第三百六十五章 天才的構想
遊走在晚清的亂世理工男 作者：三秋空城 投票推薦 加入書簽 留言反饋
很多人可能隻知道盧瑟福的α粒子散射實驗以及原子核模型，但盧瑟福獲得諾獎靠的就是對放射性的研究。
這一點和同時期另一位超超級大佬愛因斯坦很像：眾人隻知道愛因斯坦的相對論，大部分卻不知道愛因斯坦獲得諾獎靠的是光電效應這個更應該屬於量子領域的成就。
盧瑟福對放射性的研究還是很深入的，他已經率先提出了放射性“半衰期”這個概念。
而歐文·理查森受湯姆遜的影響，也對射線的研究非常深入。
聽完李諭的表述，理查森沉思道：“不瞞您說，我曾經考慮過院士先生的問題，但我懷疑這種射線是不是應該和太陽有關。”
李諭說：“你的猜測很容易被驗證並不正確，隻需要白天和夜晚各測一次射線強度就可以。”
理查森說：“院士說的對，否則也太簡單了。”
盧瑟福的實驗敏感性很高，說道：“我們是不是可以通過放高空氣球的方式進行驗證，如果隨著高度升高而提升，就可以驗證射線來自宇宙之中。”
李諭說：“這是試驗的一步，因為高度不可能放到太空中，而且如果射線強度非常高，其變化幅度不會符合理論預期，並且很難排除地麵的幹擾。”
盧瑟福雙眉凝起，連他也沒有很好的主意了：“那要怎麽驗證射線來自太空？”
李諭早就有了正確的想法，他說：“需要用到天文學的一個新的概念：貫穿本領。我想你一定很熟悉，就是各種射線的貫穿能力。”
盧瑟福自然知道自己目前研究最多的領域：“γ射線的穿透能力比β射線強上百倍，β射線又比α射線強百倍。總不能比最強的γ射線還要強吧？”
地球上就可以有γ射線，要是宇宙射線隻能達到這種強度，以當下的實驗手段，基本不可能再驗證它到底來不來自宇宙之中。
李諭說：“所以現在最關鍵的問題是需要排除大氣吸收的影響，因為大氣以外的射線，想要在地麵上測出來，貫穿本領必然極大，大到足以穿過十米厚的水——也就是大體的吸收本領。但從目前已知的天然放射性元素看，沒有元素的放射性能夠穿過2米厚的水。”
盧瑟福什麽樣的人物，一點就通，立馬明白了李諭的實驗設想：“院士先生是要把探測儀器放在超過十米深的水下，探測射線？”
李諭點點頭：“沒錯！”
盧瑟福訝道：“若誠如你所說，這種射線的強度恐怕比γ射線還要強數倍甚至十幾倍，那是多麽可怕的能量！簡直顛覆過往認知！”
李諭看他表情就知道盧瑟福已經有了極大興趣，笑道：“怎麽樣，要不要一起搞一把？”
盧瑟福搓了搓手，答應下來：“正好我可以設計這樣的探測儀器。”
這就是李諭找盧瑟福的最大目的。
在當下時間點，論實驗能力，盧瑟福如果說自己是第二，其他人想認第一都得先好好掂量掂量。
李諭又問向歐文·理查森：“閣下有興趣嗎？”
理查森同樣心癢難耐：“承蒙院士先生邀請！”
宇宙射線後來可是基本粒子研究的源泉，價值非常高。曆史上單單宇宙射線的發現就在1936年獲得了一塊諾獎。
盧瑟福這些人當然知道其重要意義。
李諭作為試驗牽頭人，給理查森安排了任務：“為了排除懷疑與幹擾，我們仍舊需要進行高空實驗，這件事先生需要費費心。”
理查森說：“沒問題，我先要做的排除掉太陽的幹擾。”
開爾文勳爵、哈金斯會長以及卡文迪許實驗室主任湯姆遜聽完，很受震撼。
湯姆遜說：“不得了，如果真的證明射線來自宇宙，我甚至無法想象用什麽語言形容！”
