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《原子 弹演义》
作者:金孩【完结】
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起引 子（1）
10年前也就是1995年夏季快结束的时候，本书作者在一个休养地度假。那里地处深山，风光异常优美，环境异常幽静，且几乎与外界隔绝，是进行艺术构思的理想境地。我的一部现今仍未完成的作品就是那时开始构思的。这样的环境自然也极为适宜其他人士休养、思考问题。果不其然，在我到后不几天，W院士也到了那里。这样，我便有了结识W院士、撰写这本书的契机。
那里人很少，W院士到后，我们很容易地熟悉起来。
休养地只能通过电视观察、了解外部世界。当时正值第二次世界大战结束50周年。电视里，世界各地庆祝战胜法西斯50周年的有关消息占了相当的分量。从电视里可以看到，城市里的大小书店的货架上摆满了有关的书刊。就是休养地的小小阅览室里也有几本这方面的书籍。这种氛围不能不让人想起50年前那段历史。
原子弹的研制和使用，是二战的一个重要内容。W院士是原子弹专家，在这样的背景下，有一天，我便向他问起了有关原子弹的问题。
这样，我们在一个小亭子里开始了当天的对话。
我看到，我的问题提出后，W院士像是一时茫然不知所措。我感到诧异了：你是专家，向一个门外汉讲你的本行专业的事，那还不是小菜一碟儿，何必如此呢？
等了好半天，他问我：“关于原子弹，你知道些什么呢？”
我明白了，他刚刚表现的不知所措，原来是不了解我这个发问者对有关知识的水平如何，因此不知从何处讲起。
本书作者一向坦率，何况圣人还教导知之为知之、不知为不知呢。我如实做了回答，说这方面的知识只在中学学过。但中学时代自己所谓“重文轻理”，物理课没有学好。另外，这么多年过去，学了的也全忘光了。后来参加工作，工作性质远离理工，又很少读理工方面的书……
经我这一讲，W院士自然知道了我在这方面的贫乏。这样，他就从ABC讲起，向我讲了原子、原子结构和制造原子弹的原理以及原子弹结构等最基本也是最浅显的内容。他说，原子是古希腊几个大哲学家用的一个概念，原意为 “不可分割”。这些哲学家认为，各种原子没有质的区别，只有大小、形状和位置的差异；原子遵循必然的规律在“虚空”中不断运动，集合时形成物体，分离时则物体消失。W院士强调，原子的这种“不可分割”的观念，一直影响到20世纪初，后来科学技术的进步使人类掌握了揭开它的神秘面纱、进一步认识它的手段，发现实际情况并非如此。院士讲道，现在我们已经知道，原子不但是可分的，而且它内部的微粒很是不少，且布局复杂。具体讲，原子主要有电子和原子核两部分组成。原子核则是中子和质子的紧密结合体，处于整个原子的中心。在核的外部，离核一定距离，电子沿着圆形或者椭圆形轨道不停地运动着。原子中，电子和质子在数量上是相同的。电子带有负电，质子带有正电，双方电荷数相等。原子核与整个原子相比是很小的，其直径不及原子直径的万分之一，它却很重，占有原子质量的绝大部分——重量是原子另一种组成成分电子的3000多倍。讲得形象些，一个原子的整个结构很像一个太阳系。
院士说，这是讲一个总貌，实际上，元素不同，某一元素原子的具体状况，如结构、质量，是各不相同的。譬如氢只有一个电子，而铀就有92个电子。一个电子只有一个运转轨道，92个电子就有92个运转轨道，而且这92个电子在核外有好几层。质量上，一个铀原子是一个氢原子的二百多倍，如此等等，这样，才构成了我们这个大千世界。
绝大多数元素的原子核是稳定的。但少数几种质量大的元素，或说重元素，如铀和钚，遇到被中子轰击的情况，它们的核就会发生分裂。这种现象被称为原子裂变。裂变意味着原子核的结构发生了变化。原子裂变时会放出中子，这种中子再去轰击其他的核，引起原子核的一系列变化，使它们发生一连串的裂变，这一现象被称为链式反应。
原子核内部存在着能量。这种能量在核结构发生变化时会释放出来。我们讲了，裂变便是这样一种变化。要特别强调的是，这种结构变化所产生的能量是巨大的。我们姑且把这种能称为物理能。这种物理能比物质的分解、化合等化学现象释放出的化学能要大几百万倍以至一千万倍以上。具体讲，铀235的一个核在裂变时能放出二亿电子伏特左右的能量。一公斤铀235全部裂变时产生的原子能会比2500吨优质煤燃烧时放出的能量还要多。
