查德威克
当爱因斯坦的名字如日中天的时候,还有无数的物理学家们仍旧在科学的道路上,默默地执着地奋斗着,这是一条充满艰辛的路,这更是一条充满乐趣的路。
詹姆斯·查德威克无疑是这众多科学家中的一员,在物理学这条羊肠小道上,他一直在努力着,不管遇到多么大的困难。
锲而不舍,金石可镂。1932 年,从英国剑桥大学的卡文迪许实验室里, 传出了一个令世界为之震惊的消息:中子发现了。
当查德威克经过无数次试验,终于用 a 粒子成功地轰击铍等轻元素,发现了“中性粒子”即中子时,泪水禁不住夺眶而出,十几年来,他走过了怎样的一条光荣而又布满荆棘的路啊!
1891 年 10 月 20 日,詹姆斯·查德威克出生于英格兰柴郡。这是一个性格内向而又不爱哭泣的孩子,出生的时候,他好长时间都没有哭,当接生妇在他的小屁股蛋上使劲打了三下以后,他才“哇”地一声大哭了起来,用他的哭声宣告他经过十月怀胎以后,来到这个注定要含辛茹苦的世界了。
像其他别的孩子一样,查德威克在 8 岁的时候,背着书包上学了。他个子长得不是太高,性格又温和,大一些的同学老是欺侮他,有一次甚至把他的书和书包全都扔进了学校前面的河里去了。
查德威克实在忍无可忍了,随手拾起地上的一块碎砖头,狠命地向那个扔他书包的大个子男同学砸去,大个子头被砸出了一个小洞,血直往外流。后来,查德威克被爸爸妈妈狠狠揍了一顿,他也不去解释,任泪水在眼
眶里直打转儿,也没让它流下来。爸爸妈妈又提着一篮子鸡蛋,要去给那个大个子赔礼道歉,查德威克死活也不愿意一道去,他坚信自己没有错。
上中学的时候,他的各门功课的成绩都差不多,对物理也没有产生出特别的兴趣,有好几次测验,他都没考及格。
查德威克性格内向,有时一整天都不说一句话,下课的时候,他喜欢独自一人,站在窗前,看天上一朵流动的云,或者看同学们忙忙碌碌在争抢一
个篮球。他喜爱陷人无限的遐想状态中去。
但是,他却有一套独特的学习方法。对于那些不会做的习题,凡是他没有搞懂的题目,他决不勉强自己去做,或者把同学做好了的,拿来自己抄一遍,他总是想方设法把问题给弄清楚。
而一旦搞清楚了,他又不是赶任务似地,把题目做出来,总是在草稿纸上,尝试用好几种方法来解这个题目,最后才选择出一种最便捷的方法,把题目做在作业本上交给老师。
他有个座右铭,这就是:“不成功则已,要成功,成绩就应该是颠扑不破的。”这个座右铭,一直陪伴他度过了中学时代、大学时代,乃至他的一生。
1908 年,查德威克考入曼彻斯特大学,好像冥冥之中有个什么在主宰着他似的,他选择了物理学专业,从此,他就同物理学结下了不解之缘,并把自己所有的智慧、热血和生命奉献给了这门古老而又充满魅力的学科。
在大学期间,他仍是那么沉默寡言,有点腼腆甚至有点害羞,当同学们纷纷流连于舞厅、咖啡厅和花前月下的时候,他却把自己投入到物理学的星空中去,跟那些已故的大师们亲切握手,倾心交谈。
甚至当一个女同学恶作剧似地给他写了一封情书的时候,他居然被弄得手足无措,并且被吓哭了,这件事一直被传为笑话。
查德威克不喜爱出风头,不爱抛头露面,正是由于这种不慕虚名,不为浮名所累,任劳任怨脚踏实地的治学精神,使他一生在物理学的研究上取得了一个又一个辉煌的成就。
1911 年,查德威克以优异的成绩从大学毕业,此后在卢瑟福教授的指导下在曼彻斯特物理实验室工作了两年,从事各种放射性的研究。
没过多长时间,他用 a 射线穿过金属箔时发生偏离的实验,有力地证实了原子核的存在。
由于他卓有成效的工作受到当时科学界的认可,1913 年,他荣获科学硕士学位,并取得了“1851 年奖学金”,赴柏林夏洛腾堡技术物理研究所,在H·盖革教授指导下工作。
