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第七章 基本物质(5)

发布时间:2016-08-19 16:32:50

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第七章 基本物质(5)

在蒙特利尔的麦克吉尔大学,新西兰出生的年轻人欧内斯特·卢瑟福对新的放射性材料产生了兴趣。他与一位名叫弗雷德里克·索迪的同事一起,发现很少量的物质里就储备着巨大的能量,地球的大部分热量都来自这种储备的放射衰变。他们 还 发现放射性元素衰变成别的元素--比如,今天你手里有一个铀原子,明天它就成了一个铅原子。这的确是非同寻常的。这是地地道道的炼金术;过去谁也没有想到这样的事儿会自然而自发地发生。

卢瑟福向来是个实用主义者,第一个从中看到了宝贵的实用价值。他注意到,无论哪种放射物质,其一半衰变成其他元素的时间总是一样的--著名的半衰期--这种稳定而可靠的衰变速度可以用做一种时钟。只要计算出一种物质现在有多少放射量,在以多快的速度衰变,你就可以推算出它的年龄。他测试了一块沥青铀矿石--铀的主要矿石--发现它已经有7亿年--比大多数人认为的地球的年龄 还 要古老。

1904年春,卢瑟福来到伦敦给英国皇家科学研究所开了一个讲座--该研究所是伦福德伯爵创建的,只有150年历史,虽然在那些卷起袖子准备大干一场的维多利亚时代末期的人看来,那个搽白粉、戴假发的时代已经显得那么遥远。卢瑟福准备讲的是关于他新发现的放射现象的蜕变理论;作为讲课内容的一部分,他拿出了那块沥青铀矿石。卢瑟福很机灵地指出--因为年迈的开尔文在场,虽然不总是全醒着--开尔文本人曾经说过,要是发现某种别的热源,他的计算结果会被推翻。卢瑟福已经发现那种别的热源。多亏了放射现象,可以算出地球很可能--不言而喻就是--要比开尔文最终计算出的结果2

400万年古老得多。

听到卢瑟福怀着敬意的陈述,开尔文面露喜色,但实际上无动于衷。他拒不接受那个修改的数字,直到临终那天 还 认为自己算出的地球年龄是对科学最有眼光、最重要的贡献--要比他在热力学方面的成果重要得多。

与大多数科学革命一样,卢瑟福的新发现没有受到普遍欢迎。都柏林的约翰·乔利到20世纪30年代 还 竭力认为地球的年龄不超过8900万年,坚持到死也没有改变。别的人开始担心,卢瑟福现在说的时间是不是太长了点。但是,即使利用放射性测定年代法,即后来所谓的衰变计算法,也要等几十年以后我们才得出地球的真正年龄大约是在10亿年以内。科学已经走上正轨,但仍然任重而道远。

开尔文死于1907年。德米特里·门捷列夫也在那年去世。和开尔文一样,他的累累成果将流芳百世,但他的晚年生活显然不大平静。随着人越来越老,门捷列夫变得越来越古怪--他拒不承认放射现象、电子以及许多别的新鲜东西的存在--也越来越难以相处。在最后的几十年里,无论在欧洲什么地方,他大多怒气冲冲地退出实验室和课堂。1955年,第101号元素被命名为钔,作为对他的纪念。"非常恰当,"保罗·斯特拉森认为,"它是一种不稳定的元素。"

当然,放射现象实际上在不停地发生,以谁也估计不到的方式发生。20世纪初,皮埃尔·居里开始出现放射病的明显症状--骨头里隐隐作痛,经常有不舒服的感觉--那些症状本来肯定会不断加剧。但是,我们永远也无法确切知道,因为他1906年在巴黎过马路时被马车撞死了。

玛丽·居里在余生干得很出色,1914年帮助建立了著名的巴黎大学铀研究所。尽管她两次获得诺贝尔奖,但她从来没有当选过科学院院士。在很大程度上,这是因为皮埃尔死了以后,她跟一位有妻室的物理学家发生了暧昧关系。她的行为如此不检点,连法国人都觉得很丢脸--至少掌管科学院的老头儿们觉得很丢脸。当然,这件事也许跟本书不相干了。

在很长时间里,人们认为,任何像放射性这样拥有很大能量的现象肯定是可以派上用场的。有好几年时间,牙膏和通便剂的制造商在自己的产品里放入了有放射作用的钍;至少到20世纪20年代,纽约州芬格湖地区的格伦泉宾馆(肯定 还 有别的宾馆) 还 骄傲地以其"放射性矿泉"的疗效作为自己的特色。直到1938年,才禁止在消费品里放入放射性物质。到这个时候,对居里夫人来说已经为时太晚。她1934年死于白血病。事实上,放射性危害性极大,持续的时间极长,即使到了现在,动她的文献--甚至她的烹饪书-- 还 是很危险的。她实验室的图书保存在铅皮衬里的箱子里,谁想看这些书都得穿上保护服。

多亏第一代原子科学家的献身精神和不惧高度危险的工作,20世纪初的人们越来越清楚,地球毫无疑问是很古老的,虽然科学界 还 要付出半个世纪的努力才能很有把握地说它有多么古老。与此同时,科学很快要进入一个新时代--原子时代。

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