实验狂人
“你难道不困吗?”有同事忍不住问道。
41岁的查德威克则告诉对方:“工作起来就不太困了。”剑桥大学卡文迪许实验室的这位副主任,很清楚自己此时的工作是多么重要。
那是1932年,不少科学家正在积极探索原子结构。约里奥-居里夫妇在巴黎重复了德国物理学家玻特在4年前曾做的实验。他们用α粒子轰击铍,发现这会使铍发射出穿透力极强的中性射线。玻特和他的助手斟酌两年后,在1930年的报告里,认定这种射线是γ射线。
重复实验后,约里奥-居里夫妇虽然对玻特的结论存在疑问,但最终还是在论文里宣布,这种射线是一种特殊的γ射线。
当查德威克把这个消息告诉导师卢瑟福时,这位长得像农夫一样的物理学家大声喊道:“我不相信。”他曾经预言可能存在一种中性粒子。
于是,查德威克接下来的任务,便是重复约里奥-居里夫妇刚做过的实验。只是谁也不曾料到,他足足在实验室里,几乎不眠不休地沉醉了3个星期。
这种疯狂的行为,很容易让人想起查德威克十多年来经历的一幕幕实验场面。
1913年,担任卢瑟福实验助手的查德威克因为一次实验的成功,获得英国国家奖学金,有机会到德国柏林跟随盖格做研究。德国物理学家盖格是放射性研究方面的权威,发明了盖格计数器。
在盖格的指导下,整天痴迷于做实验的查德威克,实验水平得到很大提高。正当这个22岁的年轻人孜孜不倦地埋头做实验时,第一次世界大战爆发,英德两国交战。朋友们劝查德威克赶紧回国,但年轻人不愿意放弃在德国的研究。在经过短暂的犹豫不决之后,查德威克决定留在德国。
不久,德国士兵便闯进了他的实验室。他们带走并拘禁了查德威克,还用各种酷刑来强迫英国小伙子承认自己是间谍。只是查德威克拒不承认。
无奈之下,德军把他关押进战俘营。在那里,查德威克遇到了英国军官埃利斯。两个无事可做的人成为好友,查德威克开始教对方原子物理。
而在战俘营外,查德威克对科学的执著精神,深深地感动了不少德国同行。在他们的呼吁下,德国科学院出面交涉,德国军方同意查德威克在战俘营的一个旧马棚里建立自己的实验室。实验室不仅简陋,而且四周弥漫着马粪和马尿味。但只要一开始做实验,查德威克便沉浸其中。
一直到战争结束,这个实验狂人才获得人身自由,但关押期间,他的实验不曾间断,而他所教的埃利斯,也在战争结束后,成为原子物理学家。
查德威克被释放回到自己的祖国后,恩师卢瑟福再次把这个不善交际、喜欢闷头做实验的学生留在了自己身边。
这个学生最终也没有令恩师失望。经过3个星期的疯狂实验后,查德威克发现了卢瑟福曾预言的中性粒子。
1932年2月17日,查德威克给《自然》杂志写了一篇文章,题为《中子可能存在》,论述了实验的过程及结论。此时,距约里奥-居里夫妇的论文发表不到一个月。很快,查德威克再次通过严格的实验,肯定了自己的结论,并发表了新的论文《中子的存在》。
据说,看到查德威克的论文后,玻特和约里奥-居里夫妇都非常懊悔自己囿于传统的理论而与伟大的发现失之交臂。
此时的查德威克开始觉得困了。持续了3周的实验结束后,他的第一句话是,“现在我需要用麻药让自己睡上两个星期”。
一觉醒来后,查德威克又通过进一步的实验测定了中子的质量,圆满地完成了原子物理研究上的一项突破性进展。由此开始,原子核的内部结构在世人面前,逐步变得清晰起来,利用核能也成为可能。
也因为这一发现,查德威克获得了1935年的诺贝尔物理学奖。当人类开始研制原子弹时,正是这个实验狂人最早计算出原子弹爆炸的临界质量,并在人类首次使用原子弹那年,成了查德威克爵士。