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重生之大科学家(何事)-第7部分
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卢瑟福不仅是一位著名的科学家，同时也是一位伟大的教育家。他平易近人、和蔼可亲，鼓励学生有新见解、新发现。他的学生中，有十几位诺贝尔奖得主，包括波尔、查德威克、科克罗夫特、卡皮察等。
这个院子，平日里除了学生，很少有客人来，所以正屋里面没有什么桌椅。西厢房则是学生们聚集的场所，桌凳齐全。说话间，孙元起将诸人引进西厢房，让各人坐了。因为学生经常来，茶碗、茶壶却是有的，因没有仆人，孙元起只有自己操办。等上了茶水，老佟也提了糕点过来。等各人坐定，康格先生才慢慢道出来意：且说9月份中旬，康格太太因为思念她的Tommy——就是坐在她身边的Thomas——坐上了前往欧洲的客轮，随身就携带有孙元起那篇论文《关于原子结构的实验与猜想》。
那时候，既没有波音747、空中客车，也没有洲际铁路，即便是令人尊敬的公使太太，也只有乘坐客轮的头等舱。从北京到上海、到香港，穿过马六甲海峡，在印度孟买停了一下，接着在印度洋上漂泊。然后从苏伊士运河进入地中海，在法国马赛上岸，穿越法国，再换轮船渡过英吉利海峡。就这样，颠簸了一个多月，终于到了伦敦码头。
Thomas接到母亲从法国发过来的电报，正在码头上迎接母亲。见了面，免不了一番互诉衷肠，介绍各自别后的生活：“在中国的首都，我见到了很多有趣的事情，令人不可思议，比如女士们的小脚……
“还有他们的卫生状况，实在是太糟糕了，有一次……
谈话中就说到了孙元起：“我还见到了一个中国人，非常年轻，应该和你差不多岁数，自称是耶鲁大学的物理学硕士呢。”
“耶鲁大学有物理学的硕士么？”坐在马车上，Thomas随口问道。
“谁知道呢？不过那个小伙子貌似挺有教养的，英文不错，应该在美国受过高等教育。”康格太太接着说，“来的时候，他还给我一篇论文，希望我帮他送到《nature》杂志社呢！”
“哦？《nature》对来稿可是非常严谨的。”Thomas很好奇。
“要不你先看看？希望不要闹笑话，我可是把它从遥远的远东带到了这里。”康格太太有些不放心。在一堆行李中，把孙元起的那篇论文翻出来。还好，康格太太非常负责，即便是一个多月的长途旅行，纸张还保存得完好无损。
Thomas把论文拿过来，大致看了一下。前面是实验设计和实验结果，自然没什么问题。看到后面关于原子结构的猜想，眉头皱了起来。
康格太太一直盯着Thomas呢。看他皱眉头，心里有些忐忑：“Tommy，他的论文有问题么？”
Thomas摇摇头，解释道：“前面的实验，问题应该不大。至于后面的猜想，却不太拿得准。我虽也是学物理的，却不是研究这个方向，所以看得不是很明白，自然也不知道论文是对是错……”
“这样啊……”康格太太心里有些犹豫。
Thomas看出了母亲的心情，笑着劝慰道：“剑桥有一位年轻有为的教授，对原子物理学非常有研究，最近正准备到加拿大McGill大学担任教授，应该还没有出发。我们先回剑桥，请他审阅一下这篇论文，再决定是否送给《nature》杂志社。这件事情不就解决了么？”
康格太太一想，这主意不错，既完成了所托任务，也不耽误功夫、闹笑话。便一同去了剑桥。
卢瑟福本来准备9月底去加拿大麦吉尔大学任教的，结果临出发前，看见美国的《science》上刊登了一篇《铀、钋、镭辐射射线的实验研究》的论文，作者名叫YorkJohnson，从来没听过有这人，看通讯地址，还是一位外交官，可他得出的结果大部分和自己写好的论文一致，却又更胜一筹。当下把去麦吉尔的事情放在一边，又扑进实验室，验证YorkJohnson的结果。自然，结果不言而喻。那一刻，他有一种深深的挫败感。
