第五十七回：悄然無聲張原子變成李原子，喜報忽至化學獎卻送物理人
——原子蛻變的發現上回說到湯姆生的研究已經深入到原子內部，發現了電子並提出一個原子“均勻模型”。這個模型到底對不對呢？“不對！”湯姆生萬沒有想到說這個話的正是他的從大西洋那邊歸來的一個學生盧瑟福(1871－1937)。
盧瑟福1871年出生於紐西蘭一個偏僻的小村莊，家裡有兄弟姐妹共十二人，這樣的家庭自然不能對他嬌生慣養，因此小盧瑟福倒盡得自然的優惠。他和夥伴們或山上放牛，或海邊捕魚，風風雨雨練出好一副強健的身骨，到後來他處於文弱的科學家堆中，無人不羨慕他的體格；另一方面潮漲潮落，那大自然的奧妙又啟發了他的智慧，他從小就不滿足於只學點能餬口的手藝，而嚮往解釋宇宙，嚮往發明，嚮往創造。1889年，當他十八歲的時候便勇敢地去報考紐西蘭大學的獎學金，無疑這將決定一個農家孩子的命運。這天他正在菜地裡挖土豆，他母親突然氣喘吁吁地跑來，還不到地頭便興奮地喊道：“孩子，你得到了！得到了！”
“得到甚麼了？”盧瑟福還不知是什麼事。
“獎學金，考上了！”
盧瑟福聞言將手中的鐵揪用力摔在地上，他讓自己激跳的心稍稍平靜下來，然後說：“這是我挖的最後一顆土豆了。”
他大學畢業後先當了一段時間的中學教師，這時英國劍橋大學又給了紐西蘭一個享受獎學金留學的名額，而盧瑟福在大學時就自己動手製成一種靈敏的檢波器，試驗了在紐西蘭大地上的第一次電報，並且還發表了電磁學方面的論文。商人的資本是錢，學者的資本是論文，盧瑟福就靠這幾篇論文來敲劍橋的大門，果然很靈。他的老師克頓教授為他為了一封很不平常的推薦信：“盧瑟福先生才華橫溢，通曉數學的分析法和圖解法，對於電學及其絕對測定法之最新成就具有極為廣博的知識。盧瑟福先生為人誠懇，和藹可親，樂於幫助他人克服困難，凡與他有過交往的人莫不竭誠讚許，尊為良師益友。我們衷心地祝願他在英國的科學研究同他在紐西蘭一樣，取得非凡的成就。”
盧瑟福從大洋彼岸的鄉村來到劍橋的卡文迪許實驗室這個物理精英薈萃的地方，他一身土氣還沒有退去。大都市裡來的同學都有點瞧他不起，見他每天只知道埋頭讀書，便悄悄給他起了一個綽號——從安梯普斯山上抓來的一隻光會挖土的野兔子。一天這些同學從外面歸來，盧瑟福正在屋裡看書，便請他們進屋，順便請教幾個問題。他們自然答不上盧瑟福提的問題，而且發現他桌上有二個從未見的檢波器，那手工之精令他們歎為觀止。這是由一根全長僅六英寸的金屬線纏繞八十匝而成的線圈，中心一根鋼針，長不過一釐米，直徑只有一毫米的百分之七。過了幾天盧瑟福就用這個檢波器在半英里外檢測電波，並且證明電波可以穿過鬧市區、穿過人體和厚牆。而這時馬可尼還沒有試驗成功他的檢波器呢。這件事使湯姆生對盧瑟福刮目相看。他說：“在卡文迪許的所有學生中還沒一人對研究所的熱情能比過盧瑟福的。”那些原來瞧不起盧瑟福的學生自然也就十分敬重“這隻光會挖土的野兔子”了。
如果盧瑟福果真沿著研究電磁波的路子走下去，也許物理史就要重寫。是他的老師把他領到了另一個路口上。從這裡眺望開去，似乎前景更加美好。因為這時湯姆生正在研究陰極射線，並且已經找到了電子。居里夫婦在很困難的情況發現了鐳，並且正在全力以赴地提煉它。鐳的放射性已引起科學界的大轟動。電子也好，放射性也好，x光也好，這些發現都將人們的視線引向一點——原子內部到底還有什麼未知的秘密。湯姆生建議盧瑟福就來研究這個課題。而盧瑟福生來是個探險家的性格，他也覺得檢波器方面已無甚麼可再搞的了，便欣然開始了對原子的探試。
