不进行核试爆，只靠电脑数据模拟，可以制造出核武器吗?(计算机怎么模拟核试验)

在俄乌冲突爆发一周年之际，俄罗斯总统普京借发布国情咨文的机会，正式对外宣布，俄方将暂停美俄之间最后的一个核军控条约。就在普京公布这一决定后，俄国内传出消息称，俄罗斯的核试验场已重新准备就绪。而全球核安全态势的急剧变化，也从侧面证明，中国提前作出的扩核决定，十分正确。

图注：俄媒有关报道截图

据塔斯社报道，日前，有俄罗斯消息人士表示，随着普京宣布，俄方将在必要时恢复核试验，新地岛这一苏联时代的主要核试验场也已准备就绪，随时都可以投入使用。俄罗斯科学界证实了这一说法，全俄实验物理科学研究所的专家称，如果高层作出了政治决策，新地岛的核试验场确实可以恢复使用，这一地区的测试站点一直保持了相对良好的状态。

而新地岛核试验场准备就绪，也反映出了俄方目前在核问题上的坚决。核裁军问题一直是影响美俄、俄欧关系，乃至全球地缘政治形势的关键问题。原本，美俄两国依靠《中导条约》等协议，基本实现了对核军备的管控，逐渐减少着手中的核武器数量。

图注：位于北冰洋上的新地岛是苏联最重要的核武器试验场

可随着特朗普带领美国四处“退群”，《中导条约》最终于2019年完全失效，《新削减战略武器条约》便成为了美俄间唯一的核军控条约。直到近日，普京在国情咨文中，明确表示俄方暂时停止参与这一条约，美俄原有的核军控体系彻底破裂。

除了条约以及重开新地岛试验场，俄方在核武使用上似乎也有动作。根据挪威情报局等西方情报部门的说法，俄军北方舰队在时隔30年后，再次携带战术核武器出海。虽然相关消息没有得到俄方的证实，但这一系列的事件，都反映出了俄乌冲突爆发近一年后，俄罗斯与北约阵营的对峙趋势越发明显也越发危险。

图注：核武器一直是俄军建设的重中之重

俄方选择在核武领域发力，无疑是由于在北约的步步紧逼之下，俄罗斯的外部安全环境急剧恶化，俄方能够动用的反制手段越来越少，只能选择再次动用核武器，这一手中最强力的砝码，确保与北约之间的战略均势。

好消息是，虽然《新削减战略武器条约》已名存实亡，但俄方现在只是做好了重启核试验的准备工作，没有真的展开试验。从普京的表态来看，俄方仍旧坚持着不首先进行核试验的原则，只要美国不率先行动，俄方就会保持冷静。

图注：普京发布国情咨文

普京政府的最新动作自然引起了北约方面的警惕，北约秘书长斯托尔滕贝格就警告称，更多的核武器将使世界变得更加危险。华盛顿的态度则十分微妙，美国务卿布林肯一面表示美方密切关注俄方在核军备领域的实际行动，一面又强调，不管全球发生什么事，美方都将随时准备与俄方讨论限制战略武器的问题。

但无论美俄双方如何保持克制，《新削减战略武器条约》的暂时失效，都预示着全球的核安全态势发生了变化，围绕核武器展开的新一轮全球博弈，随时都有可能上演。毕竟，美俄现在各自有着超过5000枚核弹头，掌握着全球90%以上的核力量，随着双方在扩充核武库、研制最新核打击平台等方面失去限制，情况极有可能向着一个更坏的方向发展。而全球核安全态势的新变化，也反映出了中国此前改变相关描述，决定扩核这一战略调整的正确。

图注：美俄都有大量的战略核潜艇

在去年的一次重要会议上，中国在核战略问题上，没有继续使用“最低限度”等说法，而是明确表示要建立“更强大战略威慑力量体系”。中国当时作出这一战略调整，正是由于全球安全局势变化，各方因误判导致核战争爆发的风险急剧升高。

在中方当时作出调整前，北约和俄罗斯就分别进行了一次核军演，E-4B空中指挥机等专门为核战争而设计的“末日飞机”在美俄频繁起降。在此情况下，谁也无法保证，全球的核安全态势能够保持稳定。扩充自身核武库规模，建立更加完备的核打击体系，提升整体的战略威慑能力，极有必要。而现在美俄核军控体系的崩盘，也显示出，中方当时调整的前瞻性。

