中外科学家发明家丛书:卢瑟福-第4部分
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的实验，不愿意听别人重述琐细的技术细节。玻尔在1913年给卢瑟福寄去一
封信，并寄去他的一篇关于原子结构量子论的论文底稿。卢瑟福及时回了信，
信中肯定玻尔“关于氢光谱起源方式的想法是很巧妙的，而且看来是很合用
的”，但他又批评说：“长篇的论文可以将读者吓倒，他们感到自己没有时
间泡到这种论文中去。”评说光谱起源成为后来长期讨论的中心问题，玻尔
以后改正了在论文中重复叙述的习惯。
卡皮查在研究了卢瑟福的工作和观察了他的工作方式以后，认为他的思
想的基本特点是非凡的独立性和由此而来的大无畏精神。卢瑟福在与学生的
接触中，处处表现出这种特点。有一次，当卡皮查拿一些图纸请卢瑟福指正
时，卢瑟福出于礼貌，把这些图纸放在面前的桌子上，却没有注意到图纸放
颠倒了。他对卡皮查说：“这些蓝图，我不感兴趣，请简单谈谈这种机器的
工作原理。”在谈论中，他能从片言只语中很快辨别出实验的基本思想。要
是同他谈话的人没有新的内容，卢瑟福往往会沉沉地睡去。于是人们只好等
他醒来，然后他又听人陈述自己新的见解。
如果说科学中的创新精神能使卢瑟福及其助手们的研究具有价值的话，
那么他的科学预见则往往能把研究工作引向正确的方向。
卢瑟福总是尽自己最大努力培养学生们的个性，并且因势利导，指导学
生向正确的方向前进。有一次卡皮查对卢瑟福说：“你知道，某某的工作是
不大会有成功的希望的，难
道你不觉得他是在浪费他的时间和仪器吗？”卢瑟福回答说，他也知道
这个人正在研究一个无法解决的课题。但是他接着说：“不过，这是他自己
选定的课题，如果这项工作不成功，那将会引导他转到另一个有独创性的研
究课题上去，而在后一个问题上，他将获得成功。”后来事实证明了他的预
见。1912年，莫塞莱同卢瑟福在曼彻斯特一起工作。年轻的莫塞莱向卢瑟福
讲了他自己想要研究的3个不同的课题。其中关于伦琴射线的波长取决于原
子在周期系中的位置的发现，使莫塞莱名扬四海。这个课题是卢瑟福对莫塞
莱选定的，但卢瑟福总是强调说，这个实验是莫塞莱自己想出来的。卢瑟福
为什么把自己的科学预见归功于自己的学生呢？他曾经说过：一位教师最高
尚的品德是不忌妒他的学生的成功，而这一点当教师年事已高的时候更是不
易做到！
培养学生乐于进取的精神，这是卢瑟福在科学研究中的又一个重要特
点。这种特点被他的学生称为“鳄鱼精神”。
1932年2月，为卡皮查新建的蒙德实验室落成使用。参加开幕典礼的科
学家，发现实验室的门上，有一个十分显眼的鳄鱼徽章，许多人惊奇不解，
后来一打听，才知道这是根据卡皮查的特别请求，由英国著名雕刻家埃里
克·基尔用石头雕成的。人们询问卡皮查，应当怎样理解鳄鱼这个怪物，他
回答说：“这鳄鱼象征着科学，它应该张开吞食一切的大口，一往无前，决
不回头！”鳄鱼是一种从不向后看的动物，卡皮查以此体现卢瑟福勇往直前
的坚毅性格和习惯。卢瑟福从来不允许自己垂头丧气，他像鳄鱼捕食一样，
同他的学生一起去攻取一个又一个新的研究目标。
卢瑟福还有一个特点，就是谦逊豁达的品质和平易近人的作风。
卢瑟福早被授予爵士称号了。1931年，因为他在科学界的地位而被英国
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政府授予勋爵称号。他本人从来不把这些荣誉当作包袱，他声明说：“我并
不看重这个勋爵形式，因为它对我这样的科学家有明显的不利。”他平常对
待朋友和学生，丝毫没有改变直率和纯朴的性格。在一次皇家学会俱乐部的
宴会上，他和他的一些朋友交谈时，他的学生玻尔用第三人称提到卢瑟福勋
爵，他愤怒地转过身去，向玻尔喊道：“你把我叫做勋爵吗？”他经常想到
的是科学事业。1922年，皇家学会向他赠予科普利奖章时，就要他出任不列
颠学会会长，当时他恼了。激动地说：“我还没有老，我的智慧还没有用尽，
容我在科学研究上再努力一番，别分散我的精力！”
卢瑟福从不掠人之美，他总是怀着无限感激的心情来缅怀那些曾经帮助
