第五十五回愿将事业作爱子，却看名利如浮云——镭的发现(下)　　上回说到居里夫妇虽然宣布了镭的发现，可是还未提炼到纯镭，现在他们决心要将它捉拿归案了。　　镭的含量很少，要大量的沥青铀矿才可取得一点，可是他们哪儿有钱去买这许多昂贵的矿石呢？聪明的玛丽立即想到沥青铀矿是玻璃工业上大量使用的，这种工业废渣里一定还会含有镭，而废渣总是不值钱的。果然慷慨的奥地利政府答应将一吨废渣赠给这两个不可理解的人。接着就是找一个可以炼废渣的地方。在玛丽的小实验室的对面，正好有间大一点的木棚，只是玻璃房顶破碎漏雨，木板裂缝四面透风，地面反潮，屋里一股霉气。棚内几张残缺的厨桌、一块黑板，一个旧铁火炉。这里原来是仓库，后来搁医学院解剖用的尸体，最后就连这也不合适，便闲置起来了。校长很慷慨地把这间棚子拨给他们使用。　　工作就这样开始了。他们作了分工，比埃尔经验丰富，分析镭的性质，玛丽却担起一个杂工应干的活，将那还带有波希米亚山区的泥土和松针的棕色矿物，每20公斤一次地倒进一口大锅里冶炼。锅里冒出呛人的气体，棚屋里没有“烟罩”装置，他们把大锅放到院心，玛丽用一根几乎和自己身长相等的铁棍不停地搅拌着。这样炼完一锅又拿回棚子里进行化学处理：溶解、沉淀、分离。　　这天，玛丽正隔着浓烟观察锅里的变化，突然天上晰晰沥沥地掉下了雨点。比埃尔赶紧跑出来帮她将锅抬回棚子里，棚内又立即充满呛人的烟气。在这冬季的冷天里他们只好打开门窗。比埃尔和玛丽对坐在一张靠近炉子的桌旁做着化学分析。他透过桌上那些密匝匝的瓶子、试管又看到了那双蓝色的眼睛，多迷人啊。当年他因为碰不到有才气的女子一直等到36岁，正当他准备终身不娶时上帝从波兰给他送来一个玛丽。他们第一次相见是为了一个研究课题，这却促成了以后的结合。他们相差八岁，他知识丰富，是老师，是兄长；玛丽聪明顽强，往往在攻坚中打先锋。关于镭的研究就是玛丽毅然选定，他先是从旁帮助，最后干脆全力投入的。比埃尔看看玛丽正在摇动试管的手，这双手因为整日和酸碱打交道满是老茧和伤痕。现在因为棚子里太冷，玛丽脸色都有点发紫。他不觉叹道：　　“玛丽，亲爱的，现在这个环境又使我想起一个地方。”　　“什么地方。”玛丽柔和地抬起头看丈夫一眼。　　“就是当年你那个像冰窖一样的小阁楼。”　　“不过比那里好像增加了点什么。”　　“那就是这个还能供一点热气的火炉。”　　“不，亲爱的，那就是你。我现在心里不像当初那样孤独，目标也不像那时那样茫然，我们已被浸泡在一种欢乐的事业里。”　　“有了我又能怎样呢，你过去吃苦，现在还是这样苦。你这样美，这样有才华，却好像注定要泡在苦水里。”　　“亲爱的，不要这样说。我倒觉得幸福有两种，那些贵妇人珠宝满身，美酒盈杯，不能说没有福气。但这种物质之乐只能给人暂时的享受，福随人亡，过眼烟云。我们追求的是一种创造之乐，这才是永远的幸福，它会长存在于我们的记忆里，存在后人的记忆里。现在镭这条大鱼已经落到我们的网里，近在咫尺了。只要咬紧牙关，我相信它就会出现在这支试管里。那时我们再回忆这段棚屋里的日子，就只觉得甜而不知苦了。”　　“话是这么说，可是我们这样一小锅一小锅地炼，矿石都快用了八吨，代价也太大了。我想等将来条件好一点，总会有甚么简便办法的。”　　“这个苦反正总要有人吃的，我们既然开了头就吃到底吧，亲爱的。”　　他们正这样一边工作，一边作着又像是讨论文像抒情式的谈话。玛丽突然觉得有只小手在拉她的后衣襟。她不用回头就知道怎么回事，忙擦擦手，站起来。椅子后面是她们五岁的女儿伊雷娜。