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| 中外科学家发明家丛书：卢瑟福 （六） | 发布于:2012/10/07 | |
| 六、担任卡文迪许实验室主任 当初赏识卢瑟福的物理学家汤姆生，在一段时间曾身兼剑桥大学卡文迪 许实验物理学教授和三一学院院长，这两个职位使他忙得不亦乐乎。所以， 战争结束后，他打算辞去在卡文迪许的职务，只担任学院院长。卢瑟福是卡 文迪许实验室主任的选择对象，虽然有人提出这个建议，但卢瑟福顾虑担任这个职务可能会影响他们师生之间的友谊，甚至引起学术界的议论。他给汤 姆生写信表明了自己的疑虑。汤姆生以最友好的笔调写了4封信，并且说他 很高兴卢瑟福将到剑桥来工作。 4月2日，卢瑟福正式被剑桥大学录用，主持卡文迪许实验室的研究工 作。他和汤姆生在融洽的气氛中达成了协议：在学期结束之前，继续由汤姆 生来指导剑桥大学的工作，卢瑟福则完成他在曼彻斯特的工作；假期里，将 由卢瑟福来承担实验室的领导工作。在此之前，汤姆生告诉卢瑟福，他已被 推荐为三一学院的校友，这表明了汤姆生对他的学生兼好友卢瑟福的一片深 情友谊。 卢瑟福恋恋不舍地离开了他苦心经营的曼彻斯特实验室。 卢瑟福在剑桥任职后不久，就开始在自己的周围聚集起一支生气勃勃的 青年科学工作者的队伍。他又一次开始了频繁的通信活动。他用了几年的功 夫，选择了一批非常出色的助手和学生。卢瑟福很喜欢他们，常常管他们叫 “孩子们”。卢瑟福没有亲生的儿子，这些“孩子们”都像他的亲生儿子那 样，受到他的关怀和照顾。每当发现谁在搞什么新的发明，他就从早到晚地 和他们一起进行实验、研究、甚至深夜里还往实验室打电话，给予有力的指 导和亲切的鼓励。 丹麦物理学玻尔曾回忆说，卢瑟福最乐于关心年轻的学生，每当学生向 他陈述自己的科学见解时，他总是像在倾听一位公认的科学权威的意见似 的。卢瑟福提出原子核模型以后，玻尔提出改进意见，卢瑟福闻讯后，与玻 尔作了多次长谈，并给予热情指导。玻尔一举成名的科学论文，就是由卢瑟 福亲自审阅并推荐发表的。后来，他又全力支持玻尔创建理论物理研究所， 这个研究所后来成为驰名世界的哥本哈根学派的中心。玻尔曾经多次说过： “对我来说，卢瑟福教授几乎是我的第二个父亲。” 英国物理学家阿斯顿，是卢瑟福最优秀的助手之一，在卡文迪许从事同 位素的研究。卢瑟福把从曼彻斯特带来的镭，全部交给阿斯顿和其他的助手 一起使用。在卢瑟福的关怀和指导下，阿斯顿做成了一架质谱仪，并用它第 一次测量某些同位素的质量，发现了许多非放射性的同位素。卢瑟福对阿斯 顿的发现十分重视，并给予了高度的评价。 另一位卓越的青年科学家是苏联人卡皮查，他是卢瑟福一手培养起来的 优秀科学家之一。他于1921年来到卡文迪许实验室工作，三年以后担任实验 室的主任助理。他领导着一个“卡皮查俱乐部”，由大约20名青年人组成， 其中有富于热情的澳大利亚人奥利凡特，有技术高超的最新电气仪表专家科 克罗夫特，还有以超人的耐性闻名于科学界的费则尔。这个俱乐部每周集会 一次，进行实验室工作以外的科学辩论。卡皮查在辩论中有一个习惯，就是 每隔两分钟就要问一次：“为什么是这样？” 卢瑟福为卡皮查专门建造了一个高压实验室，并在科学上给予热情的指 导。