敬的戴维·林特教授刚才所说的进行一些科学的修正。我最近几年的时间里,所发表的几篇论文,确实引起了较大的反响,不过其中更多是负面的,比如斥责、反驳、蔑视,等等。嗯,综合大家的总体看法,我应该属于经典物理学研究人员中的犹大。”
下面一片轻笑。
“不过,我坚持我的看法。自然,大家也可以坚持自己的看法,对我的观点进行批驳。这是我乐意见到的。当然,人身攻击除外。”
下面又是一片轻笑。
“去年,我初次见到尊敬的卢瑟福教授的时候,”卢瑟福听到这句话,在台下微微欠身,“他鼓励我,希望我能把我想的东西写出来,给大家提供一种新奇的看法。在他的鼓舞下,我鼓起勇气,写出《从原子、原子结构到元素、元素周期表、分子及化学反应本质》这本小册子,并由他带到加拿大的麦吉尔大学出版。在此,请允许我对尊敬的卢瑟福教授表示感谢!”
卢瑟福在台下站起身,朝四周鞠了一躬。四周响起热烈的掌声,对这位令人尊敬的绅士表示敬意。
“这本书的名字实在太长,有人抱怨说,这个名字可以绕操场三周。所以,再版的时候,改名叫《化学原理》。这个名字实在很大,以至于这本书远远承载不起。不过我相信,这本书中的观点可以为化学研究提供一个全新的视角。”孙元起说到这里,心中确实自信满满,“今天,有很多教授和同学来听讲座,我想就《化学原理》——暂时还是用这个大家比较熟悉的名字吧,我承认,原先的名字实在太长——其中的主要观点以及来龙去脉,进行一个大致的陈述。”
“首先,我们来说说原子……”
孙元起滔滔不绝地说了近三个小时,口干舌燥,好在有人不停地给他送上咖啡。因为是面向大学生为主的群体,所以比较深入浅出,台下的学生们都心领神会,一副兴趣盎然的样子。只是这些大多都在《化学原理》那本书中提到过,稍微地加以提炼和扩充罢了。恐怕台下读过这本书的教授们,会觉得有一些乏味:“在传统的自然科学领域,化学反应和物理反应是截然分开的,各自具有明确的定义。在我近期思考中,发现了一个有趣的问题,就是一种全新的反应模式,类似于古代的炼金术,或者说就是古代的炼金术。这个方面的进展,涉及的问题会比较多,相信以后会成为学术研究的重点。如果大家有兴趣,会在后天的伯克利分校中听到。好的,今天的演讲就是这些。谢谢大家的听讲。”
下面报以热烈的掌声。
戴维·林特教授走上讲台,和孙元起握了握手,感谢他的演讲。然后转过身:“让我们感谢约翰逊教授的精彩演讲。”
掌声过后,戴维继续说:“约翰逊教授的演讲非常精彩,对于元素本质、元素周期表、化学反应的分析都是独特的、令人信服的。关于演讲,大家有什么问题么?”
有一个学生举手:“约翰逊教授,您好,您的演讲确实非常棒,您所提出的观点也很有说服力。我在听的时候,一直有个问题困扰我:您说原子核外层电子,第一层稳态为2个电子,第二层为8个,第三层也是8个,第四、第五层则是18个。但为什么这样呢?而且电子不像人类一样,知道排队,他们不会紊乱、碰撞之类的么?”
这几乎是所有人都想问的问题:为什么电子分布就这么有规则呢?即便是21世纪学生在初次接触到这个知识的时候,也会发出这个疑问。
“最初,我在写《化学原理》这本小册子的时候,原子核外层电子的分布模式,是按照元素周期表的一种猜想。就是说,假如这样的话,很多东西就可以迎刃而解,并得到合理解释。”孙元起这话是胡扯,因为没有谁比他更明白究竟是怎么回事儿了,“最近,我发现这个猜想是完全正确的,可以通过实验和严格推理来证明,只是比较复杂,还没有写成论文,这需要一到两年的时间。目前,你们只要相信这个分布模式正确即可。”
下面的教授和学生一片哗然,尤其是教授们,表现得更为激烈。戴维也侧过头:“约翰逊教授,恭喜你!如果你真的可以证明的话,现在的自然科学课本都需要重写!”
孙元起微笑着朝他点点头,表示感谢他的夸奖。
接下来的问题都是很简单的,毕竟没有多少人比较深入地了解这方面的知识。他们的提问,很大程度是在用传统的化学理论来验证新理论的正确与否。
等演讲结束,卢瑟福很激动,拉过孙元起:“York,如果你需要时间来验证原子核外层电子的分布模式,我想,麦吉尔大学会提供很好的职位,让你完成这项伟大的工作!”