过他的朋友和团体。例如1932年，他在《麦克吉尔新闻报》上发表的一篇文
章中强调说：“关于原子转变的第一个确切证明的荣誉是属于麦克吉尔大学
的。”他还进一步指出，1902年到1904年两年间所积累的实验证据是索迪
和他本人一起取得的，并且明确指出，“这个近年来激动人心的发现，它的
第一步是在蒙特利尔完成的。”他从
来都不把一切荣誉和成就都记到自己的功劳簿上，他认为：“科学家不
是依赖于个人的思想，而是综合了几千人的智慧，所有的人想一个问题，并
且每人做它的部分工作，添加到正在建立起来的伟大的知识大厦之中。”卢
瑟福就是靠着集体的智慧而在科学研究中取得一个又一个的成就。
卢瑟福在皇家文学学会 （该会后来授予他艾伯特奖章）的一次演讲中，
详细论述了玻尔的原子结构学说，并且指出，在他看来，25年来，精确地说，
从19世纪末叶算起，总共只有三个基本的发现，那就是：1895年的X射线，
1896年的放射性和1897年为汤姆生所证实的电子。按照卢瑟福的这一看法，
后来的一切科学研究工作，实际上都是来源于这三大发现。他所列举的三个
重大的发现，竟然没有一个是属于他本人的——从这里，人们也可以再一次
看到他那谦虚、纯朴的思想作风。的确，这三大发现都是在他进入科学领域
之前取得的。
另外，卢瑟福在科学研究中也同样保持完全独立的态度，他对于某些所
谓理论权威很少有什么敬意，尤其不能容忍那些远离事实的夸夸其谈。在讨
论问题时，他总是简单明了地提出自己对于某个问题的看法。如果有人反驳
他的话，他就津津有味地倾听对方的议论，但不作答辩，于是这场讨论宣告
结束。他从来不让自己卷入个人的争端或小圈子的派别活动中去，他经常说：
“能够败坏某人名誉的只有一个人，那就是他自己！”
他嘲笑那些不能把理论工作与科学实验结合起来的人：“他们只知道同
自己的符号打交道，而我们在卡文迪许的人，则注意挖掘自然界里真正牢靠
的事实。”
七、打开原子世界的大门
卢瑟福在即将离开曼彻斯特的一段时间里，主要是进行用α粒子来轰击
氮的研究工作，结果从氮原子核中轰击出氢原子。到剑桥后，他继续进行这
些嬗变实验，并把它运用到其他气体中去，以便探究这种原子的破碎是否具
有广泛的意义。
当时是卢瑟福助手之一的埃利斯曾经叙述过这一使用极原始的仪器所进
行的实验工作。被击出的粒子可以在灵敏度很高的荧光屏上产生闪光点，利
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用显微镜就能观察到这些闪光点。但要把闪光点准确数出来。总有一些学生
被派去数闪光点。“放在实验室尽头的一盏煤气喷灯发出微弱暗淡的亮光，
我们坐在那里，一面喝茶，一边听着欧内斯特·卢瑟福讲述人世间的种种趣
闻。”要不断改变放射源和荧光屏之间的距离，并在荧光屏前插入云母片。
这样就可能发现正在发射的是什么粒子以及它们的射程。他们证实，只有一
部分元素是能够成功地用α粒子来进行轰击转化的。
卢瑟福猜想，其中的一个问题很可能与电有关。他在1920年所作的一次
演讲中，预言在原子的某个地方，可能存在着一种尚未被察觉到的中性粒子，
这种中性粒子如果真的被发现，那么，它一定是一种异乎寻常的，同时又是
极难对付的东西。卢瑟福说道：“它能自由地穿过物体，但却不能把它控制
在一个密封的容器中。”
卢瑟福预言并作了描述的这种粒子就是后来所说的中子，它是12年后，
查德威克在卡文迪许实验室里发现的。
1920年夏季，在不列颠学会会议上，卢瑟福提议应当把在原子研究人员
中使用的古怪离奇的用语统一起来。汤姆生曾主张带有负电荷的微小粒子应
当称作电子。卢瑟福曾证明氢核是其他元素原子核的组成部分，他建议称这
种氢核为“质子”。这个名称就这样固定下来并沿用至今。
卢瑟福大约50岁就进入了科学界“老前辈”的行列。他应邀参与各种各
样的事务，世界各国很多大学授予他荣誉学位。为了把更多的时间用在科学
研究上，他不得不拒绝世界各国聘请他去讲学的大部分邀请。
卢瑟福实验中最优秀的助手之一阿斯顿在从事同位素研究中发现，氯气
存在着两种不同的类型，两种类型的氯是以大约2∶1的比例混杂在一起的。
