Jin Guangnian

于2012年2月25日首发于新浪博客 欧内斯特·卢瑟福 研究原子的结构，我们就不能不提卢瑟福。1895年，正在农场上挖土豆的卢瑟福收到了英国剑桥大学发来的通知书，当得知被录取为伦敦国际博览会的奖学金生后，卢瑟福扔掉挖土豆的锄头兴奋地喊道：“这是我挖的最后一个土豆啦！” 历史的发展充满了巧合和偶然。如果卢瑟福没有得到那份奖学金，物理学会发展成什么样子呢？如果给物理学实验排名的话，我真想把卢瑟福α粒子散射实验放在第一位。这个实验明白无误地告诉我们原子的有核结构。 我非常喜欢卢瑟福这样的科学家，他的家里有很多兄弟姐妹，他也有在农田辛苦劳作的经历。每当他在地里刨出一个土豆时，那个被刨出来的土豆都用实证的方式肯定了他的一次努力。大量这样的实证可以帮助他形成健全的逻辑，而这种逻辑能力可以在以后被用到科学研究中。一个只知道读书和数学演算的人，是无法形成他那种科学直觉的。当然实践的方式有多种多样，生活实践、生产实践、体育实践、工程实践、管理实践、等等等等。总之，一个人只有参加了大量的实践，他才有资格进行科学上的研究。卢瑟福对物理学的贡献主要是在两个方面。第一是他发现了原子的有核结构。第二是他发现了质子。这两个发现中的任何一个都会让一个人名垂青史。可他却同时拥有了两个。 物理学界目前认为，原子的尺寸是10的负10次方米这个数量级，原子核的尺寸是10的负15次方米这个数量级。这是一个什么概念呢？ 在固体状态下，如果将原子核比作一个半径一米的、有些刚性的火球，那么另一个火球距离这个火球的距离大约是100公里。在原子核间这么空旷的地方，到底有什么呢？ 现在的物理学家并没有让这个空间空着。他们认为这个空间里有电子存在，这些电子负责维系着不同原子核之间力的关系。物理学界为什么要这么认为呢？ 这话说来有些长，18世纪的时候，物理学界无法解释静电力。无奈之下，他们定义出正电和负电，他们规定电荷具有同性相斥、异性相吸的性质。当时的科学家并没有给出一个机制来解释静电力。 随着对电更深入的研究，电荷的概念就被继承下来了。虽然在以后的很长时间内人们还是不知道电荷到底是什么，但电荷的概念却逐渐深入人心。 研究原