原子弹就是利用铀235、钚239这样的重元素原子核裂变在瞬间放出巨大能量起到杀伤破坏作用的一种武器。它的主要组成部分是核材料（如铀235、钚239等）、引爆装置、中子源、外壳等。核材料指的是经过提纯后的铀235或钚239等。引爆装置是用来使核材料合成为“临界质量”的装置，通常由一般炸药构成。中子源相当于核材料的“引信”，核材料靠中子的轰击发生裂变，引起连锁反应，形成爆炸。但中子发挥这种作用需要有一个条件：核材料达到“临界质量”。原来，核材料达不到一定重量（质量），即使受到中子轰击，它也是不会发生连锁反应引起爆炸的。根据这一原理，原子弹设计时，是把核材料在弹中分别放置的，目的就是使它们保持稳定，避免在不需要爆炸时爆炸。等到需要爆炸时，启动引爆装置，使分别放置的不达“临界质量”的核材料在一瞬间合拢达到“临界质量”，这时，在中子的轰击下，引起连锁反应，发生爆炸。所以，尽管原子弹威力无比，但它是很听话的，我们无须担心它动不动就发脾气。当然，原子弹的安全措施远不只于此。原子弹的外壳并没有什么杀伤力，它仅仅是起包装的作用，这与一般炸弹的外壳不同。
我听明白了。这些讲解也唤起了我的记忆。我想到，尽管自己中学的物理课没有学好，但原子弹的基本知识还是掌握了的，否则，即使W院士讲解浅显，这些深奥的道理，我是不容易听明白的。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起引 子（2）
就在我陷入深思、回忆上物理课时发生的一幕幕往事时，就听W院士问我：“你究竟想让我讲些什么问题呢——总不至于听我给你讲一遍中学物理课就完事吧？”
啊，科学家的头脑个个像是一个由许许多多装满了材料的抽屉构成，用着哪些材料，他们就会拉开哪个抽屉。现在，W院士在问我：拉开哪个抽屉呢？
事先我并没有想好要了解哪些问题，只是由纪念二战胜利50周年引起，想听院士讲讲有关原子弹的有趣故事，故而对W院士的提问我便无从回答。我只是说：就请讲讲原子弹出世的那些事吧，譬如，是谁想起了要搞原子弹这个玩意儿的。随后，一些零乱的知识——听到的传闻，书中偶尔读到的一些情节——从我的脑子里涌出。这样，我的话多了起来。我说，我听说，居里夫人和爱因斯坦对核研究起了很重要的作用。我说，我知道爱因斯坦为要美国制造原子弹曾给罗斯福总统写过一封信。我说，我听说有一个什么“曼哈顿工程”，美国的原子弹是由这个“工程”弄出来的。我听说，这个工程耗资巨大——20几亿美元，相当于美国帮助蒋介石打三年内战所消耗的美元的数目。我听说，有了钱，建造者们便大手大脚起来，一个什么设备竟用上了银线圈的导线，导线的直径一英寸还多，光这些导线就花了7亿美元。我说，我听人说，实际上美国的原子弹最后是由德国人造成的——德国战败后美国立即把德国科学家弄到了美国，同时用了德国的设备和原料，这样才造出了原子弹。我说，我听说当时实际上可以不对日本扔原子弹……
等我讲完，W院士略有所思后道：“你开始时提到了居里夫人，提到了爱因斯坦，并说他们对核研究起了很重要的作用。你没有提到其他人。那么，请问：你知不知道卢瑟福？知不知道玻尔？知不知道奥本海默？”
我立即说，我知道奥本海默，听说他被称为美国原子弹之父，但对他的实际本领并不知晓，而原子弹以外的事倒听到了一些，如听说在他主持制造原子弹的时候，政府由于怀疑他是苏联间谍而跟踪他……
W院士听罢又略有所思，道：“实际上，在核物理学领域，在原子弹领域，无论是居里夫人还是爱因斯坦，他们都不是主角，尽管他们在这些方面都做出了杰出的贡献。主角是卢瑟福，是玻尔，是奥本海默……”
听到这里，我明白了，在这些领域，自己可以说是一片空白。院士讲到的三个主角的名字，我只知道一个奥本海默，而且毫无疑问，对他的事迹的了解必是片面的。至于卢瑟福，至于玻尔，我没有听说过他们的名字。
我如实把情况向院士讲了，并自我解嘲地讲了句：“竟孤陋寡闻如此！”
院士笑了，道：“这并不奇怪——不搞这一行嘛。我们那里有这样的一个故事：一位同事——自然是一个搞科研的，别人向他提到了沙特的哲学，他一听道：‘呸！休要唬我！这点起码的常识我还是有的：沙特是一个国家，因此不会有什么哲学。’”
