八、最后的岁月
1932年,科克罗夫特和瓦耳顿在卡文迪许实验室成功进行原子分裂实 验,他们的主任卢瑟福已经年满60岁。这时的卢瑟福并没有意识到,在他的 生命历程中,只剩下屈指可数的6个年头了。然而,卢瑟福直到生命的最后 一刻,也还保持着旺盛的斗志和充满着热情。
尽管他有许多社会活动,尽管他多才多艺,兴趣广泛,几乎涉及人类活 动的各个领域,但他对自己主要的兴趣所在是从来没有任何怀疑的。他曾经 说过:“我认为,再没有比在几乎是未经勘探的原子核世界里的漫游更令人 神往的了。”
1933年,美国化学家尤雷和一批美国科学研究工作者发现了氢的同位 素,即重氢 (氘)。某些含有重氢的重水混合物,寄到了卡文迪许实验室, 以供卢瑟福实验使用。他在原子分裂实验中,用氘来代替质子,结果证明, 它们的确是一种相当令人满意的代用品。从而验证了这一新的发现。
但是,正当科学研究获到丰硕成果的年月,国际局势却越来越笼罩上浓 的阴云。德意法西斯势力日趋猖狂,像大多数有深谋远虑的观察家一样,卢 瑟福看到了第二次世界大战的最初征兆。一方面他为科学界的成果感到高 兴,他在多次演讲中赞颂这些成就;一方面为国际形势的恶化忧心忡忡。他 越来越严重地陷于繁忙的公务之中。为了向那些由于无法忍受希特勒的迫害 而被迫离开德国的优秀的男女科学家们提供工作,英国发起筹措基金运动。 卢瑟福发起成立了“科学救援委员会”,为援救从纳粹德国逃亡到英国的科 学家们做了大量的工作。
科学救援委员会在皇家艾尔伯特宫举行了一次大会,向社会发出筹措基 金的呼吁,以便尽可能保证这些科学家能有机会继续进行他们重要的具有巨 大价值的科学工作。卢瑟福作为英国最伟大的科学家,一位具有宽容和互相 尊重的伟大感情的科学家,应邀担任这次大会的主席。大厅里挤满了3万名 听众——这是艾尔伯特有史以来人数最多的一次集会。卢瑟福在开幕词中指 出,这次大会与政治问题毫无关系。“在救援工作中”,他非常激动地说道:
“我们必须丢开一切政治上的不同见解。”
科学救援委员会做了许多有益的工作。作为主席,卢瑟福尽管要忙于处 理其他种种工作,但仍然尽量抽出时间来办理这项工作。到1937年为止,已 有500多位流亡者获得了长期工作,另外还为300多人安排了临时工作。在 这批流亡者中,有许多是很有才华的科学家。他们在战争期间为英国做了大 量有价值的工作。
在这段时期,卢瑟福变成了一个社会活动家。他在上议院就各种问题发 表演讲;他在援助纳粹德国的难民工作中起了极其重要的作用;过后不久, 他又与宾夕法尼亚的道森和约翰·麦克伦南一起,在镭研究所开始了称为放 射疗法的研究工作——这是利用镭来治疗癌症的艰苦尝试。
卡文迪许实验室正在进行有关原子问题的研究工作,不论什么实验,只 要可能,卢瑟福都要亲自参加。他对重氢仍然怀着浓厚的兴趣,在1934年公 开的一封信中,他估计甚至可能存在着另一种氢的同位素——即原子量为3 的“三重”氢。
试图探索原子量为3的氢及轻金属锂成了他最后一项亲自参与的重要的 研究工作。氢的这种同位素称作氘 (chuān),为了分离这种物质,需将75 吨水浓缩至一立方米——它使人回想起,首次分离出镭时,居里夫妇在初始 阶段所进行的一系列实验。在剑桥进行的这项实验中,奥利芬特是卢瑟福的 一个很得力的助手,他最后终于证明,使用某些快速运动的重氢粒子来轰击 重氢制品,就可获得原子量为3的氦与氚的混合物。通常,由于混合物的数 量太少。只有测量粒子偏转所经过的径迹,才能计算出它们的原子量。
因此,他们决定由奥利芬特设法取得足够数量的氚。他在挪威首都奥斯 陆浓缩重水。但是最终没有获得成功。
1932年,当约里奥·居里夫妇宣布用α粒子轰击某些轻元素,可以使其 人为地产生放射性时,卢瑟福当即对此表示极大的兴趣,并进行了一系列的 实验,以便验证他们的实验结果可否加以扩大。他不久宣布,即使像铀这种 是一切元素中最重的元素,如果用中子来轰出,也能产生至少四种不同类型 的放射性物质。
这或许是原子弹原理中最扣人心弦的伟大发现吧!然而在当时,铀的同 位素,包括铀-235在内,还没有被完全了解和掌握。
