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数理化通俗演义-第51章

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  但是居里夫妇从此却再也不得安静。

  第一个上门的是那些商人和企业家。镭可以治病,镭如此稀有,它的愤格高到0。1克就值七十五万金法郎,当然炼镭业就成了最热的行业。可是炼镭的奥秘和它的一整套操作程序,全世界只有两个人知道,这就是居里夫妇。就在玛丽的论文答辩刚过几天之后,清晨,他们夫妇正在吃早饭,邮差送来一封信。

  “甚么事啊?”玛丽看着丈夫专心读信的样子,柔和地发问。

  “美国来的,一个公司问我们可以不可以告诉他们制镭的技术。”

  “可以,全告诉他们。”

  “可是,我们要不要考虑一下专利问题。我们太穷,或许我们该改善一下那个破木棚子。”

  “不,科学属于全人类,我们发现了科学,又把它据为私有,这违反科学精神,再说镭能治病,我们就更该无条件地献出它的秘密。”

  “好,我现在立即就回信。”

  就这样,十分之一克就值七十五万金法郎的秘密,让他们轻松地公布于世了。

  这些以发财为业的人还好打发,那些以宣传为业的人最难应付。记者们总是永远追求最新的消息,而名人那怕是吃了一顿最普通的饭,穿了一件最平常的衣服也会成为人们议论的话题。诺贝尔奖金刚公布后各大小报纸的记者立即向这对“镭的父母”、“伟大的夫妇”发起一场大围攻。不,简直是一场扫荡。他们的那间破木棚、学校、住所都成了川流不息的不速客们采写、拍照的对象。他们遇到了一场远比过去的清苦要严重的灾难。比埃尔在1904年1月22日给朋友的一封信里写道:

  “你看见这种突然发作的镭狂了,这种狂热把声望的好处都给我们带来了。世界各地的新闻记者和摄影记者追随着我们,甚至于记录我的女儿和她的保姆的谈话,并且描写我家里的那一只黑白花小猫。我们收到许多函件,接见许多古怪的人和还没有出名的发明家。还有许多人向我们请求款项。说到末了,还有收藏亲笔签名的人,都到你知道的娄蒙路那个壮丽的地方来看我们。这些事使实验室一刻不得安静,而且每晚还须写许多函件;过着这样的生活我觉得我日渐蠢笨……”。

  一件发明出现,科学家急于向纵深扩大战果;商人急于用它牟利;企业家急于办新厂开新矿;记者急于抢独家新闻;一般人急于打听趣闻以填补饭后茶余。这当然苦了科学家本人。居里夫妇尽量逃避一切邀请、聚会和探访。一天在法国北部的布列塔尼半岛,一个农妇装束的女人正坐在海边的石板上倒看她凉鞋里的沙子,一个男子推着一辆自行车停在她的身旁。但是就如安详的鹿并不知道身后有追踪的猎人一样,一个机警的美国记者突然出现在他们的身旁。

  “尊敬的居里先生和夫人,我能在这里单独采访你们感到非常荣幸。”记者很为甩掉了同行,独吞“猎物”而高兴。

  “碰到您这样精明的记者却是我们的不幸。”玛丽苦笑着回答道。

  “您能谈谈镭的发现过程吗?”

  “谢谢,我的报告已经发表,那里面已讲得很详细了。”

  “你们现在准备到那里去?”

  “不知道,我们想找一个安静的地方,最好是到一个禁止演讲、集会,不许记者采访的孤岛上去。”

  记者也苦笑一下问道:“您能谈谈您个人在发现镭以前的情况吗?”

  “对不起,在科学上我们应该注意事,不应该注意人。”

  居里夫人逃避荣誉,但是荣誉还是不断地飞来。她一生共得了10项奖金、16种奖章、107个名誉头衔。她将奖金慷慨地捐助给科研事业和处于战争灾难中的法国,那些奖章她想不出好办法保存,就送给六岁的女儿当玩具。她把荣誉远远地抛在脑后,更加倍地工作。她在给外甥女的一封信里写道:

