三 人类合成的新石器

1. 诺贝尔奖获得者与新型陶瓷

上世纪末，德国物理学家伦琴发现 X 射线，成为轰动世界的一件大事， 伦琴因而成为首届诺贝尔物理奖获得者。X 射线的穿透性很强，伦琴在他关于 X 射线的论文中，附有伦琴夫人手骨的照片。当时人们的兴趣主要在把 X 射线用于诊断和医学，一年之中就有一千多篇论文，数十本小册子问世。据说，当时 X 射线被“炒”得太热，连伦琴本人也感到不愉快。

X 射线是一种电磁波。微波、无线电波、红外线，可见光、紫外线、X 射线都是电磁波，因为它们传播时都伴有电场和磁场，只是它们在传播过程中波长（一个波动跨越的距离）不同。无线电波波长范围从二万米到二百米。人的眼睛能看得见 400 至 800 纳米的波长的光波，这个波段称可见光。波长

800 纳米这一端是红光，按红橙黄绿青蓝紫顺序逐渐缩短，400 纳米这一端是

紫光。波长短于 400 纳米叫紫外线，长于 800 纳米的叫红外线，肉眼是看不

见红外线和紫外线的。X 射线波长只有 0.1 到 0.01 纳米，接近分子和晶格尺寸，是对物质进行结构测定的常用工具。X 射线并不是波长最短的电磁波，y 射线的波长比 X 射线还要短得多。

1911 年德国物理学家劳厄从理论上提出，如果晶体内部原子有规则地排列成立体结构，X 射线通过晶体后将在照相底片上产生一定的图案，这种现象就是 X 射线衍射。劳厄的理论，第二年由他的助手从实验上证实，劳厄获得了 1914 年诺贝尔物理学奖。

1915 年的诺贝尔物理学奖由布拉格父子（W.H·Bragg 和 W.L·Bragg） 领走。父子俩共同分享诺贝尔奖，堪称世界科学史上的佳话。说起来，现代新兴陶瓷的蓬勃发展，最初的基础还是由他们奠定的呢！

老布拉格是英格兰人，毕业于剑桥大学，在澳大利亚南部的阿德莱德大学作过教授，1908 年回到英国利兹大学任教。晚年担任英国皇家学院院长和皇家学会会长。小布拉格 1890 年出生在澳大利亚的阿德莱德，并在那里接受教育，十八岁随父亲回到英国，在剑桥大学学习。毕业后任剑桥大学讲师， 在此期间他和父亲老布拉格共同研究用 X 射线衍射测定晶体结构，提出了有名的布拉格方程。25 岁时和老布拉格共同分享诺贝尔物理学奖。29 岁时担任曼彻斯特大学物理学教授和院长，1972 年去世。父子俩有很多共同的地方， 如都毕业于剑桥大学，都担任过皇家学院院长，都活到八十多岁。但最重要的是，他们都是 x 射线衍射测定晶体结构的奠基人。

在劳厄提出 X 射线衍射理论，并观测到衍射图案之后，老布拉格立即着手进行 X 射线衍射的研究。他的处理方法简单明了；推导出衍射角和晶面间距离的公式，这就是有名的布拉格公式。这个公式现在被广泛用来测定晶体、聚合物、蛋白质、纤维⋯⋯的结构。布拉格还发明了 X 射线分光计，父子俩测定了并弄清了许多物质的结构，例如第一次知道在氯化钠、氯化钾晶体中是以氯离子和钠离子构成空间立方结构，并没有 NaCl 分子存在；知道了金刚石中碳原子的位置和空间距离。1915 年他们合著了《X 射线与晶体结构》一书。此后还测定了有机分子，生物大分子的结构，以及矿物、合金结构，成为晶体结构测定的泰斗和奠基人。

1914 年，老布拉格用 X 射线研究石英结构，随后，小布拉格研究硅酸盐，

此后许多科学家纷纷用晶体化学和固体物理学手段研究陶瓷内部结构。30 年代以后其他科学家又大量运用电子显微镜进行观察，在明确了陶瓷的结构和性能关系的基础上对陶瓷进行了有目的改进，促进了新型陶瓷的诞生。今天， 在谈论“新石器”的时候，伦琴、劳厄、布拉格父子，这几位诺贝尔奖获得者的贡献当然应该记上一笔。