盧瑟福的這種大膽的創新精神,在指導他的學生從事科學研究的過程中,常常表現出敏銳的科學判斷。他與助手們接觸時,總喜歡聽人談論新鮮的實驗,不願意聽別人重述瑣細的技術細節。玻爾在1913年給盧瑟福寄去一封信,並寄去他的一篇關於原子結構量子論的論文底稿。盧瑟福及時回了信,信中肯定玻爾“關於氫光譜起源方式的想法是很巧妙的,而且看來是很合用的”,但他又批評說:“長篇的論文可以將讀者嚇倒,他們感到自己沒有時間泡到這種論文中去。”評說光譜起源成為後來長期討論的中心問題,玻爾以後改正了在論文中重複敘述的習慣。

卡皮查在研究了盧瑟福的工作和觀察了他的工作方式以後,認為他的思想的基本特點是非凡的獨立性和由此而來的大無畏精神。盧瑟福在與學生的接觸中,處處表現出這種特點。有一次,當卡皮查拿一些圖紙請盧瑟福指正時,盧瑟福出於禮貌,把這些圖紙放在麵前的桌子上,卻沒有注意到圖紙放顛倒了。他對卡皮查說:“這些藍圖,我不感興趣,請簡單談談這種機器的工作原理。”在談論中,他能從片言隻語中很快辨別出實驗的基本思想。要是同他談話的人沒有新的內容,盧瑟福往往會沉沉地睡去。於是人們隻好等他醒來,然後他又聽人陳述自己新的見解。

如果說科學中的創新精神能使盧瑟福及其助手們的研究具有價值的話,那麼他的科學預見則往往能把研究工作引向正確的方向。

盧瑟福總是盡自己最大努力培養學生們的個性,並且因勢利導,指導學生向正確的方向前進。有一次卡皮查對盧瑟福說:“你知道,某某的工作是不大會有成功的希望的,難

道你不覺得他是在浪費他的時間和儀器嗎?”盧瑟福回答說,他也知道這個人正在研究一個無法解決的課題。但是他接著說:“不過,這是他自己選定的課題,如果這項工作不成功,那將會引導他轉到另一個有獨創性的研究課題上去,而在後一個問題上,他將獲得成功。”後來事實證明了他的預見。1912年,莫塞萊同盧瑟福在曼徹斯特一起工作。年輕的莫塞萊向盧瑟福講了他自己想要研究的3個不同的課題。其中關於倫琴射線的波長取決於原子在周期係中的位置的發現,使莫塞萊名揚四海。這個課題是盧瑟福對莫塞萊選定的,但盧瑟福總是強調說,這個實驗是莫塞萊自己想出來的。盧瑟福為什麼把自己的科學預見歸功於自己的學生呢?他曾經說過:一位教師最高尚的品德是不忌妒他的學生的成功,而這一點當教師年事已高的時候更是不易做到!

培養學生樂於進取的精神,這是盧瑟福在科學研究中的又一個重要特點。這種特點被他的學生稱為“鱷魚精神”。

1932年2月,為卡皮查新建的蒙德實驗室落成使用。參加開幕典禮的科學家,發現實驗室的門上,有一個十分顯眼的鱷魚徽章,許多人驚奇不解,後來一打聽,才知道這是根據卡皮查的特別請求,由英國著名雕刻家埃裏克·基爾用石頭雕成的。人們詢問卡皮查,應當怎樣理解鱷魚這個怪物,他回答說:“這鱷魚象征著科學,它應該張開吞食一切的大口,一往無前,決不回頭!”鱷魚是一種從不向後看的動物,卡皮查以此體現盧瑟福勇往直前的堅毅性格和習慣。盧瑟福從來不允許自己垂頭喪氣,他像鱷魚捕食一樣,同他的學生一起去攻取一個又一個新的研究目標。

盧瑟福還有一個特點,就是謙遜豁達的品質和平易近人的作風。

盧瑟福早被授予爵士稱號了。1931年,因為他在科學界的地位而被英國政府授予勳爵稱號。他本人從來不把這些榮譽當作包袱,他聲明說:“我並不看重這個勳爵形式,因為它對我這樣的科學家有明顯的不利。”他平常對待朋友和學生,絲毫沒有改變直率和純樸的性格。在一次皇家學會俱樂部的宴會上,他和他的一些朋友交談時,他的學生玻爾用第三人稱提到盧瑟福勳爵,他憤怒地轉過身去,向玻爾喊道:“你把我叫做勳爵嗎?”他經常想到的是科學事業。1922年,皇家學會向他贈予科普利獎章時,就要他出任不列顛學會會長,當時他惱了。激動地說:“我還沒有老,我的智慧還沒有用盡,容我在科學研究上再努力一番,別分散我的精力!”