我乐了。我们的谈话渐渐变得轻松起来，院士开始向我讲原子弹的问题。他说：“首先纠正你讲出的一个概念，原子弹并不是某一个人想出来的。它是科技发展的产物，而战争起了催生的作用。”
我等他把事情讲具体。他继续道：“我们知道，原子弹利用的是原子能。而原子能从被人发现到实际运用于炸弹，经过了几十年的时间，经过了从J·J·汤姆生开始的五代科学家的努力。这是一个大事业。那几十年中间，数以千计的科学家倾注了自己的汗水甚至生命——居里夫人就是由于长期与放射性元素打交道而患上了不治的败血症的。当然，反过来，这项大事业也成就了一大批科学家——那几十年，就有几十名科学家因为核事业的成就而获得了诺贝尔奖。最突出的是上面提到的卢瑟福、玻尔和奥本海默。是核事业使卢瑟福成为‘核物理学之父’。是核事业使玻尔把量子论运用于原子结构，从而在物理学的贡献方面成为本世纪仅次于爱因斯坦的科学泰斗。是核事业成就了奥本海默——他没有得诺贝尔奖，但他成了‘美国原子弹之父’。他们各有各的神话。像卢瑟福，除了对科研本身的贡献，在培养人才方面的成就也为世人瞩目：他在实验室亲自培养的学生中，就有11人获得了诺贝尔奖，这一记录至今无人打破。”
院士继续道：“这说明，原子弹不是一个人造成的。这一含义从总体上说明，原子弹不是某一个人头脑里的臆想之物。可以说，到目前为止，我们依然说不清楚到底是谁第一个想出了原子弹这一概念的。
“先是伦琴发现X射线，打开了了解原子秘密的大门。随后，J·J·汤姆生发现电子，原子‘不可分割’的神话被打破，使人类第一次窥视到了原子的秘密。此后卢瑟福发现α射线和β射线、发现蜕变现象、发现原子核、发现质子，他的学生查德威克发现中子，再到哈恩等发现原子的裂变现象，最后科学家们想到连锁反应，可以说，整个过程是原子弹出世前的准备阶段。在这一阶段中，除中子外，没有一项发现是自觉地、有目的地进行的。一切发现都是科学实验中的‘偶发’事件。发现一个接着一个，人们对核的认识也随着一步步深化。
“原子裂变是欧洲人发现的。1939年，玻尔把原子裂变的消息从欧洲带到了美国。随后，人们就看到，在奥本海默的办公室的黑板上出现了一幅原子炸弹的草图——这是人类历史上第一幅原子弹设计图。
“但是，就是那时，人们谁也没有想到真的要制造一颗原子弹。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起引 子（3）
“原子弹的实际制造那是战争的产物。第二次世界大战爆发后，科学队伍分裂了，大部分科学家聚集在了英国、丹麦和美国，一小部分科学家留在了德国。为了打赢战争，发展核武器成了纳粹的一项选择。为此目的，德国的这些科学家被集中起来。这是有意识地研制核武器的开始。为了赶在纳粹前面，不至于让纳粹占了先机，美国也启动了原子弹的实际研制工作。你提到的爱因斯坦给罗斯福写信，就是这一背景的产物。
“这样看，还是归于我刚才那句话：原子弹不是某一个人想出来的，它是科技发展的产物，而战争起了催生的作用。
“说‘德国战败后美国立即把德国科学家弄到了美国，同时用了德国的设备和原料，这样才造出了原子弹’，那是一种误传。但从另一种意义上来讲，德国人确实帮助美国制成了原子弹。详情咱们以后再讲。
“至于‘曼哈顿工程’中的诸多问题，包括你那个‘银线圈’，不是一两句话就可讲清楚的。
“你讲的‘当时实际上可以不对日本扔原子弹’的问题也同样不能用一两句话说明白。但有一点：战到油尽灯干之时，日本本是打算投降的，但有一个条件，就是保持天皇制，而美国和英国坚持要日本无条件投降。日本不干，继续拼杀，美国便扔了原子弹。可等战后美国单独占领日本后，实际并没有废止天皇制……”
讲到这里，W院士若有所思，停顿了好长的时间。尔后他接着讲：“有一层必须提及的是与原子弹有关但又是原子弹以外的事，那就是玻尔有关‘原子弹的革命性’的问题……”
当天天黑了下来，服务员来喊去吃晚饭。晚饭后，我又找到了院士，继续听他讲。他讲了卢瑟福的故事，讲了玻尔的故事，讲了奥本海默的故事。
故事一连讲了好多天。我入迷了。
