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第三课 麦吉尔大学名人榜欧内斯特卢瑟福（第5页）

他的一句名言是，“科学只有物理一个学科，其他不过相当于集邮活动而已”

。

他注意到在一个放射性物质样本里，一半的样本衰变的时间几乎是不变的，这就是该物质的“半衰期”

，并且他还就此现象建立了一个实用的方法，以物质半衰期作为时钟来检测地球的年龄，结果证明地球要比大多数科学家认为的老得多。

1909年，卢瑟福在英国曼彻斯特大学同他的学生Marsden用α粒子撞击一片薄金箔，他发现大部分的粒子都能通过金箔，只有极少数会跳回。

他笑说这是海军用15时巨炮射击一张纸，但炮弹却会被弹回而打到自己。

最后他提出了一个类似于太阳系行星系统的原子模型，认为原子空间大都是空的，电子像行星围绕原子核旋转，推翻了当时所使用的梅子布丁原子模型。

1911年3月，卢瑟福在曼彻斯特文学与哲学学会的会议上宣布他的意外发现，同年5月，他将论文发表于《哲学杂志》。

1919年，汤姆孙在升任三一学院院长时，推荐卢瑟福回到剑桥大学出任卡文迪许实验室的主任，在那里他培育出了大批诺贝尔奖得主，他的学生有丹麦的波尔（N.H.D.Bohr）、德国的哈恩、新西兰的马斯顿、苏联的卡皮查（P.L.Kapitsa）、澳大利亚的奥立芬特以及英国的乍得威克和考克饶夫（J.P.Cockcroft）等9位诺贝尔奖得主。

卢瑟福是一位伟大的导师，1933年他的学生狄拉克与薛定谔共同获得诺贝尔物理奖。

狄拉克却对卢瑟福说他不想出名，他想拒绝这个荣誉。

卢瑟福对他说：“如果你这样做，你会更出名，人家更要来麻烦你。”

无尽的能源

1952年11月1日，太平洋，马绍尔群岛，艾尼维塔克珊瑚礁。

人类历史上威力最大的一颗炸弹在这里爆炸，将一个珊瑚礁岛从地图上永远地抹去。

那颗炸弹重达70吨，但是却放出了相当于1040万吨TNT炸药爆炸的能量，是第二次世界大战中投到长崎那颗原子弹的450倍。

这就是氢弹。

历史上第一次，人类在地球上制造出了太阳。

氢弹瞬间释放出的巨大能量，只会让人们感到这种终极战争武器的恐怖；而54年之后的2006年，七个国家和地区联合起来试图将氢弹的威力缓缓释放的实验，将可能消灭由于能源而引发的战争。

这是历史上耗资最高的科研项目之一，现在正在法国一处风景优美的景区建设当中。

它在未来十年内将开始一系列实验，并且很可能会在2050年之前，供给我们近乎无限、成本接近于零的电能。

科幻般的核聚变发电，离我们已经不再遥远。

让我们将时间拉回到20世纪的这个时候。

当时，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福（Erherford）刚刚获得了诺贝尔化学奖，因为他证明了放射性是原子自然衰变的结果。

没有获得诺贝尔物理学奖让卢瑟福不太满意，但是他依然继续自己的研究，其中一项就是那个后来被称为“物理最美实验之一”

的α粒子散射实验。

在曼彻斯特大学进行的这个实验使用放射性元素射出的α粒子——也就是氦原子核——去轰击一片金箔，然后根据α粒子打在荧光屏上的位置来判断它们的路径。

卢瑟福和他的研究团队发现，绝大部分α粒子并没有改变路径，像一枚炮弹打穿纸片般直直向前撞击在荧光屏上发光；少数α粒子出现了一定程度的偏转，但是还有极少量的α粒子偏转角度极大，甚至掉头而去。

这一现象让卢瑟福开始思考，他认为原子中应该会有一个很小的核，但是占了原子绝大部分的质量。

这种设想与传统认为的原子结构并不相同。

在当时，人们对于原子的结构有两种主要看法：一种是英国物理学家约瑟夫·约翰·汤姆孙（JosephJohnThomson）提出的模型，认为原子是一个半径约0.1纳米的球体，正电荷均匀地分布于整个球体，电子则像葡萄干镶嵌在面包上一样，稀疏地嵌在球体中；另一种是日本物理学家长冈半太郎（NagaokaHantaro）提出的模型，他认为带负电的电子不能与正电荷混合起来，因此在他的模型中，电子均匀地分布在一个环上，环中心是一个具有大质量的带正电的球，像是土星的模样。

1912年，卢瑟福发表了他的成果，以α粒子散射实验的结果来辅以证明。

他认为，原子核居于原子中央，直径大约是原子直径的万分之一，体积只相当于原子体积的万亿分之一。

也就是说，如果说原子的直径有一个足球场那么大，原子核的大小大约只相当于球场中央的一粒玻璃跳棋，而它却占据了原子绝大部分的质量。

这是我们目前依然使用的原子模型，虽然后来又有了一些变化，但是原子核依然是紧密的那一个小点。

在卢瑟福的时代，人们只知道重原子会因为不稳定而裂变，却不知道最稳定的元素并非具有最轻的原子。

核聚变的理论基础，由1922年诺贝尔化学奖获得者，同是英国人的物理学家兼化学家弗朗西斯·威廉·阿斯顿（FrancisWilliamAston）发现。