因为工作到最后阶段，她经常中午不能回家，小伊雷娜有时就带到实验室来。玛丽双手一擦把孩子紧紧抱在怀里，这才想起，她们一家人该开午饭了。伊雷娜一边隔着桌子喊着“爸爸”，一边伸手去探那些瓶子管子。比埃尔探身在孩子脸上亲了一下，全家人围着火炉，打开饭盒。　　玛丽说：“其实我们苦一点倒没什么，就是对不起孩子。”　　比埃尔诙谐地向桌上的试管努努嘴说：“那里还有一个叫镭的孩子，可惜太难产了。”　　玛丽爽朗地笑了起来，突然又收起笑容天真地问道：“比埃尔，你说这个孩子是什么样子？”　　“一个元素一个样，真不好猜，不过我希望它有美丽的颜色。"　　从1899年到1902年经过三年又九个月的艰苦劳动，居里夫妇从八吨沥青铀矿渣中提炼出了0.1克氯化镭，并测得它的原子量是225。没有使他们失望，镭真的有美丽的颜色，在暗处会自动发出略带蓝色的荧光。它会自动放热，一小时内放出的热量可以溶化与它等重的冰。最麻烦的是它的射线无孔不入，玛丽后来写道：“在研究放射性很强的物质的时候，若要作到精细测量，必须有特殊防备。化学实验室里用的各种东西和作物理试验用的仪器，不久就变得有放射性，并且透过黑纸影响照像版。灰尘、屋里的空气、衣服，都有了放射性，屋里的空气成了导电体。在我们工作的实验室里，这种弊病到了极点，我们简直无法使任何仪器完全隔离。”　　更有趣的是镭的放射性对人体细胞还有杀伤作用，勇敢的比埃尔用自己的身体作了实验后向科学院提出了一份详细的报告：　　“有六公分见方的皮肤发红了，样子像是烫伤，不过皮肤并无痛楚，即觉痛也轻得很。过些时候，红色并未扩大，只是颜色转深，到二十天，结了痂，然后成了疮伤，须用绷带缠扎。到四十二天，边上表皮开始重生，渐渐长到中间去，等到受射线作用后五十二天，疮痕只剩一平方公分，颜色发灰，这可以表示这里的腐肉比较深。”　　比埃尔立即与他的两个医生朋友合作，证明镭可以治疗狼疮和几种癌肿。于是一种新的疗法 ——居里疗法又诞生了。　　各位读者，这可是一项惊天动地的发现。一块金属自己就会发光、放热，就会变，会放出射线。能量守桓定律好像不起作用了，物理学的殿堂遇到了强地震的冲击。后来人们知道得更清楚了，凡原子序数大于83的天然元素都有放射性。它们可分为二大家族，即铀镭系、钍系、锕系。每系都有一个老祖宗，然后子子孙孙往下排。铀镭系的老祖宗就是铀(贝克勒尔还算幸运，他一下就发现了这个老祖宗)，它放出射线变成别的元素，到第六代时就是镭，镭再放出射线，悄悄地变，速度很慢，一克镭大约过1600年才会消灭一半，最后变成铅和氦。事物就是这样在不断地变化，不断毁灭，又不断诞生。绝对的静止是没有的，绝对的生和死也是没有的。它在刹那间同时是自己又不是自己。居里夫妇的发现早已冲出物理学的领域而有了极大的哲学价值。　　正是：　　滴水难留自蒸发，金属静卧也放能。　　世上万物皆在变，瞬间就有死和生。　　却说玛丽原本是要选一个做博士论文的题目，不想却碰上一个这样重大的课题，撞在一个从未有人知道的机关上，一下就打开了一个新的领域。工作旷日持久，没有结果，她的论文也就一拖再拖。从1898年开始实验，竟到1903年，过了五年，她已三十六岁，实验告一段落，论文也才写成。真是水到渠成，瓜熟蒂落，1903年6月25日这天，玛丽面对一小批最著名的物理学家、化学家宣读完论文之后，用不着辩论，主席李普曼先生只讲了五分钟的话，她便成了一位极荣誉的、真正的物理学博士了。这年12月他们夫妇和贝克勒尔一起又获诺贝尔物理学奖金，1911年玛丽又单独获得一次诺贝尔化学奖金。　　