“如果能和你一起发现和验证原子结构,将是我最大的荣幸!”孙元起对卢大牛一直印象非常好,“……”孙元起还想说什么,卢瑟福已经迫不及待了:“好!这几天,我们先商量一下需要哪些准备工作。然后你到MIT、耶鲁的时候,我便赶往麦吉尔准备。等麦吉尔大学校方一旦应允,我便电报联系你,希望你能到麦吉尔大学完成这项工作!”
1900年6月21日,孙元起来到了美国最有名大学之一的加利福尼亚大学伯克利分校。
伯克利离旧金山并不是很远,加上孙元起在旧金山大学演讲时所留下的尾巴,当孙元起在约翰·马丁、戴维·林特两位教授陪同下走进伯克利的会堂时,里面坐满了人,学生们都在后面,座位不够,很多人就站在那里;前面是一些教授和科研人员,不少人都是花白的头发,戴着夹鼻眼镜;还有几个记者,这可以看得出来,因为他们拿着巨大的照相机,手里还拿着纸笔。
约翰·马丁教授作为伯克利的化学教授,自然是当仁不让的主持人,他首先走上台去:“前天,年青而优秀的科学家扬克·约翰逊教授在旧金山大学发表了有关化学原理的演讲,让很多同仁大受启发。他在演讲的末尾,透露出两个重大的科学进展:一是可以验证他在《化学原理》中所提及的原子核外层电子的分布模式,结果将在一两年内公布,这是改写自然科学课本的伟大成就;二是发现一种全新的反应模式,有别于传统的物理反应和化学反应,用他自己的话说,就是‘炼金术’。今天,在此宣布的就是第二项。现在,有请扬克·约翰逊教授。”
孙元起深吸一口气,然后走上讲台,开始了今天的演讲:“非常感谢加大伯克利分校提供的机会,让我能够汇报我的见解和发现。所谓的‘炼金术’,就是企图把普通金属变为黄金、白银或‘长生丹’的方法。在古代的中国、印度、埃及、亚述、阿拉伯等地都有。把一种金属变成另一种金属,大家可能会自然而然地想到置换反应。这是化学反应中的一种。所谓化学反应,按照《化学原理》一书中的定义,其实就是分子破裂,原子重新排布,形成新物质的过程。而传统所说的物理反应,就是物体改变了形态,而本质没有发生变化的过程。但是,通过某种技术和手段,使得一种元素变成另外一种元素、一种原子变成另外一种原子的反应,应该归属于哪一类呢?这就是我们今天要说的‘炼金术’:核反应(nuclearreaction)。”
下面的听众听到“一种元素变成另外一种元素”“一种原子变成另外一种原子”的时候,明显一阵轻微骚动。而“核反应”这个名词,也是前所未闻。
“这件事首先应该从1896年法国物理学家贝克勒尔发现铀盐的放射性说起……”
“后来,著名的居里夫妇先后发现了钋、镭,这两种元素都具有放射性。关于它们的研究,可以参看我1898年发表在《Scinece》上的《铀、钋、镭辐射射线的实验研究》一文。从那篇文章出发,我们可以总结出放射性元素的嬗变理论……”
“铀、钋、镭三种金属的反射性,都是在天然的情况下完成的。但通过分析,我们知道原子是可以发生变化的。能发生哪些变化呢?这是我们在未来一段时间所要研究和探讨的。下面,提到的是我1898年发表在《Nature》上的《关于原子结构的实验与猜想》,在该篇论文中,我认为……”
“本次演讲开始时,尊敬的约翰·马丁教授已经提到,原子核外层电子的分布模式,结果将在一两年内公布,所以关于原子结构的不需要再做争议。在座的各位,或许有人读过本人1899年在麦吉尔大学出版的《从原子、原子结构到元素、元素周期表、分子及化学反应本质》,后来改名《化学原理》的一本书。在书中,我提出,不同元素的原子结构,大致是这样的……”
“综合上面的论述,我们可以看到,如果通过某种技术或手段,使得某一种或某两种元素的原子核发生变化,是不是会变成另外一种或数种元素呢?于是,‘我’做了一个有趣的实验……”孙元起在黑板上画出了一个实验简图。
孙元起说到的,是人类历史上第一个人工核反应,由卢瑟福在1919年完成。实验用钋(Po)放出的α粒子为枪弹,去射击氮气,结果有五万分之一的概率,α粒子与氮气(N)发生反应,变成氧(O)和质子。这是人类历史上第一次人工实现“点金术”,使得一种元素变成另一种元素。
当孙元起汇报完这个实验结果的时候,下面的教授和学生们都被震惊了:天哪,原来一种元素还可以通过这种方法,变成另外一种元素!
