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卢瑟福:激励你一生的名人故事

时间:2024-04-22 百科知识 版权反馈
【摘要】:在这里,自然科学课程被列为选修课,当时许多学生都讨厌这门课程,只有卢瑟福毅然选修了这门课,成为班里唯一一名选修这门课的学生。不久,卢瑟福获得了理科学士学位。毫无疑问,卢瑟福算不上一个合格的教师,但在这段教学生涯中,他却丰富了自己的理论,为日后进一步从事科学研究创造了条件。1895年,对于卢瑟福来说是一个重要的转折点。经过考试和几番周折,卢瑟福终于成了其中一位入选者。

卢瑟福:激励你一生的名人故事

卢瑟福

英国物理学家(1871—1937)

1871年8月30日,在远离新西兰首都惠灵顿的泉林村一座普通的小木房子里,伴随着一阵响亮的婴儿啼哭声,乡村木匠詹姆斯的儿子降生了。在当时,没有人能想到这个胖乎乎的小男孩就是将来要离开新西兰去加拿大和英国工作,并取得巨大科学成就的原子核物理学的奠基人。欧内斯特·卢瑟福,他的名字将永远同他对原子核的发现联系在一起

这位伟大的科学家提出的原子放射性变化理论,推翻了整个科学界原有的各种设想,为原子能的利用起了先导作用,也为人类进入新的时代开辟了广阔的前景。

卢瑟福的童年生活既非常愉快,又十分艰苦。家乡清澈的河水,茂密的山林,给童年的卢瑟福以极大的兴致。他很小的时候就经常同小伙伴们在小河里叉鱼,在丛林中捉鸟,尽情地享受着大自然赐予的种种乐趣。另一方面,为了帮助父亲支撑这个家,他年龄稍大就经常帮助父亲在农场干活,或到牛棚里帮母亲挤牛奶。生活的艰辛和神奇的大自然的陶冶,使卢瑟福从小就养成了勇于克服困难和富于幻想的性格。

富于幻想是爱好科学的阶梯,10岁时卢瑟福心里就萌生了一个愿望:有朝一日自己也要成为一名科学家。在一本物理学教授鲍尔费·斯图亚特编写的教科书上,他歪歪扭扭地写上了自己的名字和年龄。他的母亲将这本书一直珍藏到晚年,而且常怀着自豪的心情,以此来夸耀自己的儿子。

童年的卢瑟福非常喜欢搞一些精制的小发明。有一次,卢瑟福发明了一种可以发射“远程炮弹”的大炮,而且还巧妙地设计出增加射程的方法。在这一小小的发明中,充分显示出他非凡的创造才能。又有一次,卢瑟福拆开了一个报废的时钟,并修好了它,而从此这时钟一直都走得很准,令他父亲惊奇不已。还有一次,他自制了一架在当时价格相当昂贵的照相机,并且自己冲洗显影,成了一个入迷的摄影师

1882年,由于家庭搬迁,卢瑟福来到哈夫洛克的一所学校继续学习。为了培养人才,他的老师雷诺兹总要在每天上午正式上课前为求知欲强的孩子另外安排一小时课程,这让勤奋好学的卢瑟福受益匪浅。由于学习努力,他成绩一直名列前茅,15岁时就得了奖学金,随即进入纳尔逊学院五年级

纳尔逊学院院长是从剑桥来的福特先生,因此,这所学院的教学完全是英式的。在这里,自然科学课程被列为选修课,当时许多学生都讨厌这门课程,只有卢瑟福毅然选修了这门课,成为班里唯一一名选修这门课的学生。教自然科学的利特尔·约翰博士,非常欣赏他的这种钻研精神,给予他特别的关注和培养。人们常常看见他们师生二人沿着离校不远的黑姆登大街,一边散步,一边讨论着科学问题。有时还会停下来,蹲在地上一边画图一边讨论问题。正是从这时起,这位诲人不倦的教师使卢瑟福开始真正懂得了科学对人类进步的重大意义,并确立了终生献身于科学研究的人生方向。

