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(06)二十一世纪之光-第章

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别的兴趣,有好几次测验,他都没考及格。
     查德威克性格内向,有时一整天都不说一句话,下课的时候,他喜欢独
自一人,站在窗前,看天上一朵流动的云,或者看同学们忙忙碌碌在争抢一
个篮球。他喜爱陷人无限的遐想状态中去。
     但是,他却有一套独特的学习方法。对于那些不会做的习题,凡是他没
有搞懂的题目,他决不勉强自己去做,或者把同学做好了的,拿来自己抄一
遍,他总是想方设法把问题给弄清楚。
     而一旦搞清楚了,他又不是赶任务似地,把题目做出来,总是在草稿纸
上,尝试用好几种方法来解这个题目,最后才选择出一种最便捷的方法,把
题目做在作业本上交给老师。
     他有个座右铭,这就是:“不成功则已,要成功,成绩就应该是颠扑不
破的。”这个座右铭,一直陪伴他度过了中学时代、大学时代,乃至他的一
生。
     1908年,查德威克考入曼彻斯特大学,好像冥冥之中有个什么在主宰着
他似的,他选择了物理学专业,从此,他就同物理学结下了不解之缘,并把
自己所有的智慧、热血和生命奉献给了这门古老而又充满魅力的学科。
     在大学期间,他仍是那么沉默寡言,有点腼腆甚至有点害羞,当同学们
纷纷流连于舞厅、咖啡厅和花前月下的时候,他却把自己投入到物理学的星
空中去,跟那些已故的大师们亲切握手,倾心交谈。
     甚至当一个女同学恶作剧似地给他写了一封情书的时候,他居然被弄得
手足无措,并且被吓哭了,这件事一直被传为笑话。
     查德威克不喜爱出风头,不爱抛头露面,正是由于这种不慕虚名,不为
浮名所累,任劳任怨脚踏实地的治学精神,使他一生在物理学的研究上取得
了一个又一个辉煌的成就。
     1911年,查德威克以优异的成绩从大学毕业,此后在卢瑟福教授的指导
下在曼彻斯特物理实验室工作了两年,从事各种放射性的研究。
     没过多长时间,他用a射线穿过金属箔时发生偏离的实验,有力地证实
了原子核的存在。
     由于他卓有成效的工作受到当时科学界的认可,1913年,他荣获科学硕
士学位,并取得了“1851年奖学金”,赴柏林夏洛腾堡技术物理研究所,在
H·盖革教授指导下工作。
     盖革教授是计数管的发明者,查德威克在他的精心指导下,成天把自己
关在实验室里,潜心研究放射性粒子探测技术,并取得了相当重要的研究成
果。
     正当查德威克准备大展宏图的时候,不幸扇动着丑陋的翅膀,降临在他
的身上 。
     第一次世界大战期间,正在实验室里认真观察实验结果的查德威克,被
一伙法西斯分子,用枪托打昏以后,带进了德国鲁赫本平民拘留所。他是被
当作战俘扣留在这里的,尽管他从来也没有参加过战争。
     在拘留所里,法西斯分子硬逼他承认杀死了多少多少德国士兵,还逼他
承认他是英国政府派来的间谍。倔强的查德威克用沉默来表示他的抗争,法
西斯分子就用种种酷刑来折磨他,他常常被折磨得死去活来,但他一滴泪也
没有流过。
     更令他痛苦不堪的是,他无法继续从事他心爱的实验工作,去探索人类
那么多的未知领域了。这对于一个无限热爱科学事业的人来说,是一个多么
巨大的遗憾。
     然而,他没有自暴自弃,更没有用死亡来了却自己的痛苦。后来,他利
用法西斯分子对他稍微放松了看管的机会,联合其他几位战俘科学家,在拘
留所里,搞起了一个小小的实验室。
    这间实验室是一个只能拴两匹马的废旧的马棚,查德威克等人就是在这
里从事β射线的实验的,当马粪和马尿的臊臭味不绝如缕地飘进他们的鼻子
里的时候,他们却浑然不知。他们沉缅于β射线给他们带来的巨大的快乐之
中,他们感觉这样的实验,真是别有情趣。
     1918年,第一次世界大战结束。多行不义必自毙,德国宣布无条件投降。
查德威克也被释放。长夜漫漫,终于到了尽头,他回到了自己魂牵梦绕的祖
国——英国。
     1919年,他接受了英国剑桥大学冈维尔和凯恩斯学院的沃拉斯顿奖学
金,继续在卢瑟福教授的指导下工作,这时,卢瑟福已经就任剑桥大学卡文
迪许实验室主任,查德威克也来到了这里。
    就在这一年,卢瑟福和助手们合作,用α粒子轰击氮原子核的时候发现,
氮原子核破裂以后,发射出原子量是一个带正电粒子,这种粒子被命名为质
子 (实际是氢原子核),破裂以后的氮原子核和α粒子结合成氧原子核。
     卢瑟福这个实验表明,不但放射性现象会导致原子自然蜕变,从一种元
素变成另一种元素,而且可以用人工方法变革原子核,把一种元素变成另一