1934年,卢瑟福在约克郡的斯托克斯布里奇建立了一所新实验室——联 合钢铁公司研究实验室。他号召新实验室的主任们,允许他们的工作人员到 其他实验室去参观访问,并且与从事不同科研工作的人员保持最紧密的联系 和接触。
不久,卢瑟福被选为“民主阵线”剑桥分会主席,该组织的任务是大力 支持民主国家反对日益猖獗的纳粹和法西斯分子的反动势力。卢瑟福在一次 演说中指出。轰炸机的威力是使人们感到紧张和造成战争恐怖的主要原因。 他认为,如果各国同意停止空中轰炸,人们就可能在很大程度上,消除这种 恐惧情绪。他无限感叹地补充道:“这将是人类历史上的一个伟大时代,但 这个时代或许不会延续很久的。”
1943年后期,卢瑟福出席了皇家学会组织的一次规模宏大的科学大会, 和各国科学家一起讨论了共同感兴趣的问题,并且磋商保证科学研究得以维 持和继续进行的方法。
1935年,卢瑟福在不列颠学会演讲时,说了几句极为精辟的名言:“人 们的认识在不断地充实着,而人们的智慧却徘徊不前。”这句话在现在看来, 仍有很深刻的意义。
卢瑟福尽管很忙,但是他的最大兴趣还是放在对新的科学成就的探索 上。在世界上,不论哪个实验室,一旦宣布取得了卓越的科学成就,他几乎 都在剑桥重复实验几次,以便证明这些成果是否准确可靠。这种不断探索的 精神,一直使他保持着旺盛的精力。
但是,由于过度的劳累,卢瑟福的背部越来越弯曲了。繁重的社会活动 也不断地耗费着这位卓越科学家的精力。尽管他自己从来没有意识到衰老的 到来,但自然规律对他并不施行任何例外。在一次试验中,卢瑟福往验电器 上装配一小条金箔时,他的两只手像筛筛子一样颤动着,以至不得不请他的 助手克劳代他做这件事。过了几天又发生了类似事情,这使克劳很吃惊,于 是就向他的老师问道:“今天您的精神又不太好吗?先生。”颇具个性的卢 瑟福像狮子吼叫一样地回答说:“活见鬼,什么精神不好!这是你在晃动桌 子。”说着继续顽强地工作。
1937年,卢瑟福的最后一本书——《当代炼金术》出版问世了。这本书 主要阐述元素的转化,条理清楚,受到了广泛的赞扬。同年8月21日,他在
《自然》杂志发表了一篇文章,叙述在氚的研究工作上并未取得任何卓有成 效的结果。这是他寄给他多年来从未断过稿件的《自然》杂志的最后一篇论 文。他在威尔特夏别墅度过了愉快的66岁生日,并在那里给盖革去了一封 信,感谢他在生日期间所表示的祝贺和问候。他打算在那里再住上一个月, 彻底休整一下,以便最后修改他准备在印度会议上发表的开幕词。
1937年10月,正当卢瑟福准备起草演说稿的时候,突然感觉到身体不 适,医生说是轻微的疝气,建议进行一次手术,这样的手术是不会危及生命 的,他本人恐怕也没有意料到会有什么危险。但病情很快趋于恶化。10月19 日,这位伟大的科学家、原子核物理学的奠基人就与世长辞了。
卢瑟福是近代自然科学革命的主要旗手之一和培养人才的巨匠。他作为 发明无线电的先驱者、放射性元素衰变理论的主要提出者、原子物理和核物 理的奠基者、加速器的开发者和原子嬗变与聚变的发现者,以他的不懈努力 和卓著的贡献,从根本上改变了自德谟克利特以来 2000多年的物质和自然 观,提出了一整套关于物质微观组成的理论体系。对现代自然科学和自然哲 学的发展产生了极其巨大的影响。卢瑟福的贡献受到以后科学家们的高度评 价,人们称他是“现代原子物理的奠基者”,“修改了我们的全部原子理论”, 有人称他和爱因斯坦是“我们时代两个最伟大的人”,一个是最伟大的实验 物理学家,一个是最伟大的理论物理学家。并称“卢瑟福是原子时代的牛顿, 研究原子的分裂和构成,他是微观宇宙之王”,“科学史上最伟大的人物之 一”。对于这些美誉,卢瑟福当之无愧。他是个伟大的科学家,也是个伟大 的教师。他作为现代著名的科研中心——曼彻斯特大学的物理实验室和剑桥 大学的卡文迪许实验室的领导者,在组织科学研究和培养人才方面所提供的 宝贵经验,已经并将继续对现代科学管理与造就优秀的科学人才产生深远的 影响。
中外科学家发明家丛书:伦琴