“当然,我认为,这仅仅是核反应的一种,还有更多的核反应等待我们去探索。这些未知的核反应,就有赖于在座的诸位去发现了!”孙元起一鞠躬,结束了这次演讲。
下面寂然无声。
等约翰·马丁教授登上讲台的时候,下面的听众才爆发出一阵热烈的掌声。
约翰·马丁教授很激动:“非常感谢约翰逊教授在伯克利的讲台上,公布他最新的研究成果,这是伯克利的光荣与骄傲。约翰逊教授的实验结果,如果被证实是可靠的话,那么我们对于物质本身的认识,毫无疑问将前进一大步,这是人类科技进步发展的里程碑!我们伯克利分校将在最短的时间内,重复约翰逊教授的实验,并尽快公布结果。下面,是自由提问时间,请大家举手发问?”
或许是内容已经远远超出人们的知识范畴,很多人都已经发呆失声。只有一个人举起手:“请问,尊敬的约翰逊教授,你是如何想到这个实验的呢?”
这个问题让孙元起很挠头,书上可没说为什么,只好胡诌:“那么因为空气中氮气最丰富。”
“也就是说,你认为空气中的氧气可能来自于氮气?”那个人反问道。
“我认为,存在这种可能性,但不是唯一的。因为某些豆科植物可以吸附氮气,然后光合作用产生氧气。”孙元起答道。
二十二、生无可忌非奇士
孙元起并没有在伯克利多呆,因为身边还有耶鲁、MIT的接待人员,不宜耽误太久。而卢瑟福在听完孙元起的演讲之后,即迅速搭车回麦吉尔准备实验所需的光谱仪等设备了。当踏上火车的时候,约翰·马丁教授正在实验室准备验证孙元起所说的实验,戴维·林特教授亲自送行,并表示美国化学会将在纽约站迎接恭候他的大驾。
在火车上,和孙元起聊得最多的,不是耶鲁大学校友会的麦克·唐纳森先生,也不是MIT理学院的梅克斯·罗西教授,而是罗西教授的女儿艾琳娜。这位十七八岁的少女,现在为芝加哥大学教育系一年级的学生,长得只能说是中人之姿,五官端正,鼻梁上可以看见不少雀斑,这是白种人的通病。身材倒是不错,这则是白种人的优势所在。穿着长裙,像只大蝴蝶,在车厢里跑来跑去,不时“咯咯咯”地轻笑,是个活泼好动的姑娘。所谓“十八无丑女”,而且说话的时候比较直爽,倒不是一个讨厌的人。即便是孙元起这种喜欢安静的人,在这个时候也可以暂时忘记远离家国的忧郁。
艾琳娜似乎对来自远东的孙元起充满了好奇,不到一天,就把孙元起能够公开的底细打听个一清二楚。当孙元起望着窗外沉思的时候,她就坐在一旁盯着孙元起看,等孙元起发现了,她便“咯咯咯”地笑着跑开了。
和耶鲁大学校友会的麦克·唐纳森先生在一起的时候,孙元起很担心唐纳森先生问起自己在耶鲁学习时候的情况,哪怕是询问一点有关耶鲁的东西,孙元起都会立马露馅。可是唐纳森先生很善解人意,从来不会和他说及这方面的问题,在谈话中,他似乎对中国的饮食和风俗更感兴趣。
梅克斯·罗西教授是研究物理的严谨学者,对于孙元起先后提出的能量子、光量子总是持有谨慎的怀疑。根据与他辩论的感觉,孙元起几乎能够猜到,他很有可能是某期《Science》批评自己的特约评论员。不过和他在一起,可以避免与唐纳森先生提心吊胆的问答,物理又是自己的所长,对于物理发展的前世今生算得上是了如指掌,于是天南海北地和他胡侃,把力学、电磁学、热学、光学等各个物理学分支都说了一通。估计学过物理的都能说出个大概,但照孙元起这般能说出个子丑寅卯、一二三四的,不多见。
这是一段漫长的旅程,火车以每小时三四十公里的速度横穿美国,这需要一周多的工夫。很多时候,孙元起是在和罗西教授讨论物理的发展前景,唐纳森先生和艾琳娜则是忠实的听众。比如说到随着物理的发展,人类通讯手段将逐步提高,收音机、电视的出现及其实现的大致原理,三位听众都被这个如同凡尔纳笔下故事一般的幻想所打动。
艾琳娜痴痴地问道:“既然收音机、电视那么好玩,那你为什么不把它们造出来呢?”
“很简单:一、我没钱;二、我没时间。”孙元起摊开双手。
一直很少说话的唐纳森先生这时候突然说:“York,如果可能的话,我想耶鲁大学愿意为此成立实验室,并聘请您作为教授,专门就此展开研究。”
罗西教授也说:“耶鲁大学虽然鼎鼎有名,但是自然科学研究实力一向比较薄弱,如果约翰逊教授留在美国,MIT作为专门的理工学院,很有诚意地邀请您到MIT工作。当然,如果您在别