原子弹演义-第6部分

快捷操作: 按键盘上方向键 ← 或 → 可快速上下翻页 按键盘上的 Enter 键可回到本书目录页 按键盘上方向键 ↑ 可回到本页顶部! 如果本书没有阅读完，想下次继续接着阅读，可使用上方 "收藏到我的浏览器" 功能 和 "加入书签" 功能！


　　　　卢瑟福道：“还是在河西那块新开垦的土地上发生的事情，时间是抱那位女青年过河的第二天。当日，我起得很早，独自一个人到了那块地里。我扛了一把锄头。刚刚到了地里，就听到西边的森林那边有动静。寻声望去，发现有一个管形的东西在晨曦中闪闪发光。我还没有思考清楚那是一个什么东西，就听呼啦一声——树丛动后，几个光着上身、面色黑紫的人出现了。令人害怕的是，他们手中的枪、箭，都对准了我。我意识到自己遇到了麻烦。他们是毛利人。我从学校里知道，我们的父辈做了对不住他们的事。我们所住的村子，我们所耕种的土地，原来都是属于他们的。后来他们被赶进了森林，失去了一切。话再说回来：他们向我举起了枪，他们的箭瞄准了我。我第一个反应是想向他们表示谢罪之情。可随后想到，我不懂他们的语言，我要讲的话他们也听不懂。当时，我手里还拿着那把锄头。我知道，这很可能是一种准备抵抗的表示。我想我应该把它扔掉。我这样……”　　　　
　　　　说到这里，迈特纳立刻叫了起来：“不，您不能那样。那样，您的动作一出，他们会认为您真的要反抗而扣动扳机了！”　　　　
　　　　卢瑟福表现得很严肃，道：“你说得不错，他们真的产生了误会，一齐扣动了扳机……”　　　　
　　　　迈特纳用双手捂起了脸。其他人也都“进入了情况”。　　　　
　　　　这时，卢瑟福大笑起来，道：“这个情节自然是杜撰，否则，今年的诺贝尔奖的得主就会是另外一个人了……”　　　　
　　　　迈特纳自然也变得轻松起来，她问：“那么，您是如何脱险的呢？”　　　　
　　　　卢瑟福道：“我想到，扔锄头的动作绝对不可做。我先是向他们做了一个滑稽的鬼脸儿，尔后，轻轻地、缓缓地把锄头戳在地上，然后慢慢地来了一个倒立，前胸冲着他们，头向后仰着，然后倒着两只手，向桥的方向‘走’去——我听到了毛利人的笑声……”　　　　
　　　　当天大家过得十分开心。　　　　
　　　　最终，卢瑟福想清楚了，他宣布了思考结果，从而震惊了世界　　　　
　　　　卢瑟福从斯德哥尔摩回来，依然被原来的问题折磨着。　　　　
　　　　他之所以长时间解不开“扣子”，还是由于那个“葡萄干布丁”模型在作怪。“坚实”和“空洞”一直在他的脑子里打架。长时间里，他冲不出“坚实”的框框。菲利普·莱纳德的那个空虚的“星体”，在他的脑子里还战不过他的老师的那个坚硬的“布丁”。　　　　
　　　　但科学就是科学，最后，卢瑟福终于冲出“牢笼”。这用了他一年多的时间。　　　　
　　　　一个基本事实是：那个“一颗15英寸的炮弹射向一张绵纸，而它却反弹回来”的事实，只能说明：整个原子是一个“巨大的体系”，在这个体系的中央有一个微小的核，原子的绝大部分的质量集中在这个核上。在星体空间里，当质量比这个核轻得多的α粒子射向它、接近它时，它靠着自己的巨大斥力把α粒子推开，使α粒子的轨道弯曲，最后使α粒子反转，正像彗星飞向太阳然后离去一样。　　　　
　　　　卢瑟福公布了他的那个核，又一次轰动了世界。　　　　
　　　　