各位读者，这时再让我们回顾玛丽在她的七层小阁楼里和在木棚里吃的那种苦，便深深感到没有三九寒，哪有梅花香。天地有奥秘，却将其藏于深山，封于绝壁，以虎豹断其路，以荆棘塞其途，风沙漫漫，雨雪凄凄，只有那些大智大勇，能吃大苦，肯做大牺牲，不以眼前之苦为苦，而以拚搏胜利之乐为乐的人，才有权利有机会得到这奥秘。哥白尼终生观天，风霜不避；伽利略屡受迫害，锲而不止；法拉第寄人篱下，忍辱求知；达尔文环球五年，出生入死；而居里夫人以一青春女子为求学远走异国他乡，冷对大都市的纸醉金迷，苦忍小阁楼里的凄风苦雨，在破木棚里奋斗四十五个月，不怕酸碱烧手，不怕浓烟呛鼻，硬将八吨矿渣一小锅一小锅地炼完，终于轰然一声从那个茫茫然均未知世界里扯出一条镭的金龙。可知一个学者的吃苦耐劳、坚韧不拔决不亚于沙场上的勇士和那些政界的伟人。　　但是居里夫妇从此却再也不得安静。　　第一个上门的是那些商人和企业家。镭可以治病，镭如此稀有，它的愤格高到0.1克就值七十五万金法郎，当然炼镭业就成了最热的行业。可是炼镭的奥秘和它的一整套操作程序，全世界只有两个人知道，这就是居里夫妇。就在玛丽的论文答辩刚过几天之后，清晨，他们夫妇正在吃早饭，邮差送来一封信。　　“甚么事啊？”玛丽看着丈夫专心读信的样子，柔和地发问。　　“美国来的，一个公司问我们可以不可以告诉他们制镭的技术。”　　“可以，全告诉他们。”　　“可是，我们要不要考虑一下专利问题。我们太穷，或许我们该改善一下那个破木棚子。”　　“不，科学属于全人类，我们发现了科学，又把它据为私有，这违反科学精神，再说镭能治病，我们就更该无条件地献出它的秘密。”　　“好，我现在立即就回信。”　　就这样，十分之一克就值七十五万金法郎的秘密，让他们轻松地公布于世了。　　这些以发财为业的人还好打发，那些以宣传为业的人最难应付。记者们总是永远追求最新的消息，而名人那怕是吃了一顿最普通的饭，穿了一件最平常的衣服也会成为人们议论的话题。诺贝尔奖金刚公布后各大小报纸的记者立即向这对“镭的父母”、“伟大的夫妇”发起一场大围攻。不，简直是一场扫荡。他们的那间破木棚、学校、住所都成了川流不息的不速客们采写、拍照的对象。他们遇到了一场远比过去的清苦要严重的灾难。比埃尔在1904年1月22日给朋友的一封信里写道：　　“你看见这种突然发作的镭狂了，这种狂热把声望的好处都给我们带来了。世界各地的新闻记者和摄影记者追随着我们，甚至于记录我的女儿和她的保姆的谈话，并且描写我家里的那一只黑白花小猫。我们收到许多函件，接见许多古怪的人和还没有出名的发明家。还有许多人向我们请求款项。说到末了，还有收藏亲笔签名的人，都到你知道的娄蒙路那个壮丽的地方来看我们。这些事使实验室一刻不得安静，而且每晚还须写许多函件；过着这样的生活我觉得我日渐蠢笨……”。　　一件发明出现，科学家急于向纵深扩大战果；商人急于用它牟利；企业家急于办新厂开新矿；记者急于抢独家新闻；一般人急于打听趣闻以填补饭后茶余。这当然苦了科学家本人。居里夫妇尽量逃避一切邀请、聚会和探访。一天在法国北部的布列塔尼半岛，一个农妇装束的女人正坐在海边的石板上倒看她凉鞋里的沙子，一个男子推着一辆自行车停在她的身旁。但是就如安详的鹿并不知道身后有追踪的猎人一样，一个机警的美国记者突然出现在他们的身旁。　　“尊敬的居里先生和夫人，我能在这里单独采访你们感到非常荣幸。”记者很为甩掉了同行，独吞“猎物”而高兴。　　“碰到您这样精明的记者却是我们的不幸。”玛丽苦笑着回答道。　　“您能谈谈镭的发现过程吗？”　　