威廉海姆·康拉德·伦琴 (1845—1923),是德国著名的物理学家。他 一生在物理学的许多领域进行过实验研究工作。1901年,他因发现了“X射 线”而获第一届诺贝尔物理学奖。
一、成长时期的伦琴
德国的西部与荷兰、比利时、法兰西毗邻的地区是一片肥沃的平原。著 名的莱茵河,缓缓地流经这里。在莱茵河的北部,有德国著名的鲁尔工业区。 19世纪中叶,在这个工业区里有一个繁华的城镇里乃堡。1845年3月27日, 威廉海姆·康拉德·伦琴就出生在这个德国西南部的小城里。
小威廉的父亲经营着一个已祖传四代的纺织品商店。这个家最初并不太 富裕,到了伦琴父亲这一辈,买卖一天比一天兴旺,女主人又善于持家,家 境逐渐殷实起来,并且成了镇上有名望的人家。
伦琴出世的时候,他的父亲已经40多岁了,他是父母唯一的男孩儿,自 然是无价之宝似的供着。父亲亲切地昵称他为“威廉娃娃”。
小威廉非常淘气,经常和邻居的孩子们一起在宽敞的庭院里奔跑、玩耍。 和同龄的其他孩子相比,他并没有什么特别出众的地方,只是手巧一些。
学校的老师这样对他的父亲说:“您家的孩子,其他方面一般。但是, 他性格好,天真、直爽,将来是会有前途的。”
老伦琴对儿子最大的希望就是长大后由他继承他们祖传的商店,所以对 老师的这种评价他心满意足。
伦琴小学毕业后,父亲想要他留在里乃堡,再读个初、高中,就继承家 业,谁知这遭到了伦琴母亲的强烈反对。
伦琴的母亲是荷兰人,荷兰人素有“海上马车夫”之称。荷兰有一句谚 语:
“心爱的孩子要让他出外旅行。”
所以母亲一心一意想要儿子见一见世面,将来最好能当上殖民地的官 吏,或者至少也做个大富商。事关儿子的前程,她毫不让步。
伦琴年龄还小,没有父母那么多的考虑,但是到世界各地看一看,他还 是很感兴趣的,因此他当然是赞同母亲的意见了。遭到母子两人的反对,老 伦琴只好让步。
伦琴被送往母亲的故国荷兰,住在外祖父的家里。
外祖父家在荷兰的一个大城市乌得勒支,伦琴进了颇有名气的乌得勒支 中学读书。
在学校里,伦琴交了许多好朋友,其中胖胖的卡莱鲁和他最要好,他们 经常一起去游泳、去钓鱼。荷兰是一个风车之国,在宁静的平原和小丘上, 到处可见到红色或蓝色的风车在悠闲地转动。少年伦琴和朋友们就在这转动 的风车下愉快地生活着、嬉戏着。
冬天的乌得勒支,气候寒冷。人们在室内生着了暖洋洋的壁炉,窗玻璃 的外面因接触的是冷空气而结了一层薄薄的冰。伦琴常常望着窗户发呆,虽 然教科书上说:“这是由于温度的下降,使水由液体变成了固体造成的。” 可是,液体为什么就变成了固体呢?他还是想不通!
自然界蕴藏着那么多的秘密,伦琴多想一一去揭示它们啊!后来,伦琴 又迷上了制造机械玩艺儿,整天和一堆零件儿泡在一起。
伦琴又在乌得勒支继续上高中。
高中的教学重点是希腊语和拉丁语等古典语言学。理科的讲授时间比古 典语言学少得多,学校对这门课程也不太重视,这不太对伦琴的胃口。在班 级里,他成绩中等,虽然在这所注重学习和教养的学校里弄个毕业证不太容 易,但是如果不是出了点儿事,伦琴应该是能拿到毕业证书的。
就在临毕业前一年的第二学期里,发生了这样一件事。
这一天,刚刚下了希腊语课,同学们叽叽喳喳地在一起议论着:“哎呀, 上这门课真累呀!整段整段地让我们背诵诗词,真受不了!”“就是的,老 师真是太过分了!”说着说着,班里一个调皮的男生毛因斯跳到了黑板前, 利落地画了一副漫画,画的就是那个严厉的希腊语老师,老师的大鼻子尤其 画得“漂亮”,同学们一齐哄堂大笑起来。
高个子的伦琴,背对着门口笑得格外开心。
突然,希腊语老师悄悄地回到了教室,站在门口看到了发生的一切。学 生们都沉默起来,只有伦琴面朝后没有注意到老师,仍在放声大笑。
“伦琴!原来是你干的呀!”老师在他身后一声厉喝。伦琴吓得赶忙闭 上了嘴,回头看着盛怒的老师,嗫嚅地说:“对不起,老师。不过,这画不 是我画的。”
希腊语老师见学生们竟敢在背后这么嘲笑他,早已气得七窍生烟,想抓 住一个学生好好泄泄气,于是继续追问道:
“那你说吧,是让我把你侮辱老师又撒谎骗老师的事儿记下来,还是你 告诉我这是谁画的?”
“嗯,我知道是谁画的。”
“好,看来你倒还是个诚实的孩子。是谁画的呢?”