我听着，不知道什么时候，脑子里萌发了写一本书来记述这些故事的念头，想到，这是一个大题材，讲的都是大情节，涉及的都是些大秘密，讲的都是些大人物，弄好了，肯定是一本好书。但我在犹豫，因为一个让人从ABC讲起的门外汉，要涉足科学殿堂中的要事，岂不是痴人梦呓！
可事情的发展令我喜出望外了，就我想到这一层并随后几乎打消了那一念头之后不久，W院士却给了我鼓舞：他主动提出让我来写这样一本书。他说，书中记下当时科学家们的劳动和生活，让人触摸到他们的思想脉搏，揭示历史留下的秘密，回答历史提出的问题，接受历史留给我们的启示，是极有意义的。他表示，如果我决定了，他可以帮助我，向我提供咨询和有关资料。
真是棒极了！得到一位院士的具体帮助——他一天在本职工作中花费十六七个小时啊，这谁会敢想？
我答应下来，并下决心不辜负院士的期望。此后，我一边学习，一边收集资料，一边构思，在W院士的具体指导和无私帮助之下，终于开始动笔，并最终完成了这本书。
现在书稿就要付梓了。此时此刻，我对W院士的感激之情怎么能讲得完、道得尽呢！
谢了，谢了！
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起一个神秘的家族被窥视、被跟踪
原子是古人留下的一个概念，意为“不可分割”。实际上，被认为不可分的每一个“小家伙”都是一个家族。而这个神秘家族的成员总是不断地大胆地冲出自家的围墙，在外面游逛，只是当初没有人能够看到它们罢了。
上个世纪之交，原子的神秘性开始引起科学家们的广泛注意，他们纷纷运用自己所掌握的手段窥视它，跟踪它，以期打开它的大门，看到它的秘密。
最终，走出家门的成员被几个长有慧眼的人看到了。
一、处于南半球的英国殖民地的一个农村孩子
所挖的最后一棵马铃薯
这里是新西兰的一个农村。村子的东面不远就是浩瀚的太平洋，西面是一块窄狭的丘陵地。农田就开在这片丘陵地上。农田的西沿有一条小河，河水有齐腰深，清澈见底。河上有一座小桥，是欧内斯特家独家修建的，因为河西惟独欧内斯特家开垦了一片田地。
这一天，一个年轻人正在欧内斯特家那片地上干活。他20多岁，个子不高，但身体健壮，红润的脸上挂着的汗珠，在阳光下莹莹发亮。
这片地的西面，是一片还没有开垦出来的烧荒地。地上满是被烧焦了的树干，粗的几个人联手才能合抱在一起，细小的有碗口或鸡蛋那么粗细。它们的黑色身躯向天空挺着，像是在向上苍质问，什么理由让它们得到了如此悲惨的命运！
再往西便是森林。20几年前，这里还是毛利人的故土。经过几场血战，毛利人被打败，进入了森林。这里成了英国移民的地盘。那片烧荒地就是毛利人撤走之后英国移民的杰作。原来河东也是森林。由于靠近居民点，那里较早地被开垦，种上了庄稼。一条河阻止了田地的扩充。田地显得不够种了，欧内斯特家成了过河去发展的第一家。
那片田地上种植着马铃薯。那个年轻人正在挖已经成熟了的马铃薯。小伙子干得很是投入。脚上的一双靴子早已满是泥土，深色的裤子不容易显脏，但白色衬衣溅上的红色泥土是十分显眼了。
景色很美。天很蓝。嬉戏于村东大海上成群的海鸥，这里看得清楚，甚至偶尔还可以听得到它们欢快的叫声。西面的森林里，百鸟起舞，啼鸣声形成悦耳的交响曲。一些白鹤飞入田间寻食，落在绿色的起伏着的大地上，与身穿白衣的庄稼人一起，形成点点白色……
太阳快落到西边的森林树梢上时，一个妇女——一位母亲，从村那边过来，手里紧紧地捏着一张纸，飞快地过了小桥。一过小桥，她便边跑边喊：
“卢瑟福！卢瑟福！卢瑟福！一封电报——给你的！”
卢瑟福停下了手里的活计，冲着那妇女喊：
“妈妈，不要跑，不要跑，当心摔倒……”
母亲跑到了卢瑟福跟前要把电报交给卢瑟福。卢瑟福道：“妈妈，我的手很脏。另外，您不是在妇女识字班学了认字吗？那就请您给读一遍好了。”
母亲有些不好意思，看了儿子一眼，然后高声读了起来：
卢瑟福先生：您设计的赫兹震荡器令我们大家感到兴奋不已。我们荣幸地通知您，由于这个出色的设计，您获得了出席设计博览会年会的资格。如您大驾光临，我们会更加高兴。卡文迪许实验室J·J·汤姆生。
母亲肯定认为电报的内容是重要的，所以，读电文时，速度不快，声音很高。而当她读发报人的时候，速度变快了，声音也变低了。
年轻的卢瑟福却不想放过这个名字，于是他对妈妈说：“妈妈，请您再次读读最后那个名字！”
妈妈照办了，又读了一遍，声音放大，语速放慢：
“J·J·Thmson.”