就在这时，康格太太和Thomas敲响了实验室的大门。卢瑟福开门一看，看见自己的学生领着一位中年贵妇，以为是慕名来访者，便要拒之门外。Thomas连忙说明来意。卢瑟福一听是论文的事儿，作者还是YorkJohnson，兴趣来了，连忙请进屋，取出论文仔细阅读。
卢瑟福这个大牛是何等了得！读完便知道文章的价值，吩咐把论文重抄了一遍，叫来自己的一班朋友，一边实验，一边讨论；原稿则附上自己的推荐意见，让Thomas送到《nature》杂志社。
《nature》杂志社里面的编辑看了，却和原先的Thomas一样，拿不定主意。他们素来严谨，对不知道正确与否的论文一向持谨慎态度，即便有卢瑟福的推荐，也只肯在“读者来信”中登出。好在α粒子散射实验并不难做，卢瑟福很快在实验室中验证了论文中的数据，并迅速报告了自己的结果，进而推定YorkJohnson关于原子结构的猜想是合理的。
《nature》、《science》都是周刊，这两篇论文相差不过一两个月，但却成功的建立了一个微观的原子结构模型，在西方物理学界引起极大的反响，一时之间，议论纷纷。
卢瑟福听了康格太太对于YorkJohnson这个中国人的描述，对他非常好奇。知道康格太太和儿子Thomas要来中国过圣诞节，于是就一道来到中国，打算由此再转道加拿大。
到了美国驻华使馆，康格先生单知道孙元起现在任教于京师大学堂或某一所中学，却也不知道孙元起的具体住处。等了几日，卢瑟福有些呆不住，只好先去询问丁韪良先生。丁韪良是个热心人，而且对物理也兴趣盎然，就自告奋勇的领了大家前来。
说了半晌，孙元起总算明白了大家的来意。卢瑟福在说话间，四下打量了这间屋子，见有几具简陋的实验仪器，很犹豫的问：“这里是……？”
孙元起也有些尴尬：“京师大学堂正式开学以前，我在一所中学担任物理老师，所以这间屋子算是我的实验室，或者说是教室，嗯，一个简略的InstituteofPhysicalResearchandTeaching……”
卢瑟福疑惑更重：“那您的实验数据如何得来？”
“实验数据？你说论文的数据么？”一转眼，孙元起便想好了答案，“我在美国的时候，已经完成了实验，只是没有一个合理的结论。最近才想到一个符合实验结果的猜想，方写出论文来。”
之后，卢瑟福又问了一些物理问题，好在这些答案不需要孙元起杜撰，便一一为他解答。
时近中午，这群不速之客起身告辞。孙元起本想留他们一块儿吃饭，他们估计看到屋里只有主人孤家寡人一人，便婉拒了。同时，康格一家和卢瑟福都邀请孙元起在圣诞节前后去使馆一趟，盛情之下，只有答应。
卢瑟福的这次来访，孙元起随口说出了“IPRT”这个名字（InstituteofPhysicalResearchandTeaching，物理研究与教学学会），这个后世最有名的物理学研究机构就在不经意间出现了。它为世人所知，则是在两个月后的《科学人》杂志上，一位记者采访卢瑟福，卢瑟福在介绍最近物理学发展的时候，首先提及IPRT的YorkJohnson。它是中国第一个物理学研究所，而卢瑟福则有幸成为“访问”该所的第一位国际学者。
至于IPRT的成立时间，则众说纷纭，具有代表性的有三家：一是认为成立于1898年8月16日，也就是孙元起入住该四合院的第一天。持这种说法的，主要是私立经世大学（Kingshimuniversity）的校史研究者。他们认为，经世大学的最早实体就是IPRT。这样，他们的校史就比著名的国立北平大学长了那么几个月。证据嘛，便是孙元起发表在《science》上的作者单位。
一是认为成立与1898年11月初，这种说法先后出现韩蘧、陈骥德的日记和回忆录中，因为韩蘧、陈骥德是IPRT创办的当事人，所以他们的观点为官方所采用。
一是认为成立于1898年12月，也就是国立北平大学成立前后。这种观点是国立北平大学校史研究会提出的，并一再申明：孙元起发表在《science》上的通讯地址“Kingshimuniversity”，是美国公使康格先生的一个笔误；IPRT最初是北平大学的一个研究机构，与北平大学密不可分。证据？IPRT的旧址就在北平大学院内，还用证据么！