“谢谢，我的报告已经发表，那里面已讲得很详细了。”　　“你们现在准备到那里去？”　　“不知道，我们想找一个安静的地方，最好是到一个禁止演讲、集会，不许记者采访的孤岛上去。”　　记者也苦笑一下问道：“您能谈谈您个人在发现镭以前的情况吗？”　　“对不起，在科学上我们应该注意事，不应该注意人。”　　居里夫人逃避荣誉，但是荣誉还是不断地飞来。她一生共得了10项奖金、16种奖章、107个名誉头衔。她将奖金慷慨地捐助给科研事业和处于战争灾难中的法国，那些奖章她想不出好办法保存，就送给六岁的女儿当玩具。她把荣誉远远地抛在脑后，更加倍地工作。她在给外甥女的一封信里写道：　　“我们应该不虚度一生，应该能够说：我已经作了我能作的事。……那些很活泼而且很细心的蚕，那样自愿地、坚持地工作着，真正感动了我。我看着它们，免得我和它们是同类，虽然在工作上我或许还不如他们组织得那么好。我也是永远耐心地向一个极好的目标努力。我知道生命短促而且脆弱，知道它不能留下什么，知道别人的看法完全不同，而且对自己的努力是否符合真理没有多大把握，我还是努力做去。我这么做，无疑是有甚么使我不得不如此，有如蚕不得不作茧。那可怜的蚕即使不能把茧作成，也须开始，并且那样小心地去工作；而若是不能完成任务，它死了就不能蜕变，就不能补偿。”　　玛丽的身体实在是越来越虚弱了。她长期经受放射物质照射，得了不治之症，于1934年7月4日幸福地离开人世。直到她死后四十多年，她用过的实验笔记还在散发着镭射线，她撞开了放射性这扇大门，但是这些射线到底是甚么东西，放射物为什么能自动放出它们呢？且听下回分解。第五十六回巧设计 是光是电见分晓，细测算 质量电量全找到——电子的发现　　花开两朵，各表一枝。自从放电管问世以来，人们纷纷研究真空放电，无意中生出许多课题。那伦琴从管中阴极发出的射线发现了X射线，贝克勒尔又从对X射线的研究发现了铀的天然放射性，居里夫妇又进一步从对铀矿的研究发现了镭。镭可以自己发光发热，这又给物理学提出了一个无法解释的大难题。从阴极射线引出的一个链条，环环相扣，续续而生，未有穷尽。但是阴极射线本身到底是什么呢？自然有人会考虑这个问题，这个人就是英国物理学家汤姆生(1856－1940)。　　汤姆生1856年12月18日生于英国的曼彻斯特。他父亲本是一个摆摊卖书报的小贩，后来靠着自己的奋斗成了一名专印大学课本的著名的书商。他从自己的切身经历中深知没有知识的苦衷，但发誓要教子成材，请了家庭教师指导儿子的学业，并注意培养他的艺术素养。老汤姆生虽是一名书商，可是因职业关系平时来往的却都是曼彻斯特大学的教授，屋里也还有点书香气。汤姆生有严父督教，又有这样一个环境薰陶，学业大进，十四岁便考进了曼彻斯特大学，二十岁被保送到剑桥大学三一学院，二十七岁就被选为皇家物理学会的会员。1884年卡文迪许实验室主任瑞利年老体表宣布辞职，大家都等着看谁来继任这个全欧洲学术界最引人注目的职位，结果瑞利却推荐了汤姆生，这年他才刚满28岁。　　这时一场旷日持久的大争论正在等待他的加入。六十年代英国物理学家克鲁克斯发明了一种管子——克鲁克斯管，在一个玻璃管里嵌上相对的两块金属板，两板各与一条电路相联，一块是阴极，一块是阳极，管内空气抽得越来越稀薄时，就会出现种种不同的颜色，这种光是由阴极发出的。它到底是什么呢？以德国物理学家赫兹、林纳德为首的一派认为阴极射线是类似于光的东西，是电磁波，以英国物理学家克鲁克斯为首的一派认为这是一束带负电的粒子流。赫兹说，既然是粒子流为什么它能顺利通过放在管内它们路径上的各种屏障，而又不给屏上穿出洞呢？