图注：美军E4B空中指挥机

从目前的种种情况来看，美俄在短时间内，很难重新确立起新的核军控体系。双方在核武领域的动作将会继续增加。面对这种情况，中方也不会轻易改变策略，停止战略核威慑力量的建设。当然，各方仍有希望在联合国框架下，通过《禁止核试验条约》等限制性文件，来降低核战争爆发的可能。全球在核安全领域的博弈也将就此进入一个全新的阶段。

核武器是人类研制的最精密武器系统。

虽然最原始的原子弹采用核裂变元素，只要超过临界体积就可以完成链式反应。但是因为真正可以使用的核武器，远远没有这么简单。

核武器威力巨大，必须极端可靠，只有扔到敌人的头上，解除保险才会爆炸，在自己家里无论如何都不允许爆炸。

现代核武器的安全系数极高，从飞机上掉到地上也不会爆炸，用火烧、炸药炸都不能起爆。在有核国家中，只有5个常任理事国具有核武器的可靠投送能力。而这种投送能力体现在储存安全、事故安全、以及正常起爆等各个方面。

1968年美国一架载有4颗氢弹的轰炸机在丹麦坠毁，氢弹掉到地上，只是引起了弹体破裂造成了核污染。

中国1964年试爆了第1颗原子弹，1967年第1颗实用的氢弹用强5空投成功。到1996年7月29日，中国进行最后1次地下核试验，随后中国政府宣布暂停核试验。

我国一共进行了45次核试验，远少于美国的1054次和前苏联的715次。

1996年之后，我国没有进行过地下核试验。这说明中国已经有能力在计算机上模拟核试验并且进行改良设计，但是这并不意味着不需要进行实物试验。

从物理学的角度，核爆炸的过程是一个流体力学的过程。流体力学是一个半经验和半理论的科学，即使用计算机模拟也要结合实物模型，所以仍然需要进行实际测试。

但是，这种实际测试往往是用低当量装药，或者是常规炸药来模拟核爆炸的过程，来检验核武器的设计以及安全可靠性。

通常情况下，这些爆炸的装药量都很少，从几十公斤到几吨都有。5大常任理事国应该都在做这样的实验。

这些实验往往是秘而不宣的，所以也不知道哪个国家做了多少次，而且也没有办法监测。

用于监测地下核试验的是广布于全球的地震监测网络，因为地下核试验引发的地震波是在地表传播的，而不是在地层深处，就是用这种方法来区分地震和核爆炸。

但是当量太小的情况下，会被各种意外事故的杂波所掩盖。比如说一栋楼房倒塌，一个陨石撞在地上，一个汽车从桥上掉到桥下，甚至一个人跳楼摔在地上，都会引起地震波的传播。

除了用常规炸药模拟核爆炸以外，还有一种检验核武器，并且改良设计的方法是必不可少的。这就是激光核聚变试验。

美国的激光核聚变实验被称为国家点火装置，中国的被称为神光装置。

通常是把一个装有核聚变材料的小玻璃球放在靶室中间，用上百束激光照射这个玻璃球，形成高温高压来点燃核聚变材料，一次释放的当量大概相当于一公斤TNT爆炸。

每一次激光核聚变试验，都是真正意义上的小当量氢弹爆炸。

以上两种试验形成的数据，经过超级计算机处理以后，就可以在计算机上进行仿真的核武器爆炸实验。

5个常任理事国都具备这样的能力，所以很长一段时间里面，这5个常任理事国都没有进行过可被监测到的核试验。

中国和美国是世界上超算最多的国家，超算的水平是在交替领先过程中。目前中国超算排名第一的是神威太湖之光，峰值运算速度是12.5亿亿次。按照核武器设计的通常观点，速度超过10,000亿次的计算机就可以模拟核爆炸。

所以，从目前全球超算的运算速度来看，5个核大国用计算机模拟核爆炸在理论上是完全没问题的。

但是，用小规模爆炸采集的数据，放大到大规模的核爆炸，比如说用5公斤的爆炸来模拟50万吨级别的爆炸，要经过一个雷诺数的转换。这个转换的过程中会出现失真的情况。实验值和设计值相差越大，失真的情况越严重。

