《奧本海默》背後的科學探索：從原子論、原子彈到核融合的千年之旅

電影《奧本海默》上映，奧本帶著大眾重新回顧催生原子彈的海默「曼哈頓計劃」。奧本海默（J. Robert Oppenheimer）雖然是背後催生原子彈的關鍵人物，但他的科到核的千角色更像是在最後踢出關鍵的「臨門一腳」。在奧本海默出現之前，學探人類已經在物理學的索從領域探索了數千年。

從發現原子核的原論原彈存在，到釋放其分裂的融合能量而開發出原子彈，中間不過經歷了短短35年而已。奧本但在發現原子核之前，海默背後累積的背後科學卻是橫跨千年。這篇文章不只帶你回顧人類文明發展的科到核的千歷程，看原子彈背後的學探關鍵技術，是索從怎麼一步一步被人類探索發明出來。

從現在回頭來看「原子彈」也不過是原論原彈一個中繼站，這篇文章還要帶你看到在「曼哈頓計劃」之後，物理學如何繼續發展，走到「氫彈」又是不同的科學高度。

西元前400年，原子論被提出

要說原子彈，就不得不從原子說起。原子的概念最早在西元前400年左右由古希臘人——德謨克利特（Democritus，和達摩克利斯之劍——沒有關係）所提出。1803年時，英國科學家道耳吞（John Dalton）將原子的概念結合當時的化學新知，開始宣揚化學原子論，讓此論點慢慢為世人所接受。不過因為原子實在太小了，所以原子的存在一直無法被證實。這之後還要再過百年，到1908年科學家才能成功證明原子的存在。

1789年，鈾元素被化學家發現

俗話說得好「人的心是肉做的」，原子彈的芯是鈾做的，可以說鈾元素就是核子武器的根本。但要製作原子彈並不容易，首先要有大量的鈾礦，當鈾被提煉出來後，要再選擇：

1. 透過離心或擴散方法，來濃縮提高鈾235同位素的純度，使其成為武器級鈾材。
2. 用中子照射鈾將之轉換成鈽。

有了高濃度鈾或者鈽之後，才能夠用來做成原子彈。而鈾元素最早是在1789年由德國化學家——克拉普羅特（Klaproth）所發現，並且以剛被發現不久的天王星（Uranus）將之命名為Uranium。

在現代，鈾元素可以說是一切核子工業和核子武器的基礎，不過這時候人們對它的價值還完全沒有概念，其唯一應用是添加到玻璃裡面形成有漂亮黃綠色的鈾玻璃。在這之後要再過100年鈾元素才會因為其放射性成為重要的科學要角。

Photo Credit: Gösta Florman @ public domain

1867年，諾貝爾發明炸藥