“不!这可不行,老师,我不能说。”
“为什么?”
“我不想当一个卑鄙无耻的告密者。”
“噢,你不愧是一个德国的理想主义者。威廉,你想想,一个无赖污辱 了一个受人尊敬的老师,你却认为是对的,要袒护他。你是想当好学生,告 诉老师那个无赖的名字呢,还是要做坏学生,和他一起犯错误呢?”
伦琴低头不语。
希腊语老师更加生气,转向其他提心吊胆看着他的学生们大声说:“哪 位同学能告诉我这是谁干的?”所有的学生都低下了头。
“犯错误的同学请自己站起来!”还是没有人应声。
老师再次盯住了伦琴。
伦琴早已满面通红,但心里觉得没有发生出卖同学的行为颇感自豪。
“伦琴,你好好听着:我们这所高尚的学校里,污辱老师的行为是绝对 不允许发生的。如果你能说出来是谁的话,只好给你休学的惩罚,而如果你 坚持不说,那就只有开除你。这是因为你不得不承担犯了错而又撒谎的双重 罪名!”
伦琴虽然也很害怕,但“友谊”使他继续保持沉默。
老师见仍然问不出来,便冷冷地说。“那你就等着吧!”
伦琴和他的同学们谁都没有想到,校方真的给了他一纸通知:“勒令威 廉海姆从乌得勒支高中退学!”
他非常难过,也非常愤怒和悲伤。但学校并不理会他的心情。这个消息 也使伦琴的父母感到吃惊和忧虑。作为一名骄傲的德国人,老伦琴几乎不能 原谅自己的儿子做出这种让他大丢面子的事情,这使伦琴更加难受了:“我 甚至不能完成父亲的 ‘只要能念完高中……’这个小小的心愿。”
好在母亲对儿子的担心多于抱怨,她给儿子寄来了一封亲切的、关怀的 信,鼓励他不要气馁,并随即让老伦琴来接他回德国。
伦琴并不愿意接受他的安排。“爸爸,难道我非当商人不可吗?”
父亲很吃惊:“你不是已经离开学校了吗?”
“爸爸,我还有希望拿到高中证书。有老师表示,可以帮助我让我参加 毕业考试,所以我还想再念点儿书。”
“可是,这并不容易啊。不过,能拿到证书当然最好。”
在乌得勒支亲戚们的帮助下,伦琴被送进了荷兰的另一个城市阿培尔顿 的工业学校,并准备参加明年高中的毕业考试。
在阿培尔顿,伦琴学习很用功。就连他讨厌的希腊语,他也努力地去学 习。因为这是获得乌得勒支高中毕业证书必考的重要课程。
工业学校只教授学生一些实用性、操作性很强的技术,而不教理论知识, 无法满足伦琴喜欢对一切事物寻根问底的强烈好奇心,所以,在阿培尔顿生 活的几个月,他并不快乐。他渴望有朝一日能踏进大学的校门。柏林大学、 慕尼黑大学、莱比锡大学……许多德国著名大学的名字日夜萦绕在他的心 头。可是,没有高中毕业证书,这些学校是绝对不可能接收他的。
伦琴加倍努力地学习着。
然而,尽管伦琴在包得勒支高中的毕业考试中考得还不错,但是,由于 以他原来的希腊语老师为首的一些固执的考师们的极力反对,伦琴最终还是 没能拿到毕业证书。
他陷入深深的痛苦之中。生活道路上的坎坷使少年伦琴感到颓丧。是啊, 刚刚年满20岁却似乎已经前途渺茫,以后该怎么办呢?
真是天无绝人之路。有一天,他的好友卡莱鲁从乌得勒支跑到阿培尔顿 给他带来了一丝曙光。
“威廉,你想不想上大学啊?”
