主题：【原创翻译】《量子》----第一部·量子 -- 奔波儿

1907年，人们发现在放射性衰变过程中所产生的钍和放射性钍（Radiothorium）虽然具有不同的物理特性，但它们的化学特征却是毫无二致，任何想通过化学实验将它们区分开的努力均归于失败。在随后的几年中，人们又陆陆续续发现了其它一些具有相同化学特性的元素。这时，在格拉斯哥大学任教的索迪认为这些新发现的放射性元素，与它们那些具有“完全相同化学特性的近亲”的唯一区别，是它们具有不同的原子量。它们就像是一对长得一模一样的双胞胎，区别只是在于彼此的重量有稍许的差异。

索迪在1910年提出一种观点：这些化学特性一致的放射性元素，即他后来所命名的“同位素（Isotopes）”，只是同一元素的不同形式而已，因而应该在元素周期表上占据相同的位置。当时，在元素周期表中，所有的元素根据原子量（Atom Weight），以增序排列，氢打头，铀居末，而索迪的观点显然是非常另类。但是，越来越多的事实表明诸如放射性钍、放射性锕（Radioactinium）、锿（Ionium）以及铀-X（Uranium-X）在化学特性上是相同的，这些证据都有力地验证了索迪的同位素理论。

在与海韦西聊天之前，玻尔对卢瑟福的原子模型并不感兴趣。但他现在有了一个新的观点：要想仅仅凭其物理和化学特性来区分开原子是不够的；应该通过原子核和原子现象进行区分。玻尔开始认真考虑卢瑟福的原子核模型，同时忽略了这一模型必然产生的解体问题，他试着将同位素与原子量结合起来对元素周期表进行排序。后来，他回忆说“条理一下子就清晰起来”。

按照玻尔的理解，卢瑟福的原子模型中，原子核的电荷数目决定了原子所拥有的电子数目。因为原子是中性的，总体上电荷为零，他认为这是因为原子核的正电荷数目应该与其电子所带的负电荷数目一致。因此，按照卢瑟福的理论所构建的氢原子，应该是由一个的电荷为+1的原子核与一个电荷为-1的电子组成。而对于氦原子，则是由电荷为+2的原子核和两个电子组成。随着原子核所带电荷数的增加，电子的数相应同步增长，利用这种方法可以一直构建到当时已知的最重的元素铀，其原子核的电荷数为92。

玻尔对自己的这个观点很有信心，即原子在元素周期表中的位置应该是由原子核所带的电荷数而不是什么原子量决定的。基于这一认识，他找到了通向同位素这一概念的一条捷径。也正是玻尔，而不是索迪认识到原子核的电荷数目是将所有那些具有相同化学特性但不同物理特性的放射性元素联系在一起的基石。元素周期表足以容纳所有的放射性元素；人们要做的只是根据它们的原子核所带电荷数目给它们分配房间。

恍如醍醐灌顶，玻尔忽然明白为什么海韦西无法将将铅与镭-D（Radium-D）区分开。如果电子数目决定了元素的化学特性，那么任何两个具有相同电子数目和分布模式的元素就像是一对双胞胎，在化学特性上应该也是如出一辙的，铅和镭-D的原子核都拥有相同的电荷数，即82，，因此它们所拥有的电子数目应该也同样都是82，这就导致它们具有“相同的化学性质”。但是，依据其物理特性却可以将它们区分开，因为它们的原子核具有不同的质量：铅为207，而镭-D为210。玻尔发现镭-D实质上就是铅的一个同位素，因此根本无法通过化学方法对它们进行分辨。后来，所有的同位素都被标记为其所属的元素名称，再加上其原子量。例如，镭-D被标记为铅-210。

第三章·金色的丹麦人（11）

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