探試的第一步就是抓住鐳放射出的射線，若它到底是些什麼東西，然後就可以順藤摸瓜追蹤原子內的秘密。盧瑟福天生是個實驗好手，他立即設計了一個實驗，用一個鉛塊，鑽上小孔，孔內放一點鐳。這樣射線只能從這個小孔裡發出，然後將射線放在一個磁場裡。奇怪的現象出現了，一束射線立即分成三股，有一股靠近n極偏轉，有一股靠近s極偏轉，還有一股不偏不倚一直向前。盧瑟福一一給它們取了名字，分別叫α、β和γ射錢。又經過測定，發現β射線原來和陰極射線一樣，就是湯姆生證明的電子流。不過陰極射線是在真空放電時從陰極表面發射出來的，電子速度小，只有光速的百分之幾，β射線是原子內部發出的，速度可達光速均百分之三十至百分之九十九，就是說每秒最少九萬公里。它速度快，穿透力就強，在空氣中可走幾十米遠，碰到幾毫米厚的鋁片也能穿過，難怪當年貝克勒爾把底片無論藏在何處都要漏光，正是它在作怪。
α射線和β射線相反，粒子帶的是正電荷，質量大，為4個原子質量單位，速度小，只有光速的十分之一，又慢又笨，穿透能力弱。一張薄薄的鋁箔、一層裹底片的黑紙，甚至人體皮膚的角質層，都能將它擋住。
γ射線不帶電荷，非正非負，處於正中，不受磁場的影響而偏轉，它是x射線，不過比x射線的波長還要短，還不到一百億分之一釐米。
好個盧瑟福，真是出手不凡。十九世紀最後十年的二大發現在他這一個實驗裡全部得到解釋。老師湯姆生髮現的電子流就是他左手中的β射線，倫琴的x光就是他右手中的γ射線，而貝克勒爾、居里夫婦千辛萬苦發現的放射性卻不過是α、β、γ這三個希臘字母。鐳為甚麼會發光發熱，原來它在自己放出能量做功呢。當然這裡還有許多問題有待探尋，但這些發現足可以教他和他的同事們高興一番了。
卻說盧瑟福將這些新發現興沖沖地去向湯姆生彙報，湯姆生自然高興。但是他聽完彙報後卻露出一種悵惘之情，盧瑟福似有所覺便恭敬地問道：“老師有什麼重要吩咐嗎？”
“是的，正有一件大事要與你商量。最近加拿大麥克吉耳大學物理系教授應聘到倫敦擔任教職。為了挑選下個他的繼任者加拿大方面特意派了代表來劍橋商談此事。我考慮再三，恐怕你是一個最適合的人選。”
“老師，我是遠涉重洋來向您學習的，現在還沒有學到多少東西怎能離去？”
“不，你現在已完全能獨立開展研究了。像你這樣的人才總給我作助手反而壓抑了你的才華，你應該有自己的學生，自己的助手，自己的實驗室，放開手腳大幹一番了。再者你離開了紐西蘭時就已訂婚，也早該成家了，經濟收入也不能不考慮，那邊年薪500英鎊，是一筆可觀的收入。上任之後你就可以接來家眷，一心研究了。”
“不過，我今年才29歲，我怕自己太年輕，做一個高等學府的教授，人家不一定看得起。"
“不，年齡是次要的，主要是你有沒有挑重擔的勇氣。我接替瑞利先生任這個卡文迪許實驗室主任時，比你現在的年齡還小一歲呢。這正是幹事業、闖禁區的最好年齡，你決不可隨俗沉浮而作賤了自己的才華。機遇本就不可多得，得到機遇而又失去更會終生遺憾。況且你現在的名聲已足可以和那些四、五十歲的教授相匹敵了，希望你勇敢地去上任吧。我這裡已寫好一封推薦信，他們會尊重你的。”
盧瑟福接過信一看，上面寫道：“在獨創性的科學研究中，我從未見過有比盧瑟福先生更熱情和幹練有為的學生。我認為，不論那個大學，若能請到盧瑟福先生去擔任物理教授，將是十分幸運的。”