中外科学家发明家丛书:卢瑟福- 第3部分

　　　　　就在这一年，他出版了这一理论的著作，并正式提出了原子的核模型。　

这种理论使原子的面目豁然清晰起来，从而奠定了原子核物理学的基础。　

　　　　　原子具有核结构这一物理学思想，对于当时的物理学家和化学家震动很　

大。曾经在曼彻斯特工作的物理学家玻尔，在　1930年回忆这段科学生涯时　

说：“对于每一个像我这样有幸在20多年前访问过剑桥和曼彻斯特实验室，　

并且在一些伟大的物理学家的启示下工作过的人，几乎每天都亲眼看到前人　

所不知道的自然界事物被揭露，这是一种永远难忘的经历。我记得，1912年　

春天，在卢瑟福的学生中展开的、对于原子核的发现所展示的整个物理学和　

化学前景的讨论的热情，犹如发生在昨天那样。”　

　　　　　曼彻斯特的实验室已经无法容纳聚集在卢瑟福周围的所有学生和其他研　

究人员了，于是实验室作了相当大的扩建。在卢瑟福的实验室工作的很多青　

年以后成了著名的科学家、诺贝尔奖金获得者，如玻尔、查得威克、莫斯利　

等。在卢瑟福原子核模型的基础上，玻尔不久提出了更为详细的原子结构学　


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说。到1904年第一次世界大战爆发前，曼彻斯特大学，尤其是卢瑟福所负责　

的物理实验室，已成为世界科学的中心了。海森堡称卢瑟福是“近代原子物　

理学的真正奠基者”。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　五、在战火纷飞的年月　



　　　　　卢瑟福在曼彻斯特度过的几年是非常愉快的。他的周围有一群热情的合　

作者，他接受了无数的荣誉学位，并获得科学界的最高荣誉——诺贝尔奖。　

在1913年的不列颠学会会议上，居里夫人向记者谈起卢瑟福，她说：“我愿　

向英国进一句忠言，你们应当密切注视卢瑟福博士的发展。”1914年初，他　

被授予爵士勋章。1914年7月，当他在新西兰的母校作“元素的演变”的演　

说时，第一次世界大战爆发了。　

　　　　　仅仅几个月的时间，卢瑟福的实验室在战争的烟火中分崩离析了。他的　

助手和研究生，几乎全部被征去服兵役。但是卢瑟福从来未想过要停止他的　

工作，即使在震撼世界的大搏斗中，纯科学的天真的幻想仍然占据着他的心　

灵。但是他也曾通知英国政府，只要对反侵略战争有利，他将时刻准备承担　

他认为合适的工作。　

　　　　　他的一位最有才能的同事，年轻的物理学家莫斯利也参军了。卢瑟福打　

算要他离开前线回到他这儿来。但是在1915年8月，莫斯利在达达尼尔战役　

中不幸头部中弹牺牲，年仅27岁。这是科学界的重大损失，对此卢瑟福非常　

悲痛，以后他曾多次提起莫斯利的名字。　

　　　　　大约在1915年7月，卢瑟福本人也被卷进了战争的旋涡。他受命在英国　

海军本部的发明和研究部工作，这个部门负责处置水雷、潜水艇和探照灯。　

　　　　　卢瑟福感到，如果要从事任何对侦察潜水艇有益的工作，就必须拥有一　

些用于实际工作的仪器设备。当时英国有一艘部队运输船在希腊海岸被潜水　

艇击沉，损失上千人。他深切地感到他的工作的巨大价值。正是这种热情使　

他由α粒子一下子转到潜水艇上来。　

　　　　　他在曼彻斯特实验室的地下室里安装了一个巨大的水箱，开始研究这项　

对他和其他大多数人都很陌生的新课题——水下声学。他认为，利用某种水　

下侦察器来发现潜水艇是可能的，于是他就根据这一设想迅速行动起来。　

　　　　　有一次，卢瑟福与佩吉特访问了福斯湾军港。他们乘船来到一艘英国潜　

水艇正在演习的地方。因为佩吉特耳朵特别“灵”，他就将身体紧贴在船边，　

把头没入水中，聚精会神地听着，卢瑟福紧紧抱住他的同伴的脚。最后，卢　

瑟福将他从水中拖出来，让他说出发动机在水中发出的声音。每当卢瑟福提　

起此事时，他总爱顽皮地眨一眨眼睛，开玩笑地说：“那时候，我真不知道　

该不该撒手呢？”　