盧瑟福從不掠人之美,他總是懷著無限感激的心情來緬懷那些曾經幫助過他的朋友和團體。例如1932年,他在《麥克吉爾新聞報》上發表的一篇文章中強調說:“關於原子轉變的第一個確切證明的榮譽是屬於麥克吉爾大學的。”他還進一步指出,1902年到1904年兩年間所積累的實驗證據是索迪和他本人一起取得的,並且明確指出,“這個近年來激動人心的發現,它的第一步是在蒙特利爾完成的。”他從

來都不把一切榮譽和成就都記到自己的功勞簿上,他認為:“科學家不是依賴於個人的思想,而是綜合了幾千人的智慧,所有的人想一個問題,並且每人做它的部分工作,添加到正在建立起來的偉大的知識大廈之中。”盧瑟福就是靠著集體的智慧而在科學研究中取得一個又一個的成就。

盧瑟福在皇家文學學會(該會後來授予他艾伯特獎章)的一次演講中,詳細論述了玻爾的原子結構學說,並且指出,在他看來,25年來,精確地說,從19世紀末葉算起,總共隻有三個基本的發現,那就是:1895年的X射線,1896年的放射性和1897年為湯姆生所證實的電子。按照盧瑟福的這一看法,後來的一切科學研究工作,實際上都是來源於這三大發現。他所列舉的三個重大的發現,竟然沒有一個是屬於他本人的——從這裏,人們也可以再一次看到他那謙虛、純樸的思想作風。的確,這三大發現都是在他進入科學領域之前取得的。

另外,盧瑟福在科學研究中也同樣保持完全獨立的態度,他對於某些所謂理論權威很少有什麼敬意,尤其不能容忍那些遠離事實的誇誇其談。在討論問題時,他總是簡單明了地提出自己對於某個問題的看法。如果有人反駁他的話,他就津津有味地傾聽對方的議論,但不作答辯,於是這場討論宣告結束。他從來不讓自己卷入個人的爭端或小圈子的派別活動中去,他經常說:“能夠敗壞某人名譽的隻有一個人,那就是他自己!”

他嘲笑那些不能把理論工作與科學實驗結合起來的人:“他們隻知道同自己的符號打交道,而我們在卡文迪許的人,則注意挖掘自然界裏真正牢靠的事實。”

七、打開原子世界的大門

盧瑟福在即將離開曼徹斯特的一段時間裏,主要是進行用α粒子來轟擊氮的研究工作,結果從氮原子核中轟擊出氫原子。到劍橋後,他繼續進行這些嬗變實驗,並把它運用到其他氣體中去,以便探究這種原子的破碎是否具有廣泛的意義。

當時是盧瑟福助手之一的埃利斯曾經敘述過這一使用極原始的儀器所進行的實驗工作。被擊出的粒子可以在靈敏度很高的熒光屏上產生閃光點,利用顯微鏡就能觀察到這些閃光點。但要把閃光點準確數出來。總有一些學生被派去數閃光點。“放在實驗室盡頭的一盞煤氣噴燈發出微弱暗淡的亮光,我們坐在那裏,一麵喝茶,一邊聽著歐內斯特·盧瑟福講述人世間的種種趣聞。”要不斷改變放射源和熒光屏之間的距離,並在熒光屏前插入雲母片。這樣就可能發現正在發射的是什麼粒子以及它們的射程。他們證實,隻有一部分元素是能夠成功地用α粒子來進行轟擊轉化的。

盧瑟福猜想,其中的一個問題很可能與電有關。他在1920年所作的一次演講中,預言在原子的某個地方,可能存在著一種尚未被察覺到的中性粒子,這種中性粒子如果真的被發現,那麼,它一定是一種異乎尋常的,同時又是極難對付的東西。盧瑟福說道:“它能自由地穿過物體,但卻不能把它控製在一個密封的容器中。”

盧瑟福預言並作了描述的這種粒子就是後來所說的中子,它是12年後,查德威克在卡文迪許實驗室裏發現的。

1920年夏季,在不列顛學會會議上,盧瑟福提議應當把在原子研究人員中使用的古怪離奇的用語統一起來。湯姆生曾主張帶有負電荷的微小粒子應當稱作電子。盧瑟福曾證明氫核是其他元素原子核的組成部分,他建議稱這種氫核為“質子”。這個名稱就這樣固定下來並沿用至今。

盧瑟福大約50歲就進入了科學界“老前輩”的行列。他應邀參與各種各樣的事務,世界各國很多大學授予他榮譽學位。為了把更多的時間用在科學研究上,他不得不拒絕世界各國聘請他去講學的大部分邀請。

盧瑟福實驗中最優秀的助手之一阿斯頓在從事同位素研究中發現,氯氣存在著兩種不同的類型,兩種類型的氯是以大約2∶1的比例混雜在一起的。這引起了盧瑟福的注意。他不斷地思考著關於原子分裂的各種問題,以及與此有關的同位素問題。盧瑟福向自己提出了一個問題——氫本身有沒有同位素?如果有的話,那麼其中一個的原子量應當是另一個的二倍。盧瑟福預料到氫有一種比平常的氫重一倍的形式。重氫與氧構成了一種叫做重水的化合物。12年後,美國科學家尤裏發現了氫的這種同位素,並給它取名氘(dāo)。