然而，爱因斯坦和卢瑟福等科学家知道，当轻元素的核子融合释放能量时会引起可以测得的质量损耗。例如，我们知道氦的核子包含两个中子和两个质子。研究发现一个氦核子的质量比它的两个质子和两个中子质量之和约小0.8%。存在这个质量差的原因是，核子中的质子与中子被捆绑在一起，除非获得足够能量来克服把它们捆绑到一起的强大的核力量，质子与中子一直都会保持这种被捆绑状态，无法获得自由。也就是说，要想拆开一个氦核子，就必须提供足够的能量让中子和质子分离开来。这个能量会转化为质量，因此质子和中子的质量和增加了0.8%。多年来，人们一直认为核能只有通过放射性衰变才能得以释放。放射性衰变是不稳定核子的自然分解。当时，居里夫人和其他科学家已经对类似铀这样天然存在的放射性元素的特性进行了研究，发现这些新元素是具有放射性的。所有这些放射性物质都会因为核子变化而释放能量，但我们无法像在使物质相互作用的化学反应中那样人为释放它们的能量。
核能可人为大规模释放是德国物理学家奥托·哈恩（Otto Hahn）和弗雷茨·斯特劳斯曼（Fritz Strassman）于1938年在柏林发现的。他们知道，经中子轰击后，核子会变得不稳定，它会释放出更多中子，进而使更多核子不稳定。他们一直在寻找一种像这样的适合的核子。后来，他们发现铀235的核子（它的核子比大量存在的铀238的核子少了三个中子）受到中子轰击会一分为二。这个过程叫做“裂变”。哈恩和斯特劳斯曼发现在这个过程中，铀释放出的能量多于它在化学反应中释放的能量。哈恩立刻给奥地利核物理学家莉泽·迈特纳（Lise Meitner，1878-1968年）写信。迈特纳曾在柏林与他一起研究这个问题，后来她被迫逃离纳粹德国，搬到了瑞典。迈特纳意识到这一发现的重大意义，将它告知荷兰的尼尔斯·玻尔（Niels Bohr），后者直接在美国的一个会议上公布了这条新闻。几日之内，哈恩和斯特劳斯曼的试验就得到了验证；短短几周后，依瑞妮·约里奥·居里（Irene Joliot Curie）就在巴黎发现，当铀235的核子受到中子轰击，释放出的除了中子还有能量。显然，只要铀235的质量足够（大概只要几千克），它受到轰击后就会发生连锁反应，并在短时间内释放巨大能量。当时，有几个国家意识到这些发现的重要性，英国、德国、美国的科学家们都开始进行秘密的研究计划。直到1945年，原子弹在日本的长崎和广岛第一次爆炸，为二战迅速画下句点，这些秘密研究计划才公之于世。
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——迈克尔·沙拉
因为我对权威的轻蔑，所以命运惩罚我，使我自己竟成了权威。
——爱因斯坦
对一个民族而言，缺失人文的科学是麻木的，缺失科学的人文是软弱的，双重缺失则是愚昧的。
——任定成