Ⅶ
从一开始,卢瑟福就在开文迪什实验室中在自己周围聚集了一大群杰出的研究工作者。一个最可注意的人物就是阿斯顿(Aston),他多年以来就和J.J.汤姆孙在一起工作,而且在战时就已开始发展质谱仪方法了,这种发展后来导致了几乎每一种元素都有同位素存在的证实。给卢瑟福原子模型提供了如此有说服力的证据的这一发现,并不是完全出人意料的。人们在曼彻斯特的早期已经理解到,当按照化学属性排列元素次序时看到的原子量顺序中的表观不规则性就暗示着,甚至对于稳定元素说来,也不可能预期核电荷和核质量有一种单值的关系。在1920年1月间和2月间写给我的信中,卢瑟福表示了对阿斯顿的工作,特别是关于氯的同位素的工作的喜爱,这种工作如此清楚地显示了化学原子量对整数的偏差的统计特性。他也很幽默地评论了阿斯顿的发现在开文迪什实验室中引起的关于不同原子模型之相对优缺点的活跃争论。
属于往日的曼彻斯特集体的杰姆士·查德维克(James Chadwick),从一开始就参加了卢瑟福所领导的开文迪什实验室的工作,他刚刚从德国的长期拘留中回国,在战争爆发时他是在柏林和盖革一起工作的;不论对于卢瑟福关于原子核的构造及蜕变的开创性工作的继续,还是对于这一巨大实验室的管理来说,查德维克的参加都是大有帮助的。在卢瑟福的早期剑桥时代的同事中,还有布拉开特(Blackett)和艾理士(Ellis),二人本来都在国防方面任职,艾理士是在德国被拘留时受到查德维克的影响而开始搞物理的。几年以后卡匹察(Kapitza)的到来使开文迪什集体进一步得到好处,他带来了很巧妙的设计,特别是产生未之前闻的强磁场的设计。在这一工作中,他从一开始就得到了约翰·考克劳夫(John Cockcroft)的协助;考克劳夫后来以其科学洞察力和技术洞察力的独特结合变成了卢瑟福如此杰出的同事。
在开始时,查理·达尔文和拉耳夫·否勒共同负责了开文迪什实验室活动的理论部分;在曼彻斯特的年代里,达尔文的数学洞察力曾经是如此有帮助的。在合作中,他们当时对统计热力学及其在天体物理学问题上的应用作出了重要贡献。在达尔文去了爱丁堡以后,直到第二次世界大战,否勒都是剑桥的主要的理论顾问和理论教师,他已经成为卢瑟福的女婿。否勒不但热情地参加了开文迪什的工作,而且还很快就得到许多有天赋的学生,这些学生深得否勒的启发之益。其中很突出的就是李纳-琼斯(Lennard-Joens)和哈特瑞(Hartree),二人都沿着各自的路线对原子物理学和分子物理学的发展作出了贡献;更突出的是狄喇克(Dirac),他从很年轻时就以自己的独一无二的逻辑能力而显得出类拔萃了。
自从我于1916年离开曼彻斯特以后,我当然就试图着应用在卢瑟福的实验室中获得的经验了;而且,我很感激地想起卢瑟福曾经怎样从一开始就亲切而有效地支持了我在哥本哈根创办一个研究所,以促进理论物理学家和实验物理学家之间的密切合作的那些努力。一个特殊的鼓励就是,早在1920年秋天,当研究所的建筑接近完工时,卢瑟福就抽出时间到哥本哈根访问了我们。为了表示尊重,哥本哈根大学授予他以名誉学位,而在这一场合下他发表了一篇最激动人的和最幽默的演讲,听讲的人很久很久都还记得这篇演讲呢。
对于新研究所中的工作有很大裨益的就是,在战后不久,我在曼彻斯特的老朋友乔治·赫维斯就参加到我们中间来了;在他在哥本哈根的二十多年的工作中,赫维斯在同位素示踪原子法的基础上进行了他那许多著名的物理化学的研究和生物学的研究。卢瑟福所深感兴趣的一个特殊事件,就是考斯特尔(Coster)和赫维斯应用莫斯莱的方法成功地找到了现在称为铪的未知元素,它的属性给元素周期表的解释提供了进一步的有力支持。杰姆士·弗朗克在实验室开幕时的一次访问,给一般的实验工作带来了一个很幸运的开端;他在以后的几个月中,在用电子轰击来激发原子光谱的精密技术方面极可感地教导了丹麦的同事们,这种技术是他和古斯塔夫·赫兹一起很巧妙地发展起来的。在许多曾经长期和我们在一起的杰出理论物理学家中,汉斯·克喇摩斯是其中最早的一个,他在战时作为一个很年轻的人来到哥本哈根,而且在他和我们一起工作的十年中间被证实为我们集体的无价之宝;直到1926年,他才离开本研究所的讲师职位,到乌得利支作教授去了。在克喇摩斯到达哥本哈根不久以后,又来了两个很有希望的青年人,即来自瑞典的奥斯卡·克莱恩(Oscar Klein)和来自挪威的斯外恩·罗西兰(Svein Rosseland),他们早在1920年就已通过指出所谓第二类碰撞而知名了;在这种碰撞中,原子受到电子轰击而从一个较高的定态进入较低的定态,而电子则获得较大速度。事实上,这种过程的发生对于保证热平衡来说是有决定意义的,这在某种方式上和被诱辐射跃迁相类似,那种跃迁在普朗克温度辐射公式的爱因斯坦推导中是起了不可缺少的作用的。关于第二类碰撞的考虑,对于阐明星体大气的辐射属性是特别重要的;在剑桥和否勒一起工作的萨哈(Saha),当时对这种阐明作出了非常基本的贡献。
泡利于1922年参加了哥本哈根研究所的集体,两年以后,海森伯也参加了;他们都是索末菲的学生,尽管还很年轻,他们却已经完成了最辉煌的工作。当我于1922年夏季到哥廷根讲学时,我认识了他们并对他们的非凡才能得到了深刻的印象;这次讲学开始了哥本哈根集体同玻恩(Max Born)和弗朗克领导的哥廷根集体之间的长久而有成果的合作。从很早的时候起,我们就和剑桥这一伟大中心保持了密切联系,特别是通过达尔文、狄喇克、否勒、哈特瑞、莫特(Mott)等人对哥本哈根的较长期的访问。