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前面我们已经分享了卢瑟福的“鳄鱼精神”!
今天我们将继续跟大家分享——原子核物理之父卢瑟夫
这一节我们介绍卢瑟福打开原子世界的大门!
在卢瑟福的全面指导下,卡文迪许的查德威克做了多年耐心的研究后,于 1932 年发现了原子核中的中性粒子(即中子),从而证实了卢瑟福的预见。查德威克认为如果他们在 1920 年听了卢瑟福的报告,他们会更早地发现中子。虽然在 1932 年大家都认为这一发现很重要,但是当时没有一个人意识到它对人类的巨大意义。这一意义在 10 多年后才以震撼世界之势表现出来——用于制造原子弹和氢弹。
图87-1 查德威克
同年,卡文迪许实验室的科克罗夫特和瓦尔顿这两位才能卓越的年轻人,设计出一台 60 万伏的高压倍加器,成功地完成了人类历史上第一次原子核人工裂变:用约 12.5 万电子伏的能量使锂嬗变为氦。这台仪器以卢瑟福的一本书名《当代炼金术》来命名,在科学界震动很大,许多报纸都在头版位置刊登了这条新闻。 1932 年 4 月 20 日,卢瑟福向皇家协会介绍了这台仪器。他虽然用十分平静和不加渲染的语调来叙述这件事,但与会者都有一个共同的感觉:一个新时代——原子时代即将到来。
接着,卢瑟福指导他的学生在实验室里进行了元素的人工嬗变。经过一系列的实验,一种元素锂被另一种元素氢所渗透,分裂成两个氦原子。善于猎奇的报纸抓住了这一重要消息。并以显著位置刊登了这条新闻——“原子分裂了!”。
图87-2 卢瑟福
1933 年 9 月,卢瑟福在不列颠学会发表了演说,针对报纸上的一种意见——将来总有一天,原子能要成为工业的一个动力,他发表了自己的看法:“通过这些方法,我们可能获得比目前提供的质子高得多的能量,但一般说来,我们不能指望通过这种途径来取得能量。这种生产能的方法是极端可怜的,效率也是极低的。把原子嬗变看成是一种动力来源,只不过是纸上谈兵而已。”
在上述演讲之后 20 年内,英国建成了一座原子能发电站,在核能源被广泛利用的今天,我们看这段话更会感到不值一驳。卢瑟福曾作出过很多预测,虽然历来都是正确的,但这一次,与会者大多数人都感到他对将来利用原子能的可能性,未免过于悲观了。卢瑟福为什么如此低估他和他的助手们的研究成果呢?为什么连普遍老太婆都看到的原子前景,而在实验中证实了这种前景确实存在的科学家反而讳莫如深呢?
这是个谜,有些人企图揭示这个谜。有的说,这是卢瑟福在他一帆风顺的科学生涯中走错了几乎是仅有的一步。他对于将来利用原子能的可能性如此悲观,是因为当时人们尚不知道存在铀的同位素——铀-235,也没有掌握利用中子的方法,建造原子能发电站所要依据的原子反应堆原理,当时也还没有形成。又有的说,卢瑟福作为一个实验物理学家无疑是杰出的,但他对待理论的物理学,特别是对当时取得了重大成就的量子力学是没有好感的。还有一种说法:由于卢瑟福和他的助手们在实验中亲眼看到了原子能的巨大威力,当社会上吵吵嚷嚷的时候,为了避免更大的混乱和恐惧,于是把一般人都能看得出的利用原子能的前景,用秘而不宣的办法回避过去。但是,不管怎么说,卢瑟福为原子时代的到来奠定了基础,在打开原子世界的大门这一划时代的行动中,他和他的学生、助手起了最重要的、决定性的作用。
今天就先跟大家分享到这里,明天我们继续为大家分享——晚年仍充满热情的卢瑟福!
主编圈点:有了卢瑟福对于原子核的发现,才有了后来氢弹和原子弹的诞生,从这个意义上来说,卢瑟福是原子核父也是实至名归!
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