只有波才有这种特性；克鲁克斯说，既然是光一类的波，为什么我把一块磁铁靠近管子时，它就发生偏转呢？只有带电粒子才会受磁场的影响。这简直就像当年牛顿和胡克、惠更斯争论光的波粒性一样，又是一场难断的官司。双方都是当时最知名的权威，这场辩论竟持续了20多年没有结果。就在1896年，汤姆生正好40岁时；英国科学促进会最高委员会将汤姆生召来要他的实验室来解决这桩悬案。　　好个汤姆生，由他来担当此任真是再合适不过了，他在电磁学方面有极扎实的功底，又有一手高超的实验技术。接受任务后他先将以往的研究成果仔细回顾一番，发现其实早在1834年法拉第总结电解定律时已经初步涉及到这个问题。实验证明，所有化合价为一价的元素，电解出一克化学当量的物质，都需要96493库仑的电量。而一克当量物质所含的粒子数正是阿弗加德罗常量，即6.0238×10^23个。这样就可算出每个粒子上所带的电量为4,802×10^-10绝对静电量，它是电的最小单位。就是说电是由这么一点点的小东西集结而成的，揭示了电的粒子性。阿弗加德罗常量是1870年才确定的，七十年代、八十年代，对这个问题的研究更加深入。1874年英国物理学家斯通尼明确提出用“电子”一词来表示电的一个最小单位。但是为什么还是争论不休呢？因为到此为止也还只是一种理论计算，就像当初居里夫妇发现镭的放射性，但并没有测出镭的原子量，化学家就直摇头一样。现在只推算出电子，而不知道他的重量、性质，物理学家们自然不服，于是汤姆生毅然决定要称称电子的重量。　　这可真是异想天开，你要捉一个原子来放在天平上都不可能，一个电子又如何称法？这个主意只有汤姆生想得到，也只有他能做到。他既是一个理论物理学家，又是一个实验物理学家，设计实验是他的拿手好戏。他立即把学生们叫到一起，准备好一个阴极射线管，射线从阴极一端发出后，穿过两个很窄的缝，成一细束，打在管子的底部，而底部已准备好精确的刻度，以便观察射线的偏转。在射线经过的路上，上下各准备两块金属电极板，形成一个电场。当金属板不通电时射线沿直线打在管底一个点上，通电后射线受电场的影响发生偏转，并且根据偏转的方向可知它是带负电的粒子束。这时再加一个磁场，使它沿相反方向偏转，又校正到原来的位置。这真是一个极妙的实验，一丝阴极射线随着电场和磁场的强弱变化忽上忽下，就像有两只无形的手来回争着将它拉过来拉过去。汤姆生最后让它固定在正中的位置上，对他的学生说：“现在我们可以来称电子的重量了。这时磁场力和电场力的大小正好相等，方向相反。根据这个条件我们先来求出阴极射线微粒的飞行速度。知道了速度就可进一步测其他物理量。比如，我现在撤掉电场，粒子只受磁场力作曲线运动，我们就可求得它的电荷与质量之比。有了这许多数据我们就可以去推算质量。只是那法拉第等人当初是通过电解定律来推算每个粒子上所带的电量，为了证明这个数据我们最好另换一种方法。”　　这时在座的一位学生应声答道：“我这里有一种办法可以一试。”　　汤姆生一看，说话的正是威尔逊(1869－1959)。原来，这汤姆生身边高徒满座，他们一个个都年轻聪明，基础扎实又各有所长。现在说话的这个威尔逊对大气电学有特殊的兴趣，1894年他到海拔4000多米的尼维斯山顶旅游，被那里奇丽的雾景所吸引，便深入钻研，终于弄懂这是气压低的缘故。于是他就在实验室里人工造雾，先是让水分凝结在空气中的尘粒上，后来X射线的发现使他想到空气中离子的存在可能导致云雾的形成。