  “我们应该不虚度一生,应该能够说:我已经作了我能作的事。……那些很活泼而且很细心的蚕,那样自愿地、坚持地工作着,真正感动了我。我看着它们,免得我和它们是同类,虽然在工作上我或许还不如他们组织得那么好。我也是永远耐心地向一个极好的目标努力。我知道生命短促而且脆弱,知道它不能留下什么,知道别人的看法完全不同,而且对自己的努力是否符合真理没有多大把握,我还是努力做去。我这么做,无疑是有甚么使我不得不如此,有如蚕不得不作茧。那可怜的蚕即使不能把茧作成,也须开始,并且那样小心地去工作;而若是不能完成任务,它死了就不能蜕变,就不能补偿。”

  玛丽的身体实在是越来越虚弱了。她长期经受放射物质照射,得了不治之症,于1934年7月4日幸福地离开人世。直到她死后四十多年,她用过的实验笔记还在散发着镭射线,她撞开了放射性这扇大门,但是这些射线到底是甚么东西,放射物为什么能自动放出它们呢?且听下回分解。
 
第五十六回
巧设计 是光是电见分晓,细测算 质量电量全找到
——电子的发现

  花开两朵,各表一枝。自从放电管问世以来,人们纷纷研究真空放电,无意中生出许多课题。那伦琴从管中阴极发出的射线发现了X射线,贝克勒尔又从对X射线的研究发现了铀的天然放射性,居里夫妇又进一步从对铀矿的研究发现了镭。镭可以自己发光发热,这又给物理学提出了一个无法解释的大难题。从阴极射线引出的一个链条,环环相扣,续续而生,未有穷尽。但是阴极射线本身到底是什么呢?自然有人会考虑这个问题,这个人就是英国物理学家汤姆生(1856-1940)。

  汤姆生1856年12月18日生于英国的曼彻斯特。他父亲本是一个摆摊卖书报的小贩,后来靠着自己的奋斗成了一名专印大学课本的著名的书商。他从自己的切身经历中深知没有知识的苦衷,但发誓要教子成材,请了家庭教师指导儿子的学业,并注意培养他的艺术素养。老汤姆生虽是一名书商,可是因职业关系平时来往的却都是曼彻斯特大学的教授,屋里也还有点书香气。汤姆生有严父督教,又有这样一个环境薰陶,学业大进,十四岁便考进了曼彻斯特大学,二十岁被保送到剑桥大学三一学院,二十七岁就被选为皇家物理学会的会员。1884年卡文迪许实验室主任瑞利年老体表宣布辞职,大家都等着看谁来继任这个全欧洲学术界最引人注目的职位,结果瑞利却推荐了汤姆生,这年他才刚满28岁。

  这时一场旷日持久的大争论正在等待他的加入。六十年代英国物理学家克鲁克斯发明了一种管子——克鲁克斯管,在一个玻璃管里嵌上相对的两块金属板,两板各与一条电路相联,一块是阴极,一块是阳极,管内空气抽得越来越稀薄时,就会出现种种不同的颜色,这种光是由阴极发出的。它到底是什么呢?以德国物理学家赫兹、林纳德为首的一派认为阴极射线是类似于光的东西,是电磁波,以英国物理学家克鲁克斯为首的一派认为这是一束带负电的粒子流。赫兹说,既然是粒子流为什么它能顺利通过放在管内它们路径上的各种屏障,而又不给屏上穿出洞呢?只有波才有这种特性;克鲁克斯说,既然是光一类的波,为什么我把一块磁铁靠近管子时,它就发生偏转呢?只有带电粒子才会受磁场的影响。这简直就像当年牛顿和胡克、惠更斯争论光的波粒性一样,又是一场难断的官司。双方都是当时最知名的权威,这场辩论竟持续了20多年没有结果。就在1896年,汤姆生正好40岁时;英国科学促进会最高委员会将汤姆生召来要他的实验室来解决这桩悬案。