“当然想了。你也知道,我听人说过,没有高中毕业证书,哪个大学会 要我呢?”伦琴伤心地说。
“在荷兰,在你的家乡德国是这样的,可是你有没有想过去别的国家上 大学呢?比如我的故乡瑞士?”卡莱鲁是瑞士人。
“什么?有这种可能吗?他们可以不要求高中毕业证书吗?”伦琴来了 精神。
“听说新成立的苏黎世工业大学,对那些没有毕业证书的人也允许入 学。”
“这是真的吗?”伦琴的心中充满了希望。
“我就是专程来通知你的。如果你愿意去的话,我很快就要回国,把详 细情况了解清楚后,尽快告诉你。”
伦琴决定去苏黎世工业大学学习。
二、在瑞士的学习和生活
1865年秋,伦琴考入苏黎世工业大学,学习工学。这所新兴的大学,对 那些凡能通过极为严格的入学考试的考生,即使没有正式文凭,也开明地予 以录取。伦琴因此前往美丽的苏黎世。
父亲因为儿子的远行略有些不快,母亲则为儿子的前途再次呈现出光明 而由衷地感到欣慰。
伦琴坐在飞快奔驰的火车上,注视着一幕幕映入眼帘的秀丽景色,心里 万分激动。他没想着将来,要成为一名出色的机械工程师以酬夙愿。
瑞士是一个只有4.l万平方公里面积的小小的山水之国。南边有世界著 名的阿尔卑斯山,以及苏黎世湖、纳沙泰尔湖、日内瓦湖等20多个景致宜人 的湖泊。瑞士人民勤劳而勇敢,用自己的汗水建设着可爱的家园。
伦琴在苏黎世一下火车,便感受到了瑞士自由和平的气氛,精神立即振 作起业,不顾长途旅行的疲惫,急忙赶往心仪已久的学校。
苏黎世坐落在细长月牙形的苏黎世湖的北边,以其风光旖旋而蜚声国 际。当时刚刚创办的瑞士联邦国立苏黎世工业大学,是这个城市的荣誉和自 豪。它的校舍建在一座青翠的小山旁边,不仅可以俯瞰全城,而且明镜似的 苏黎世湖就卧在其脚下。学校的建筑庄严而雄伟,工学部、昆虫博物馆、物 理学部、考古学部等的建筑物尤其漂亮得引人注目。
伦琴漫步在校园整洁的大道上,感到阳光格外明媚,空气格外清新,连 天空也显得格外高远湛蓝。“啊,这真是个令人心旷神怡的地方!”确实, 这儿的生活和在阿培尔顿的日子相比,无论从哪个方面来讲,都有着天壤之 别。
另一件让伦琴感到高兴的事情是:老朋友卡莱鲁也来到苏黎世,和他在 同一所大学里读书。两个少年时代就很要好的朋友又聚在一起,他们和从前 一样,结伴去登山、骑马、看戏、划船,尽情享受着苏黎世美好幸福的大学 生活。游玩之余,伦琴也努力地钻研自己的课程和大学里珍藏的书籍,感到 十分充实。
在学校里,伦琴常和同学们议论同时代科学技术上的伟大发现和发明。
“瑞典的阿尔富德·伯哈德·诺贝尔发明了威力很大的炸药,被人们称 为 ‘炸药大王’呢。”
“同学们!德国的西门子公司研制出了强有力的发电机,电气时代就要 到来了。想想吧,我们出生的时候,突突突冒着烟来回跑的蒸气机火车刚刚 诞生,而现在不过短短的20年,电动机车就又要问世了,这是多么伟大而神 奇的工业时代啊!”
“我也想去搞发明,做一个像爱迪生那样的大发明家。”
19世纪后半叶,正是西方资本主义国家向工业时代迈进的最后时期。科 学技术日新月异,许多重大的发明和发现给人们的生活带来了深远的影响, 比如电灯、电报、电话等都出现于这一时期。年轻的、朝气蓬勃的大学生们 受到时代的极大感染,跃跃欲试,想要加入到轰轰烈烈的工业变革潮流中去。
伦琴在自由的瑞士学习时,他的祖国德国的政治局势却很不稳定。早在 1862年,伦琴尚在高中读书时,掌握着普鲁士政权的俾斯麦为了实现威廉一 世统一德国的目的,大搞扩军备战。普鲁士王国还在1864年、1866年分别 向丹麦、奥地利发动战争并取得了胜利。普鲁士即将完成整个德国的统一。
面对这种动乱。伦琴的父母暗自庆幸把儿子送到了安全的国家,他们频 繁地写信嘱咐儿子要好好学习,争取早日拿到一张机械工程师的证书。
因为得到家里的大力支持,伦琴在瑞士的生活十分安逸、富裕。这个年 轻人除了学习之外几乎没有什么烦恼。不久,在一次游玩中,他认识了一位 姑娘——别鲁塔。别鲁塔虽然比他年长六岁,但她擅长唱歌、绘画、跳舞, 对人温顺体贴,并且还曾上过三年家政学校,待人接物很有礼貌,这一切都 深深打动了伦琴的心弦。于是,在瑞士灿烂晚霞的余辉中,苏黎世湖畔多了 一对亲密的情侣。
与伦琴不同,别鲁塔是一个注重现实,善于观察事物本质的姑娘。所以, 当伦琴总在幻想着美好、幸福的未来的时候,别鲁塔却认识到,虽然伦琴确 实是个有前途、有希望的青年,可是目前他却什么成就都没有。在别鲁塔的 影响和引导下,伦琴的想法也逐渐现实起来:“我明年就要毕业了,可是实 际上掌握的东西并不多。”他开始加倍努力地学习,同时也开始思考毕业后 自己该何去何从。
在大学里,教伦琴物理学的是一位年轻的新提升的教授奥格斯图·孔脱。 孔脱老师仅比伦琴年长六岁,但在物理界已经小有名气。他每次讲课和做实 验,都受到学生们的热烈欢迎。他对自己学生的要求是非常严格的,不允许 他们有一丝一毫的不精确。伦琴一直很佩服这位年轻、朝气蓬勃、精力充沛 的物理老师,在考虑自己的前途时,他想听取一下孔脱老师的意见。
1869年初夏——伦琴快到毕业前夕的一个明媚的上午,他来到了孔脱老 师的研究室门前,敲响了教室的门。
“是威廉海姆·伦琴啊,有什么事吗?”孔脱教授热情地请伦琴进入他 那间满是书籍和实验器械的房间里来。
面对一贯严肃、认真的教授,伦琴一时竟不知如何表达自己的来意。
教授看到他吞吞吐吐的窘态,主动问道:“伦琴同学,马上就要毕业了, 你今后打算研究什么专业呀?”