卢瑟福跳了起来，从母亲手中接过电报，看了片刻，手舞足蹈，大声喊起来：
“是他！是他！是他！”
母亲不知道J·J·汤姆生何许人，竟让儿子如此兴奋，问：“他是什么人？一个大人物吗？”
卢瑟福回答妈妈：“自然是……他就像……”卢瑟福想找一个母亲能够理解的比喻，但一时找不到合适的。他停下来，放弃了这种努力，思想飞翔起来。
但他很快控制住了自己。他把身边的那筐马铃薯倒在地上，把那只筐侧着放好，让它形成一个座位，而后对母亲道：
“妈妈，您坐下，您坐好，看着您的儿子挖完最后一棵马铃薯……”
母亲不解其意，但照办了。她稳稳地坐在了筐上。
卢瑟福再次拿起放下了的那只镐，开始挖眼前的一棵马铃薯。他干得是那样地认真，那样地小心，惟恐把自己所挖的最后一颗马铃薯弄伤。
马铃薯挖出来了，他发现，其中的一颗分外地圆。或许是上帝晓得这次卢瑟福行为的意义，便赐给了他这个礼物。他把那颗非常圆的马铃薯拿起来，用手擦干净，举到眼前，足足看了有10分钟。
他的妈妈发话了：“卢瑟福，你这样端详它干什么，它有什么出奇吗？”
卢瑟福回答妈妈：
“不，妈妈，它除了更圆一些，与别的马铃薯没有什么两样。我想的是，它们为什么会是圆的？还有，蛋为什么是圆的？鸡的眼睛为什么会是圆的？鸡的脖子的横断面，庄稼、草，等等，许多的横断面为什么都是圆的？因此我想：圆，肯定比别的形状隐藏着更多的秘密……”
妈妈笑了起来，道：“老是瞎琢磨……可卢瑟福，你说，这是你要挖的最后一棵马铃薯了，那往后你要干什么？要上哪里去？”
“妈妈，去伦敦，去剑桥，去卡文迪许实验室！”
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起卢瑟福碰上了一个好老师
1895年9月20日，伦敦剑桥大学C堂坐满了来自英国各地的科学家。一年一度的皇家学会年会在这里召开。台上，皇家学会会长、著名的开尔文勋爵即威廉·汤姆生端坐在正中。他的左手是剑桥大学教授、卡文迪许实验室主任J·J·汤姆生，右手坐着一位年轻人，他面色红润，穿着一身崭新的西装，端端正正地打着领带。可以看出，他很拘束，眼睛一直平视着前方，身子一动不动。天气并不热，但他的额头上挂着豆大的汗珠。当时，他内心的感受是：自己是一头驴子，而它，蹲在了一群雄狮的身旁。
仔细看后，我们认出了这个小伙子——他就是我们在新西兰田野里看到的那个挖马铃薯的年轻人。
J·J·汤姆生站了起来，他向在场的同事们介绍了那个局促不安的年轻人：
“女士们， 先生们， 我荣幸地向诸位介绍， 这就是那个设计了赫兹震荡器又给我们带来了 《电波的磁探测器及其某些应用》 论文的卢瑟福先生……”
掌声先从大堂中的某处响起，随后，掌声越来越多，越来越响。
卢瑟福站起来，向前深深地鞠了躬。
开尔文勋爵用一种父亲般慈爱的目光看着坐在他身边的卢瑟福。当卢瑟福坐下时，勋爵对他说：
“孩子，大胆些，向前冲锋！你自己应该清楚，无论是你的赫兹震荡器，还是你的《电波的磁探测器及其某些应用》，都有新东西——崭新的东西。”
卢瑟福专注地听着，心里激动不已——这个向他讲话的，是一个怎样的人哪！一位勋爵，科学界的泰斗，与法拉第一起，成为电磁场理论的奠基人，他独自发现了“汤姆生效应”，特别是他领导敷设了从爱尔兰到纽芬兰、跨越大西洋、连接欧美两大陆的海底电缆！而这样的一个人，又对他讲了怎样令人鼓舞的话呀！
卢瑟福不知所措。
这时，勋爵转过身来问J·J·汤姆生：
“卡文迪许接受他吗？你不要，他可就是我的了！”
J·J·汤姆生：“勋爵，您迟了一步……我们已经谈妥了。”
开尔文勋爵：“你不会后悔的。”
2卢瑟福成为卡文迪许的新成员
卢瑟福成了卡文迪许实验室的新成员。
卡文迪许实验室是詹姆斯·克拉克·马克斯韦尔创建的。从创建到卢瑟福迈进这个实验室，几十年已经过去了。这个实验室的一些基础设备显得十分古老，但它依然保持着往日的生气。