第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起汤姆生的“葡萄干布丁”模型

　　　　卢瑟福提出了自己的原子模型。他把原子的结构描述成了“行星式”，即一个或数个电子围绕着核在转动。从此，“行星”模型取代“葡萄干布丁”模型，统治了科学世界。　　　　
　　　　可以看出，“行星式”模型较“葡萄干布丁”模型更加接近了实际：一、原子内部出现了空间，原子不再被描绘为“实”的东西。二、电子动了起来，在无外力的情况下，它自身在旋转。　　　　
　　　　原子的行星模型对人们理解原子结构式样、对解释科学实验中出现的某些现象，产生了积极作用。　　　　
　　　　但行星式模型本身与原子实际结构一样，需要理论方面的突破：从理论上讲，电子围绕原子核旋转，自身会失去能量。能量越来越少，会迫使电子的运行的圆形轨道越来越小，最后坠落。可实际上，原子的结构是稳定的，就是说，并不曾出现这种电子“坠落”的情形。这是怎么回事呢？电子失去的能量从哪里不断得到了补充从而维持这种稳定呢？这方面的问题也促使人们做出回答。　　　　
　　　　


第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起玻尔来到曼彻斯特卢瑟福的实验室

　　　　“葡萄干布丁”模型也好，“行星”模型也好，都存在着重大理论缺陷：它们都无法表示分裂，而且“行星”模型结构上存在着不稳定性。缺陷将由另一位天才来弥补。这个天才就是尼尔斯·玻尔。　　　　
　　　　卢瑟福的行星式原子结构在当时被看作是正确的，它被核物理学界所普遍接受。　　　　
　　　　但是，这个结构的设想存在着理论上的困难，这我们在上一章已经指明。　　　　
　　　　只是，当时，这种理论上的困难长时间内谁也没有认识到它。　　　　
　　　　可这种矛盾是客观存在着的，它迟早会被人看到，被人解决。　　　　
　　　　看到并解决这一矛盾的人最终出现了。　　　　
　　　　1912年3月，一个丹麦人，离开剑桥来到曼彻斯特卢瑟福的实验室。他的名字是尼尔斯·亨德利克·戴维·玻尔。那时他27岁。　　　　
　　　　欧内斯特·卢瑟福在麦吉尔的同事、传记作家A·S·伊夫记录了当时的场面，他写道：“一个瘦小的男子来到这里，卢瑟福立即把他带到书房去了。卢瑟福夫人对我解释说，来访者是一个年轻的丹麦人，她的丈夫对这位年轻人的工作评价非常之高。毫无疑问，这个年轻人就是尼尔斯·玻尔！”　　　　
　　　　一直到后来，人们也无法弄清楚，伊夫为什么使用了“瘦小”二字来形容当时的玻尔。实际上，玻尔既不瘦，也不小。他是一个高个子，仪表堂堂，长有一个巨大的圆形头，一个长而大的下巴，一双大手。他是一个不平常的运动员。在大学时，他的足球战绩给丹麦人留下了不可磨灭的印象，人们看他的比赛，曾无数次为他欢呼。他还溜冰、骑自行车并驾驶帆船。他乒乓球打遍天下无敌手，是没有败绩的。他上台阶经常是一步跨两级。年轻时他确实比后来瘦一些，他那一头蓬乱向后梳的头发也可能让像伊夫这样年纪的人——伊夫比卢瑟福还大12岁呢——看来有点孩子气。但是，无论如何尼尔斯·玻尔绝不能被说成是“瘦小的”。　　　　
　　　　我们已经讲了，尼尔斯·玻尔将解决卢瑟福提出的原子结构的理论难题——当然，他要解决的难题不仅于此。那么，他究竟是怎样的一个人呢？他有怎样的成长背景呢？他做了些什么事情呢？　　　　
　　　　人们普遍认为，尼尔斯·玻尔对20世纪物理学的贡献，仅次于爱因斯坦。　　　　
　　　　就他对核物理学所做的事情而言，换句话说，就本书而言，尼尔斯·玻尔所起的作用要重于爱因斯坦。既然如此，对于玻尔，我们就必然不惜笔墨加以介绍了。　　　　
　　　　尼尔斯·玻尔的成长背景与卢瑟福比起来是大有不同的。