种元素。
    在剑桥大学,查德威克自始至终都参加了卢瑟福进行的用α粒子轰击的
方法使其他轻元素嬗变的工作,并对原子核的特性和结构进行了认真的研
究。
     1920年,查德威克通过对α粒子散射所进行的测量,最先测定了原子核
所带的绝对电量,即核电荷数,结果和莫塞莱的原子序数理论吻合得无与伦
比。
     早在1919年,卢瑟福用氮第一次探测到核蜕变效应,查德威克站在导师
肩膀上,继续向前苦苦地求索着,终于发现了γ射线所引起的核蜕变。
     因为查德威克成就卓著,他被升任为卡文迪许实验室副主任,并于1927
年当选为皇家学会会员。
     事业上的巨大成功,使他深深地受到利物浦的艾林·斯图尔特·布朗小
姐的青睐,然而查德威克天生不会谈情说爱,布朗小姐只好主动发起进攻,
他才渐渐地开了窍。
     1925年,34岁的查德威克和布朗小姐终成眷属。结婚以后,查德威克过
上了幸福美满的家庭生活,并在一年以后,有了一对孪生儿女。他全身心地
体会着人世间的这种天伦之乐。
    查德威克喜爱养花,他把自己的实验室和居室都变成了花房,闲暇时分,
浇浇水,松松土;累了的时候,看看花,赏赏景,他满足地陶醉于花的芬芳
和花的鲜艳中。
     业余时间,查德威克还喜爱和妻子一起骑上自行车,带着一对儿女,到
芳草碧连天的河边去钓鱼。可是,有好几次,当鱼把钓杆都拖到水里去了的
时候,他竟然一点也没有觉察到。
    查德威克又把思绪投入到扑朔迷离的物理世界中去了。
                              终于发现中子
     早在1896年,法国科学家柏克勒尔发现了放射性现象,当时,物理学家
们把它解释为原子核的自发衰变,这说明原子核是由许多更小的微观粒子构
成的。
     本世纪20年代,人们已经知道了两种亚原子粒子:汤姆生发现的电子和
卢瑟福预言的质子。
     1903年的时候,汤姆生提出了原子的“西瓜模型”。按照这个模型,原
子是由正电荷物质 (带正电流体)均匀分布在原子的整个体内,负电子则嵌
入连续正电荷中,像瓜子在西瓜中一样。
     因为电子互相排斥,另一方面则向中心的正电荷处吸引,并且假定它们
会在原子内部达到一定的稳定位置。
     假如这种分布是由于一些外在力量,例如两个原子在高温气体中激烈地
碰撞,电子被假设为开始环绕它们的平衡位置振动,发射出相应频率的光波。
     但这个模型不能解释不同元素为什么会发出不同的光谱。
     卢瑟福则通过大量的实验,开始预言质子的存在。
     1919年,卢瑟福决定开始轰击原子。他想知道,能否用人工促成的方法
使一种元素转变为另一种元素。
     他认为要改变元素首先要改变核上的电荷,唯一的途径是使别的原子核
同它发生非常强烈的冲撞,这就要求另一原子核具有非常高的速度。
     卢瑟福选中了镭所放射的α粒子,它具有每秒几千英里的速度,这个速
度所产生的力使它成为最理想的“子弹”。
     卢瑟福精心设置了实验装置,从而更好地捕捉从原子核中打出的碎块。
     他在一个能充气的金属桶的中间放置一小块镭盐,镭盐不断发射α粒
子。尽管α粒子的速度很高,但在正常压力的气体中,它不断与周围气体分
子发生作用,它们约在1厘米之内静止下来,并吸引电子,从而变成普通的
氦原子。
     卢瑟福在大于α粒子射程的距离外,安放一块硫化锌屏,这样他在显微
镜下看不到一点“闪光”。
     他首先把桶里充满氧气,等了好长时间,没有看到闪光。
     他又换用氮气充入桶内,心情异常紧张地通过显微镜观察,突然间,他
高兴得大叫一声:“闪光!”在屏幕上看到一点微弱的闪光,间隔片刻,又
见到一闪…”
     卢瑟福高兴得跳了起来,因为他断定这是α粒子打击氮气后产生碎片的
闪光。
     为了确定这碎片,他又借助于磁场测定碎片的质量和电荷,结果确定碎
片是氢核,后来人们称氢核为质子。
     卢瑟福借此断言,质子都在原子核内,但假使原子核的质量都是由质子
构成的,那么就会有太多的正电荷。
     因此,人们普遍认为,原子核中必定含有一些电子,这便中和一些质子
的电荷。因电子是极轻的粒子,所以不大会改变质量。
     甚至还有人认为,电子在核内起到了类似于水泥的某种作用,它把质子
聚拢在一起,因为如果没有电子,带有同性电荷的质子就会互相排斥而飞离。
     但是,从理论上看,上面的这种观点有站不住脚的地方。
     倒是另外一种观点比较有理论根据,即认为原子核内可能存在一种不带
电的粒子。
     卢瑟福和查德威克不知探索了多少次�
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