汤姆生近来一直专注于阴极射线实验。这回他有了一个新助手。他重复做着一个实验。卢瑟福小心翼翼地听从汤姆生的指挥。汤姆生关注着阴极射线管，观察阴极射线运行的情况。卢瑟福为汤姆生所吸引，眼睛也盯着阴极射线管。看不出什么名堂。渐渐地，他的目光转移了——转移到了与阴极射线管相对的一只玻璃管上。一种现象令他感到惊异——那个玻璃管上出现了一些荧光。这时，汤姆生依然全神贯注地看着阴极射线管。卢瑟福的注意力却转移到了那个发着荧光的玻璃管上来。他没有报告——怕惊动了汤姆生，自做主张地轻轻拿起手底下的一张黑纸，把它插入阴极射线管和那个玻璃管之间。他注意到，黑纸插入后，那个玻璃管上的光影并没有发生变化。
他轻轻喊了汤姆生一声。
汤姆生依然关注着阴极射线管，并制止了卢瑟福的这一冒失行为。
卢瑟福不再吭声了。
当日的实验没有什么成果。像往常一样，汤姆生脱掉了实验服，回家去吃饭。
这次不同的是他拉了卢瑟福一起回家。
汤姆生夫人非常亲切、和蔼。他们这已不是第一次见面了，卢瑟福感到自己又有了一个母亲。
一顿家常便饭。刚坐下来时，卢瑟福还想着方才的实验。他觉得有话要与汤姆生讲。于是，刚刚端起碗来，他便道：
“刚才……”
他一开口就被汤姆生打断了：“你要说实验的事？”
“正是……”
“吃饭时不谈实验——也不想实验，这是规矩。”
汤姆生夫人笑起来，把卢瑟福放在桌子上的刀叉检起来，轻轻地放在他的盘子上。
汤姆生夫人这是在纠正卢瑟福的一个不合规范的习惯。卢瑟福的脸红了，讲了一句：“对不起……”
汤姆生夫人再次甜蜜地笑着，卢瑟福再次感到自己确实又有了一个母亲。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起震惊世界的“手骨骼”现象
一个偶然的机会，德国人威廉·伦琴发现了那个足以震惊世界的“手骨骼”现象，发现了X射线。这使世人看到了那个出了自家围墙在外游荡的神秘家族成员的影子。而由于对卢瑟福的两次制止，汤姆生最后失去了发现这种射线的机会
当天晚间汤姆生夫妇外出有一个约会，次日，他们一起实施了预定的旅行计划。三天之后回来，便有一个令汤姆生终生感到遗憾的事件等待着他。
汤姆生回来时，带来了牛津大学教授、物理学家弗雷里克·史密斯。因为他们曾一起旅行，途中路过，史密斯顺便进卡文迪许实验室看一看。
汤姆生向弗雷里克·史密斯介绍了卢瑟福。
实验室的一张桌子上放着一沓报刊。这是当日刚刚送来的，卢瑟福还没有来得及翻它们。汤姆生和史密斯在一个仪器旁停下来，正谈着什么。卢瑟福趁这个当儿，翻阅那些报刊。
突然，卢瑟福愣住了，再也无视礼貌，喊了一声：“汤姆生先生……”
汤姆生停止了与史密斯的谈话，把脸转了过来：“什么事？”
“您看！”卢瑟福手里拿着那份刊物奔了过来。
汤姆生接过刊物，向卢瑟福指示的地方看了一眼，随后，他被深深吸引了。
这时，站在一旁的卢瑟福叫了起来：“我们错过了机会！”
汤姆生不晓得卢瑟福要讲什么，问：“你讲什么？”
卢瑟福大声重复了一遍：“我们最后错过了机会！”
随后，他把实验时发现玻璃管上光影的事，和他要提醒汤姆生而没能成功，以及那天餐桌上再次被制止的过程讲了一遍。
当时，卢瑟福让汤姆生看的，就是伦琴关于发现“不名射线”的过程的报告。报告说，他观察阴极射线的过程中，曾注意到“离开放电管几英尺的”一只玻璃管发出了荧光，它同管壁本身被阴极射线轰击时发出荧光没什么两样。当时他没有在意，并且把阴极射线管用黑纸盖起来，以便隔离这种效应。一个偶然的机会，他的手放在了阴极射线管和一个感光屏幕之间。但令他吃惊的是，在黑暗中，屏幕上出现了他的手的骨骼。这说明，在黑暗之中，使屏幕发光的东西通过纸和中间的空气射了过来。伦琴判定，这是一种神秘的穿透性极强的不知名的射线。