接下来的几天里，孙元起出于对卢瑟福的崇拜，或者说其他什么原因，先后数次到美国公使馆拜访。在讨论过程中，孙元起总是在不经意间提到了后世对于原子结构的看法，让卢瑟福惊叹不已。
在圣诞节后的一天下午，卢瑟福郑重的对孙元起说：“York，你对原子结构的天才性认识，已经在《science》和《nature》上先后刊登。但在我们交谈过程中，我发现你有更多的发现和更深刻的理解，这些成果足以震惊世界，使得自然科学的发展更加迅速。可是你为什么不把他发表出来呢？”
孙元起耸耸肩，无奈的说：“那些东西，都还只是理论——或者说是猜想，需要时间和实验来证明。如果我把它们写出来，恐怕无法找到出版社来出版。即便出版了，也会和凡尔纳的作品摆在一块儿，被当作是科幻读物的。”
卢瑟福依然很严肃：“不！就像你所设计的α粒子散射实验一样，虽然只有八千分之一的概率反弹回来，但它确实存在，只是需要大量的实验和细心的观察。同样，理论也需要不断的提出，哪怕只有极少数正确。否定错误的过程，也就是我们接近正确的过程。”
孙元起有些心动，觉得如果把一些基本的理论给阐述出来，确实可以使得科技更好的发展，使得这一代伟大的科学家把精力放在更前沿的位置，人类或许可以获得更多的真理和知识。蝴蝶效应说，南美洲的蝴蝶扇动一下翅膀，可能导致北美洲的一场飓风。
“或许，我就是那只蝴蝶……”
第九章抱琴于野有知音
公元1898年12月31日，农历光绪二十四年十一月十九日，京师大学堂开学。第一批原计划招生500人，因为戊戌变法失败，许多人都噤若寒蝉，所以招生工作进行得并不顺利，据之后一两年的文献记载，实际上仕学院学生27人，中学生151人，小学生17人，又附课学生43人，合仕学、中学、小学、附课生只有230余人。比崇实中学的学生多不了多少。但它却是中国近现代第一所国立大学，是当代北京大学、北京师范大学等著名学府的前身。
在开学那一天，孙元起作为学校第一批教习，有幸随着中文总教习许景澄、西文总教习丁韪良等参加典礼。之后，大学堂并没有立即开课，毕竟各省选送的学生还没有到齐，相关的准备工作还在缓慢的进行。不过这些都不是孙元起所关心的。孙元起给了老佟几十两银子，嘱咐他准备好送给卢瑟福、Thomas的礼物。剩余的钱，每日里买点食物送来。这段时间，孙元起一直躲在屋里写稿子。
那天，卢瑟福的建议确实打动了他，回来权衡良久，决定先写一本简单的小册子，交由卢瑟福带至加拿大，看看能不能有结果。因为卢瑟福打算1月6日动身赴McGill，以便赶上麦吉尔下学期的开学。所以，孙元起的时间就有些紧，只好每日呆在屋里写文稿。
小册子的名字已经拟好，就叫《从原子、原子结构到元素、元素周期表、分子及化学反应本质》。虽然名字都是与化学有关，其实核心还是原子物理学。事实上，在十九世纪末、二十世纪初，物理和化学并没有太分开，比如作为物理学大牛的卢瑟福，在1908年因对放射化学的研究荣获诺贝尔化学奖。再比如提出电离学说的瑞典天才阿伦尼乌斯，该获物理学奖还是化学奖，也曾让诺贝尔奖评委们产生分歧。在1901年首届诺贝尔奖评选时，他被提名物理学奖，但最终落选。1902年，声名鹊起的他又被提名化学奖，但仍然落选。可作为物理化学的创始人，阿伦尼乌斯的电离学说，在物理和化学两个学科里都具有很重要的作用。无奈之下，化学委员会提出给他“一半物理奖、一半化学奖”，甚至又提出“他获奖问题延期至第二年”。最后，委员会还是把1903年的诺贝尔化学奖给了他。
1869年，俄国科学家门捷列夫（Dmit日Mendeleev）发现了元素周期律和元素周期表，他将当时已知的63种元素依原子量大小并以表的形式排列，把有相似化学性质的元素放在同一行，就是元素周期表的雏形。门捷列夫在排列元素周期表的过程中，又大胆指出，当时一些公认的原子量不准确。如那时金的原子量公认为，按此在元素表中，金应排在锇、铱、铂的前面，因为它们被公认的原子量分别为、、，而门捷列夫坚定地认为金应排列在这三种元素的后面，原子量都应重新测定。大家重测的结果，锇为、铱为、铂为，而金是。实践证实了门捷列夫的论断，也证明了周期律的正确性。
