19世纪与20世纪之交,欧内斯特 · 卢瑟福(Ernest Rutherford)是快速发展的放射性物理学领域冉冉升起的明星。当时,放射性研究的竞争日趋激烈,而因种种原因选择在加拿大任职的卢瑟福因远离欧洲(当时的物理学研究中心)而忧心忡忡。为了跟当时的同行——包括居里夫人、贝克勒尔等竞争,他经历了怎样的过程,又采取了什么样策略?令人感叹的是,他采取的策略不仅成就了自己——获得了1908年诺贝尔化学奖,还“捧红”了《自然》杂志。
他在信中对汤姆孙说:“相比在卡文迪许实验室工作的多年时光,我觉得自己现在有些脱离主流科学界,并且失去了很多与对物理学感兴趣的人交流的机会。我认为,这种孤立感正是外派物理学家前往英国殖民地任教的一大缺陷。”
卢瑟福还在信中恳请汤姆孙,如果英国本土出现了空缺的教授职位,一定要告诉他。然而,汤姆孙当时也没有可以推荐给卢瑟福的任何职位,后者似乎完全没有希望回到英国本土。
卢瑟福在给家里的一封信中写道:“对导师汤姆孙,我给出了自己能想到的最高敬意。”
1898年,他证明有两种不同类型的铀射线,并命名为“α射线”和“β射线”。α射线带正电,并且很容易被大多数物质吸收;β射线带负电,并且可以几乎完全不受阻碍地穿过金属。
卢瑟福的实验简洁而精妙:他找来了一块铀,然后不断在上面覆盖薄铝片;铀上的薄铝片每增加一层,他就测定一次铀电离气体的能力。结果证明,带正电的α射线无法穿过3层薄铝片,但β射线却能电离12层薄铝片之外的气体。
举个例子,卢瑟福和布鲁克斯在1899-1900年间完成的早期研究成果,直到1902年才正式发表。相比之下,像贝克勒尔和居里夫妇这些“领先者”,他们的论文初稿只需要几天就能送到顶级期刊《法国科学院通报》的编辑办公室,这显然要大大领先于卢瑟福。
1934年卡文迪许实验室成员合影,其中包括詹姆斯·查德威克(前排左起第三位)、J. J. 汤姆孙(前排左起第六位)和欧内斯特·卢瑟福(前排左起第七位)
本文经授权转载自微信公众号“世界科学”。资料来源:Ernest Rutherford’s ambitions
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