第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起巢中的雏鸟

　　　　1888年一个秋天，克里斯琴·玻尔——他是哥本哈根大学的生物学教授——像往常一样，晚饭后，他领着他的3岁的儿子走出面对克里斯琴堡宫——这里是国会所在地——的宅子，到远一点的地方去散步。在一片树林前他们停下。这里有一排长木凳，他们在其中的一条凳子上坐了下来。　　　　
　　　　这里空气清新，瑟瑟秋风吹着，片片树叶被风吹落，在空中慢悠悠地飘一阵子之后落在了地上。　　　　
　　　　克里斯琴·玻尔手中有一根手杖，他用手杖把凳子前落下的树叶拨开，然后，依然是用手杖在土地上画了一棵树。　　　　
　　　　画完，他告诉儿子，哪里是树干，哪里是树枝，哪里是树叶，最后他要让儿子明白，树，就是由这样的几个部分组成的。　　　　
　　　　儿子听到了他的话，但是，半天没有说什么。　　　　
　　　　克里斯琴·玻尔知道，儿子这是在思考，他不想打搅儿子。　　　　
　　　　过了一会儿，儿子说话了：　　　　
　　　　“爸，您再画一棵……”　　　　
　　　　克里斯琴·玻尔按照儿子的请求又画了一棵树。　　　　
　　　　树画完了，儿子却摇着头。　　　　
　　　　“怎么，画得不像吗？”父亲问。　　　　
　　　　儿子依然摇着头，再次请求：“您再画一棵……”　　　　
　　　　克里斯琴·玻尔又画了一棵。　　　　
　　　　儿子还是摇头。　　　　
　　　　“怎么，哪里有什么不对劲吗？”　　　　
　　　　儿子说话了：“怎么每次都是先有个身子、枝子、叶子……”　　　　
　　　　父亲不明白儿子的意思，问：“难道不是这样吗？我刚刚给你讲过，整个一棵树就是由它们组成的……”　　　　
　　　　“可，它们都是树的一部分，没有树，怎么会有它们？您画的时候，总是先画出它们——您不能立刻就让它有一棵树吗？”　　　　
　　　　父亲终于明白了儿子的意思。他陷入了深思。　　　　
　　　　一个怪孩子——一个聪明的孩子！　　　　
　　　　“也许你是对的，尼尔斯！问题确实应该这样认识，树是一个整体，身子、枝子、叶子，都是树的一个部分——应该说整体分成部分，而不应该说部分组成了整体。”　　　　
　　　　儿子似乎没有听到父亲的话，依旧在思考着什么。　　　　
　　　　“看来，你应该学些更重要的东西了。”父亲又说了一句。　　　　
　　　　克里斯琴·玻尔家里有一个定期的聚会。除克里斯琴·玻尔本人外，还有当时丹麦的几位名人，其中包括哲学家哈拉尔德·霍夫丁。他们都是丹麦皇家文理科学院的会员。　　　　
　　　　星期五是他们聚会的日子。每到这一天，尼尔斯·玻尔和他的弟弟哈拉尔德·玻尔就高兴起来。大人们争论的问题他们听不懂，但尼尔斯不但喜欢看父亲与其他叔叔争执的场面，而且喜欢听大人那些他听不明白的对话，而且，要是整个对话他一句都没有听懂，他就越发高兴听。　　　　
　　　　这天尼尔斯·玻尔就很高兴——大人们这次讨论的是关于活力论与机械论的问题。他们分成了两个阵营。克里斯琴·玻尔属于一个阵营，他们相信世界是有目的的。哈拉尔德·霍夫丁属于另一个阵营，他们相信世界是按照机遇或以反复不连贯的周期自动运行的。双方的争论尼尔斯·玻尔一点也听不懂，但见父亲和哈拉尔德·霍夫丁都争得面红耳赤。　　　　
　　　　当然，当争论偃旗息鼓之时，朋友间便恢复温情脉脉的常态。这次又是如此。争论结束之后，哈拉尔德·霍夫丁把在膝下的尼尔斯·玻尔拉到怀里，问：“尼尔斯·玻尔，你倒说说，我和克里斯琴·玻尔哪个掌握着真理？”　　　　
　　　　尼尔斯·玻尔道：“我没有弄明白你们争执的问题，不便表示站在哪一方面。”　　　　
　　　　大人们都乐了。　　　　
　　　　