“我就是为这事来找您的,我还没有最后决定呢。”
“你愿意和我一起研究物理学吗?”
对这个青年,孔脱教授有一定的了解,他有一种不屈不挠的精神,并且 做每件事情都很小心谨慎,尤其是他的手很巧,很适合做实验工作。在课堂 上孔脱老师就不止一次地表扬过他——这大概也是伦琴来找孔脱教授的原因 之一——师生彼此有好感。
呆立在一旁的伦琴惊讶地说:“您知道,我的专业是工学,对物理学方 面我没有什么基础。”
“那么,你有向物理学进攻的理想吗?”
“我对物理学很感兴趣,愿意学习它。”
“这就好,你可以做我的助手。你很快就能学会的。”
“太好了,老师。我就学物理学吧!谢谢您!”
伦琴获此意外之喜,异常兴奋地走出了孔脱老师的研究室。
当时,师生两个谁也没有想到,35年后,伦琴竟能在物理学界取得那么 辉煌的成就,发现了举世瞩目的X射线——这一切就开始于宁静而幽美的苏 黎世湖畔、一个像往常一样静谧的夏日清晨。
这年的6月22日,威廉海姆·康拉德·伦琴从苏黎世工业大学毕业了, 他获得了一个哲学博士的学位和一个机械制造工程师证书。这使父母感到特 别的自豪。在拿到毕业证书后不久,伦琴还与心爱的别鲁塔订了婚约。
随后,伦琴作为孔脱教授的助手开始了物理学研究。
三、奔向物理王国
孔脱教授的助手
科学的道路从来就是不平坦的,它就像攀登陡峭的山峰,人们已经踩过、 踏平的宽阔的山路并不难攀登,而当你到达山顶后,会发现好多人早已在那 里小想,你不过是那些人中的一个,并且和他们一样一无所得;一旦你想去 探索人们尚未了解的新的事物,你就必须劈荆斩棘,开创一条还没有人走过 的道路,这条路遥远而又艰苦,并且不是每一个人最后都能到达成功的顶点。 从事科学研究的人必须有这样的心理准备:终其一生,仅仅是为后来者的成 功架桥铺路。
孔脱教授就是一位愿意为他人铺路者。他终日埋头于实验室的工作,常 常自己动手制作实验用具,安装好后立即又开始研究,一直到深夜。孔脱老 师还喜欢事必躬亲,亲自给学生做精彩的实验示范,有时他也会叫助手伦琴 来帮忙。他研究的专题是“声”、“光”、“热”等现象,在世界物理学界 著名的《布坎都罗夫的物理和化学年鉴》杂志上,经常可以看到他的科研成 果。孔脱老师在物理界的地位也就愈加显赫。
老师废寝忘食的敬业精神深深打动了伦琴;老师的一举一动影响了伦 琴。他时常感慨:孔脱老师只比我大6岁,可是他却早已得到著名的柏林大 学讲师的学衔,现在又是苏黎世工业大学的正教授,学术界的权威;而我才 不过是一名助教,刚刚着手研究物理学。他时常问自己:“我到孔脱老师这 么大年岁的时候,能赶上他的成就和名望吗?”每一次他的回答都是否定的, 所以日子长了他就不再问自己了,只是觉得能有幸跟这样年轻而又才华出众 的老师在一起学习和工作值得格外地珍惜。“我要以孔脱老师为榜样好好研 究物理学!”
从工学转到物理学,有相当的困难。伦琴只能边学习边研究。过了一段 时间,受以前一位物理老师克拉乌吉斯教授的启发,伦琴也为自己找到一个 感兴趣的课题:关于“空气的比热”问题。
单位质量的空气每升高 1℃需要的热量叫做空气的“比热”。那么当保 持一定的空气体积并保持一定的压力时,“比热”有什么不同呢?这就是伦 琴想要弄明白的问题。可是,他一点实验设备也没有。他跑去向孔脱老师谈 了自己的想法,提出要借用一些仪器来进行实验。
孔脱老师也认为“可能会搞出点名堂”,并且鼓励伦琴自己动手制作试 验仪器:“伦琴,你不是手艺不错的技师吗?我们有齐备的玻璃加工和金属 加工设备,你可以抓紧时间利用这些设备制作一些器具呀!”伦琴虽然对老 师不肯借给他器具有些不高兴,但他被自己的课题吸引着,很快制作了一些 简单的用具便开始了实验。
在研究空气比热的过程中,伦琴渐渐发现了一些有趣的现象,他甚至对 这方面的权威格廷根大学的库鲁劳修教授的研究成果也开始有所怀疑。他反 复地进行实验,以验证自己的结果,最后他把实验记录拿给孔脱老师看。
老师对他不同于权威的结果有些疑问:“准确吗?”
