主题：【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

当卢瑟福和盖革忙着揭示α粒子的奥秘时，他经常抱怨说：“散射就是魔鬼”。其实早在两年前，当他还在蒙特利尔的时候就注意到这一效应：α粒子的运行轨迹本应该是一条直线，但是一些粒子穿过云母片以后会发生轻微的偏离现象，并导致显像相纸上面一片模糊。卢瑟福对此印象颇深，在他抵达曼彻斯特不久，他就列出一个包含各种潜在研究课题的项目表。现在，卢瑟福要求盖革着手其中的一个项目，即调查一下α粒子的散射效应。

俩人一起设计了一个简单的实验：让α粒子穿过一张薄薄的金箔，击中一张涂满硫化锌的纸屏，则这些α粒子会在纸屏上打出一些细小的光点，他们要做的就是统计一下这些闪光点的数目。这项计数工作枯燥乏味，要求他们得长时间呆在黑暗的环境下。但让卢瑟福感到欣慰的是，盖革是“一个工作狂，他能够通宵在那儿统计光点，而且还乐在其中”。他发现，α粒子或者是直线通过金箔，或者是偏离一、两度。这种结果在卢瑟福意料之中，但真正让他比较吃惊的是盖革向他汇报的一种现象---有一部分α粒子“偏离角度比较大”。

卢瑟福对盖革的实验结果迷惑不解，但这个时候传来一则好消息。由于卢瑟福发现了放射性反映出一种元素向另一种元素转化，他被授予了诺贝尔化学奖。对这位一向认为“科学，除了物理学之外，就是收集邮票”的人而言，他自己明明是个物理学家，却被当成是化学家，这简直有点滑稽搞笑。在卢瑟福从斯德哥尔摩带着诺贝尔奖返回以后，他开始学着利用概率方法来研究α粒子的散射角度问题。他的计算结果显示α粒子穿过金箔以后出现大角度偏离的概率非常小，几近于零。

还在卢瑟福忙着对实验结果做计算的时候，盖革建议他给一位叫欧内斯特·马斯登（Ernest Marsden：1889～1970）的出色的本科生分派一点工作。“好啊，”卢瑟福说，“干嘛不让他看看α粒子是否能够以大角度散射？”没想到马斯登很快观察到了这种现象，这使卢瑟福倍感惊讶。但随着搜索范围的加大，预计中将以更大角度散射且会在硫化锌纸屏上击出一个个光点的的α粒子并没有出现。

卢瑟福苦苦思索着这个问题，试图理解“到底是什么样强大的电力或磁力让一束α粒子发生偏转或者散射”，同时他让马斯登检查一下是否还存在一些被反弹回来的粒子。其实，卢瑟福并不指望马斯登能发现啥东西，但当马斯登告诉他说确实有一些α粒子从金箔上反弹回来时，卢瑟福被吓了一跳。卢瑟福说：“这简直是太不可思议了！你能想象得出一枚15英寸的炮弹击中一张薄如蝉翼的纸片，然后再被弹回来打中你自己吗？”

盖革和马斯登开始利用不同的金属做对比实验，他们发现金所能弹回来的α粒子的数量比银高两倍，且比铝要高二十倍以上。当α粒子束击中铂以后，每8000个粒子中仅有一个被弹回来。1909年6月，他们将这些观测结果发表出来，但只仅仅做了简单的现象描述，而没有做进一步的评述。卢瑟福对这些结果也百思不得其解，在其后的十八个月中，他一直苦苦思索这个问题，试图找到一个合理的解释。

在整个19世纪，关于原子是否存在是一个在科学和哲学上被持续争议的问题，但到了1909年，原子的存在已经得到广泛而理性的认同。那些对原子理论持批判态度的人士在越来越多的证据面前闭上了嘴巴，而这些证据中有两个是最关键的，其中一个是爱因斯坦关于布朗运动的理论解释被证实，而另一个就是卢瑟福所发现的不同元素之间可以通过放射现象实现转化。在以前的几十年中，很多杰出的物理学家和化学家都否认原子的存在，而同时大家最为认同的有关原子的描述是汤姆森所提出的梅子布丁模型（Plum-pudding Model）。

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第三章·金色的丹麦人（7）

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