主题：【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

玻尔掌握了揭示原子奥秘的钥匙，即放射性实质是一种由原子核引发的现象，而不是由原子引起的。基于这一认识，玻尔指出在放射性衰变过程中，一种放射性元素在变成另一种元素的同时会释放出α、β和γ射线，这种现象与原子核相关。玻尔认为如果他的这一理论是正确的，那么当带有92个正电荷的铀原子核在蜕变成铀-X时，会释放出一个α粒子，失去两个正电荷，这样原子核所带的电荷数将降至90。为了保证原子的中性特点，这个新的原子核不可能控制住所有的92个电子，因此必然会有两个电子瞬时逃逸。在放射性衰变过程所产生的新的原子，为了保证其中性特点，都必然会在一瞬间获得或者失去电子。而这个拥有90个正电荷的原子核的所谓的铀-X元素，实质上是钍的一个同位素。根据玻尔的解释，它们的“原子核都具有相同的电荷数目，但它们的质量及其原子核的结构是不同的”，这也就是为什么那些试图将原子重量为232的钍与“铀-X”，即钍-234分离的人总是不能如愿以偿的原因。

玻尔对放射性衰变的解释是建立在原子核这一层面的，他回忆说这一理论说明“元素在发生放射性衰变的时候，与原子重量的变化没有任何关系，如果它的原子核释放出一个α粒子，它将失去两个正电荷，同时在元素周期表中退后两步；如果它释放出一个β粒子，则其原子核会得到一个正电荷，而在元素周期表中会相应前进一步”。例如，铀发生衰变的时候，释放出一个α粒子，转化成钍-234，其在元素周期表中的位置将后退两步。

β粒子是一个快速移动的电子，其电荷为-1。如果原子核释放出一个β粒子，它的正电荷相应增加一个。这就好比是有两个粒子，一个为正，另一个为负，它们和谐共处一室，而一旦出现电子逃逸现象，这种平衡就被打破，则正粒子就相应增多出来一个。因此，这个发生了β衰变的新原子就比老的原子多出了一个原子核电荷，则其在元素周期表中就会向前移动一位。

当玻尔向卢瑟福讲述他的观点时，后者警告他说“在没有足够的实验证据支持的前提下，任意发挥”是非常危险的。这让玻尔非常诧异，他没想到到自己会被卢瑟福泼了一盆凉水，但他还是试图说服卢瑟福“这将是支持他的原子模型的最有力的证据”。可是，他失败了，部分原因是因为他无法用英语清晰地解释自己的思想。而卢瑟福自己当时正忙着写一本书，根本没有时间去认真思考，因而对玻尔的这一工作成果居然就视若无睹了。按照卢瑟福的看法，尽管α粒子是从原子核中释放出来的，但是β粒子至多只是放射性原子释放出的电子而已。玻尔曾经五次企图说服卢瑟福接受自己的理论，可是卢瑟福对此一直持质疑态度，自然不可能顺着玻尔的逻辑思路得到相同的结论。玻尔感到卢瑟福现在对他还有他的理论已经失去了耐心，于是决定先让这件事情暂缓一阵子。但是，有人却不这么想。

弗雷德里克·索迪不久就发现了与玻尔的观点一致的“位移定律（Displacement Laws）”。不过，与年轻的丹麦小伙子不同，即使没有得到权威们的认同，索迪照样会将自己的研究成果对外公布。索迪是大家公认的那种会在原子研究领域带来突破性进展的人，但是没有人会料到第一个引入这一重要观点的人会是一位42岁的性格孤僻的荷兰律师。1911年7月，在一篇投到《自然》杂志的短篇文章中，安东尼·约翰内斯·范登布鲁克（Antonius Johannes van den Broek：1870～1926）指出任一元素的原子核所带电荷数是由其在元素周期表中的位置决定的，而这个位置应该是指原子数（Atomic Number），而不是什么原子重量（Atomic Weight）。范登布鲁克的观点是受到了卢瑟福的原子模型的启发，但是其理论所基于的很多基本假设后来都被证明是错误的，例如他假定原子核的电荷数是元素原子重量的一半。卢瑟福对此非常恼火，在他看来，一个律师发表“一堆没有充分证据支持的猜想就是瞎胡闹”。

由于没有得到任何人的支持，范登布鲁克在1913年11月27日发表在《自然》期刊上的另一篇文章中，抛弃了他以前提出的原子核所带电荷数为原子重量一半的假设。在这之前，盖革和马斯登在他们发表的一篇文章谈到了α粒子散射现象的最新研究成果。一周以后，索迪向《自然》期刊寄去一封信，谈到范登布鲁克的观点清晰地解释了他的位移定律。随后，卢瑟福也表达他的支持：“范登布鲁克提出原子核的电荷数目与原子数相等，但并非等同于原子重量一半，这个创新性的观点在我看来是如此光芒四射。”他曾经反对玻尔所提出的类似的观点，但在18个月之后却亲自写信盛赞范登布鲁克的文章。

由于卢瑟福的消极态度，玻尔永远地失去了正式发表“原子数”这一概念的第一人的荣誉，而索迪却籍此于1921年获得了诺贝尔化学奖，对此，玻尔从未对人抱怨过。“他对自己所做出的判断总是信心十足，”玻尔每念及此总是很动情，“而且我们每个人都对他强大的人格魅力万分崇拜，这种感情在他的实验室中给予每个人无穷的灵感，而且他谦和而热忱地关注所有人的工作，促使我们每个人都全力以赴来作为回馈。”事实上，玻尔依旧将能从卢瑟福口中获得肯定视作是“我们每个人所期盼的最好的奖励”。如果其他人遇到类似的事情一定会沮丧不堪牢骚满腹，但玻尔却能泰然处之，为什么呢？原因很快就会揭晓。

第三章·金色的丹麦人（12）

• 【原创】《量子》----第三章·金色的丹麦人（10）
• 【原创】第一部目录（续)