“我反复做了8次。”
“对这样一个问题做8次实验,是否有点儿太浪费时间?”孔脱老师非 常吃惊。
“不,我不这样认为。为了得到真实可靠的结果做多少次都是值得的。”
孔脱老师不得不对自己的助手另眼相看:他前些时候还在“啃”物理学 教科书呢,现在竟能以这样认真的态度进行实验了。
“那么,下一步你打算怎么办呢?”
“再找一些其它的新的实验课题,实验人员只要不自欺欺人,总会得到 结果的。”伦琴从年轻的孔脱老师所具备的一丝不苟的精神促成了他的成功。
“对,应该这样。你好好搞下去吧!”孔脱教授对伦琴越感信任和喜爱 了。
不久听说德国的维尔茨堡大学的物理学教授要转任到波恩大学,维尔茨 堡大学邀请孔脱教授前往补任,孔脱教授欣然应聘。
伦琴听到这个消息后,感到很苦恼。因为和孔脱教授在一起工作了这么 长时间,他非常佩服和尊敬他。自己在物理学方面刚刚入门,也得益于孔脱 教授的大力帮助。离开了孔脱老师,伦琴不知道自己今后是否有信心继续研 究下去。
就在伦琴思前想后的时候,孔脱教授找到了他。
“伦琴,我记得你的故乡是在鲁尔地区吧?你想不想回到德国呢?你知 道,维尔茨堡大学要聘请我,我希望你能和我一块儿去。考虑考虑吧。”
伦琴闻听此言,欣喜若狂:“太好了!我当然愿意去啦,那样我就能够 继续得到您的指导。”随后,他有些犹豫地提出:“老师,我想尽早得到教 授的职位,不知道在维尔茨堡……”
“当然啦,请相信我,我一定会尽全力帮助你的。不久你就会当上维尔 茨堡大学的讲师啦!”
在大学里搞科研的人是非常重视自己的名誉的,所以伦琴渴望早日获得 教授头衔——这也是对个人科研能力的肯定。
接着,孔脱教授又严肃地说道:“伦琴,我想提醒你注意一个问题:科 学家的工作和生活是非常艰苦的,仅就留在大学里工作这一点来说,就意味 着要放弃平常人的许多享受,不可能有太多的金钱、不可能有太多的休息时 间。并且,你还必须用你自己的研究工作去争取名誉和地位。”
“我明白。”伦琴认真地点了点头。
看到孔脱教授这样关心和重视自己,伦琴又对前途充满了信心。而前方 等待他的却是曲折漫长的攀登科学高峰的崎岖小路。
遭遇挫折
在莱茵河的大支流美因河的沿岸建有一座城市,它拥有30多座古代旧寺 院和众多的大学,是一个有着悠久历史传统、庄严而肃穆的城市,这就是维 尔茨堡。
当伦琴离开给了他甜密爱情和美好的大学生活的苏黎世时,他已经25 岁了。来到依山傍水的维尔茨堡,此地虽与苏黎世有着迥然不同的风格,但 同样令人留连忘返,使他的心情十分愉快。他在郊外找到了一处幽静的住所。 每天早晨他从住所赶去努依包街的大学物理研究所。
维尔茨堡大学和别的老牌大学一样,物理学研究室的设备都已经非常陈 旧,缺乏进行新的实验所必需的设备。可是,孔脱老师却总是那么乐观:“慕 尼黑的教育部如果拨给足够的资金,那大概谁也能成为了不起的科学家了。” 他鼓励助手说:“总而言之,在这里你仍然得自己亲自动手为好!因为新建 实验室的希望非常渺茫。”
伦琴再次充分发挥他的机械工程师的优势,自己动手作了一批实验器 具,继续着手在苏黎世时就开始了的对气体“比热”的研究。
当时的欧洲正弥漫着战火,普鲁士军队怒潮般地逼向法国,并且打败了 法军的抵抗。就在普鲁士军队节节取胜的时候,也正是伦琴使用自制仪器向
“比热”进军的时刻。
当战争进行到法军不得不举起白旗投降的时候,伦琴的研究也终于宣告 成功了。这一天,伦琴正在维尔次堡大学的物理研究所里,孔脱老师兴奋地 给他送来了一期新到的杂志《布坎都罗夫物理学和化学年鉴》,上面赫然刊 登着伦琴盼望已久的第一篇论文。伦琴激动万分,一遍又一遍地看着:“关 于空气比热和它在一定容量和一定压力状态下的关系”,威廉海姆·康拉德·伦 琴著。