威尔逊想阴极射线若真是电子粒，虽然这电子粒看不见，可是造成一个条件使带电粒子和水一起凝结成雾珠，不就可见而且可以测算了吗？威尔逊当即向老师装好一个简单的仪器。一个大玻璃筒，下面有一个底盘与验电器相连接，筒内充进潮湿空气后将筒上的活塞突然向上提，空气膨胀造成云雾，水滴开始缓缓地向底盘上落去。就是这么个简单的装置却演示出一个很了不起的成果。他们可以根据云雾向圆盘降落的速度来求雾滴的大小，又根据雾滴的大小和蒸气的总量来求出雾滴的总数，再以验电器收到的总电量除以雾滴的总数，就得出每个雾滴上的电荷值，与法拉第电解定律的求法殊途同归。这真是拐着弯儿作学问。　　好了，现在我们来看汤姆生对电子的称量结果：阴极射线是由带负电的粒子组成，这种粒子的飞行速度是每秒十万公里；它的质量是氢原子的1840分之1；它的电荷是4.8×10^-10个静电单位。汤姆生还不放心，又把阴极材料几次更换，结果都可以发出同样的粒子流。他还发现：不只在阴极射线中，在其他情况下，如将金属加热到一定高的温度，金属或其他物质受光，特别是受紫外线照射时，也都能放出电子。后来威尔逊不断改进他的云雾室，居然实实在在地观察到了电子的轨迹。现在的问题就不只是一个简单的阴极射线是什么了，它又导出了一个伟大的发现——任何元素中都含有电子。　　这电子的质量极小，只有9×10^-28克，就是只有一万亿亿亿分之一克。这么小的东西汤姆生也将他称出来了，妙就妙在他能迂回曲折，借助电场、磁场、雾滴，正如本生借光谱识元素，居里夫妇借电流强度识别射线强度一样，善于抓住事物间的联系，步步摸索，终于达到目的。不过这回汤姆生绕的圈子也实在够大了，他的这个实验在科学史上也就特别的著名。　　正是：　　曲径通幽处，科学无近路。　　目的难直达，请君绕几步。　　却说汤姆生终于捕捉到电子后，他的学生们围着他七嘴八舌地问道：“这个方法也不算太难，为甚么过去争吵了二十多年就没有人去做个实验呢？”　　“事情并不这样简单，我刚开始实验时，曾在两块金属板之间加上一个电场，射线并不偏转。这是由于有气体的存在压力太高。要解决这个问题就先要解决真空条件，而当时真空技术才刚刚使用，很不完善。可知一项研究总是和当时的技术发展水平相联系的。所以，电子的发现并不是我个人特别聪明，这是前人经过许多知识和技术方面的积累，到现在才水到渠成了。”　　“老师，这个积累是全社会共享的，为甚么同一个时间，同一个实验室，有人能够利用它去实现新的突破，有的人就做不到呢？”　　“所以，我要给你们立两条规矩：第一，接受一个新题目后，首先要将这方面的知识系统复习，特别要注意前人已有的成果，这样既避免重复劳动，又可站在巨人的肩膀上登攀。第二，必须学习好实验技术，全套仪器都要亲手制作，尽且不使用现成的。”　　学生中不知谁怯生生地说了一句，“这样不是太费时间了吗？”　　“不，费点时间有利于培养你们的创造力。实验室是培养会思考、有独立工作能力的人，不是要造就一些死成品。你们不仅是实验的观察者，更重要的是实验的创造者。老师不能教给你所有的知识，两你们掌握了创造能力后却可以得到前人都得不到的知识。”　　这些本就十分聪明的高材生们毕恭毕敬地围在汤姆生身边聆听师训，他们以后牢记这一教诲，刻苦读书，勇敢创造，这一批学生中竟出了50多名卓有成绩的大物理学家，其中便有威尔逊、玻尔、卢瑟福等九人获得诺贝尔奖金。汤姆生在卡文迪许实验室任教授和主任辛苦执教34年，桃李满天下，育人成果早超过了那些具体的物理发现。　　再说汤姆生发现电子，一时名声大震，许多国家纷纷请他去讲学。但他有个习惯，就是多做少说，轻易不愿登台报告。