06.08 放射性和原子的發現過程,很多時候科學的發現充滿了偶然因素!

在巴黎東南的一個小的實驗室裡,存有化學家瑪麗-居里的筆記,一張不同尋常的紙。居里時第一位研究放射性的女性,難以置信的是,100多年後那張紙仍在釋放出放射性粒子,那難以置信的純粹的力量來自放射性物質釋放出的能量,因為紙上仍沾有少量但具有強烈放射性的物質微粒,它是被瑪麗-居里在1898年發現的,一種被稱為鐳的物質。

放射性和原子的發現過程,很多時候科學的發現充滿了偶然因素!

那是個激動人心的發現,因為一個主要的原因。雖然鐳看起來像是一種不起眼的灰白色金屬,但當時已知的所有科學法則都無法解釋它。因為鐳發出無形但強大的能量射線,這種射線能使密封的底片感光,並且能灼傷人體,有點像無線電波,這就是為什麼居里稱之為鐳放射性,但是這種波比以前遇到的任何無線電波強大數百萬倍。

而且,鐳的內部似乎蘊涵著無窮無盡的能量儲備,居里夫人計算過,一克鐳蘊涵的能量比100噸煤還要多。

在世紀之交,法國的大眾和傳媒為鐳神魂顛倒,而值得注意的是,儘管沒有一個人對放射性有一絲瞭解,但每個人都認為它是有益和健康的。當鐳最初被發現時,人們為它設立了各種各樣千奇百怪的商業用途,比如鐳沐浴產品,鐳古龍香水,甚至還有鐳剃刀!

無論大眾是怎樣瞭解它的,對於科學界來說,放射性幾乎是最令人興奮的東西,一代人中最聰明的頭腦爭著研究它,它是最有效的資源,鐳的價格也飆升至每盎司數千英鎊。

1919年,它更顯露了它偉大的啟示,一個將最終導致對原子世界的根本上理解的啟示,這個啟示是放射性允許人類去圓一個古老的夢,成為鍊金師。

放射性和原子的發現過程,很多時候科學的發現充滿了偶然因素!

鍊金術,是將普通金屬變成金子的能力,它有將一種物質變成另外一種物質的魔力已經成為一個數世紀的謎團,它催生了巫術和魔法的奇妙故事,掌握鍊金術的人無疑將擁有權力和財富,誘使許多偉大的科學家和思想家,比如伊薩克-牛頓等,他們都試圖將某種元素變成其他元素,但全都失敗了。

到了1919年,鍊金術的秘密最終被解開了,不是在巫師的密室裡,而是在曼切斯特大學物理系裡,世界上第一個真正的鍊金師是歐內斯特-盧瑟福,一個大嗓門,直率的新西蘭人。

盧瑟福有著奇妙的直覺並且勇敢無畏地準備挑戰傳統智慧和鍊金術,這需要盧瑟福追隨他的直覺深入未知的領域。

發現幾乎是偶然的。起初,盧瑟福的一個學生注意到,當放射性材料比如鐳被放置進一個裝有普通空氣的密封容器,神奇的事發生了,少量氫氣開始出現了。普通的空氣中並不含氫,但是在放射面前,它卻憑空出現了。

這問題出現的正好,作為一個實驗物理學家,盧瑟福正處於能力的鼎盛期,他立刻投身於其中,他開始隔離開組成我們所呼吸空氣的所有不同的氣體,研究它們每一種在放射面前的表現。

盧瑟福發現,在強大的放射性面前,在我們呼吸的空氣中佔了近80%的氮氣,轉變成兩種新物質,氧氣和氫氣,盧瑟福成功地將一種元素變成兩種其他的元素,他成為了一個鍊金師!

作為第一個鍊金師,媒體向盧瑟福歡呼,但實際上一切才剛剛開始。鍊金術展示給他的是物質的內部,不僅是原子,而是位於原子中心的陌生的物質,它那微小跳動的心,原子核!

放射性和原子的發現過程,很多時候科學的發現充滿了偶然因素!

在成就感的驅使下,盧瑟福和他在劍橋的同事們不僅得到一個關於原子是什麼的粗略概念,而且他們還有一個對原子大小的構想。

盧瑟福也知道了原子有其結構,內部有亞原子世界,他描繪每個原子都像個微型的太陽系,在原子的中心,比原子本身小10萬倍的物質,盧瑟福稱之為原子核,圍繞原子核運轉的像行星一樣的是電子!

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