当卡皮查由于长期劳累而患病之后，让他到外地去疗养，后来又发给他 麦克斯韦奖金，以帮助他完成学业。卡皮查对老师给他的关怀和悉心指导十 分感动，他在给母亲的信中说，卢瑟福“就像慈父一样”地关心他。卡皮查 也没有辜负老师的期望，总是忘我地工作和学习，成为卢瑟福的得力助手。 1934年卡皮查回国后，被苏联当局留在国内，并被选为苏联科学院院士。由 于条件限制卡皮查没有可以工作的实验室，不能继续从事他的科学研究，显 得彷徨和苦闷。他唯一能同俄国以外自由通信的科学家，就是他的老师卢瑟福。卢瑟福至少每隔两个月给卡皮查写一封长信，叙述他们的生活，介绍他 本人和他的学生的科学成就，并希望他能回到卡文迪许实验室。这些热情洋 溢的书信，给处于困境的卡皮查以极大的鼓舞。但是由于种种原因，卡皮查 回剑桥的希望未能实现。后来卢瑟福决定把新建的实验室的全套设备送给卡 皮查，借以表达对心爱的学生的怀念。1935年11月21日卢瑟福在给卡皮查 的信中写道： “我想给你一点忠告，尽管这些忠告看来没有必要。我认为对你来说， 重要的是尽快建立实验室并设法把你的助手培养成有用的人。我认为你将看 到，你的许多烦恼在你重新努力工作时定会烟消云散，而且我深信，你的上 司看到你全心全意地工作，力争做出成绩的时候，你同他们的关系一定会立 即得到改善。用不着太顾虑他个人对你的态度和意见，只要他们不干涉你的 工作就行了。我敢说，你一定认为我不了解你的处境，但是我敢肯定，你将 来的幸福要依靠你埋头于实验室的工作。过多地思虑往事，对任何人都没有 好处！” 在卢瑟福去世前10天，即1937年10月9日，他又一次给卡皮查写信说： “赶快搞些研究工作，即使那不是划时代的工作，因为这样会使你快活 一些。工作愈艰难，你就会没有时间顾及其他的烦恼。” 数十年以后，当卡皮查重读这些信件时，仍然受到鼓舞，苦心研究低温 物理学。1978年，84岁高龄的卡皮查，因研究低温物理学所取得的杰出贡献， 获得了诺贝尔物理奖。 在卢瑟福的精心培养和扶植下，一大批才华出众的年轻一代迅速成长为 科学新人。当他们在剑桥工作时，犹如行星围绕太阳一样，放射出熠熠的光 辉。当阵阵春风把他们化作甘雨时，他们又洒向世界各地，在越来越深广的 科学领域里继续作出新的发明和创造。卢瑟福为科学界培养出大批出类拔萃 的科学家，其中有13人先后获得诺贝尔奖金。在人类科学史和人才学史上， 卢瑟福的贡献是极为罕见的。 是什么力量使卢瑟福在科学道路上不断作出贡献，并培养出一大批卓越 人才呢？又是什么力量吸引着他的学生和助手，使他们形成一个科学整体并 在各自的领域中取得巨大的成就呢？我们从卢瑟福的科学道德的治学精神中可以找到答案。 卢瑟福在攀登科学高峰的道路上，表现出了大胆的想象力和富于创新的 精神。科学赖以发展的基本方法是对自然现象的实验、调查和对调查结果所 得出的理论概念的不断检验。在物理学的发展中，如同在其他实验科学中一 样，具有意义的是对科学的基本观点不断加以修正。从这个意义上说，科学 家必须具备大胆的想象力。20世纪初，当卢瑟福着力研究放射性时，就经过 实验证明，这些现象违反最基本的自然规律，即能量守恒定律。初看起来， 卢瑟福创建的原子行星模型是完全违背经典电动力学说的，因为一个电子在 进行圆周运动时总要由于辐射而丧失其动能。