大家晓得查德威克的为人,即使像这样的欢快场合,他也是从来不讲假话的,于是,大家一起大笑了起来。
玛丽·卢瑟福是第一次听到查德威克这样的故事,也跟着大笑不止。然后问:“那次他是不是被录取了?”
卢瑟福回答说:“当然,要不,他如今怎么会在卢瑟福爵士麾下!”
然后,卢瑟福对查德威克讲:“后面的事你自己来跟大家讲一讲……”
查德威克讲起来,他充满了感激之情,但讲得自然朴实:“我改学了物理,自然是在曼彻斯特大学。第一年我感到恼火,班太大,嘈杂,令人感到头疼。第二年我听老师讲他在新西兰时的实验,我改变了对物理的印象。第三年,老师给了我一项研究计划。我天生胆小、怕羞,而且又赶上我发现那项计划中隐藏着一个严重障碍,我又不敢把它指出来,于是与老师发生了误会,老师以为我故意在绕过去。后来,是老师自己发现了那个障碍……”
这时,卢瑟福插进来道:“中国有一句古语:人非圣贤,孰能无过?我向学生道了歉……”
查德威克变得不好意思起来。
卢瑟福道:“讲下去……”
查德威克道:“再往下讲就离题了……”
卢瑟福:“离什么题?我让你讲的,就是《诺贝尔奖得主詹姆斯·查德威克略传》,讲!”
查德威克更加不好意思起来。
卢瑟福再次督促他:“讲!”
查德威克继续道:“1911年,我在曼彻斯特大学毕了业……”
卢瑟福:“你省略了一个情节。”
查德威克道:“以头等荣誉……”
卢瑟福:“这就对了。一个原本学数学的学生,学了物理,最后以头等荣誉毕业,此皆卢瑟福爵士之力也!”
众人笑了起来,并热烈地鼓起掌来。
查德威克继续道:“我留下攻读硕士学位,两年后得到硕士学位,并……”他看了卢瑟福一眼,卢瑟福故意不理他,他继续道,“得到一项重要研究奖金。此后,老师推荐我去了柏林,在盖革手下工作。在那里,我有幸认识了爱因斯坦、哈恩和迈特纳。而这时,战争插了进来。盖革应征入伍。我作为敌侨不能再呆下去了。盖革临行前,赠给我一张200马克的私人支票,要我买票赶快离开德国。但有些朋友劝我等一等,以免匆忙遇上德军军车。后来我买到了去荷兰的车票,但旅行社建议我走中立的瑞士。我听从了,留下来等合适的车次,但迟了。我因发表‘颠覆性言论’而被捕——那时,讲英语就被视为发表‘颠覆性言论’。我在柏林被关了10天,是盖革实验室出面我才得到释放。而出来之后我并没有得到自由——德皇政府命令对所有在德国的英国人实行战时拘留。我被关在了鲁雷木,四年,饥饿,冬季的严寒,寂寞……但我觉得自己成熟了。停战协定签定后,我回到了曼彻斯特,当时我手上只有11英镑,是老师再次接受了我……”
查德威克哭了起来。
大家都被感动了。
卢瑟福道:“这就是一个未来诺贝尔奖获得者的青年时代。它,连同传主的不屈不挠的精神和勤奋品格,会有报偿的!”
第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起看到了新访客认作老朋友
无论在“核物理的史前时期”还是在“核物理的历史时期”,这门科学每前进一步,几乎都离不开法国“居里家族”所做出的贡献。只是,他们似乎总是命运不佳,往往是:他们的成果总是后人一步。在大多数情况下,他们起到了搭梯的作用。因此说,他们的功劳是不可磨灭的。
这次他们“看到了新访客,可认作了老朋友”——他们看到了中子,可他们把它们依然当成了γ射线。这表明,他们又在发现中子的门槛前停了下来。
在卢瑟福和查德威克苦苦寻找中子而无果的时候,在巴黎,居里家族却与中子碰了面。
1928年,德国物理学家瓦尔特·博特和他的学生赫伯特·贝克尔用α粒子轰击铍,实验中出现了“不名能量”。他们的实验结果公布后引起科学家们的广泛关注,纷纷起来为多出的能寻找来源。
居里家族捷足先登。
这时,居里家族的主要成员除玛丽·居里之外,还有她的女儿艾琳纳·居里和女婿弗雷德里克·约里奥。艾琳纳·居里和弗雷德里克·约里奥于1927年结婚。
这期间,玛丽·居里在法国政府的资助下创建了镭研究所。研究所得天独厚的条件是有丰富的钋源。这是因为,当时各国的医生都用氡治疗癌症。而氡在一定的时间里就会自然衰变为三种同位素,钋就是其中的一种。这样,许多医生为了对发现镭的玛丽·居里表示敬意,就把氡的衰变物送到巴黎的镭研究所。正好,艾琳纳·居里和弗雷德里克·约里奥已经掌握了氡的衰变物的分离技术,因此,他们很容易地将钋从混合物中提炼出来。他们手上有了大量的钋。钋是轰击铍的有效放射源。
很快他们就有了第一批实验结果,发现铍的辐射要比博特、贝克尔公布的辐射穿透力强——测得的辐射能量为进行轰击的α粒子能量的三倍。
他们进一步实验,目的是检查铍辐射能不能像α粒子那样,在物质中打出质子来。他们在电离室内装了一个小窗子,然后把不同的材料紧靠在窗口的辐射通道上。他们试了含有氢的石蜡等。这没有让他们发现什么质子。但是,当把石蜡等薄片放近窗口时,他们观察到了一种现象: 电离比平常时大了起来。这引起了他们的注意。他们随后做了一系列的实验,最后得出结论:电离的增加,是含氢物质放出质子的结果。就是说,这是铍辐射和氢原子核之间的“弹性碰撞”,犹如台球或玻璃弹子的碰撞。
这意味着什么呢?
