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第七百一十章 尾声之三·大小中子

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李谕马不停蹄,来到了柏林。

关于中子的那个预言,科学界已经有了最初的成果。

首先获得突破的是柏林大学的博特团队(博特1954年获得了诺奖,但不是因为中子)。

从1928年到1930年的几年之间,博特和他的学生用放射性钋放出的a粒子轰击铍核,发现有很强的贯穿辐射,这种辐射的贯穿能力比已知γ射线大好多倍,穿过两厘米厚的铅板,速度才减弱一半。

1930年,两人公开了这个结果。

恰好王淦昌今年考取了官费留学,来到柏林大学,师从迈特纳。

迈特纳与博特并不属于同一个实验室。

王淦昌的物理直觉相当强,他看到博特的结果后,立马就觉得铍射线肯定不是γ射线,因为γ射线穿透力再强,也不可能穿透几厘米厚的铅板。

最主要是他发现了博特实验的漏洞:博特团队使用的检测器是盖革计数器。

王淦昌估计,如果使用云室来检测,就可以更好地分析这个射线的性质。

——这是完全正确的方向。

可惜历史上,在王淦昌向导师迈特纳提出想用云室作为检测器研究铍射线时,迈特纳拒绝了,而且是两次申请都被拒绝了。

此后的两年,法国的小居里夫妇也很接近中子的发现,不过他们同样认为这种射线是电磁波。

就在小居里夫妇公布研究成果的一个月后,英国卡文迪许实验室的查德威克用云室重复了当年博特的实验,从而发现了中子。

在知道这件事后,迈特纳很遗憾地对王淦昌说:“看来是我们运气不好。”

王淦昌为此抱憾终身。

李谕当然不会让这件事重演。

这不仅仅是王淦昌的个人荣誉,对于中国科学事业的激励作用也极大。

——

德国柏林大学威廉皇家化学研究所。

李谕见到了王淦昌,闲聊几句,提到博特的实验后,王淦昌果然表达了自己的无奈:“只需要稍作改进,用不了几个月,就会有大发现。可惜实验室我用不了,没有导师给予的权限。”

李谕试探道:“你很有把握?”

“不敢说,”王淦昌说,“但大差不差,起码能据此写一篇博士毕业的论文。”

李谕笑道:“你才刚博士第一年。”

“我来了这里才知道,年纪轻轻就拿到博士学位的不在少数。”王淦昌谦虚了一下。

也确实,“00后”那三位现在都成大佬了:海森堡、狄拉克、泡利。

李谕摸了摸下巴:“不如申请回国半年,我可以提供全套的实验器材,说不定能够得到成果。”

“回国?”王淦昌讶道。

李谕说:“如果你有成熟的想法就没问题,大同大学的实验室条件一点都不差。”

王淦昌说:“不知道导师会不会同意。”

“无妨,”李谕帮他打消疑虑,“只是半年,而且博士阶段本来就没有那么多条条框框,到时候载誉而归,不仅博士能毕业,还能继续做做研究和学习。”

“但柏林大学这边……”王淦昌毕竟年轻,不敢得罪那些大佬。

李谕笑道:“有我哪,他们不敢不卖我面子。”

这句话太霸气了,王淦昌自然知道李谕在科学领域什么地位,有他撑腰,柏林大学绝对不敢说啥。

王淦昌说:“那么我去给导师请个假,把这周的几个任务做完,就可以动身。”

“不着急。”李谕说。

现在他们不缺时间。

——

王淦昌处理自己的琐事时,李谕在柏林大学又见到了爱因斯坦。

他刚刚参加完一场和平主义者聚会,与罗曼·罗兰一起回到了柏林。

“爱因斯坦先生,罗曼·罗兰先生。”李谕打了声招呼。

爱因斯坦放下手中的烟斗:“可惜这场和平聚会没有院士先生。”

“什么议题?”李谕随口问。

“别提了,”爱因斯坦无语道,“我就不该对他们抱有什么希望。”

罗曼·罗兰接了一句:“是一场关于限制战争中毒气使用的和平会议。”

“你不觉得很荒唐吗?”爱因斯坦说,“在我看来,为战争行为制定规则和限度是完全徒劳的。战争不是游戏,因此人们不可能像在做游戏时那样根据规则来进行战争。我们的斗争必须指向反对战争本身。”

罗曼·罗兰也是个反战者,问道:“那你认为应该怎么做?”

爱因斯坦想了想说:“可以建立一个完全拒绝服兵役的组织,来最有效地与战争体制作斗争。因为军事训练是在杀人技巧方面进行精神和身体的教育,它阻挠了人争取和平的意志的成长。”

罗曼·罗兰又问:“如果再次爆发欧洲战争,而且一方显然为侵略者,你怎么办?”