美国著名的普林斯顿大学几次恳求，他才去讲了六小时，而内容却极为精炼。英国皇家物理学会规定每星期五晚上要举行一次学术报告会。委员会早就为他安排好了讲演时间，他埋头电子的研究竟拖了三年。直到1897年4月30日晚上，他终于登台了。这天大厅里灯火辉煌，他将关于发现电子的实验一一讲给同行们，在座的物理学家无论是克鲁克斯派的还是赫兹派的人无不点头叹服，一个比原子还小的基本粒子发现了，汤姆生被誉为“一位最先打开通向基本粒子物理学大门的伟人”。1906年荣获诺贝尔物理学奖。电子的发现，和X光、放射性一起，成为十九世纪末物理学的二大发现。汤姆生在那个晚上的演讲中说，电子是世界上最轻量级的运动员，它如此轻微却联合成一支庞大的队伍，形成了近代工业中最重要的动力源泉。　　电子是发现了，但是它在原子中的位置呢？有带负电荷的电子必定还有一种带正电荷的粒子与之相平衡，它们两者是谁绕着谁运动呢？这又是一个新问题。汤姆生构想了一个原子模型，就像一块西瓜瓤或者是一块来有葡萄乾的面包。电子就像西瓜籽或葡萄乾一样均匀地分布在带正电的粒子中，这就是有名的“均匀模型”。现在无论是居里夫妇发现镭的自动放热还是汤姆生发现电子，问题都集中到原子内部来了，一个原子物理的时代就要到来。汤姆生最先设计的“均匀模型”到底对不对呢？且听下回分解。第五十七回悄然无声 张原子变成李原子，喜报忽至 化学奖却送物理人——原子蜕变的发现　　上回说到汤姆生的研究已经深入到原子内部，发现了电子并提出一个原子“均匀模型”。这个模型到底对不对呢？“不对！”汤姆生万没有想到说这个话的正是他的从大西洋那边归来的一个学生卢瑟福(1871－1937)。　　卢瑟福1871年出生于新西兰一个偏僻的小村庄，家里有兄弟姐妹共十二人，这样的家庭自然不能对他娇生惯养，因此小卢瑟福倒尽得自然的优惠。他和伙伴们或山上放牛，或海边捕鱼，风风雨雨练出好一副强健的身骨，到后来他处于文弱的科学家堆中，无人不羡慕他的体格；另一方面潮涨潮落，那大自然的奥妙又启发了他的智慧，他从小就不满足于只学点能糊口的手艺，而向往解释宇宙，向往发明，向往创造。1889年，当他十八岁的时候便勇敢地去报考新西兰大学的奖学金，无疑这将决定一个农家孩子的命运。这天他正在菜地里挖土豆，他母亲突然气喘吁吁地跑来，还不到地头便兴奋地喊道：“孩子，你得到了！得到了！”　　“得到甚么了？”卢瑟福还不知是什么事。　　“奖学金，考上了！”　　卢瑟福闻言将手中的铁揪用力摔在地上，他让自己激跳的心稍稍平静下来，然后说：“这是我挖的最后一颗土豆了。”　　他大学毕业后先当了一段时间的中学教师，这时英国剑桥大学又给了新西兰一个享受奖学金留学的名额，而卢瑟福在大学时就自己动手制成一种灵敏的检波器，试验了在新西兰大地上的第一次电报，并且还发表了电磁学方面的论文。商人的资本是钱，学者的资本是论文，卢瑟福就靠这几篇论文来敲剑桥的大门，果然很灵。他的老师克顿教授为他为了一封很不平常的推荐信：“卢瑟福先生才华横溢，通晓数学的分析法和图解法，对于电学及其绝对测定法之最新成就具有极为广博的知识。卢瑟福先生为人诚恳，和蔼可亲，乐于帮助他人克服困难，凡与他有过交往的人莫不竭诚赞许，尊为良师益友。我们衷心地祝愿他在英国的科学研究同他在新西兰一样，取得非凡的成就。”　　卢瑟福从大洋彼岸的乡村来到剑桥的卡文迪许实验室这个物理精英荟萃的地方，他一身土气还没有退去。大都市里来的同学都有点瞧他不起，见他每天只知道埋头读书，便悄悄给他起了一个绰号——从安梯普斯山上抓来的一只光会挖土的野兔子。