第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起学生时代的玻尔

　　　　尼尔斯·玻尔上学了，他功课可以，但书写上发生了困难。母亲开始成了他的忠实的抄写员，他把作业讲给她听，她替儿子把它抄写下来。　　　　
　　　　写作的困难尤其大。母亲自然再次帮他。他写作的方式不是独自在心中把文章作好，然后叫来“抄写员”，由他“口授”把文章记录下来，而是吃力地当场作文，弄得“抄写员”必须长时间地等着他，苦不堪言。　　　　
　　　　这从小形成了习惯。于是，后来，便有许许多多玻尔论文抄写方面的逸事传下来。例如有一次，玻尔一篇重要论文发表前，为了取得批评意见，他曾不断向在苏黎世的奥地利理论物理学家沃尔夫冈·泡利发出请求，泡利知道玻尔的毛病，于是警觉起来，回答玻尔说：“假如最后的清样已经送走，那我愿意效劳。”　　　　
　　　　整个中学时代，没有更多有关玻尔的资料留下来。人们知道，他当时最喜爱的一段引文是席勒的两行诗：　　　　
　　　　　　　　只有整体导向明确，　　　　
　　　　　　　　而真理则在深渊中。　　　　
　　　　1903年秋，18岁的玻尔进入哥本哈根大学。　　　　
　　　　玻尔在大学成为“知名人士”，是由于足球。这我们已经在前面讲过了。　　　　
　　　　而他的弟弟哈拉尔德无论学业上还是足球方面，都走到了尼尔斯的前头——早于尼尔斯获得物理硕士学位，并且，作为国家足球运动员参加了奥运会。


第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起玻尔的第一篇论文

　　　　大学学习终于为玻尔迎来一次机会。　　　　
　　　　每年，丹麦皇家文理科学院都宣布一批为期两年的研究课题，给课题入选者两年的时间，到时科学院对入选论文进行评定，第一名授予金奖，第二名授予银奖。　　　　
　　　　1905年的物理问题是确定若干液体的表面张力。这个题目出自英国诺贝尔奖获得者瑞利勋爵，他提出问题后，还一直没有人试验过。　　　　
　　　　玻尔接受了这项挑战。　　　　
　　　　他在生理实验室进行这项实验。在那里，他曾多年观看并在后来协助他父亲工作，学到了实验的技巧。所有的工作全部由玻尔自己动手。他入了迷。　　　　
　　　　　　　　每次取得一个数值都需要若干个小时，而且实验必须在夜间进行，因为夜间实验室空着，能保证水柱不被别的实验的震动所干扰。　　　　
　　　　无疑，这是一项进度缓慢的工作，而实际上玻尔也不着急。反正科学院给了两年的时间。　　　　
　　　　玻尔老是发现一些新的细节，迫使自己去闹清楚。这也是实验时间被拖长的一个原因。　　　　
　　　　到临近末了，克里斯琴·玻尔感到儿子把实验拖延得太久了，于是，他硬性给儿子规定了实验完成和论文完成的期限。　　　　
　　　　最后，实验总算是搞完了，下面转入论文的撰写。为了提高写论文的速度，他父亲把他送到了乡下。　　　　
　　　　　　　　玻尔去了他爸爸的一个朋友在哥本哈根北边乡间的一所住宅。弟弟哈拉尔德也跟着去了，以便给玻尔“抄写”论文。尼尔斯搞出了一篇114页的论文。　　　　
　　　　　　　　这是玻尔的第一篇科学论文。论文不但报告测定了水的表面张力，而且“极好地”引申了瑞利的理论。　　　　
　　　　它获得了金奖。　　　　
　　　　1909年，伦敦皇家