈。」

史濟拉並請羅斯福總統的朋友經濟學家沙克斯(Alexander Sacks)將這封信呈給總統。羅斯福總統被說服後,隨即指示成立一個「鈾顧問委員會」,馬上展開行動。

同時,費米開始在紐約的哥倫比亞大學實驗室用石墨做成原子堆(atomicpile),構想是要用石墨做為減慢中子速度的緩衝劑。他後來發現哥倫比亞大學的實驗室不夠大,就將原子堆的建構移到座落芝加哥的芝加哥大學。

費米及他所領導的科學家們將芝加哥大學足球場地下的一個手球場改成放置原子堆的實驗室,終於在1942年十二月在此實驗室完成了人類首次鈾原子分裂的連鎻反應。

這個實驗非常成功,也非常大膽,因為他們是冒著把自己的生命與整個芝加哥大學炸掉的危險。十二月二日晚上,費米吿訴他的妻子要在家招待實驗室裏的人。

當天晚上下著雪。第一個客人進門後,抖掉身上的雪,向費米講的第一句話是:「恭喜!」。蘿拉聽了,不明所以,乃追問什麼事?可是沒人理她。

接著進來的每一個客人都向費米道賀。蘿拉繼續追問這一天到底發生了什麼事?但沒有一個人願意加以說明。

蘿拉的謎團一直到戰後,費米給她看一些解密的文件才得到解答。她那時方才知道在她開派對的那天,費米領導的實驗使原子彈的製造向前躍進一大步。

1942年中,鈾原子的研究和原子彈的製造改為由陸軍負責,其代號為「曼哈頓計劃」(Manhattan Project)。軍方的負責人為格羅夫斯(Leslie Groves)將軍。他聘請加州大學的歐本海默(J. Robert Oppenheimer)擔任計劃主持人。

有人對此提出批評,認為格羅夫斯將軍應該聘請一位得過諾貝爾獎或是年紀較大的人,但後來証明任命歐本海默是格羅夫斯最成功的一項成就。

歐本海默當時是美國物理界的後起之秀。從小即被視為天才的他在德國哥亭根大學獲研究量子力學博士,回美國後執教於加州理工學院和加州大學柏克萊校區。他才華洋溢,深為年輕一代的物理學生們所傾服。他們模仿他講話和吸煙的神態,也跟著他在加州理工學院和柏克萊大學兩邊跑。

歐本海默被任命為計劃主持人後,認為必須將科學家們與所有工作人員集中在一起,方能使計劃進行得更有效率。他選定座落在新墨西哥州沙漠地區的洛沙拉莫斯(Los Alamos)為新的實驗室地點,然後旅行美國各地,遊説全美優秀的物理學家們住到洛沙拉莫斯,共同展開研製原子彈的計劃。

1943年開始,有一批科學家神秘失蹤。他們的親友都不知道他們到那裏去?但在沙漠裡的洛沙拉莫斯,則由陸軍負責行政支援,供應這批科學家及其家屬們生活所需的一切必須設施。

剛開始時,格羅夫斯將軍問歐本海默博士:「會有多少人到洛沙拉莫斯?」歐本海默博士回答:「大約三十個科學家與他們的家人。」結果他的估計和實際情形相差太遠,因為到第二次大戰結束時,洛沙拉莫斯營區內已住了六千人。

格羅斯將軍深為一群頂尖的科學家們為他工作而感到光榮。他說,他自己的數理也不錯,有一次還指出這些科學家的算術錯誤,其中的幾位還是諾貝爾獎的得主呢!這些科學家們顯然不太在意格羅夫斯將軍的數理天份,但對他的行政魄力與解決問題的能力頗為佩服,整個研究計劃進行得十分順利。

1945年夏天,在洛沙拉莫斯的科學家們成功做出了三枚原子彈,其中一枚用來作試爆。試爆前的氣氛非常緊張,試爆過程也極為戲劇性。

1945年七月十六日早晨五點三十分,人類第一顆原子彈被引爆了!艾力森(Sam Allison)負責倒數計時。當他喊到最後幾秒時,想到大爆炸可能送出強大電子脈,會衝到手上的麥克風,因此喊出最後一聲「零!」後,便將麥克風像燙手的洋山芋般地甩開。

緊接著,是一段暴風雨前的寧靜。心跳、甚至時間本身似乎都暫時停止了…。然後,陣陣光芒突然閃起,轟隆如雷的響聲穿越天地,一團火球冉冉上升,離開沙漠地表。在這令人眼盲心驚的時刻,歐本海默想起印度古詩所描述的死神的降臨。

費曼(Richard Feynman)決定不戴上實驗室發的墨鏡,而選擇躱在卡車的擋風玻璃後面。因為紫外線不會穿過玻璃,他認為躱在擋風玻璃後面才看得清楚,又兼顧安全。他說,當遠處出現強大的閃光時,他立刻躲了下來。在卡車內看到一團紫色的東西時,他再度抬起頭來,看到一道白光轉變成黃光,再變成橘光,最後出現一個巨大的橘色球,充滿閃光,慢慢上升翻騰,火焰的熱力同時不斷地往外冒出。

雖然爆炸的威力事先計算過,但在現場的科學家還是飽受爆炸狀況的震憾。向來鎮靜的費米在試爆後的那天,覺得無法開車,乃請一位朋友幫他開車回家。到了家後,蘿拉說費米顯得精疲力竭,一句話也沒説,就上床倒頭睡覺。