“太棒了!这样一来我也算是第一次进入国际学术界的行列了!”伦琴 心中阵阵狂喜。《布坎都罗夫物理学和化学年鉴》是读者很多的一份杂志, 于1824年由物理学家约翰·克里斯托夫·布坎都罗夫创刊并任首届主编,当 时,它主要是物理和化学界的权威人士们发表文章的杂志,孔脱教授就常给 这个杂志撰写论文。作为物理界的一个无名小卒,想要在上面刊登论文是非 常困难的,所以伦琴才感到从未有过的自豪与骄傲,而这也确实是值得自豪 的。
完成对“比热”的研究之后,伦琴继续踏踏实实地在实验室做其它实验, 如镀白金玻璃的焊接等实际问题。后来他又迷上了“电”,打算对“电”进 行深入的研究。同时,他也积极地为自己获得物理学博士一事努力着,但 是……
维尔茨堡大学是一座古老的、极富盛名的学校,它也难免有许多陈规旧 俗。因为伦琴没有获得过高中毕业证书,该大学拒绝给他讲师的职位,他的 论文也没有通过。虽然在教授会上孔脱老师宁肯牺牲自己的职务来为伦琴辩 护,但无论他怎样反复说明伦琴的研究是如何超众,也没能说服那些固执的 老教授,他们死守着规定毫不妥协。
最后,孔脱教授只好劝慰伦琴:“你不要太难过,看来在这里你是不可 能当上讲师了!因为要转变学部那些人的想法是不可能的,我也深感遗憾! 不过,伦琴,你放心,我会想办法转到允许你当讲师的大学里去,你要有耐 心。”
伦琴遭遇这个挫折后沉默了很长一段时间,好在已成为他的妻子的别鲁 塔在旁多予宽慰,他才慢慢摆脱了不快,重又专心致志于研究工作。
当时在与德国一海之隔的英国有一位非常卓越的物理学家詹姆斯·克勒 克·麦克斯韦。他生于1831年,比伦琴大14岁。他在二十四五岁时,就做 出了卓越的成绩,34岁时,建立了把电和磁统一起来的极其卓越的理论,40 岁时就当上了剑桥大学实验物理研究所的所长——这个研究所因其悠久的历 史和传统而举世闻名。
麦克斯韦的成就鼓舞了27岁的伦琴下定决心把电磁学再向前推进一 步。
普法战争的结果是:阿尔萨斯和洛林两州变成了普鲁士的领土。阿尔萨 斯的首府斯特拉斯堡的面貌全然一新,新成立不久的斯特拉斯堡大学也意欲 招募各界贤才,孔脱老师闻讯想去就任新职——这当然有为伦琴的前途考虑 的因素。
他找到伦琴说:“我想,那是所新成立的大学,对你的资历大概不会像 维尔次堡这样挑剔。伦琴,这次你跟着我去吗?”
伦琴有些犹豫。他在想这样一来,人们会不会嘲笑他没有老师的帮助就 寸步难行呢?
伦琴坦率地向他最尊敬的老师讲出了自己的担心。
孔脱老师笑了起来。
“我们都是搞科学研究的,最有说服力的是研究成果,别人说什么于事 何干?在维尔次堡妨碍了你今后的发展,你何必因为怕这怕那而非要呆在这 个是非之地呢?”
“可是,我总给老师添麻烦,心里也很难过……”
“你说些什么呀,伦琴,你做了很多很有成绩的工作,显示出非凡的才 能,却在这里受到不公正的待遇,我是你的老师,怎能保持沉默呢?威廉, 只是我不希望你太介意这些小事。这些是能够改变的。虽然维尔茨堡大学拒 绝你当讲师,但在斯特拉斯堡,我保证,你一定会当上教授的!”
“老师,……”
“这也是我答应去斯特拉斯堡的前提条件之一。”
“哎呀,我不知道怎样才能表达对您的谢意。”
“威廉,你应该感谢的是你自己。我看了你最近的那篇论文,你的发现 是非常重要的,它使我感到将来你是一定会有前途,会有成就的。像你这样 的青年人,我也非常需要啊!”
伦琴听到老师的这番话,心情非常舒畅,同意与老师一起前往斯特拉斯 堡。
斯特拉斯堡是阿尔萨斯州的首府,普法战争后才归属德国的。斯特拉斯 堡大学于战争结束后的1872年重新开办,并更名为“凯撒·威廉海姆大学”。 归属德国后学校面貌焕然一新:配备了新的研究设备、聘请了一批年轻有为 的教授,比如化学方面,约翰·富里德里希,阿道尔富·凡·白亚教授被聘 为主任,他是红色素曙红 (即红墨水的染料)的发明者,后来由他奠定了有 机合成化学的基础,白亚教授当年仅有37岁;物理方面,由33岁的孔脱教 授主持。