三、29 岁的年青教授

当时的麦克吉尔大学还处于初创阶段，这个学校的物理实验室是在一位大富豪麦克唐纳的资助下建立起来的。卢瑟福来到这里担负实验室的领导工作时，才不过 29 岁。但他在物理实验工作中所取得的声望，却远远超过了年龄比他大一倍的大多数工作人员。

开始时，卢瑟福的讲课效果并不理想。他过高地估计了学生的水平，学生们抱怨他“讲解过深”。但是他平易近人，经常从百忙中挤出时间同学生交谈，解答他们的疑难问题，或向他们解释听课时没有理解的某些观点。他本人不知疲倦的工作态度，也使学生们受到鼓舞。在 8 年内，以他的名义发

表在学术性科学杂志上的论文就达 50 篇之多！他立即赢得了学生们的赞赏和尊敬。

在卢瑟福到来之前，麦克斯博士曾感叹地认为，现阶段的物理学差不多已经到头了，所有留待以后去做的工作只不过是填补某些冷门知识，以便完成这幅业已勾画出总轮廓的画图。卢瑟福来到麦克吉尔大学后仅仅几个月， 就使麦克斯改变了看法。原因是卢瑟福对铀的研究工作很快地表明了某些正在发生的变化。

来到蒙特利尔后，卢瑟福继续投入到对α粒子和β粒子的研究之中了。卢瑟福向青年工程师欧文斯建议，用金属钍重复试验一下即将完成的铀

的实验。实验结果出乎意料，钍出现了某些没有出现过的情况。他们确信其中一定有某种奇妙的新物质。他们两人整天在一起研究、观察，争论各种疑难问题。卢瑟福将这种来自钍，但与α和β粒子截然不同的新物质称为“钍射气”。

卢瑟福对钍的兴趣与日俱增，他很快发现在钍的周围存在着另一种奇异的东西，具有“感生”放射性。他受到居里夫妇和其他科学家关于镭及其射气的著作的启发，亲自用镭重做了某些研究，他发现镭射气在几分钟之内就失去了放射性，而钍射气却能连续保持好几周的放射性。他们不久就证明， 镭射气是一种放射性气体，而钍射气是一种和氦相当相象的气体。

结婚的念头不时涌上他的心头，然而经济上的窘迫又使他苦恼，他不得不兼任一部分校外工作，借此得到一点额外收入。直到 1900 年夏天，他才回到新西兰同玛丽结了婚。第二年，他们有了独生女儿——爱琳·玛丽。

同年秋天，牛津人弗雷德里克·索迪来到蒙特利尔实验室，成为卢瑟福的助手。索迪是个化学家，当时只有 27 岁。他和卢瑟福成功地从钍中分离出一种新物质——钍-X。这就是卢瑟福研究多年的钍放射性的主要来源。他们发现，这种钍-X 的放射性逐渐地减弱，以致最后消失，无论加进何种化学物质，这种衰变丝毫不受影响，而改变物理条件，如提高或降低温度时，似乎也不能影响衰变的速度。随后，他们又发现铀也发生了类似的一系列变化。铀只能放出α粒子，而铀-X 只能放出β粒子。

由此他们认识到，原子并不是像具体的小型弹子球一类的东西，而是可以分割成更小的东西。他们确凿无疑地证明，铀原子、镭或钍确实是可以分裂的——在分裂过程中，它们产生了α粒子和β粒子。

1899 年，卢瑟福发现了镭的两种辐射。其中之一，不能贯穿比 1/50 毫

米更厚的铝片，但能产生显著的电效应；而另一种辐射却能贯穿约半毫米厚的铝片，然后强度减少一半，并且能穿过包装纸使照相底片感光。卢瑟福把前者命名为α射线，把后者命名为β射线。

1903 年，卢瑟福获得了最高的国家荣誉——被选为英国皇家学会的会员。第二年，他以自己创立的放射理论写成的《放射学》一书出版了。此书立即成为这一学科的经典著作。后经多次修订再版。1906 年的修订本出版， 英国皇家学会主席、物理学家雷利爵士评述此书时说：“他的惊人的活动能力已经激起了社会上的普遍赞扬，在他鼓励下的学生，几年来，差不多每个月都给这门科学做出重要的贡献。”

卢瑟福在蒙特利尔度过了整整 9 个年头的科学生涯后，于 1907 年接受了英国曼彻斯特大学的聘请，担任教授并主持曼彻斯特实验室的工作。在他离校之际，玻维博士充满惋惜之情地说：“卢瑟福自始至终都把麦克唐纳物理实验室与具有深远意义的发现联系在一起，这些出现对于物理世界的概念的最终影响，确实是难以预言的。”