离汤姆生的阴极射线管不远，也有一个玻璃管。他的副手卢瑟福像伦琴一样，也看到了那个玻璃管上的荧光。只是，汤姆生缺少的是一个对着阴极射线管的感光屏幕！但另有不同的是，关于那个玻璃管荧光，他的副手提醒了他。如果他不是过于专注阴极射线管，如果他对一个年轻人的发现抱一种重视的态度，他有可能当时就发现了那种射线，而不是像伦琴那样盲目地“露了一手儿”才看到了它。或者，三天前，如果他在餐桌上不是实行“老规矩”，而是弄明白卢瑟福的问话，他会立即跑回实验室。而那样，世界上第一个发现X射线的就不是伦琴，而是他汤姆生了。
不难想象，看了伦琴的报告，听了卢瑟福的讲述，汤姆生是何等地后悔。
巧得很，后悔不迭的，不光汤姆生一个。
尽管那份刊物不在弗雷里克·史密斯的手上，但内容他看得清清楚楚。他也叫了起来。
原来，他也做了同样的实验，并且也看到了阴极射线管附近的照相底版变得模糊起来的现象。汤姆生没有看到这一现象，并制止了别人的提醒。史密斯看到了，但他当时所做的，不是关注那张照相纸，而是让他的助手把它拿开了，以免使它受到损害。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起产生了灵感
法国人亨利·贝克勒尔看了伦琴一眼之后产生了灵感，想到了另一条途径。结果，殊途同归。伦琴是从电极上发现了那个出了自家围墙在外游荡的神秘家族成员的影子的，亨利则用“铀盐”（不是电极而是元素）同样看到了那个出了自家围墙在外游荡的神秘家族成员的影子
伦琴发现的那种奇异的射线，不仅激发了英国人的热情，法国人也动了起来。亨利·贝克勒尔就是其中的一个。
1896年1月20日，法国科学院有一个报告会，讲的内容是伦琴的新发现。对伦琴的新发现，亨利·贝克勒尔早就听到了一些零碎的信息。他自然不放过进一步了解情况的机会，于是去听了报告。当场他就想到，应该用不同的荧光材料做试验，看它们是否也会发出那种奇异的射线。他赶回了家。
他一连干了10天，但毫无结果。他的感觉是上帝把那扇门封得死死的，不透一丝的光，也不透一丝的气。他有些泄气了。但1月30日，有一篇载有关于“X射线”（当时人们已经用了这样一个名字称呼它）的文章的刊物到了他的手上。他读了那篇文章，并再次受到鼓舞，继续干下去。他想到这次要用“铀盐”（硫酸钾双氧化铀）试一试。
第一个实验他就取得了成功。他看到了“铀盐”的辐射——但是，他并没有掌握好方向。他是这样来做实验的：把一块照相底版外面用黑纸包起，在黑纸上撒了一层“铀盐”，然后把它们整个放在了日光之下。数小时之后，冲洗底版时，他在底片上发现了磷光物质产生的黑影。他判定，是阳光导致了这一效应。
亨利·贝克勒尔自然十分兴奋，但他没有立即把结果公布出去。他打算再做一次，把事情弄扎实。2月26日，他要重新做他的实验。不巧，天阴下来，他没有了阳光的条件，于是，便把用黑纸包起来的照相底版塞进了一个抽屉里。“铀盐”还在上面。3月1日天气放晴，他准备把他的那套装置取出来放到阳光里去。而在放到阳光下之前，他突然想到，“装置”处于黑暗之中会产生什么样的效应。他把照相底版冲洗了出来，结果，他大吃一惊：照相底版上的黑影与经过阳光晒过的一模一样。这使他明白了，照相纸上的黑影不是日光照射产生的效应，产生这一效应的是“铀盐”本身——它不管在日光下还是在黑暗中都有这种效应。这就是“铀盐”的辐射！
贝克勒尔兴高采烈，他高喊：“黑暗成就了我！”
亨利·贝克勒尔发现的这种现象，实际上是铀的放射现象。这一发现使人类向着最终揭开原子秘密的目标，具体讲揭开放射性元素铀的秘密的目标，跨越了一大步。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起原子伦琴和贝克勒尔的发现
