卡文迪许实验室主任

卡文迪许实验室主任

战争结束的时候，J.J.汤姆逊辞去了他在卡文迪许实验室（图6.6）的职务，就任剑桥大学三一学院院长。要为卡文迪许教授和实验室主任挑选合格的接班人，但这不是一件轻而易举的事。新任实验室主任必须能排在给人印象极其深刻的历届主任的名单次序——麦克斯韦、瑞利和汤姆逊——的后面。按科学水平，其候选人明显应是卢瑟福。鉴于要同他前任作反复的比较，继承人还必须有充份的自信心。卢瑟福毫不畏惧，也不谦让。但是，他要求J.J.汤姆逊保证不要过多地继续干预实验室的工作。为此，他坦率地把自己的观点写信告诉了他的前任教授，两位优秀人物讲清楚并解决了这个问题，从而避免了以后可能产生的分歧。

1920年，卢瑟福第二次应邀为贝克讲座作演讲。如同首次（1904年）讲演一样，他总结了他的工作，这一次他讲的是曼彻斯特大学期间从原子的核式结构模型的提出到核蜕变的研究。在叙述原子的过程中，他首先介绍了他做的α粒子散射实验的详细情况接着又引述了巴克拉和莫斯利关于证实原子序数客观存在的方法。关于玻尔的工作，他仍然持保留态度。接着，他详细地描述了他所作的核蜕变实验。在那次讲演中，他还提出了关于可能存在质量和质子（他命名氢核的一个术语）相仿佛的中性粒子的探索性设想。他认为，这个假设的粒子是电子已落入核内而将核中性化了的氢原子，以后我们将会看到，这一假设是十分重要的。与此同时，他还推测可能存在质量为2的氢的同位素（氘）。

在卡文迪许实验室，卢瑟福已不再按过去的老方式自己亲自动手工作了。现在，他年已半百，且身边有了从战场上返回的新一代青年科学家。他在剑桥大学的主要职责就是领导实验室，鼓励、启发和指导许多极优秀的年轻物理学家，其中包括J.查德威克、P.M.S.布莱克特、C.D.埃利斯（C.D.Ellis）、J.D.科克罗夫特、E.T.S.沃尔顿、M.奥利芬特（M.Oliphant）、C.E.温-威廉斯（C.E.Wynn-Williams），以及其他一些从事核物理问题研究的学者（图6.7）。

同一幢大楼或其附近，还有另一些物理学家，他们没有加入到卢瑟福的圈子里。他们当中，有保留自己实验室的J.J.汤姆逊，以及F.阿斯顿、C.T.R.威尔逊和来得较晚的俄罗斯人P.卡皮查。尽管卢瑟福不亲自动手做实验了，但他注视着实验室中发生的事情，经常要为需要的人出主意和拟订详细计划。但最重要的还是确定实验室总的方向，决定研究方案。

我记起了1934年E.阿玛尔迪（E.Amaldi）和我在卡文迪许实验室渡过几周的情景。由于我们在罗马对中子所做的研究，使我们受到了热情的接待，卢瑟福对我们的研究结果表现出了浓厚的兴趣，并就几个要点对我们进行了询问。我们请求他把我们的工作向皇家学会通报。他拿去了手稿，亲自动手作了大量校正，于第二天带了回来，其主要目的是改进我们英语表达的准确性。当我问他是否可以尽速安排出版的时候，他哈哈大笑，立即回答说：“我这个当过皇家学会主席的是干什么来的？”

当他巡视实验室的时候，他就会坐在一张实验室的小凳子上，从他的马甲里取出一支铅笔，检查正在做的实验结果。研究人员在同他谈话时，几乎是立正地站着，他们分秒必争，走起路来也如同奔跑。这当然不是纪律约束的结果，而是对卢瑟福发自内心的尊敬。对卢瑟福的话，不论什么样的，都不会等闲视之。在其他一些地方，我曾见到过一些著名的实验室主任，年轻的科学家几乎是摆出屈尊俯就的样子来对待他们，但此种情况对卢瑟福当然是不会发生的。

图6.8中的卢瑟福和J.A.拉特克利夫的表情，看上去有点令人发笑，这是因为图中所示的探测α粒子的放大器不能承受任何噪音。为了使其功能正常，就需要沉默，至多只能低声耳语，但这并不是卢瑟福的一个特性。

卢瑟福对待理论物理学的态度是奇特的。他本人当然不是一名理论家，但却很会开理论和理论家的玩笑。他也密切注意理论结论，并把这些理论用他自己爱用的具体术语来表达。正象大家所知，他开玩笑竟然到了如此地步，以致把α粒子说成是红的。玻尔当时已经是卢瑟福的被保护人，对卢瑟福十分尊敬，他们肯定无疑在一起讨论过物理学的问题，由于他们的差异，其交流方式却始终是一个谜。