哈金斯會長說：“的確無法想象，或許李諭會證明，射線是整個宇宙中極為廣泛的存在，地球上的射線不過冰山一角。”
實驗持續時間不會很短，李諭要在倫敦呆最少一兩個月時間。
按照李諭設計的實驗計劃，理查森的任務排在前麵。
正好盧瑟福要去英國皇家學會匯報自己在加拿大麥克希爾大學近些年關於鐳元素放射性研究的工作，這才是他此次來英國的主要任務。
盧瑟福工作內容，大體就是說鐳元素會放射出熱量（γ射線），說明原子內部含有能量；並且還有關於他提出的“半衰期”理論。
其實這就是盧瑟福四年後賴以獲得諾貝爾化學獎的成果。
李諭作為英國皇家學會外籍院士，自然有資格參加這場報告。
同時與會的還有開爾文勳爵、哈金斯會長、瑞利爵爺等一大票英國科學界大人物。
李諭同他們來到皇家學會的禮堂，這裏雖然不算大，不過影響力卻一直很大。
裏麵的布置很像各位在電視裏看到的英國議會：報告人坐在一張桌子旁，四周是階梯式的座位。
開爾文勳爵和哈金斯會長邀請李諭坐在了他們身旁。
在報告開始前，大家已經知道了大體的內容，尤其是其中還有關於半衰期測量地球年齡的創舉。
這也是第一次有人提出此種辦法。
盧瑟福的這個報告含金量真的很足。
當下沒什麽太多手段，想要測量元素的半衰期難度極大。但盧瑟福又天才般的構想出了一個方案，而且是非常簡單粗暴的方案：靠人力去數單位時間內有多少原子放射出的α粒子！
隻要是數出來這個數值，元素的半衰期就知道了。
盧瑟福是在加拿大完成的這項研究，他和助手蓋革（就是蓋革計數器的那個蓋革）設計了一個巧妙的實驗，可以讓一個α粒子放大成能夠被探測到的電流。
他由此知道了鐳元素的放射速率。
盧瑟福甚至還用試驗估算出了基本電荷為1.55x10的-19次方庫倫，現代數值是1.6。隻有3%的誤差，真心佩服到五體投地。
要知道測量基本電荷後來也是一項諾獎哦！（當然那時密立根的試驗更加精巧。）
盧瑟福測出鐳元素的半衰期是1500年左右，他敏銳地感覺到有問題：1500年就衰變掉一半，那經過3萬年，就隻剩下1/2的20次方！
也就是不到百萬分之一，幾乎可以忽略不計。
地球的年齡不可能3萬年都沒有吧？
自然界中怎麽還會有這麽多的鐳？真要是存在了幾千萬年的話，應該早就衰變光了。
對於盧瑟福來說，隻能靠猜。
他設想鐳元素不僅在衰變，而且也在產生：鐳是其他元素衰變的產物。
最有可能衰變成鐳的就是鈾和釷，因為它們總和鐳一起出現在礦物裏麵。
盧瑟福傾向於認為是鈾元素衰變產生的能力，因為鈾礦裏麵的鐳含量多。
反正又是天才的設想。
通過鈾元素的半衰期（盧瑟福猜測是幾億年，實際上是45億年），盧瑟福估計地球的年齡是幾億年。
雖然和後世差距不小，不過他的思路卻極富開創性。
後世考古研究中常用的碳14測量法，原理和盧瑟福是一樣的。
以上這些天才的思路，卻和開爾文勳爵的理論相悖。
開爾文勳爵曾經通過熱力學方法，估算地球的年齡是2400萬年到1億年。
他的辦法同樣簡單粗暴：他認為地球最初就是一個岩漿星球，然後溫度慢慢降低。隻要知道了初始溫度、導熱係數、溫度梯度，就可以估算出地球的年齡。
瑞利爵爺是個好脾氣，對開爾文勳爵說：“勳爵，如果台上這個年輕人是對的，那麽你就是錯的。”
開爾文勳爵說：“那我倒要聽聽到底有沒有瑕疵。”
開爾文勳爵此時尚且不相信盧瑟福的理論，去年他還質疑過居裏夫人的研究，認為元素會自發轉變是無稽之談。
