十九世纪最后十年以前,物理科学一直循着第六章所叙述的发展路线前
进。当时以为物理学的主要框架已经一劳永逸地构成了。以后需要做的一点
点工作就只是把物理常数的测量弄得再准确一些(小数点后面的数字再推进
一位),并把看起来往往很快就能解决的光以太结构的研究工作再推进一步。
二十世纪的前三十年,这一牛顿的体系渗人新的物理学学说中。在解释实验
的结果时,起初这一体系唯一无二的学说,后来使和其他学说并用。慢慢地
才发现还需要一些全新的概念。
新物理学可以说是从1895 年慕尼黑伦琴(Wilhelm KonradRontgen,..
1845—1923 年)教授发现х射线时开始的。在这以前,已经有很多人对气体
中的放电进行实验,特别是法拉第、希托夫、盖斯勒(Geissler)、戈尔茨
坦(Goldstein)、克鲁克斯等人和后来的J. J.汤姆生(1856—1940 年),
即剑桥大学三一学院的主任教授约瑟夫?汤姆生爵士。但是只有持具远见的
人才觉得这些实验重要,而最先引起物理学家注意这些实验的,便是伦琴的
工作。
伟大发现之出于偶然,常较一般人所想象的为少。不过伦琴找到х射线
的踪迹却是偶然的,这件事的确迟早要发生,但仍然是偶然的。伦琴发现紧
密封存的底片虽丝毫不暴露在光线下,如果放在高度真空的放电管附近,仍
然会变灰黑而至毁坏。这说明放电管内发出某种能穿透底片封套的光线。
伦琴发现,一个涂有磷光质,如铂氰酸钾的幕屏放在这种放电管附近时,
即发亮光;金属的厚片放在管与磷光屏中间时,即投射阴影,而轻的物质,
如铝片或木片,平时不透光,在这种射线内投射的阴影却几乎看不见。所吸
收的射线的数量似乎大致和吸收体的厚度与密度成正比。真空管内的气体愈
少,则射线的贯穿性愈高。具有相当“硬度”的射线,可使肌肉内的骨骼在
磷光片或照片上投下阴影。因此,在有了适当的技术之后,这一事实对于外
科医术,就具有无上的价值。
从纯粹科学的观点来看,继х射线之后,J.J. 汤姆生等人又有一个更重
要的发现①:当这些射线通过气体时,它们就使气体变成导电体。在这个研究
范围内,液体电解质的离子说已经指明液体中的导电现象有类似的机制。液
体电解质的离子说是由法拉第创立的,后来主要由科尔劳施、范特一霍夫和
阿累利乌斯②加以发展。现在这个气体的离子说证明是更加成功。
在х射线通过气体以后,再加以切断,气体的导电性仍然可以维持一会
儿,然后就渐渐消失了。汤姆生与卢瑟福又发现:当由于х射线射入而变成
导体的气体,通过玻璃绵或两个电性相反的带电板之间时,其导电性就消失
①
一般叙述可参看作者所著:The RecentDevelopment of Physical Science 一书前后数版(1904—1924)。
①
剑桥大学哲学会,见UniversityReporter,1896 年2 月4 日。