这是人类物理学中的一个理论性的问题，是没有办法通过提高计算机的运算速度来弥补的。

这个问题出现在所有的流体力学实验中，如飞机在进行风洞实验的时候，得到的数据只能够在大概的情况下模拟飞机在空中飞行的真实状况。

风洞越大，实验模型的尺寸就越大，准确性就越高。大型的风洞不仅设计和建造非常复杂，而且所耗用的电量也很多。所以只有中、美、俄有大规模的风洞群。

绝大部分真实的飞机尺寸都很大，全尺寸的飞机模型不可能塞进风洞里面。因此，飞机进行过风洞实验以后，仍然要在天上试飞过很久，然后才能够进行装备。

所以，不进行核弹的实爆试验，仅通过小当量的实验加超算模拟的方法来设计核武器，是有问题的。因为5大国都有默契，谁也不首先进行实弹试验，所以这个问题就一直拖在这里。

前一段时间，美国就一直叫嚣要重新进行全当量核试验。但是美国也没有真正的这么做，因为美国一旦这么做，其他几个国家就会跟上来。

电脑模拟也是建立在大量数据的基础上的。

2×2=2+2，所以很多人可能会认为3+3=3×3。美国有一次核爆测试就出现了这个错误。核爆导致很多人受到了辐射。

核武器的测试数量还是很少的，所以，数据的可信度都很低。

首先需要明确的是，不论是用于核爆模拟还是其他领域的设计、分析，电脑的角色都是辅助工具，电脑模拟或者计算分析所需的核心算法、基础模型以及边界条件设定等，都需要由人制定。其中，对于类似核爆炸这种特定场景下的模拟，虽然可以通过理论分析建立相应的计算模型，但是所有的计算模型都需要有试验进行验证才能够确保准确性。因此，从根本上来说，如果没有核爆试验相关数据支撑，无法单纯依靠电脑模拟设计、制造核武器。核爆试验恐怖景象

人类第一颗实战核武器是1945年8月6日在日本广岛上空爆炸，直接导致了日本军国主义分子无条件投降；而人类历史上第一台计算机“ENIAC”于1946年2月14日在美国宾夕法尼亚大学诞生，比第一颗实战型原子弹玩了半年。由于核反应、核爆炸及核武器设计的复杂性，早期的电子计算根本无法进行核爆模拟，只能提供相关计算辅助，因此，在很长一段时期内核试验是各大国研发核武器进程中的必要条件，直到1998年印度、巴基斯坦先后掌握核武器技术时，核试验仍是不可替代的组成部分。全球范围内核试验次数分布全球首台计算机“埃尼亚克”

随着计算机技术的不断发展以及数值模拟技术在各行业中的应用愈加广泛，采用超级计算机进行核爆模拟进行核武器研发的方式逐渐成为主流，1996年9月10日，联合国大会以158票赞成、3票反对、5票弃权的压倒多数票通过了《全面禁止核试验条约》，至此，大规模的核试验正式退出历史舞台。当然，并不是所有国家都认可《全面禁止核试验条约》，印度、巴基斯坦两国就是在没有签署该条约的情况下于1998年分别进行了地下核试验，正式迈入了拥核国家之列。《全面禁止核试验条约》1996年正式签署发布

包括美、俄等核大国在内的拥核国家之所以同意签署《全面禁止核试验条约》，前提就是这些大国都已经掌握了计算机模拟核爆的相关技术。电脑模拟核爆需要具备两个基本条件，一是有性能足够强大的超级计算机，二是要有充足的核试验数据库。在《全面禁止核试验条约》签订之前，美、俄等核大国进行了数以千计的各种类型的核试验，积累了大量核爆数据，可以基于这些核爆数据库开发出所需的计算模型；另一方面，性能强大的超级计算机技术也掌握在各大国手中，其实，在超级计算机出现的前期，有相当大一部分计算任务都是用于核武器开发这样的军用用途。美国拥有模拟核爆的超级计算机

在电子计算机技术已经高度发达的今天，虽然《全面禁止核试验条约》已经生效20余年，但是仍有部分国家没有签署，其核心因素就是有些国家没有放弃发展核武器的目标，而核试验是实现这一目标的必由之路！从这一点也可以表明，对于一个没有充足核爆数据库的国家而言，不进行核试验而单纯靠电脑模拟核爆无法拥有核武器。核试验留下的巨大弹坑

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电脑模拟出来的数据，数据始终是数据！

用电脑模拟出数据是为了提高研发效率，减少错误。但是制造出来的核弹能否达到设计要求，这个就难说了。

核弹在试爆前，所有的因素都是不确定的。能靠一次试爆就成功的国家少之又少。

只有真正的核爆成功，才能造出原子弹。而且世界上有公约的，不是什么国家都可以造核武器的。