——的確有點難為老爺子，他接受原子理論已經很不容易，現在馬上又有人解釋元素的衰變！
現在的年輕人真是越來越離譜！
其實盧瑟福也很緊張，尤其是看見台下的開爾文勳爵後。
以開爾文勳爵的資曆，如果站起來反對，盧瑟福肯定收不了場。
李諭卻好整以暇坐在一旁看戲。
不是他不想幫盧瑟福，而是親眼見到大佬互撕太難得了！
並且李諭知道，盧瑟福實際是個八麵玲瓏的人，這個場麵應該hold住。
盧瑟福咽了口吐沫，深唿一口氣後開始了自己的報告，途中時不時偷偷看一眼開爾文的反應。
開爾文雖然年紀有點大，精神不像普通人那麽好，有時候仿佛就像睡著一樣。可一旦盧瑟福講到關鍵地方，就立刻坐直身子，兩眼炯炯有神。
而盧瑟福一看到他的目光就更加緊張。
他靈機一動，突然直接說道：“在座各位一定早已知道，開爾文勳爵已經計算出無熱源情況下的地球年齡，他預言性的見解正是我們今天在這裏討論鐳的原因！沒有他，就沒有我的研究！”
盧瑟福這句話一出，開爾文勳爵果然神色大好，忍不住嘴角笑了出來。
李諭心中感慨：不愧是幼兒園園長！
要是換成居裏夫人在台上，可能現在已經是火星撞地球。
此後的報告就一帆風順。
結束後，李諭第一個帶頭鼓起了掌。
然後對開爾文勳爵說：“勳爵，您現在接受原子轉變的理論沒？”
開爾文勳爵搖了搖頭：“至少目前無法完全讚同。”
李諭笑道：“我們要不要打個賭？”
“和我打賭？我可從來沒有輸過！哈金斯會長可以作證，他輸給了我不知道多少上好古巴雪茄。”開爾文勳爵說。
哈金斯會長說：“我的確可以作證。”
李諭卻不怕：“我賭你用不了多久，就會接受盧瑟福的放射理論，時間不會超過三個月。”
開爾文勳爵問道：“賭注是什麽？”
李諭說：“一個英鎊，怎麽樣？”
開爾文勳爵不假思索道：“好，一言為定！”
(本章完)
這一點和同時期另一位超超級大佬愛因斯坦很像：眾人隻知道愛因斯坦的相對論，大部分卻不知道愛因斯坦獲得諾獎靠的是光電效應這個更應該屬於量子領域的成就。
盧瑟福對放射性的研究還是很深入的，他已經率先提出了放射性“半衰期”這個概念。
而歐文·理查森受湯姆遜的影響，也對射線的研究非常深入。
聽完李諭的表述，理查森沉思道：“不瞞您說，我曾經考慮過院士先生的問題，但我懷疑這種射線是不是應該和太陽有關。”
李諭說：“你的猜測很容易被驗證並不正確，隻需要白天和夜晚各測一次射線強度就可以。”
理查森說：“院士說的對，否則也太簡單了。”
盧瑟福的實驗敏感性很高，說道：“我們是不是可以通過放高空氣球的方式進行驗證，如果隨著高度升高而提升，就可以驗證射線來自宇宙之中。”
李諭說：“這是試驗的一步，因為高度不可能放到太空中，而且如果射線強度非常高，其變化幅度不會符合理論預期，並且很難排除地麵的幹擾。”
盧瑟福雙眉凝起，連他也沒有很好的主意了：“那要怎麽驗證射線來自太空？”
李諭早就有了正確的想法，他說：“需要用到天文學的一個新的概念：貫穿本領。我想你一定很熟悉，就是各種射線的貫穿能力。”
盧瑟福自然知道自己目前研究最多的領域：“γ射線的穿透能力比β射線強上百倍，β射線又比α射線強百倍。總不能比最強的γ射線還要強吧？”
地球上就可以有γ射線，要是宇宙射線隻能達到這種強度，以當下的實驗手段，基本不可能再驗證它到底來不來自宇宙之中。