　　　　　经过一段时间的探索，卢瑟福改进了一种定向水听器，随后一位船长在　

船上拖了一枚水雷外出，采用这种水听器，发现并成功地击沉了一艘德国的　

潜水艇。　

　　　　　卢瑟福还对水下侦察和记录的各种问题进行了研究和实验。　

　　　　　1917年美国参战后，英法两国决定派遣一个联合委员会，同美国专家会　

晤，以便让他们了解某些切实可行的侦察潜水艇的仪器。卢瑟福和皇家海军　

中校布里奇代表英国政府，担任联合委员会的成员。5月，卢瑟福和布里奇　

先到巴黎同法国专家会晤。两周后，卢瑟福冒着敌军潜水艇袭击的危险，横　


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渡英吉利海峡，辗转到了华盛顿。经过联合委员会的一番活动，一支庞大的　

美国水雷分遣队上了船，开赴欧洲。参加歼灭德军潜水艇的战斗。美军随身　

带去一头山羊，把它当成吉祥之物。那时战船已经航行数日，到达大西洋中　

途时，一天晚上，卢瑟福发觉一头山羊正好睡在他的卧铺下面。他暴怒地按　

了电铃，他向应声而来的服务员抱怨这件事，服务员却若无其事地说：“这　

是吉祥之物，先生，这头山羊已在这儿睡了好几个晚上了。”　

　　　　　卢瑟福每天为海军本部所做的工作，足以使大多数人一天24小时之内忙　

得团团转，但是卢瑟福不能把他过去几年里一直关心的原子结构问题完全撇　

在一边。他仍然设法挤出时间，继续研究这些纯科学的问题。　

　　　　　1918年秋季，卢瑟福利用与法国当局商谈有关潜水艇的某些问题的机　

会，与法国物理学家兰格文探讨了原子问题。据说有一天，卢瑟福没有去参　

加讨论反潜艇新方法的英国专家委员会会议。当有人就这件事向他提出指责　

时，这位刚毅的新西兰人强烈地抗议说：“请你说话客气点儿吧！我正忙着　

做实验，这些实验能够证明，原子可以用人工方法发生突变，这样的前景要　

比战争重要得多。”　

　　　　　战争开始后，一度集中在曼彻斯特的物理学家，凡是来自敌国的都陆续　

回国了，来自欧洲以外地区的研究人员也想回到没有战争风云的祖国去。但　

这谈何容易，甚至连进行原子实验所需要的镭源也被断绝了。　

　　　　　在这艰难的岁月里，卢瑟福仍然孜孜不倦地进行他的α粒子实验。由于　

科研人员十分缺乏，他只好改用书信的形式，通过中立国同他的在德国和奥　

匈帝国的学生和朋友们保持学术上的联系。1915年，卢瑟福收到万耶尔从维　

也纳发出，中途经美国领事馆转寄给他的一封友好的长信。迈耶尔在信中向　

他报告说，一位在战前来到维也纳从事科学研究的美国人劳森，已在继续进　

行他的研究工作，他的研究成果在战争爆发后已被奥地利科学院所接受。卢　

瑟福的助手、德国青年盖革战争期间在德国军队服役。1915年，他经过中立　

国给他的老师写信说：“他曾在柏林度假，使他大为惊奇的是铀的交易在当　

时的柏林仍然十分兴隆。这些通信对卢瑟福的研究工作起了鼓舞和推动作　

用。　

　　　　　战争一结束，卢瑟福就以巨大的热情和精力，全心全意地投入到他原来　

的研究工作中去。1919年6月，当交战双方在巴黎召开会和会缔结条约的时　

候，卢瑟福在　《哲学杂志》上发表了论述他关于α粒子的一系列复杂的实验　

结果的论文。他在1918～1919年间所做的实验表明，用α粒子轰击氢气，取　

得的运动更快、穿透力强的新粒子就是氢核。他又使用氢以外的其他气体做　

实验，最后成功地表明，用α粒子轰击氮，也能获得氢核。其数量尽管是微　

不足道的，但这是人类历史上，第一次成功地运用人为的方法分裂了一颗原　

子！全部实验工作都是卢瑟福本人完成的。炼金术家多年以来所追求的，把　

一种物质变成另一种物质的幻想，终于变成了现实。　



　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　六、担任卡文迪许实验室主任　



　　　　　当初赏识卢瑟福的物理学家汤姆生，在一段时间曾身兼剑桥大学卡文迪　

许实验物理学教授和三一学院院长，这两个职位使他忙得不亦乐乎。所以，　

战争结束后，他打算辞去在卡文迪许的职务，只担任学院院长。卢瑟福是卡　

文迪许实验室主任的选择对象，虽然有人提出这个建议，但卢瑟福顾虑担任　


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这个职务可能会影响他们师生之间的友谊，甚至引起学术界的议论。他给汤　