成功的試爆使營區內充滿歡樂的氣氛。連續數天,內到處都有慶祝派對,但普林斯頓來的物理學家威爾遜(Robert Wilson)卻悶悶不樂。同樣來自普林斯頓的費曼問道:「你怎麼這麼不快樂?」

威爾遜說:「我們做出來的怪物太可怕了。」費曼說:「嘿,當初還是你勸我加入這項計劃呢!」

幾天後的八月六日和八月九日,原子彈在廣島和長崎爆炸的消息傳來,這些科學家的反應顯然錯綜複雜。他們像盜取天火的普羅密修斯,探索到本來只有上帝才知道的祕密,而且加以利用發揮,其成就究竟對人類是福是禍?自己也不全然明白。

第二次大戰末期,當盟軍進入德國境內後,便立刻尋找漢恩等科學家。當他們找到漢恩、海森堡(Werner Heisenberg)等十名德國科學家後,將他們送到英國劍橋附近的古德曼徹斯特(Godmanchester),軟禁在一個名為法瑪廳(Farm Hall)的建築物裡。

盟軍這樣做,一方面是想調查德國研製原子彈的情況,另一方面是避免這些德國科學家被俄國人擄走。這幾個科學家們在法瑪廳得到超乎尋常的禮遇,使得看管他們的美國士兵都大惑不解,不明白他們拘留的德國人是何許人物。

結果,盟軍發現德國根本沒有進行製作原子彈。但在法瑪廳的漢恩聽到原子彈在廣島和長崎爆炸的消息,大為震驚。他接著陷入極度的沮喪與不安,臉色蒼白地喃喃自語道:「什麼?幾萬人在剎那間喪失了生命?」

漢恩的沮喪使他的同伴們互相警告:「注意漢恩的行動,不要讓他發生意外。」這十名德國科學家於1946年一月被釋放回國。

在他們仍被拘留在法瑪廳的1945年十一月十五日,瑞典皇家科學院宣佈漢恩得到一九四四年的諾貝爾化學獎。漢恩從報上得知他獲獎的消息後,寫了一封信給瑞典皇家科學院,感謝他們頒獎給他,並說明在當時的情況下,他無法前往領獎。

漢恩直到1946年十二月才前往斯德哥爾摩,出席頒獎典禮,親自從瑞典國王手中接受獎金和獎牌。有些研究這段歷史的人說:「邁特納其實應該和漢恩一起獲獎。」

邁特納在一封寫給朋友的信中提到:「漢恩絕對應該得獎。他即使沒有發現核分裂,也應該在其他方面的成就得獎。」1979年,德國發行紀念漢恩的郵票。郵票上面除了漢恩的肖像外,只有一條化學方程式:

U+n→Ba+Kr+energy+n

這方程式表示:「鈾加上中子變為鋇和氪,並放出能量和多餘的中子」。這方程式代表漢恩一生中最重要的發現與最高的成就,確是改變人類歷史的一個化學方程式!(End)



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二百五的來歷


蘇秦一直努力說服六國聯合抗秦,史稱"六國封相"。但蘇秦在齊國的時候被刺客殺了,齊王為了抓出刺客,特貼出告示,
聲稱蘇秦為大內姦,刺殺蘇秦者賞金千兩。告示一齣,立刻有四個上鉤,聲稱是自己所為。

齊王正恨刺客牙癢,怒:千兩黃金每人二百五,順便把這四個二百五推出去砍了!



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(^_^)HA HA HA 笑話

日對曰說:「你該減肥了。」
井對丼說:「超音波檢查出你有膽結石!」
熊對能說:「窮成這樣!四個掌全賣了?」
口對回說:「懷孕這麼久了,也不說一聲。」
弋對戈說:「別以為帶把劍拉風,等等就要到警察局報到。」
臣對巨說:「裝潢一下,可多兩個房間。」
旦對但說:「膽小鬼!出門還要請保鏢。」
果對裸說:「你穿了衣服還像沒穿一樣!」
木對林說:「你怎麼學會複製我?」
女對子說:「我們結婚吧!這樣最『好』!」
扁對匾說:「敗選就搞自閉?」
王對皇說:「當皇帝有什麼好?你看,頭髮都變白了!」



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LINE美圖倩影0810

幽默感 
妻問夫:你最喜歡我哪一點?我美麗的臉龐,還是我性感的軀體?

他把她從頭到瀏覽了一遍,回道:我喜歡你的幽默感

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月亮代表我的心 

 (未完,全文請參閱當天「PCLin幸福好站」的最後面http://lindavidtw.blogspot.tw/2015/08/blog-post_9.html)

 

動容的演說!!她一上臺大家就開始笑,最後卻都哭了! 

https://www.facebook.com/1583551051899987/videos/1621620984759660/

 

鄉村騎士間奏曲 回憶〈教父〉

 

2015 韓國小姐

 

尼采巨作-查拉圖斯特拉如是說 Strauss: Also sprach Zarathustra / Dudamel · Berliner Philharmoniker

 

比鮮花還美的石頭! 石頭開花,千年一見

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MzM1MjkxNQ==&mid=200582703&idx=1&sn=77e6c006eca53e1f472f59f5a4cbd221&scene=1&from=singlemessage&isappinstalled=0#rd

 

如何生產自己的新鮮空氣 3種最棒的植物 天然的空氣清淨機

 

這才是真正的秀色可餐,看完你都不用去旅遊啦!超贊啊!

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