李諭說：“所以現在最關鍵的問題是需要排除大氣吸收的影響，因為大氣以外的射線，想要在地麵上測出來，貫穿本領必然極大，大到足以穿過十米厚的水——也就是大體的吸收本領。但從目前已知的天然放射性元素看，沒有元素的放射性能夠穿過2米厚的水。”
盧瑟福什麽樣的人物，一點就通，立馬明白了李諭的實驗設想：“院士先生是要把探測儀器放在超過十米深的水下，探測射線？”
李諭點點頭：“沒錯！”
盧瑟福訝道：“若誠如你所說，這種射線的強度恐怕比γ射線還要強數倍甚至十幾倍，那是多麽可怕的能量！簡直顛覆過往認知！”
李諭看他表情就知道盧瑟福已經有了極大興趣，笑道：“怎麽樣，要不要一起搞一把？”
盧瑟福搓了搓手，答應下來：“正好我可以設計這樣的探測儀器。”
這就是李諭找盧瑟福的最大目的。
在當下時間點，論實驗能力，盧瑟福如果說自己是第二，其他人想認第一都得先好好掂量掂量。
李諭又問向歐文·理查森：“閣下有興趣嗎？”
理查森同樣心癢難耐：“承蒙院士先生邀請！”
宇宙射線後來可是基本粒子研究的源泉，價值非常高。曆史上單單宇宙射線的發現就在1936年獲得了一塊諾獎。
盧瑟福這些人當然知道其重要意義。
李諭作為試驗牽頭人，給理查森安排了任務：“為了排除懷疑與幹擾，我們仍舊需要進行高空實驗，這件事先生需要費費心。”
理查森說：“沒問題，我先要做的排除掉太陽的幹擾。”
開爾文勳爵、哈金斯會長以及卡文迪許實驗室主任湯姆遜聽完，很受震撼。
湯姆遜說：“不得了，如果真的證明射線來自宇宙，我甚至無法想象用什麽語言形容！”
哈金斯會長說：“的確無法想象，或許李諭會證明，射線是整個宇宙中極為廣泛的存在，地球上的射線不過冰山一角。”
實驗持續時間不會很短，李諭要在倫敦呆最少一兩個月時間。
按照李諭設計的實驗計劃，理查森的任務排在前麵。
正好盧瑟福要去英國皇家學會匯報自己在加拿大麥克希爾大學近些年關於鐳元素放射性研究的工作，這才是他此次來英國的主要任務。
盧瑟福工作內容，大體就是說鐳元素會放射出熱量（γ射線），說明原子內部含有能量；並且還有關於他提出的“半衰期”理論。
其實這就是盧瑟福四年後賴以獲得諾貝爾化學獎的成果。
李諭作為英國皇家學會外籍院士，自然有資格參加這場報告。
同時與會的還有開爾文勳爵、哈金斯會長、瑞利爵爺等一大票英國科學界大人物。
李諭同他們來到皇家學會的禮堂，這裏雖然不算大，不過影響力卻一直很大。
裏麵的布置很像各位在電視裏看到的英國議會：報告人坐在一張桌子旁，四周是階梯式的座位。
開爾文勳爵和哈金斯會長邀請李諭坐在了他們身旁。
在報告開始前，大家已經知道了大體的內容，尤其是其中還有關於半衰期測量地球年齡的創舉。
這也是第一次有人提出此種辦法。
盧瑟福的這個報告含金量真的很足。
當下沒什麽太多手段，想要測量元素的半衰期難度極大。但盧瑟福又天才般的構想出了一個方案，而且是非常簡單粗暴的方案：靠人力去數單位時間內有多少原子放射出的α粒子！
隻要是數出來這個數值，元素的半衰期就知道了。
盧瑟福是在加拿大完成的這項研究，他和助手蓋革（就是蓋革計數器的那個蓋革）設計了一個巧妙的實驗，可以讓一個α粒子放大成能夠被探測到的電流。
他由此知道了鐳元素的放射速率。
盧瑟福甚至還用試驗估算出了基本電荷為1.55x10的-19次方庫倫，現代數值是1.6。隻有3%的誤差，真心佩服到五體投地。