盖革教授是计数管的发明者,查德威克在他的精心指导下,成天把自己关在实验室里,潜心研究放射性粒子探测技术,并取得了相当重要的研究成果。
正当查德威克准备大展宏图的时候,不幸扇动着丑陋的翅膀,降临在他的身上 。
第一次世界大战期间,正在实验室里认真观察实验结果的查德威克,被一伙法西斯分子,用枪托打昏以后,带进了德国鲁赫本平民拘留所。他是被当作战俘扣留在这里的,尽管他从来也没有参加过战争。
在拘留所里,法西斯分子硬逼他承认杀死了多少多少德国士兵,还逼他承认他是英国政府派来的间谍。倔强的查德威克用沉默来表示他的抗争,法西斯分子就用种种酷刑来折磨他,他常常被折磨得死去活来,但他一滴泪也没有流过。
更令他痛苦不堪的是,他无法继续从事他心爱的实验工作,去探索人类那么多的未知领域了。这对于一个无限热爱科学事业的人来说,是一个多么巨大的遗憾。
然而,他没有自暴自弃,更没有用死亡来了却自己的痛苦。后来,他利
用法西斯分子对他稍微放松了看管的机会,联合其他几位战俘科学家,在拘留所里,搞起了一个小小的实验室。
这间实验室是一个只能拴两匹马的废旧的马棚,查德威克等人就是在这里从事β射线的实验的,当马粪和马尿的臊臭味不绝如缕地飘进他们的鼻子里的时候,他们却浑然不知。他们沉缅于β射线给他们带来的巨大的快乐之中,他们感觉这样的实验,真是别有情趣。
1918 年,第一次世界大战结束。多行不义必自毙,德国宣布无条件投降。查德威克也被释放。长夜漫漫,终于到了尽头,他回到了自己魂牵梦绕的祖国——英国。
1919 年,他接受了英国剑桥大学冈维尔和凯恩斯学院的沃拉斯顿奖学金,继续在卢瑟福教授的指导下工作,这时,卢瑟福已经就任剑桥大学卡文迪许实验室主任,查德威克也来到了这里。
就在这一年,卢瑟福和助手们合作,用α粒子轰击氮原子核的时候发现, 氮原子核破裂以后,发射出原子量是一个带正电粒子,这种粒子被命名为质子(实际是氢原子核),破裂以后的氮原子核和α粒子结合成氧原子核。
卢瑟福这个实验表明,不但放射性现象会导致原子自然蜕变,从一种元素变成另一种元素,而且可以用人工方法变革原子核,把一种元素变成另一种元素。
在剑桥大学,查德威克自始至终都参加了卢瑟福进行的用α粒子轰击的方法使其他轻元素嬗变的工作,并对原子核的特性和结构进行了认真的研究。
1920 年,查德威克通过对α粒子散射所进行的测量,最先测定了原子核所带的绝对电量,即核电荷数,结果和莫塞莱的原子序数理论吻合得无与伦比。
早在 1919 年,卢瑟福用氮第一次探测到核蜕变效应,查德威克站在导师肩膀上,继续向前苦苦地求索着,终于发现了γ射线所引起的核蜕变。
因为查德威克成就卓著,他被升任为卡文迪许实验室副主任,并于 1927 年当选为皇家学会会员。
事业上的巨大成功,使他深深地受到利物浦的艾林·斯图尔特·布朗小姐的青睐,然而查德威克天生不会谈情说爱,布朗小姐只好主动发起进攻, 他才渐渐地开了窍。
1925 年,34 岁的查德威克和布朗小姐终成眷属。结婚以后,查德威克过上了幸福美满的家庭生活,并在一年以后,有了一对孪生儿女。他全身心地体会着人世间的这种天伦之乐。
查德威克喜爱养花,他把自己的实验室和居室都变成了花房,闲暇时分, 浇浇水,松松土;累了的时候,看看花,赏赏景,他满足地陶醉于花的芬芳和花的鲜艳中。
业余时间,查德威克还喜爱和妻子一起骑上自行车,带着一对儿女,到芳草碧连天的河边去钓鱼。可是,有好几次,当鱼把钓杆都拖到水里去了的时候,他竟然一点也没有觉察到。
查德威克又把思绪投入到扑朔迷离的物理世界中去了。