爱因斯坦说:“我将无条件拒绝一切直接或间接的战争服务,并会力图劝说我的朋友采取同一立场,不论我对特定战争的起因有何感受。”

罗曼·罗兰笑道:“果然,爱因斯坦先生一旦出了科学领域,就有不切实际的倾向。在目前的德国,裁军简直是痴心妄想,或许在某些政客眼中,会认为你的说法非常幼稚。”

爱因斯坦说:“暴力只会催生暴力。”

罗曼·罗兰问李谕:“院士先生,你愿意加入我们的和平组织吗?”

“抱歉,”李谕说,“我无法加入。”

“为什么?”罗曼·罗兰问。

李谕说:“因为这个世界有疯子。”

爱因斯坦说:“疯子不可能在大国成为领导者。”

李谕摊摊手:“那可说不准。”

爱因斯坦对和平的坚持一以贯之,虽然除了罗曼·罗兰外,还有其他学界大佬如密立根批评过他在这方面的观点有些“幼稚”,但爱因斯坦的很多话还是挺有预见性的。

比如1929年,他曾给犹太复国主义领袖魏茨曼说过:“如果我们无法找到一种方法与阿拉伯人真诚合作、签订公平合约,那么经过了2000年的苦难,我们实际上没有学到任何东西。”

这话放到一百年后都相当令人深思。

爱因斯坦这么热衷和平事业,自然和目前德国的局势有关。

小胡子蠢蠢欲动,经济危机让他的势力不断壮大,而且宣扬要为德国报一战的大仇。

早在他上台之前,德国社会就知道此人将来一定会扩军备战。

不过这些就不是李谕所能左右的了。

——

告别他们两人,李谕出席了一场小范围的量子讲座,组织者是泡利,这次的内容李谕非常熟:赵忠尧的正电子论文。

正电子的发现在科学界影响很大,各地的大学、研究所都在对其进行研究,毕竟是一个新粒子。

泡利讲完后,单独和李谕聊了聊。

“院士先生,其实我也做了一件理论物理学家不应该做的事情。”泡利有些无奈地说。

“什么事情?”李谕问。

泡利说:“我提出了一个人类在实验上永远也检测不到的东西。”

“你说的是中……哦,布莱克特实验中丢失的那部分能量?”李谕问。

“是的,我一开始的确想叫做中子,”泡利说,“但这个词语被您占用了。”

两人说的是1914年时查德威克发现的一个奇怪实验现象:一个元素的原子核发生衰变的时候,它可能变成一个新元素的原子核然后加上β粒子(其实就是β射线),但是查德威克测量发现,前后的能量不守恒了。

也就是说,原本的原子核A,在衰变成原子核b+β粒子后,前后的能量不相等。再简单点说,他觉得β粒子的能量少了一点。

即所谓的“能量失窃案”。

泡利继续说:“今年年初,我去哥本哈根,玻尔教授对此提出了一种假设,认为微观粒子只有统计上的能量守恒,单个的粒子或许可以不守恒。但这个说法太荒谬了。”

李谕笑道:“你绝对当面就反驳了。”

“这是肯定的!”泡利说,“总不能为了一个实验现象,就抛弃能量守恒!所以,我个人猜测,在β辐射中,还有一种人类探测不到的中性粒子,它非常微小,刚好弥补这部分缺失的能量。”

“确实够小,”李谕说,“按照质能方程,这个粒子的质量比电子还要小上百万倍。”

泡利说:“所以这个粒子或许永远都无法检测到,而一个永远无法检测到的东西,从一个科学家口中说出来就显得太不专业了。”

李谕认同泡利的观点:“不带电,不参与电磁相互作用,又这么小,探测起来确实有点难度。不过现在没办法,不见得以后也没办法。”

其实第一个提出可靠办法探测中微子的,就是马上要同李谕回国的王淦昌,他在1941年给出了办法,但那时候他身在战乱的国内,无法亲自做实验。

李谕又问道:“既然不能叫中子,你给它取了什么名字?”