要知道測量基本電荷後來也是一項諾獎哦！（當然那時密立根的試驗更加精巧。）
盧瑟福測出鐳元素的半衰期是1500年左右，他敏銳地感覺到有問題：1500年就衰變掉一半，那經過3萬年，就隻剩下1/2的20次方！
也就是不到百萬分之一，幾乎可以忽略不計。
地球的年齡不可能3萬年都沒有吧？
自然界中怎麽還會有這麽多的鐳？真要是存在了幾千萬年的話，應該早就衰變光了。
對於盧瑟福來說，隻能靠猜。
他設想鐳元素不僅在衰變，而且也在產生：鐳是其他元素衰變的產物。
最有可能衰變成鐳的就是鈾和釷，因為它們總和鐳一起出現在礦物裏麵。
盧瑟福傾向於認為是鈾元素衰變產生的能力，因為鈾礦裏麵的鐳含量多。
反正又是天才的設想。
通過鈾元素的半衰期（盧瑟福猜測是幾億年，實際上是45億年），盧瑟福估計地球的年齡是幾億年。
雖然和後世差距不小，不過他的思路卻極富開創性。
後世考古研究中常用的碳14測量法，原理和盧瑟福是一樣的。
以上這些天才的思路，卻和開爾文勳爵的理論相悖。
開爾文勳爵曾經通過熱力學方法，估算地球的年齡是2400萬年到1億年。
他的辦法同樣簡單粗暴：他認為地球最初就是一個岩漿星球，然後溫度慢慢降低。隻要知道了初始溫度、導熱係數、溫度梯度，就可以估算出地球的年齡。
瑞利爵爺是個好脾氣，對開爾文勳爵說：“勳爵，如果台上這個年輕人是對的，那麽你就是錯的。”
開爾文勳爵說：“那我倒要聽聽到底有沒有瑕疵。”
開爾文勳爵此時尚且不相信盧瑟福的理論，去年他還質疑過居裏夫人的研究，認為元素會自發轉變是無稽之談。
——的確有點難為老爺子，他接受原子理論已經很不容易，現在馬上又有人解釋元素的衰變！
現在的年輕人真是越來越離譜！
其實盧瑟福也很緊張，尤其是看見台下的開爾文勳爵後。
以開爾文勳爵的資曆，如果站起來反對，盧瑟福肯定收不了場。
李諭卻好整以暇坐在一旁看戲。
不是他不想幫盧瑟福，而是親眼見到大佬互撕太難得了！
並且李諭知道，盧瑟福實際是個八麵玲瓏的人，這個場麵應該hold住。
盧瑟福咽了口吐沫，深唿一口氣後開始了自己的報告，途中時不時偷偷看一眼開爾文的反應。
開爾文雖然年紀有點大，精神不像普通人那麽好，有時候仿佛就像睡著一樣。可一旦盧瑟福講到關鍵地方，就立刻坐直身子，兩眼炯炯有神。
而盧瑟福一看到他的目光就更加緊張。
他靈機一動，突然直接說道：“在座各位一定早已知道，開爾文勳爵已經計算出無熱源情況下的地球年齡，他預言性的見解正是我們今天在這裏討論鐳的原因！沒有他，就沒有我的研究！”
盧瑟福這句話一出，開爾文勳爵果然神色大好，忍不住嘴角笑了出來。
李諭心中感慨：不愧是幼兒園園長！
要是換成居裏夫人在台上，可能現在已經是火星撞地球。
此後的報告就一帆風順。
結束後，李諭第一個帶頭鼓起了掌。
然後對開爾文勳爵說：“勳爵，您現在接受原子轉變的理論沒？”
開爾文勳爵搖了搖頭：“至少目前無法完全讚同。”
李諭笑道：“我們要不要打個賭？”
“和我打賭？我可從來沒有輸過！哈金斯會長可以作證，他輸給了我不知道多少上好古巴雪茄。”開爾文勳爵說。
哈金斯會長說：“我的確可以作證。”
李諭卻不怕：“我賭你用不了多久，就會接受盧瑟福的放射理論，時間不會超過三個月。”
開爾文勳爵問道：“賭注是什麽？”
李諭說：“一個英鎊，怎麽樣？”
開爾文勳爵不假思索道：“好，一言為定！”
(本章完)