一天这些同学从外面归来，卢瑟福正在屋里看书，便请他们进屋，顺便请教几个问题。他们自然答不上卢瑟福提的问题，而且发现他桌上有二个从未见的检波器，那手工之精令他们叹为观止。这是由一根全长仅六英寸的金属线缠绕八十匝而成的线圈，中心一根钢针，长不过一厘米，直径只有一毫米的百分之七。过了几天卢瑟福就用这个检波器在半英里外检测电波，并且证明电波可以穿过闹市区、穿过人体和厚墙。而这时马可尼还没有试验成功他的检波器呢。这件事使汤姆生对卢瑟福刮目相看。他说：“在卡文迪许的所有学生中还没一人对研究所的热情能比过卢瑟福的。”那些原来瞧不起卢瑟福的学生自然也就十分敬重“这只光会挖土的野兔子”了。　　如果卢瑟福果真沿着研究电磁波的路子走下去，也许物理史就要重写。是他的老师把他领到了另一个路口上。从这里眺望开去，似乎前景更加美好。因为这时汤姆生正在研究阴极射线，并且已经找到了电子。居里夫妇在很困难的情况发现了镭，并且正在全力以赴地提炼它。镭的放射性已引起科学界的大轰动。电子也好，放射性也好，X光也好，这些发现都将人们的视线引向一点——原子内部到底还有什么未知的秘密。汤姆生建议卢瑟福就来研究这个课题。而卢瑟福生来是个探险家的性格，他也觉得检波器方面已无甚么可再搞的了，便欣然开始了对原子的探试。　　探试的第一步就是抓住镭放射出的射线，若它到底是些什么东西，然后就可以顺藤摸瓜追踪原子内的秘密。卢瑟福天生是个实验好手，他立即设计了一个实验，用一个铅块，钻上小孔，孔内放一点镭。这样射线只能从这个小孔里发出，然后将射线放在一个磁场里。奇怪的现象出现了，一束射线立即分成三股，有一股靠近N极偏转，有一股靠近S极偏转，还有一股不偏不倚一直向前。卢瑟福一一给它们取了名字，分别叫α、β和γ射钱。又经过测定，发现β射线原来和阴极射线一样，就是汤姆生证明的电子流。不过阴极射线是在真空放电时从阴极表面发射出来的，电子速度小，只有光速的百分之几，β射线是原子内部发出的，速度可达光速均百分之三十至百分之九十九，就是说每秒最少九万公里。它速度快，穿透力就强，在空气中可走几十米远，碰到几毫米厚的铝片也能穿过，难怪当年贝克勒尔把底片无论藏在何处都要漏光，正是它在作怪。　　α射线和β射线相反，粒子带的是正电荷，质量大，为4个原子质量单位，速度小，只有光速的十分之一，又慢又笨，穿透能力弱。一张薄薄的铝箔、一层裹底片的黑纸，甚至人体皮肤的角质层，都能将它挡住。　　γ射线不带电荷，非正非负，处于正中，不受磁场的影响而偏转，它是X射线，不过比X射线的波长还要短，还不到一百亿分之一厘米。　　好个卢瑟福，真是出手不凡。十九世纪最后十年的二大发现在他这一个实验里全部得到解释。老师汤姆生发现的电子流就是他左手中的β射线，伦琴的X光就是他右手中的γ射线，而贝克勒尔、居里夫妇千辛万苦发现的放射性却不过是α、β、γ这三个希腊字母。镭为甚么会发光发热，原来它在自己放出能量做功呢。当然这里还有许多问题有待探寻，但这些发现足可以教他和他的同事们高兴一番了。　　却说卢瑟福将这些新发现兴冲冲地去向汤姆生汇报，汤姆生自然高兴。但是他听完汇报后却露出一种怅惘之情，卢瑟福似有所觉便恭敬地问道：“老师有什么重要吩咐吗？”　　“是的，正有一件大事要与你商量。最近加拿大麦克吉耳大学物理系教授应聘到伦敦担任教职。为了挑选下个他的继任者加拿大方面特意派了代表来剑桥商谈此事。我考虑再三，恐怕你是一个最适合的人选。”　　“老师，我是远涉重洋来向您学习的，现在还没有学到多少东西怎能离去？”