近代原子科学的奠基人
有人说,即使卢瑟福一生中没有做过任何惊人的发现,单就他慧眼识英培养人才的巨大贡献,也应该给他颁发一枚诺贝尔奖章。 在卢瑟福的学生中,有发展了他的学说而提出新的原子模型的波尔;有发现了中子而享誉世界的查德威克;有解开周期表中“倒置之谜”的莫斯莱……他的学生中,既有获诺贝尔物理奖的,也有获诺贝尔化学奖的,而他本人则既是那个时代最伟大的实验物理学家,又是因为在揭示原子奥秘方面做出卓越贡献令万人仰慕的1908年诺贝尔化学奖获得者。他的确是一个全才。 卢瑟福1871年出生在英国的一个小村庄,家里人口众多,生活愉快而艰苦,七个兄弟五个姐妹的童年都是在农活中度过的。上学以后卢瑟福爱好广泛,对周围的一切都有着极浓厚的兴趣。他曾把一只人家丢弃的无法修理的破钟表神奇地修好了,而且走得很准,使邻里惊讶不已,都夸赞他将来必有非凡的创造才能。 1895年,24岁的卢瑟福取得理科学士学位后,被选送到英国剑桥大学深造。在英国当时先进的卡文迪许实验室,做著名教授汤姆逊的研究生。在这之前,他曾成功地设计了一部用来检测无线电波的检测器,能接收半英里以外的无线电信号,给剑桥大学老师留下了深刻的印象。 汤姆逊教授给卢瑟福布置的第一个课题就是研究X射线对气体的影响。卢瑟福非常高兴,全力投入了这项研究工作。这时,继伦琴发现X射线后,贝克勒尔、居里夫妇相继发现了放射性元素铀和镭,这使卢瑟福分外激动。每一个科学发现都使卢瑟福兴奋不已,他觉得科学就像一座神圣的殿堂,在那里聚集着人类最高的智慧、最新的思想,他要以毕生的努力向这个神圣的领地迈进。 当他成功的解释了气体在X射线作用下被“活化”(电离)了的原因后,便一声不响地开始了放射性的研究。他的方法很巧妙,把放射性元素镭放进一个只有一个小孔的铅容器中,容器附近安放一块巨型磁铁,于是,从小孔中放射出的射线便被分成三束。他用希腊文的头三个字母把在磁场作用下发生偏转的两束射线分别命名为α射线和β射线,把不发生偏转的那束射线命名为γ射线,并测出α射线带正电,穿透能力较弱;β射线带负电,穿透能力比α射线要强;γ射线不带电,穿透能力是三种射线中最强的一种。 卢瑟福的这一研究成果,轰动了整个科学界,也使他从此名声远扬,开始了更辉煌的科研生涯。1898年,应加拿大邀请,卢瑟福来到蒙特利尔,担任马克—居耳大学物理教授,并负责实验室的领导工作。在这里,卢瑟福对原子的认识有了一个突破性的飞跃。他开始意识到,原子并不像人们普遍认为的是最小的物质微粒,相反,它是可以分割的。他认为放射性现象就是原子自行蜕变的结果。
1904年,他的科学巨著《放射学》出版了。这部著作为进一步打开探索原子奥秘的大门提供了丰富的实验材料和有力的理论,被认为是一部经典著作。卢瑟福用α粒子散射实验否定了老师汤姆逊“葡萄干蛋糕”原子模型,认为原子不会像老师描绘的那样,里面的电子浸泡在正电荷的液体中,就像葡萄干点缀在蛋糕里一样。他用α粒子轰击金属原子发生大幅度偏转的实验结果说明原子中心一定有一个体积比原子小得多、质量几乎等于原子的质量且带正电荷的核,电子则散布在核的周围。 卢瑟福的这一理论吸引了许多年轻有为的科学家。他们纷纷聚集在卢瑟福周围,共同向原子进军。1908年,卢瑟福因对原子科学的卓越贡献而获得了诺贝尔化学奖。但他并没有满足,继续深入探索原子结构问题。1911年2月,他正式提出了“微型太阳系”原子模型:他认为原子就像一个微小的太阳系,电子如同行星围绕太阳运转一样围绕原子核旋转,不过,保持这种结构状态的不是万有引力,而是原子核和电子间的静电引力。卢瑟福的原子学说创立了崭新的原子结构的完整理论,是科学史上的一个划时代贡献。它为后来深入探讨原子结构,建立近代原子科学理论提供了良好的开端。 贡献和荣誉应该是成正比的。卢瑟福一生中以其杰出的贡献而得到了极高的荣誉。1914年被授予爵士勋章,1922年得到英国皇家学会最高奖章——科柏莱奖章,1925年当选为皇家学会主席,1931年受封勋爵,数十所大学和科学团体争相授予他荣誉职位……但卢瑟福从不夸耀自己的成绩,他在谈到近二三十年的重大科学发现时,没有一项是自己的,而把他的老师汤姆逊发现的电子列为其中之一。
1937年10月19日,这位伟大的科学家在英国剑桥医院与世长辞。他的墓前每年都有许多人献上鲜花,也献上爱戴和尊敬。