但是卢瑟福所作的α粒子的散 射实验，确切地表明原子的中心存在着一个重核。三年以后，玻尔根据发展 中的量子理论得出了他的原子结构理论。这一理论不仅确切证明了卢瑟福的 原子行星模型的正确性，而且还定量地解释了原子辐射的光谱。这种对能量 守恒定律的大胆否定，在科学界掀起了一场猛烈的风暴，正如一位科学家所 说：“十分之几克的镭就败坏了化学中的原子论，革新了物理学的基础，复 活了炼金术士观念，给某些趾高气扬的化学家以沉重的打击。” 卢瑟福的这种大胆的创新精神，在指导他的学生从事科学研究的过程 中，常常表现出敏锐的科学判断。他与助手们接触时，总喜欢听人谈论新鲜 的实验，不愿意听别人重述琐细的技术细节。玻尔在1913年给卢瑟福寄去一 封信，并寄去他的一篇关于原子结构量子论的论文底稿。卢瑟福及时回了信， 信中肯定玻尔“关于氢光谱起源方式的想法是很巧妙的，而且看来是很合用 的”，但他又批评说：“长篇的论文可以将读者吓倒，他们感到自己没有时 间泡到这种论文中去。”评说光谱起源成为后来长期讨论的中心问题，玻尔 以后改正了在论文中重复叙述的习惯。 卡皮查在研究了卢瑟福的工作和观察了他的工作方式以后，认为他的思 想的基本特点是非凡的独立性和由此而来的大无畏精神。卢瑟福在与学生的 接触中，处处表现出这种特点。有一次，当卡皮查拿一些图纸请卢瑟福指正 时，卢瑟福出于礼貌，把这些图纸放在面前的桌子上，却没有注意到图纸放 颠倒了。他对卡皮查说：“这些蓝图，我不感兴趣，请简单谈谈这种机器的 工作原理。”在谈论中，他能从片言只语中很快辨别出实验的基本思想。要 是同他谈话的人没有新的内容，卢瑟福往往会沉沉地睡去。于是人们只好等 他醒来，然后他又听人陈述自己新的见解。 如果说科学中的创新精神能使卢瑟福及其助手们的研究具有价值的话， 那么他的科学预见则往往能把研究工作引向正确的方向。 卢瑟福总是尽自己最大努力培养学生们的个性，并且因势利导，指导学 生向正确的方向前进。有一次卡皮查对卢瑟福说：“你知道，某某的工作是 不大会有成功的希望的，难道你不觉得他是在浪费他的时间和仪器吗？”卢瑟福回答说，他也知道 这个人正在研究一个无法解决的课题。但是他接着说：“不过，这是他自己 选定的课题，如果这项工作不成功，那将会引导他转到另一个有独创性的研 究课题上去，而在后一个问题上，他将获得成功。”后来事实证明了他的预 见。1912年，莫塞莱同卢瑟福在曼彻斯特一起工作。年轻的莫塞莱向卢瑟福 讲了他自己想要研究的3个不同的课题。其中关于伦琴射线的波长取决于原 子在周期系中的位置的发现，使莫塞莱名扬四海。这个课题是卢瑟福对莫塞 莱选定的，但卢瑟福总是强调说，这个实验是莫塞莱自己想出来的。卢瑟福 为什么把自己的科学预见归功于自己的学生呢？他曾经说过：一位教师最高 尚的品德是不忌妒他的学生的成功，而这一点当教师年事已高的时候更是不 易做到！ 培养学生乐于进取的精神，这是卢瑟福在科学研究中的又一个重要特 点。这种特点被他的学生称为“鳄鱼精神”。 1932年2月，为卡皮查新建的蒙德实验室落成使用。参加开幕典礼的科 学家，发现实验室的门上，有一个十分显眼的鳄鱼徽章，许多人惊奇不解， 后来一打听，才知道这是根据卡皮查的特别请求，由英国著名雕刻家埃里 克·基尔用石头雕成的。