这引起了卢瑟福的注意。他不断地思考着关于原子分裂的各种问题，以及与
此有关的同位素问题。卢瑟福向自己提出了一个问题——氢本身有没有同位
素？如果有的话，那么其中一个的原子量应当是另一个的二倍。卢瑟福预料
到氢有一种比平常的氢重一倍的形式。重氢与氧构成了一种叫做重水的化合
物。12年后，美国科学家尤里发现了氢的这种同位素，并给它取名氘（dāo）。
卢瑟福还在煞费苦心地思索着一个问题——正电子的存在。当时很多物
理学家都认为一定存在着正电子。有些人企图把氢核称作“正电子”，卢瑟
福则坚持用“质子”这个名称。他说：“质量比氢核小得多的带正电单位的
粒子将来可能被发现。”他这番话几乎是在美国物理学家安德生发现正电子
前10年说的。卢瑟福的创造性想象力，使他能够敏锐地预见未来的中子和正
电子。
对科学事业的满腔热情和辛勤劳动，使卢瑟福和他的助手、学生们获得
了崇高的荣誉和奖赏。在1922年的一年中，卢瑟福获得皇家学会授予的科普
利奖章；索迪获得诺贝尔物理奖金，阿斯顿获得诺贝尔化学奖金，玻尔获得
诺贝尔物理奖金。作为卡文迪许实验室主任卢瑟福始终满怀热情地去扩展他
的那些发现，并把这些发现运用到更广泛的领域里去。他继续用α粒子轰击
各种元素的原子，以便弄清原子结构的一些问题。他与助手查德威克用α粒
子轰击某些元素时，发现了一些事先完全没有预料到的情况。对某些元素来
说，入射α粒子的射程要比射出的粒子的射程短得多。进一步实验表明，原
子核正在发生一次真正破裂。这种破裂是极为罕见的现象，铝便是产生如此
惊人的结果的元素之一，但它的一再发生却足以说明，这决不是纯属偶然的
现象，而是某种相当有规则地发生着的现象。
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新闻记者们当时正谈论原子分裂，卢瑟福等人的这一实验没有取得新闻
轰动效应。尽管如此，他一有机会仍然非常乐意向某些对科学感到兴趣的非
科学的朋友们做些解释工作。1923年，卢瑟福在皇家学会连续六次作了关于
“原子射线和性质”、“α粒子的生命史”的演讲。他用通俗易懂的语言讲
述了前60年左右的时间里所取得的科学发现。同年秋天，他又在大不列颠学
会利物浦聚会上发表演说。不久，卢瑟福参加了皇家学会在伦敦召开的一次
原子核结构的讨论会。另外，他还做了许多科学普及工作，并吸收了两名得
力助手威尔逊和卡皮查。
1924年12月，卢瑟福正式接到通知，他将要被授予1925年的新年荣誉
勋位。当时在英国，只有最伟大的人物才能获得勋位，科学家中能够得到这
种荣誉的寥寥无几。但是卢瑟福是非常谦虚的，他把个人的贡献归功于国王
对科学的重视与提倡。
他的社会活动更加频繁，但无论如何他不容许这些事妨碍他在剑桥所进
行的主要研究任务。他正在和查德威克计划着使用一种改进的计数显微镜，
对元素作一次系统的检查。
1925年，卢瑟福当选为英国皇家学会的主席，这是英国科学家们所能获
得的最高的职位。从此，他的礼节性的社交活动更加频繁起来。在此期间，
主任助理卡皮查定期向他汇报实验室的工作，并希望他能回到实验室中来，
以解决实验中的一些疑难问题。但是卢瑟福因多年劳碌，身体和精力已远远
不及过去了，加上社会活动较多，在一段时间里无法回到实验室。
1926年在不列颠学会牛津会议上，卢瑟福报告了他和查德威克最近用α
粒子轰击像镁、铝等轻金属的原子核的实验。
1927年，卢瑟福在帝国科学学院向物理学会发表演讲。他指出：“看来
很清楚，在如此之小的距离内，适用于带电粒子间的普通的力学定律显然已
经破产了。”他认为，过去那种把原子核看成是坚硬球体的看法，肯定是错
误的，人们必须对某些复杂的问题，作深入细致的研究。
1929年10月，当卢瑟福从外地返回卡文迪许实验室的时候，碰到了一
个非常奇特的问题。当时，科学家们发现了一种镭的衍生物，它放射出一个
在空气中射程达3英寸的α粒子，而从铀原子核中射出来的α�
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