Ⅶ

1933年的会议特别致力于“原子核的结构和属性”，在会议召开时这一课题正处于最迅速和最丰富的发展阶段中。这次会议是以考克劳夫的报告开始的；在报告中，在简短地谈到了关于卢瑟福及其合作者们在前些年得到的用α粒子撞击而引起的核蜕变的丰富资料以后，考克劳夫详细地描述了用已加速质子来轰击核时所得到的重要的新结果，这种质子是用适当的高压设备加速到很大速度的。

众所周知，考克劳夫和瓦耳顿关于用质子撞击锂核而得到高速α粒子的开创性的实验，给能量和质量之间的爱因斯坦普遍关系式提供了第一次直接的验证，这一关系式在以后的年月里在原子核的研究中提供了坚实的指导。而且，考克劳夫也描述了关于过程中截面随质子速度的变化的精确测量和波动力学的预言符合得如何密切；这种预言是伽莫夫联系到他自己和别人发展起来的自发α衰变理论而得出的。在包括着当时所有的关于所谓人工核蜕变的全部资料的这篇报告中，考克劳夫也比较了在剑桥用质子轰击得到的实验结果和刚刚在伯克利用在劳伦斯新制成的回旋加速器中加速了的氘核轰击所得到的结果。

随之而来的讨论是由卢瑟福开始的；他在表示了他所常说的近代炼金术的最近发展所给予他的巨大快乐以后，谈到了某些最有兴趣的新结果，这是他和奥里凡在用质子和氘核轰击锂时刚刚得到的。事实上，这些实验提供了关于存在前所未知的原子质量为3的氢同位素和氦同位素的证据，这些同位素的属性近年以来吸引了很多的注意。劳伦斯在更加详细地描述他的回旋加速器的构造时也论述了伯克利集体的最近的研究。

另一极端重要的进步就是查德维克的发现中子，这代表着一种如此戏剧化的发展，其结果证实了卢瑟福关于原子核中的重的中性成分的预见。查德维克的报告，在开始时描述了在剑桥怎样有目的地寻索了α散射中的反常性，而在结束时则非常恰当地考虑了中子在核结构中所占的地位以及它在引起核嬗变方面所起的重要作用。在人们在会上讨论这一发展的理论方面以前，与会者们又听到了另一种决定性的进步，那就是由人工控制的核蜕变引起的所谓人工放射性的发现。

这一发现是在会前仅仅几个月的时候得出的；这一发现的说明，包括在菲德利·约里奥和爱伦·居里的一篇报告中；该报告包含着关于他们的有成果研究的很多方面的概述；在这些研究中，发射正电子和发射负电子的β衰变过程都被肯定了。在报告以后的讨论中，布拉开特讲了他自己和安德孙在宇宙射线的研究中发现正电子的故事，并且谈到了借助于狄喇克的相对论式的电子理论来对正电子进行的解释。人们在这里确实面临着量子物理学发展中一个新阶段的开始，这关系到物质粒子的产生和湮灭，它们和光子形成及光子消失的发射辐射及吸收辐射的过程相类似。

众所周知，狄喇克的出发点，是他对于下述事实的认识：他的相对论不变式的量子力学表述，当应用于电子时，除了普通的物理态之间的跃迁几率以外，也包含了从这些态到负能态的跃迁的期许值。为了避免这种不需要的推论，他引入了所谓狄喇克海（Dirac sea）这种巧妙的想法；在狄喇克海中，一切负能态都已在等价定态的不相容原理所允许的程度下充分被占满了。在这种图景中，电子的产生是成对地进行的，其中带有通常的［负］电荷的一个电子只是简单地从海中脱出，而另一个带异号电荷的电子则用海中的一个空穴来代表。众所周知，这一观念为后来的反粒子的概念做好了准备；反粒子具有相反的电荷和相对于自旋轴而言的反向磁矩，这被证实为物质的一种基本属性。

在会议上，讨论了放射过程的许多特点，而且伽莫夫也作了关于γ射线谱的解释的最有教育意义的报告；这种解释是建筑在他的关于自发的和诱发的α射线发射和质子发射以及它们和α射线谱精细结构的关系的理论上的。经过热烈讨论的一个特殊问题就是连续β射线谱的问题。艾理士对由于吸收被发射出来的电子而引起的热效应的研究，似乎和β衰变过程中细致的能量平衡及动量平衡特别不能调和。而且，关于过程中所涉及的那些核的自旋的资料，也似乎和角动量的守恒相矛盾。事实上，正是为了避免这样一些困难，泡利才引入了对于以后的发展最富有成果的大胆想法，那就是：在β衰变中，和电子一起，还发射出一种穿透性很强的辐射，这种辐射由静止质量极小而自旋为二分之一的粒子即所谓中微子构成。

海森伯在一篇最有分量的报告中处理了关于原子核的结构和稳定性的整个问题。从测不准原理的观点出发，他深切地感到设想在像原子核那样小的空间范围内存在像电子那样轻的粒子是很困难的。因此，他把握住中子的发现，来作为只把中子和质子看成真正的核组分的那种看法的基础，而且，在这种基础上，他发展了关于核的很多属性的解释。特别说来，海森伯的观念意味着将β射线衰变现象看成下述事实的证据：当伴随着从中子到质子或从质子到中子的变化而释放能量时，会产生正电子和中微子或负电子和中微子。事实上，在会议以后不久，费密就在这种方向上得到了巨大的进步；他在这种基础上发展了一种前后一致的β衰变理论，该理论在以后的发展中要成为最重要的指南。

卢瑟福以惯有的精力参加了很多的讨论，他在1933年的索耳威会议上当然是一个中心人物，这是他在1937年逝世以前有机会参加的最后一次索耳威会议，他的逝世结束了在物理科学史上很少先例的硕果累累的终生事业。