人们询问卡皮查，应当怎样理解鳄鱼这个怪物，他 回答说：“这鳄鱼象征着科学，它应该张开吞食一切的大口，一往无前，决 不回头！”鳄鱼是一种从不向后看的动物，卡皮查以此体现卢瑟福勇往直前 的坚毅性格和习惯。卢瑟福从来不允许自己垂头丧气，他像鳄鱼捕食一样， 同他的学生一起去攻取一个又一个新的研究目标。 卢瑟福还有一个特点，就是谦逊豁达的品质和平易近人的作风。 卢瑟福早被授予爵士称号了。1931年，因为他在科学界的地位而被英国政府授予勋爵称号。他本人从来不把这些荣誉当作包袱，他声明说：“我并 不看重这个勋爵形式，因为它对我这样的科学家有明显的不利。”他平常对 待朋友和学生，丝毫没有改变直率和纯朴的性格。在一次皇家学会俱乐部的 宴会上，他和他的一些朋友交谈时，他的学生玻尔用第三人称提到卢瑟福勋 爵，他愤怒地转过身去，向玻尔喊道：“你把我叫做勋爵吗？”他经常想到 的是科学事业。1922年，皇家学会向他赠予科普利奖章时，就要他出任不列 颠学会会长，当时他恼了。激动地说：“我还没有老，我的智慧还没有用尽， 容我在科学研究上再努力一番，别分散我的精力！” 卢瑟福从不掠人之美，他总是怀着无限感激的心情来缅怀那些曾经帮助 过他的朋友和团体。例如1932年，他在《麦克吉尔新闻报》上发表的一篇文 章中强调说：“关于原子转变的第一个确切证明的荣誉是属于麦克吉尔大学 的。”他还进一步指出，1902年到1904年两年间所积累的实验证据是索迪 和他本人一起取得的，并且明确指出，“这个近年来激动人心的发现，它的 第一步是在蒙特利尔完成的。”他从 来都不把一切荣誉和成就都记到自己的功劳簿上，他认为：“科学家不 是依赖于个人的思想，而是综合了几千人的智慧，所有的人想一个问题，并 且每人做它的部分工作，添加到正在建立起来的伟大的知识大厦之中。”卢 瑟福就是靠着集体的智慧而在科学研究中取得一个又一个的成就。 卢瑟福在皇家文学学会 （该会后来授予他艾伯特奖章）的一次演讲中， 详细论述了玻尔的原子结构学说，并且指出，在他看来，25年来，精确地说， 从19世纪末叶算起，总共只有三个基本的发现，那就是：1895年的X射线， 1896年的放射性和1897年为汤姆生所证实的电子。按照卢瑟福的这一看法， 后来的一切科学研究工作，实际上都是来源于这三大发现。他所列举的三个 重大的发现，竟然没有一个是属于他本人的——从这里，人们也可以再一次 看到他那谦虚、纯朴的思想作风。的确，这三大发现都是在他进入科学领域 之前取得的。 另外，卢瑟福在科学研究中也同样保持完全独立的态度，他对于某些所 谓理论权威很少有什么敬意，尤其不能容忍那些远离事实的夸夸其谈。在讨 论问题时，他总是简单明了地提出自己对于某个问题的看法。如果有人反驳 他的话，他就津津有味地倾听对方的议论，但不作答辩，于是这场讨论宣告 结束。他从来不让自己卷入个人的争端或小圈子的派别活动中去，他经常说： “能够败坏某人名誉的只有一个人，那就是他自己！” 他嘲笑那些不能把理论工作与科学实验结合起来的人：“他们只知道同 自己的符号打交道，而我们在卡文迪许的人，则注意挖掘自然界里真正牢靠 的事实。” |
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