“小中子。但我没有在公开杂志上发表过任何文章,”泡利说,紧接着解释了一句,“本来我还嘲笑狄拉克预言反电子,没想到真成了。”

看来就算“怼神”泡利,也不敢轻易预言新粒子。

李谕笑道:“小中子?太难听了,不如叫中微子。而且既然狄拉克成了,中微子也说不准,你可以写一篇文章进行预测。”

“随便吧,”泡利说,“反正也找不到,而且现在没有任何理论基础。”

就在泡大神说这句话后没几年,费米就提出了β衰变理论……

但即便这样,此后很多年还是有很多人反对中微子假说,包括狄拉克。

两人真是互相嘲讽,相爱相杀了:泡利反对狄拉克的正电子预言;狄拉克反对泡利的中微子预言。

至于中微子,要到1956年才被发现,而且还发现了三种。

中微子这东西虽然很难检测,但它却是宇宙中第二多的粒子,数量仅次于光子,每秒钟大概有上万亿个中微子从我们的身体穿过,其中最多的是来自太阳。

——

这次李谕是与王淦昌一同乘坐西伯利亚大铁路回的国,速度快了不少。

抵达上海大同大学后,马不停蹄就开始了实验。论设备,李谕一点都不缺。

虽然李谕本人不太擅长实验,但只要有了设备和资金,王淦昌自己就可以搞定。

李谕要做的只是给他提个醒就够:“或许你要寻找的,就是我当年预言的中子。”

有了这个明确的方向,大秘宝就跑不了!

王淦昌埋头实验之时,法国的小居里夫妇也在进行研究。

只不过上面说了,小居里夫妇和博特一样,方向错了,他们认为这种新辐射是电磁波。

小居里夫妇让射线先经过石蜡,为其减速,然后再通过盖革计数器。

按照实验预想,铍射线通过石蜡,会被吸收一部分能量,速度就慢下来了。

但结果很意外:射线不仅没减速,反而变得更快了!而且检测器的结果显示这束射线居然是质子!

小居里夫妇认为,一束电磁波通过石蜡变成了粒子,肯定是碰撞。也就是这束铍射线打到石蜡上被吸收了,然后把质子打了出来。

于是两人沿着这个方向彻底走入了死胡同。

其实吧,后世的人们很容易看出来:铍射线肯定不是电磁波,因为电磁波的静质量为0。就算有动质量,也不可能有那么高的能量把质子打出来。

光电效应能用光把电子打出来,是因为电子本身很轻,而且在原子外层,很多本来就不稳定。

但是想把原子核里的质子打出来,电磁波肯定不可能做到。

当然了,不能说小居里夫妇水平不够,他们只是不能像李谕一样站在上帝视角。

科学嘛,肯定是要一点点排除、一点点验证,总有人要做出前期工作,才能让后人站在肩膀上获得成功。

王淦昌的实验只做了不到四个月,就发现了中子,顺便计算出了它的质量。

激动之下,他赶紧写好了一篇实验论文,并且在最后宣布道:

“李谕先生多年之前预测的中子被发现了!”

既然是李谕放出去的豪言,肯定要让自己人找到。

李谕当然为他高兴,同时感叹道:“粒子物理的又一把钥匙终于出现了。”

“您指的是放射性?”王淦昌说。

李谕说:“它以后能干的事可太多了。”

王淦昌依旧很敏锐:“用它轰击其他原子核?”

李谕笑道:“你的想法很大胆。”

自从中子被发现,各地的科学家都开始用中子轰击原子,这就打开了潘多拉的魔盒。

1934年,费米团队还有约里奥·居里夫妇首次用中子轰击了铀;

1938年,奥托·哈恩发现,用中子去轰击铀235,出现了核裂变!莉泽·迈特纳随即发论文给出了理论解释。

而在迈特纳写好论文的两天后,德国当局就派人找到了哈恩,开始研究原子弹项目。他们还找来了海森堡以及劳厄、盖革、博特,称作铀俱乐部。

费米则又认识到想要实现链式反应,必须用慢中子,并发现富含氢的物质如重水,可以让中子减速。

……

话说王淦昌就是两弹一星的功勋。

帮王淦昌的文章签好字,李谕先在国内的《科学杂志》发表,随后邮寄给了美国的《ScIENcE》,确保尽快见诸报端。

很快,雪花一般的祝贺信从各地寄了过来。

李谕翻开一封卡文迪许实验室的信,笑道:“卢瑟福先生说,他们从多年前就开始寻找这个中性粒子,但一直也走在了错误的路线上。

“还有这一封,柏林大学的博特教授称赞你的科学直觉……

“依靠这个成果,你百分百要和赵忠尧先后获得诺贝尔奖了。”

“简直如梦一样!”王淦昌还很年轻,大名突然到来多少有些震惊,但还是谦虚道,“如果没有院士先生给的方向和资源,恐怕我连进入错误方向的机会都没有。”

李谕想起迈特纳说的话,正好用上:“咱们的运气好!”

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