汤姆生说服卢瑟福放弃电磁，转向原子伦琴和贝克勒尔的发现惊动了全世界。在得知伦琴的发现后，汤姆生沮丧了好几天。但没多久，他就恢复了常态。他做了一个极为重要的决定，决定影响所及，不但牵涉他自己，而且牵涉卢瑟福。
一天，汤姆生突然找到卢瑟福，问他：“你对原子知道些什么？”卢瑟福是个老实人，回答道：“我看到过一本书，上面写着留基伯的一句话：按常规存在颜色，按常规存在苦和甜，但实际上只有原子和空间。”
汤姆生知道这是一个古老的记录，听后笑了一笑，然后思索了片刻，又道问：“牛顿呢，关于原子他怎么说？”
这回轮到卢瑟福笑了，他觉得老师是在考他，然后道：“牛顿说：‘在我看来，可能是上帝最初把物质造成紧密、有质量、坚硬、不可入的活动粒子，其大小、形状和其他性质，以及它们对空间的比例都正好符合于他制造它的目的。’”
这次汤姆生没有再乐。他道：“你肯定也知道，我们卡文迪许实验室的创建者詹姆斯·克拉克·马克斯韦尔关于原子也留有一段名言，他说：‘虽然在许多代中灾难曾经发生并还将可能发生，虽然古老的体系可能分解，而新的体系从它们的废墟中演变出来，但造成太阳系和星球的原子——物质宇宙的基石——仍旧没有破裂和耗损。它们像被创造时那样持续到今天——数量、大小和轻重都没有变化。’”
随后，汤姆生道：“卢瑟福，大师们都有话，说明原子是最小的物质颗粒，是不可再分的。我们当然应该相信他们。但是，伦琴看到了一种射线，贝克勒尔又发现了铀的射线。这些射线是从哪里来的？它们的出现意味着什么？这不能不是我们认真加以思考的问题——也许，卢瑟福，事情会有变化了……”
他提出了问题，随后，和蔼地问卢瑟福：“你和马可尼的竞赛到了什么程度了？”
汤姆生这里所说的马可尼，指的是意大利的威廉姆斯·马可尼，当时他和卢瑟福一样，正进行无线电通讯的开创性研究。
卢瑟福回答说：“我一直在领先。”
汤姆生听后沉思了片刻，问卢瑟福：“你是有特别的兴趣呢，还是由于缺钱花？”
卢瑟福觉得很难准确地回答老师提出的问题，想了半天，才说：“您知道，那将直接带来现金收入，而我，来伦敦借下的路费还没有还，况且，我也定了婚期……”
汤姆生半天没有再说什么。他在思考。最后，他说：“孩子，你有难处，可我想告诉你的是，我们不能同时服务于上帝和财神。我有个感觉，孩子，上帝在召唤，我们似乎应该改变各自的研究对象，而同时转向原子。”
卢瑟福已经意识到老师要讲什么了。他的脑子里早就回想起临来时在家乡那片新开垦的土地上在母亲面前挖最后一棵马铃薯时的情景。他清楚地回忆起他举着那颗圆的马铃薯自言自语时讲的那句话：圆，肯定比别的形状隐藏着更多的秘密……
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起阴极射线管发出的光束
卢瑟福收到了母亲和未婚妻的第一封信。母亲信中还说寄来了一只熏鹅。母亲特别说明，熏鹅是给汤姆生夫人的，为的是感谢夫人对卢瑟福母亲般的关爱。这只鹅很快就收到了。卢瑟福迫不及待地把它取来送给了汤姆生夫人。天下母亲的心是相连的。汤姆生夫人十分感动，内心里涌起了对一位遥远的母亲的友情。
卢瑟福的未婚妻是他在新西兰大学读书时房东太太的女儿，名叫玛丽·牛顿。按年龄，他们早就应该结婚了。特别是来伦敦之前，他们就应该完婚。但卢瑟福家里很穷，他们只能办那必办之事，借了来伦敦的路费，就不能借债娶亲了。未婚妻一家很理解卢瑟福一家的处境，同意推迟婚期。玛丽·牛顿更是使未婚夫感到高兴——她没有半点怨言，并且讲了情人们惯用的那句话：“我等你。”
未婚妻的信写得热情洋溢，她鼓励卢瑟福专心致志地干下去。至于结婚的事，她还是那句话：“我等你。”
卢瑟福原本在研究无线电通讯技术。他向无线电通讯技术发起冲击，一是他喜欢，另一个重要的原因是他对这一行的前景看好，他可以通过努力很快地得到现金收入。这一点，他给他的未婚妻写信时是满怀信心的。