姆生写信表明了自己的疑虑。汤姆生以最友好的笔调写了4封信，并且说他　

很高兴卢瑟福将到剑桥来工作。　

　　　　　4月2日，卢瑟福正式被剑桥大学录用，主持卡文迪许实验室的研究工　

作。他和汤姆生在融洽的气氛中达成了协议：在学期结束之前，继续由汤姆　

生来指导剑桥大学的工作，卢瑟福则完成他在曼彻斯特的工作；假期里，将　

由卢瑟福来承担实验室的领导工作。在此之前，汤姆生告诉卢瑟福，他已被　

推荐为三一学院的校友，这表明了汤姆生对他的学生兼好友卢瑟福的一片深　

情友谊。　

　　　　　卢瑟福恋恋不舍地离开了他苦心经营的曼彻斯特实验室。　

　　　　　卢瑟福在剑桥任职后不久，就开始在自己的周围聚集起一支生气勃勃的　

青年科学工作者的队伍。他又一次开始了频繁的通信活动。他用了几年的功　

夫，选择了一批非常出色的助手和学生。卢瑟福很喜欢他们，常常管他们叫　

　“孩子们”。卢瑟福没有亲生的儿子，这些“孩子们”都像他的亲生儿子那　

样，受到他的关怀和照顾。每当发现谁在搞什么新的发明，他就从早到晚地　

和他们一起进行实验、研究、甚至深夜里还往实验室打电话，给予有力的指　

导和亲切的鼓励。　

　　　　　丹麦物理学玻尔曾回忆说，卢瑟福最乐于关心年轻的学生，每当学生向　

他陈述自己的科学见解时，他总是像在倾听一位公认的科学权威的意见似　

的。卢瑟福提出原子核模型以后，玻尔提出改进意见，卢瑟福闻讯后，与玻　

尔作了多次长谈，并给予热情指导。玻尔一举成名的科学论文，就是由卢瑟　

福亲自审阅并推荐发表的。后来，他又全力支持玻尔创建理论物理研究所，　

这个研究所后来成为驰名世界的哥本哈根学派的中心。玻尔曾经多次说过：　

　“对我来说，卢瑟福教授几乎是我的第二个父亲。”　

　　　　　英国物理学家阿斯顿，是卢瑟福最优秀的助手之一，在卡文迪许从事同　

位素的研究。卢瑟福把从曼彻斯特带来的镭，全部交给阿斯顿和其他的助手　

一起使用。在卢瑟福的关怀和指导下，阿斯顿做成了一架质谱仪，并用它第　

一次测量某些同位素的质量，发现了许多非放射性的同位素。卢瑟福对阿斯　

顿的发现十分重视，并给予了高度的评价。　

　　　　　另一位卓越的青年科学家是苏联人卡皮查，他是卢瑟福一手培养起来的　

优秀科学家之一。他于1921年来到卡文迪许实验室工作，三年以后担任实验　

室的主任助理。他领导着一个“卡皮查俱乐部”，由大约20名青年人组成，　

其中有富于热情的澳大利亚人奥利凡特，有技术高超的最新电气仪表专家科　

克罗夫特，还有以超人的耐性闻名于科学界的费则尔。这个俱乐部每周集会　

一次，进行实验室工作以外的科学辩论。卡皮查在辩论中有一个习惯，就是　

每隔两分钟就要问一次：“为什么是这样？”　

　　　　　卢瑟福为卡皮查专门建造了一个高压实验室，并在科学上给予热情的指　

导。当卡皮查由于长期劳累而患病之后，让他到外地去疗养，后来又发给他　

麦克斯韦奖金，以帮助他完成学业。卡皮查对老师给他的关怀和悉心指导十　

分感动，他在给母亲的信中说，卢瑟福“就像慈父一样”地关心他。卡皮查　

也没有辜负老师的期望，总是忘我地工作和学习，成为卢瑟福的得力助手。　

1934年卡皮查回国后，被苏联当局留在国内，并被选为苏联科学院院士。由　

于条件限制卡皮查没有可以工作的实验室，不能继续从事他的科学研究，显　

得彷徨和苦闷。他唯一能同俄国以外自由通信的科学家，就是他的老师卢瑟