在门捷列夫编制的周期表中，还留有很多空格，这些空格应由尚未发现的元素来填满。门捷列夫从理论上计算出这些尚未发现的元素的最重要性质，断定它们介于邻近元素的性质之间。例如，在锌与砷之间的两个空格中，他预言这两个未知元素的性质分别为类铝和类硅。就在他预言后的四年，法国化学家布阿勃朗用光谱分析法，从门锌矿中发现了镓。实验证明，镓的性质非常象铝，也就是门捷列夫预言的类铝。镓的发现，具有重大的意义，它充分说明元素周期律是自然界的一条客观规律；为以后元素的研究，新元素的探索，新物资、新材料的寻找，提供了一个可遵循的规律。
门捷列夫排列元素周期表是按照原子量大小来排列，并把相似化学性质的元素放在同一列。这些都是从元素的物理属性（质量）和化学属性（化学性质）来排布，并没有揭露元素之间最本质的差异。孙元起的论文就从这个角度着手。
论文从孙元起前两篇论文的结论写起，认为原子有原子核和核外电子层组成，因为电子带负电，所以原子核里应该有带正电的其他粒子，它们非常小，却拥有几乎整个原子的质量；它们结构非常稳定，拥有的正电荷数和质量几乎不变；原子核所带正电荷数，决定了该种原子属于何种元素，而原子核所带正电荷数也与原子核的质量——即原子量——存在正关联。
因为孙元起身边并没有实验器材，只好“设计”了1913年英国物理学家莫塞莱的实验：利用阴极射线撞击金属产生X射线。认为实验结果“应该”是金属的原子序数越大，X射线的频率就越高。因此可以从一个方面证明原子核的正电荷决定了元素的化学性质，原子序数在数量上等于原子核所带的正电荷，进而明确作为周期律的基础不是原子量，而是原子序数。
这是论文的第一部分，主要讨论原子核与元素之间的关系。
而论文的第二部分，孙元起则开始讨论原子核外层的电子及其与元素化合物之间的关系。这些主要“剽窃”自物理学界另一位大牛尼尔斯·玻尔（nielshen日kDavidBohr）的研究成果。
玻尔（1885—1962）是丹麦著名物理学家，家境良好。1903年进入哥本哈根大数学与自然科学系读书。1906年，还是大学生的玻尔就因对水的表面张力的出色研究工作，荣获丹麦皇家科学院金质奖章。其后，于1909年和1911年以金属电子论方面的论文，分别获得哥本哈根大学的科学硕士和哲学博士学位。1911年赴英国剑桥大学，在J·J·汤姆逊的指导下，跟卢瑟福搞科研。1913年，写出了《原子构造和分子构造》（1）（2）（3）三篇论文，提出了定态跃迁的原子模型，即著名的玻尔原子理论。1922年，因对原子结构及原子辐射的研究而获得诺贝尔物理学奖。当然，玻尔关于电子的“跃迁假设”论述，孙元起并不准备在这个小册子中讲明——因为现在普朗克还没有提出能量子假说，或许这是下一篇论文“剽窃”的对象——他只准备说一些粗浅的，就像二十一世纪中学物理、化学课本中所叙述的那样，只有这样，才能吸引全世界科学家和科学爱好者的注意力。
在这一部分中，主要是论述电子层的“定态假设”：原子核外层电子数应该和原子核正电荷数相符合，但是他们如何排列呢？“根据”门捷列夫的元素周期表，可以“设想”第一层稳态为2个电子，第二层为8个，第三层也是8个，第四、第五层则是18个……原子为了达到稳态，会失去或捕获电子。失去或捕获电子能力的大小，决定元素的化学属性。所谓分子，就是数种元素的原子按照一定方式排布，达到稳态所形成的化合物。而化学反应的本质，也可据此原理来推衍，就是不同的离子组成更稳定的化合物。其后，又并就化学反应方程式、元素化合价等进行讨论和总结。
阿伦尼乌斯在1883年开始创立电离学说，解释溶液中的元素是如何被电解分离的现象。并在1884年以《电解质的导电性研究》论文申请博
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