如果下一步走对了,居里家族就得到了发现中子的优先权。
可惜的是,他们走错了路,认错了人,把一个来访的新客,当成了旧相识。
他们没有读过卢瑟福的贝克尔讲演,因为在他们的经验中,这种讲演往往是以前报道过的工作的重复叙述。卢瑟福以往的工作论述,他们都知道了,因此,没有必要再花时间去阅读它。因此,他们还没有想到存在一种中性粒子的可能性。
他们仍然保持他们原来的信念,认为从铍产生的有穿透力的辐射只能是γ辐射,而不可能是别的什么。
1932年1月18日,约里奥—居里夫妇把他们的发现,即石蜡被铍辐射轰击时放出的高速质子,报告给了法国科学院。他们随即发表了论文,题目是:《含氢物质被强γ射线照射时放出高速质子》。
第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起认出了中子
查德威克看了居里家族的报告后说:这是不可能的。他改变了方向,立即把一种新的粒子抓住了。他完成核物理学划时代的发现——认出了中子
这可能吗?使铍产生这一效应的如果是γ射线,那就犹如一个玻璃弹子,无论它能量多大,也不可能使一颗射来的摧毁性炮弹发生偏转。
γ射线可以偏转电子。这已被美国实验物理学家阿瑟·霍利·康普顿所证实,并以发现者的名字标为“康普顿效应”。
但质子的质量比电子大1836倍,因此,γ射线便难以推动质子。而如果质子真的被推动了,那推动它的一定是别的什么。
2月初,约里奥—居里夫妇的论文到了卡文迪许。
查德威克吃惊了:这是不可能的!
他立即把消息告诉了卢瑟福。长期以来,卡文迪许形成了一个习惯,每天上午11点前后,大家要聚到卢瑟福那里,告诉他一切有意思的新闻,并讨论实验室在进行中的工作。当时还不到那一时刻,查德威克就跑去见卢瑟福,把约里奥—居里的观测告诉给了他。查德威克看到,卢瑟福变得越来越惊异,最后,他大声喊道:“不相信!”
查德威克动手重复了约里奥的实验。他相信,一定有某种全新并且是奇特的东西将要问世。
查德威克重复约里奥—居里的实验后自己又另辟新径,做自己的实验。他拿开了石蜡片,观察其他元素直接被辐射轰击会发生什么情况。他在电离室窗口前放上了固体元素,锂、铍、硼、炭等等。尔后,他又把氢、氦、氮、氧和氩等气体元素打入电离室以代替其中的空气。结果,在所有情况下,波形跳动都增加了。强有力的铍辐射从查德威克所测试的所有元素中都打出了质子,而且从每种元素打出的数目大体相同。
这样,他否定了约里奥的结论,说:“如果我们假设辐射不是γ辐射而是其质量与质子很接近的一种新粒子,那么,所有与碰撞相关的困难,如它们的频率以及传给不同质量的能量等等,就全部消失了。”
他进一步指出:“为了解释这种辐射的强大穿透力,我们还必须假设这种粒子不带正电也不带负电……我们可以假定它就是卢瑟福在1920年贝克尔讲演中所谈到过的‘中子’。”
当约里奥—居里夫妇读到查德威克最后这句话的时候,他们深深地也是合理地感到了苦恼。
中子终于被发现了。从卢瑟福1920年在贝克尔讲演中提到它并且号召人们努力地寻找它,已经过去了12个年头。查德威克原做的实验走错了路,没有成功。约里奥·居里走对了路,但认错了人。最后,查德威克照约里奥·居里的路走下去,获得了成功。
卢瑟福实现了两个预言:第一,中子被找到了。第二,查德威克从未来的诺贝尔奖获得者成了真正的诺贝尔奖的得主——1935年,他得到了诺贝尔物理奖。
查德威克发现了一种新的基本粒子,物质的第三个基本成分。正是这个中性物质增加了元素的重量而不增加电荷。人们彻底弄明白了,两个质子和两个中子组成一个氢核,7个质子和7个中子组成一个氮核,47个质子和60 个中子组成一个银核,56个质子和81个中子组成一个钡核,92 个质子和146(或147)个中子组成一个铀核,如此等等。
由于中子同一个质子的质量相当,但不带电荷,它便几乎不受核周围的电子壳的影响,核本身的电子屏障也挡不住它。就是说,它是具有惊人穿透力的新的核探测物。
中子被发现后,已经在美国的汉斯·贝蒂说:“中子发现前是核物理的史前时期,中子发现后才开始了核物理学的历史。”
汉斯·贝蒂的认识是深刻的。原子只有破裂时才能释放出其内部的无限能量。而中子是对原子核进行轰击使它破裂的惟一有效武器。进一步:真正让原子的能量释放出来,只有实现原子的“链式反应”才成。而引起这种反应的,又是“第二代中子”。可以这样讲:没有对中子的认识和把握,就没有原子弹。
中子的发现等于宣布:核物理学的历史正式开元了!
第一部分:核物理界又一颗巨星冉冉升起一次会议的启动
事情就是这样,人们想做工,就想到打造工具。工具一旦打造完毕,它就被派上