第92节

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日期：2013-04-0623:30:12
      　　原子之谜
      　　原子在理论上作为一个假设，逐渐被接受。相当一部分人相信它的存在，也有相当一部分人怀疑它的存在，只把它作为一种工具来使用，甚至拒绝使用这个工具。不信当然有不信的道理，因为作为一个科学理论，原子说缺少关键的东西：
      　　没有观测证据，间接的也没有。
      　　元素周期表固然美丽，把看起来毫不相干的元素，组成了一个完整的自然体系，但是，它是建在沼泽地上的豪宅，没有地基——理论基础，造成元素性质不同的机制是什么？
      　　我们发现了原子的身份证——光谱线，藉此发现了越来越多的原子，积累了大量的、精确的光谱数据，但是，谁也不知道光谱线何时出现、为啥出现。
      　　我们从这些数据、经验中所得到的知识，能解决很多问题，但它们有时候好使，有时候不好使，这让科学家们情何以堪？！
      　　七彩光谱诡异莫测，究竟谁是幕后黑手？基本粒子似隐似现，到底在隐藏什么秘密？原子为何频频变脸，究竟哪个才是真身？这一切到底是上帝的疯狂还是人类的偏执？敬请追随科学牛人的脚步，关注原子之谜！
      　　无论这些问号怎样让我们愁肠百转，问题，还得一步一步解决。
      
      　　在科学家们纷纷用光栅观测原子光谱，发现新原子的那个激情燃烧的年代，瑞典物理学家埃格斯特朗也跻身其中，关注了氢的光谱中，处于红、绿、蓝、紫色区域的四条光谱线，他给这四条线起了个名：阿尔法、贝塔、伽马、德尔塔（α，β，γ，δ）。并精确测量了它们的波长：656.210；486.074；434.01；410.12。单位是纳米哟。精确到了骨子里。
      　　瑞士，有间女子学校。
      　　约翰?巴尔末老师今天很无聊，抱怨道，没啥有趣的事可做。巴尔末老师是教数学的，课余喜欢玩玩有点挑战性的数学游戏，比如数字占卦术之类的。
      　　物理教授哈根拜希正为光谱纠结呢，听到巴老师的抱怨，就说，三条腿的蛤蟆不好找，N条线的难题有的是！你摆弄一下埃格斯特朗的四条线吧，正好你喜欢玩数学游戏，试试看，能不能找到它们的数学关系？
      　　这些谱线，看似纤弱懒散，却巍然不动；看似毫无章法，却不越雷池。怎一个拽字了得？！喜欢刺激的巴老师立即就被光谱线的神秘勾住了魂。解谜的渴望，让巴老师的业余文化娱乐生活立即充实起来——凑公式，凑公式，以及凑公式。人工暴力破解。
      　　1884年6月，巴老师快满60岁的时候，终于凑出一条公式，可以再现四条谱线的波长。我们来欣赏欣赏巴老师的劳动成果：
      　　λ=B[m^2/(m^2-n^2)]
      　　m和n为整数。
      　　B=3.6546×10^-7m，是个常数。
      　　这个式子是硬凑出来的，用的都是数学技巧，至于m和n为什么必须是整数，B的值为什么必须是这个精确值，它的描述代表什么意义，巴老师一概不知。他只知道，眼前的这个式子好用。
      
      　　奇怪吗？不奇怪。凑式子这种事，并不少见。我们不能解释某个现象，但可以根据手里掌握的观测资料，用数学予以描述，先凑出一个公式，作为一个实用工具，来计算、预测，然后再试着从中找出隐藏在背后的秘密。
      　　巴尔末发现，如果n=2，让m分别等于3、4、5、6的话，那么，这个公式会分别得出那四条线的波长。
      　　不仅如此，他还用这个公式预测到，氢谱线应该还有第五条，那就是当n=2，m=7时。
      　　巴尔末还不知道，埃格斯特朗后来已经发现了第五条线，当然也测量了它的波长，这个成果是在瑞典发表的，没人告诉巴老师这件事。
      
      　　后来，人们拿着第五条线的测量值，与巴老师的理论值一比照，嗬，那是相当吻合了！
      　　再后来，巴尔末用他的公式，分别让n值等于1、3、4、5，让m也取不同的值，预测出氢原子在红外和紫外区域还存在其他光谱线。有预测很平常，不平常的是，这些预测被证实是对的，简直太成功了！可是，就是没人能解释，是什么让这个公式频频得手。
      　　1885年，巴尔末公式被刊载在《物理、化学纪要》杂志上。这一年的10月7日，在丹麦的哥本哈根，维特?斯特兰顿14号，一座名副其实的豪宅里，年轻的母亲艾伦在自己生日这天，产下她的第二个儿子，尼尔斯?亨利克?大卫?玻尔。隐藏在这个公式背后的惊天秘密，将在28年后，由这个男孩一手揭开。
      　　所以，关于巴尔末公式的故事，我们28年后再说。现在，我们去看看另一位牛人对原子干了什么。
      　　约瑟夫?约翰?汤姆逊，著名物理学家，1856年12月18日生于英国曼彻斯特。
      　　天才都很善于学习。上曼彻斯特大学那年，汤姆逊年方十四。后来他又去了剑桥，听过麦克斯韦老师的课，也不知道他是用什么办法听懂的。汤姆逊还在卡文迪许实验室第二任主任瑞利勋爵的指导下，完成了几篇论文。
      　　经历了这么多名师，汤姆逊显得很出色，但是那时没什么具体贡献。
      　　1884年，瑞利如约辞去了卡文迪许实验室主任兼物理教授职务（他承诺只任5年）。时年28岁的汤姆逊试着申请了一下，没报什么希望，所以即使落选也不会失望。但意外的是，经瑞利推荐，汤姆逊居然当选了！申请人自己先吓了一跳，这才想起来，自己还“没有认真考虑过这项工作和所要负的责任”。这些选举人，要么是极不负责任的，要么是极有远见的。后来的事实证明，汤姆逊极其认真负责，并且具备担任这一职务的实力。估计是大家相信瑞利的眼光，才让汤姆逊坐上了这个重要位置。
      
      　　汤主任治学严谨，他注重培养会思考、有独立工作能力的人才，要求学生在做研究之前，必须先学好相关实验技术。不仅做实验的观察者，更要做实验的创造者。　
      　　汤姆逊在担任这一要职的34年间，创立了一个极为成功的研究学派，新成果、新发现从卡文迪许实验室不断涌出，培养了一大批牛人：卢瑟福、威尔逊、斯特拉特（瑞利之子）、汤森、巴克拉、里查生、阿斯顿、泰勒、以及G．P．汤姆逊（J．J．汤姆逊之子）……在汤姆逊的学生中，有九名诺贝尔奖得主。真正做到了“创新智慧竞相迸发，创新人才大量涌现”。
      　　这里要说的，不是汤主任的教育勋业，而是他和阴极射线的那些事儿。
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      　　咦？怎么更得越多，来的人反而越少了？求解
      
      　　另汇报：家父状况很好，医生说再过个十天八天就可以试着坐起来了，希望可以啊，谢谢本家及诸位同好的牵挂。
      　　明儿个要上班，要早点休息，各位晚安、好梦。多谢支持！