正文

第七章 基本物質(zhì)(5)

萬物簡(jiǎn)史 作者:(美)比爾·布萊森


在蒙特利爾的麥克吉爾大學(xué),新西蘭出生的年輕人歐內(nèi)斯特·盧瑟福對(duì)新的放射性材料產(chǎn)生了興趣。他與一位名叫弗雷德里克·索迪的同事一起,發(fā)現(xiàn)很少量的物質(zhì)里就儲(chǔ)備著巨大的能量,地球的大部分熱量都來自這種儲(chǔ)備的放射衰變。他們還發(fā)現(xiàn)放射性元素衰變成別的元素--比如,今天你手里有一個(gè)鈾原子,明天它就成了一個(gè)鉛原子。這的確是非同尋常的。這是地地道道的煉金術(shù);過去誰也沒有想到這樣的事兒會(huì)自然而自發(fā)地發(fā)生。

盧瑟福向來是個(gè)實(shí)用主義者,第一個(gè)從中看到了寶貴的實(shí)用價(jià)值。他注意到,無論哪種放射物質(zhì),其一半衰變成其他元素的時(shí)間總是一樣的--著名的半衰期--這種穩(wěn)定而可靠的衰變速度可以用做一種時(shí)鐘。只要計(jì)算出一種物質(zhì)現(xiàn)在有多少放射量,在以多快的速度衰變,你就可以推算出它的年齡。他測(cè)試了一塊瀝青鈾礦石--鈾的主要礦石--發(fā)現(xiàn)它已經(jīng)有7億年--比大多數(shù)人認(rèn)為的地球的年齡還要古老。

1904年春,盧瑟福來到倫敦給英國(guó)皇家科學(xué)研究所開了一個(gè)講座--該研究所是倫福德伯爵創(chuàng)建的,只有150年歷史,雖然在那些卷起袖子準(zhǔn)備大干一場(chǎng)的維多利亞時(shí)代末期的人看來,那個(gè)搽白粉、戴假發(fā)的時(shí)代已經(jīng)顯得那么遙遠(yuǎn)。盧瑟福準(zhǔn)備講的是關(guān)于他新發(fā)現(xiàn)的放射現(xiàn)象的蛻變理論;作為講課內(nèi)容的一部分,他拿出了那塊瀝青鈾礦石。盧瑟福很機(jī)靈地指出--因?yàn)槟赀~的開爾文在場(chǎng),雖然不總是全醒著--開爾文本人曾經(jīng)說過,要是發(fā)現(xiàn)某種別的熱源,他的計(jì)算結(jié)果會(huì)被推翻。盧瑟福已經(jīng)發(fā)現(xiàn)那種別的熱源。多虧了放射現(xiàn)象,可以算出地球很可能--不言而喻就是--要比開爾文最終計(jì)算出的結(jié)果2 400萬年古老得多。

聽到盧瑟福懷著敬意的陳述,開爾文面露喜色,但實(shí)際上無動(dòng)于衷。他拒不接受那個(gè)修改的數(shù)字,直到臨終那天還認(rèn)為自己算出的地球年齡是對(duì)科學(xué)最有眼光、最重要的貢獻(xiàn)--要比他在熱力學(xué)方面的成果重要得多。

與大多數(shù)科學(xué)革命一樣,盧瑟福的新發(fā)現(xiàn)沒有受到普遍歡迎。都柏林的約翰·喬利到20世紀(jì)30年代還竭力認(rèn)為地球的年齡不超過8 900萬年,堅(jiān)持到死也沒有改變。別的人開始擔(dān)心,盧瑟?,F(xiàn)在說的時(shí)間是不是太長(zhǎng)了點(diǎn)。但是,即使利用放射性測(cè)定年代法,即后來所謂的衰變計(jì)算法,也要等幾十年以后我們才得出地球的真正年齡大約是在10億年以內(nèi)??茖W(xué)已經(jīng)走上正軌,但仍然任重而道遠(yuǎn)。

開爾文死于1907年。德米特里·門捷列夫也在那年去世。和開爾文一樣,他的累累成果將流芳百世,但他的晚年生活顯然不大平靜。隨著人越來越老,門捷列夫變得越來越古怪--他拒不承認(rèn)放射現(xiàn)象、電子以及許多別的新鮮東西的存在--也越來越難以相處。在最后的幾十年里,無論在歐洲什么地方,他大多怒氣沖沖地退出實(shí)驗(yàn)室和課堂。1955年,第101號(hào)元素被命名為鍆,作為對(duì)他的紀(jì)念。"非常恰當(dāng),"保羅·斯特拉森認(rèn)為,"它是一種不穩(wěn)定的元素。"

當(dāng)然,放射現(xiàn)象實(shí)際上在不停地發(fā)生,以誰也估計(jì)不到的方式發(fā)生。20世紀(jì)初,皮埃爾·居里開始出現(xiàn)放射病的明顯癥狀--骨頭里隱隱作痛,經(jīng)常有不舒服的感覺--那些癥狀本來肯定會(huì)不斷加劇。但是,我們永遠(yuǎn)也無法確切知道,因?yàn)樗?906年在巴黎過馬路時(shí)被馬車撞死了。

瑪麗·居里在余生干得很出色,1914年幫助建立了著名的巴黎大學(xué)鈾研究所。盡管她兩次獲得諾貝爾獎(jiǎng),但她從來沒有當(dāng)選過科學(xué)院院士。在很大程度上,這是因?yàn)槠ぐ査懒艘院?,她跟一位有妻室的物理學(xué)家發(fā)生了曖昧關(guān)系。她的行為如此不檢點(diǎn),連法國(guó)人都覺得很丟臉--至少掌管科學(xué)院的老頭兒們覺得很丟臉。當(dāng)然,這件事也許跟本書不相干了。

在很長(zhǎng)時(shí)間里,人們認(rèn)為,任何像放射性這樣擁有很大能量的現(xiàn)象肯定是可以派上用場(chǎng)的。有好幾年時(shí)間,牙膏和通便劑的制造商在自己的產(chǎn)品里放入了有放射作用的釷;至少到20世紀(jì)20年代,紐約州芬格湖地區(qū)的格倫泉賓館(肯定還有別的賓館)還驕傲地以其"放射性礦泉"的療效作為自己的特色。直到1938年,才禁止在消費(fèi)品里放入放射性物質(zhì)。到這個(gè)時(shí)候,對(duì)居里夫人來說已經(jīng)為時(shí)太晚。她1934年死于白血病。事實(shí)上,放射性危害性極大,持續(xù)的時(shí)間極長(zhǎng),即使到了現(xiàn)在,動(dòng)她的文獻(xiàn)--甚至她的烹飪書--還是很危險(xiǎn)的。她實(shí)驗(yàn)室的圖書保存在鉛皮襯里的箱子里,誰想看這些書都得穿上保護(hù)服。

多虧第一代原子科學(xué)家的獻(xiàn)身精神和不懼高度危險(xiǎn)的工作,20世紀(jì)初的人們?cè)絹碓角宄?,地球毫無疑問是很古老的,雖然科學(xué)界還要付出半個(gè)世紀(jì)的努力才能很有把握地說它有多么古老。與此同時(shí),科學(xué)很快要進(jìn)入一個(gè)新時(shí)代--原子時(shí)代。


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