  好个汤姆生,由他来担当此任真是再合适不过了,他在电磁学方面有极扎实的功底,又有一手高超的实验技术。接受任务后他先将以往的研究成果仔细回顾一番,发现其实早在1834年法拉第总结电解定律时已经初步涉及到这个问题。实验证明,所有化合价为一价的元素,电解出一克化学当量的物质,都需要96493库仑的电量。而一克当量物质所含的粒子数正是阿弗加德罗常量,即6。0238×10^23个。这样就可算出每个粒子上所带的电量为4;802×10^…10绝对静电量,它是电的最小单位。就是说电是由这么一点点的小东西集结而成的,揭示了电的粒子性。阿弗加德罗常量是1870年才确定的,七十年代、八十年代,对这个问题的研究更加深入。1874年英国物理学家斯通尼明确提出用“电子”一词来表示电的一个最小单位。但是为什么还是争论不休呢?因为到此为止也还只是一种理论计算,就像当初居里夫妇发现镭的放射性,但并没有测出镭的原子量,化学家就直摇头一样。现在只推算出电子,而不知道他的重量、性质,物理学家们自然不服,于是汤姆生毅然决定要称称电子的重量。

  这可真是异想天开,你要捉一个原子来放在天平上都不可能,一个电子又如何称法?这个主意只有汤姆生想得到,也只有他能做到。他既是一个理论物理学家,又是一个实验物理学家,设计实验是他的拿手好戏。他立即把学生们叫到一起,准备好一个阴极射线管,射线从阴极一端发出后,穿过两个很窄的缝,成一细束,打在管子的底部,而底部已准备好精确的刻度,以便观察射线的偏转。在射线经过的路上,上下各准备两块金属电极板,形成一个电场。当金属板不通电时射线沿直线打在管底一个点上,通电后射线受电场的影响发生偏转,并且根据偏转的方向可知它是带负电的粒子束。这时再加一个磁场,使它沿相反方向偏转,又校正到原来的位置。这真是一个极妙的实验,一丝阴极射线随着电场和磁场的强弱变化忽上忽下,就像有两只无形的手来回争着将它拉过来拉过去。汤姆生最后让它固定在正中的位置上,对他的学生说:“现在我们可以来称电子的重量了。这时磁场力和电场力的大小正好相等,方向相反。根据这个条件我们先来求出阴极射线微粒的飞行速度。知道了速度就可进一步测其他物理量。比如,我现在撤掉电场,粒子只受磁场力作曲线运动,我们就可求得它的电荷与质量之比。有了这许多数据我们就可以去推算质量。只是那法拉第等人当初是通过电解定律来推算每个粒子上所带的电量,为了证明这个数据我们最好另换一种方法。”

  这时在座的一位学生应声答道:“我这里有一种办法可以一试。”

  汤姆生一看,说话的正是威尔逊(1869-1959)。原来,这汤姆生身边高徒满座,他们一个个都年轻聪明,基础扎实又各有所长。现在说话的这个威尔逊对大气电学有特殊的兴趣,1894年他到海拔4000多米的尼维斯山顶旅游,被那里奇丽的雾景所吸引,便深入钻研,终于弄懂这是气压低的缘故。于是他就在实验室里人工造雾,先是让水分凝结在空气中的尘粒上,后来X射线的发现使他想到空气中离子的存在可能导致云雾的形成。威尔逊想阴极射线若真是电子粒,虽然这电子粒看不见,可是造成一个条件使带电粒子和水一起凝结成雾珠,不就可见而且可以测算了吗?威尔逊当即向老师装好一个简单的仪器。一个大玻璃筒,下面有一个底盘与验电器相连接,筒内充进潮湿空气后将筒上的活塞突然向上提,空气膨胀造成云雾,水滴开始缓缓地向底盘上落去。就是这么个简单的装置却演示出一个很了不起的成果。他们可以根据云雾向圆盘降落的速度来求雾滴的大小,又根据雾滴的大小和蒸气的总量来求出雾滴的总数,再以验电器收到的总电量除以雾滴的总数,就得出每个雾滴上的电荷值,与法拉第电解定律的求法殊途同归。这真是拐着弯儿作学问。

  好了,现在我们来看汤姆生对电子的称量结果:阴极射线是由带负电的粒子组成,这种粒子的飞行速度是每秒十万公里;它的质量是氢原子的1840分之1;它的电荷是4。8×10^…10个静电单位。汤姆生还不放心,又把阴极材料几次更换,结果都可以发出同样的粒子流。他还发现:不只在阴极射线中,在其他情况下,如将金属加热到一定高的温度,金属或其他物质受光,特别是受紫外线照射时,也都能放出电子。后来威尔逊不断改进他的云雾室,居然实实在在地观察到了电子的轨迹。现在的问题就不只是一个简单的阴极射线是什么了,它又导出�
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