渐渐地,卢瑟福对自然科学产生了浓厚的兴趣,他抓紧每时每刻拼命地学习自然科学知识,常常忘记了周围的一切。就是在无比嘈杂的环境中,他也能专心致志地读书,即使有人拿书本敲他的脑袋,他也全然不觉。这种“书呆子”式的学习方式,使他的同学觉得很好笑,于是他们便进行各种恶作剧,比如揪他的耳朵,或者在他身后搞些小动作。只有在迫不得已的情况下,他才使用有力的臂膀予以回击,结果每次必然以一个个“挑衅者”纷纷求饶而告终。

正是由于这种惊人的自制力和百折不挠的学习精神,使卢瑟福在1889年,亦即刚满18岁时,就顺利通过了入学考试,从而有了进入新西兰大学坎特伯雷学院继续深造的机会。

当时的坎特伯雷学院继承了英国某些古老的传统,尽管学生们学的是理科课程,却授予他们文科学位。由于学习刻苦努力,卢瑟福21岁时就取得了文科学士学位。1897年,经过一段时间的潜心学习,他又以数学、物理学两个第一的成绩,获得了文科硕士学位。在数学方面他还获得了高级大学奖学金,这使他得以在新西兰大学继续学习了一段时间。

4年的学院生活对大多数学生来说已经足够了,他们要考虑寻找工作和挣钱了。毋庸置疑,只要愿意,凭卢瑟福的聪明才智,他完全可以找到一个报酬较高的工作。但对卢瑟福来说,学习远比工作挣钱更让他感兴趣,虽然经济拮据,但他立志当一名科学家的理想从未动摇过。因此,他十分珍惜在大学里继续学习一年的机会,除了已取得的学位外,他还想向更高的目标攀登——争取获得理科学士学位。

学院当时规定,想要获得这一学位的学生,必须进行某些有独创性的研究,而当时坎特伯雷学院实验条件很差,学院所拥有的仪器设备十分简陋,而且先进仪器很少。但是,就是在这种条件下,卢瑟福仍然顽强地开始了他的研究。没有良好的仪器设备,他就自己动手,利用最廉价的材料设计和制造。没有实验室,他设法找到一个简陋、寒冷、四面透风的小泥板棚代替。在这个被同学们戏称为“小破棚”的简易实验室中,他废寝忘食地制造了一台高频率的检波器,并通过它用交流电去磁化铁或钢——事实证明,这是一个效率很高的检波器。1894年他发表了一篇在物理学界有着深远影响的论文——《使用高频放电法使铁磁化》,当时许多国家的科学家都读了这篇论文,并给予很高的评价。不久,卢瑟福获得了理科学士学位。

在坎特伯雷学院,卢瑟福是一个以勤奋著称的穷学生,一个又一个学位的获得并不能解决他的吃饭问题。为了挣钱以维持生活,他先是利用课余时间进行私人授课——在此期间,他结识了一位后来成为他终身伴侣的姑娘玛丽;接着他又到学院附近的一所中学找到了一个代理中学教师的职位。但在课堂上,他只津津乐道地讲解自己的一套科学理论,远远超出了学生所能理解的范围。结果,学生们只好各行其是,课堂秩序往往乱得不可收拾。毫无疑问,卢瑟福算不上一个合格的教师,但在这段教学生涯中,他却丰富了自己的理论,为日后进一步从事科学研究创造了条件。

经过5年的学习,卢瑟福先后取得了文科硕士和理科学士学位,这已是当时他的祖国——新西兰所能给予他的最高荣誉。

1895年,对于卢瑟福来说是一个重要的转折点。这一年,对热爱科学的青年极具吸引力的英国科学界要在新西兰大学物色两名候选人,获选者除了可以获得奖学金外,还可以到英国的著名大学去深造。经过考试和几番周折,卢瑟福终于成了其中一位入选者。他多年的愿望实现了!(www.xing528.com)

卢瑟福登上去往英国的轮船,站在甲板上,回头眺望着渐渐远去的祖国。他想到自己这样一个出身穷乡僻壤的青年,现在居然要到著名的英国剑桥大学去深造,心情久久不能平静。他随身带着的坎特伯雷学院比尔顿教授的推荐书上写着:“卢瑟福先生才华横溢,通晓数学分析法和图解法,对于电子及其绝对测定法之最新成就,具有极为广博的知识。卢瑟福先生为人诚恳,和蔼可亲,乐于帮助他人克服困难,凡与他有过交往的人,莫不竭诚赞许,尊为良师益友。我们衷心祝愿他在英国的科学研究同他在新西兰一样,取得非凡的成绩。”