卢瑟福虽然是有幸在他身边从事研究工作的科学家们一名极优秀的教师，但他的讲课却并不那么出色。他会使正在讨论的课题变得混乱，或者容易偏离主题，扯到他所喜爱的话题上去。有一次他在讲演中碰到一个积分，这个积分本应忽略，但却忘记了原因，于是他就以十分严肃的口吻说，这个积分之所以要忽略，是因为微分是一个无限小量。(https://www.daowen.com)

关于卢瑟福的轶事有过无数的报道。其中有些可以在他的朋友A.S.伊夫和马克·奥利芬特的书中找到（这些书已列入本书末的参考书目中，略）。这里，我仅列举其中少数几个，以有助于描绘卢瑟福与众不同的人品。

由于科学热情的不断高涨，卢瑟福偶而会说，在他的时代里才智发展朝气蓬勃，在这方面可与伊利莎白时代媲美。这里，他无疑留下了一个问题，即谁是当代的莎士比亚。

一位著名的哲学家和卢瑟福在一起交谈他们各自研究的学科。卢瑟福宣称，哲学只是空谈。空谈！哲学家对此回答说，卢瑟福是野蛮人，“高贵的野蛮人，我承认你的高贵，但还是野蛮人！”接着，这位哲学家详细讲述了拿破仑三世时的麦克马洪元帅的传说。“一次，元帅正在检阅一团的军队，该团有一名黑人军校学员，元帅被请求讲些话来鼓舞他。当到达这位黑人所在排的前面时，元帅停了下来，他看着这位学员，然后对他说，‘学员，你是黑人’，学员回答说：‘是的，先生’。停了好长一段时间，元帅说：‘好，继续保持黑人的本色。’这就是我要对你讲的，卢瑟福，继续当一个高贵的野蛮人吧！”

马克·奥利芬特是卢瑟福最后一批合作者之一。他讲述了在使用一台首批造的加速器的过程中，他们发现了氘和氘反应产生的某些粒子，但搞不清这些粒子的性质。工作整整一天之后，奥利芬特回到家里睡觉，午夜时分，他被电话铃吵醒了。奥利芬特的妻子接了电话，当听到是卢瑟福的声音时，她感到有点惊慌，便叫自己的丈夫接电话。卢瑟福勋爵说：“我知道那些粒子是什么东西了。它们是质量为3的氦。”睡眼惺松的奥利芬特立即回答说：“是，先生，但你为什么认为它们是氦3呢？”卢瑟福答道：“推论！推论！我根据我的经验认为它们是氮”。第二天，经奥利芬特验证，事实说明卢瑟福是正确的。

按照卢瑟福亲密朋友卡皮查的看法，卢瑟福那种非凡的直觉，部分可以用他坚持刻苦的智力活动来解释。他曾系统地阐述过一个又一个假设，按照需要予以舍弃或修正，干什么都精力充沛，有着使不完的劲头。他日以继夜地工作，甚至连他的朋友和同事也好不容易才知道他科学思想的一小部分。有些时候，根据一点暗示，他们就知道卢瑟福做过一项不成功的实验。在我看来对卢瑟福“直觉”的这种解释是很对的，我确信，它同样也适用于其他伟大的科学家。

卢瑟福从全世界好些国家得到了最高的科学荣誉，1925年至1930年，他荣任了皇家学会主席。1931年1月受封为贵族。他拍了一份电报给他的母亲，那时其母已年近九旬，仍居住在新西兰。电文说：“对现在的卢瑟福勋爵，你应得到比我更多的荣誉，欧内斯特。”纳尔逊男爵佩戴的盾形纹章，显示出了追溯到他旅居加拿大时期那些元素衰变和生长曲线的特具风格的图案（见图3.6b）。在政治上，卢瑟福有点保守，表现不那么活跃。但当希特勒开始残杀犹太人的时候，以资助纳粹受害者为宗旨的学术界援助委员会在英国成立了，卢瑟福担任了这个委员会的主席。

到了晚年（图6.9），卢瑟福看到了物理学的变化，这种变化也许并不适合他的个性。实验变得愈来愈复杂，加速器已经问世，理论也日益抽象。部分始于卡文迪许实验室的核物理学这一新的时代，后面将要予以论述。尽管有些重要角色是卢瑟福的学生，但许多人却来自不同的背景和差异很大的科学领域。

1937年，在波伦亚举行纪念伽伐尼大会期间，传来消息说卢瑟福患了严重疝病。1937年10月19日，他不幸逝世。这一噩耗是玻尔在大会上宣布的。他泣不成声。虽然大会的许多与会者只是通过卢瑟福的科学著作了解他的，但从人们的表情已能看出这个损失是多么巨大！卢瑟福的安葬地在威斯敏斯特教堂，紧靠牛顿的墓。