卢瑟福来到英国后,进入剑桥大学的卡文迪许实验室。这个实验室在当时的英国是独一无二的,虽然它成立不过24年,但却吸引了众多著名的科学家,全体工作人员唯一关心的就是物理学的发展。对物理学的热爱,将这批人紧紧团结在一起,组成了当时世界上最为出色的科学团体,其中大多数人不久后都闻名于世界物理学界。在来实验室工作的最初的日子里,置身于这样一个才华出众的群体中,和这些出类拔萃的人一起工作,卢瑟福显得有些胆怯和拘束。

在科学界久负盛名的实验室主任汤姆生不仅学识渊博,而且待人友好,乐于助人,他对卢瑟福的才华非常赏识,愿意将他收在自己门下做研究生。这一切给了卢瑟福以极大的鞭策和鼓舞。

1896年,卢瑟福开始转入新的研究领域,致力于x射线的研究工作。直到这时,卢瑟福作为实验物理学家的惊人才华才明显地表现出来。

1898年,卢瑟福开始研究与x射线有关的问题,同时还完成了一项绝妙的实验,通过这个实验,他推算出离子在两个金属片之间移动的精确速率,这是人们第一次直接计算出带电粒子的速率。

正当卢瑟福在科学研究上突飞猛进的时候,一个对他一生有重大影响的变化发生了,1898年,加拿大一所大学的代表来到英国,打算在这个集中了最为优秀的科学家的卡文迪许实验室中,为蒙特利尔麦克吉尔大学挑选一名物理学教授。

大学教授在当时是令人神往的职业,卢瑟福十分希望自己能前往加拿大任教,他深知这个职位可以给自己的科学研究工作带来莫大的好处,但当他真的成为教授候选人时,又有些犹豫。

对此,汤姆生教授也十分为难:一方面,他不忍心放走这位才华横溢的得力助手;另一方面,他深知卢瑟福是一位在科学事业上很有前途的青年,自己决不应阻碍他的发展。最后,目光敏锐的汤姆生教授写了一封热情洋溢的信,极力推荐卢瑟福去麦克吉尔大学担任物理学教授。

1898年秋天,卢瑟福登上了横渡太平洋的轮船,他即将再次来到一个新的国度,一个新的生活画面又要在他眼前展开了。

麦克吉尔大学的物理实验室,在设备等方面虽然比不上卡文迪许实验室,但比起当时大多数实验室来,还是要好得多。在这里,卢瑟福担任了实验室的领导者。他当时虽年仅29岁,但在物理学界的声望,却远远超过了年龄比他大一倍的大多数同行。

最初的讲课效果并不理想,因为卢瑟福同许多有才华的人一样,喜欢滔滔不绝地讲述高深的理论,其程度远远超过学生的理解水平。不过卢瑟福很快就以和蔼可亲、平易近人的态度赢得了学生们的好感和赞誉。他经常从百忙中挤出一部分时间同学生交谈,解答他们提出的疑难问题。他那种不知疲倦的工作态度,使学生们深受感动。

在麦克吉尔大学期间,卢瑟福全身心投入到对α粒子和β粒子的研究工作中。随着一系列科研成果的取得,他的声望愈来愈大,在公众心目中成了才华盖世的人物。

其实,卢瑟福卓越的才华和他那细致踏实的工作作风是分不开的。不论在什么地方,他都专心致志地埋头于科学研究,每星期总有五个晚上,他要在实验室里一直工作到深夜十一二点。正是这种孜孜不倦的工作热情和充沛旺盛的精力,使他在加拿大工作的短短几年里,完成了众多的实验工作,写出了大量的论文。

1904年6月,卢瑟福将自己创立的放射学理论总结为《放射学》一书,这本书后来成为这一学科的经典著作,一版再版。

卢瑟福在放射现象研究领域中所取得的卓越成就,揭开了物理学新的一页,得到全世界的认可。1908年11月,卢瑟福和他的妻子玛丽应邀前往斯德哥尔摩,接受瑞典国王颁发的诺贝尔奖。这位一代物理学大师,以自己卓越的科学成就,登上了荣誉之巅。

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