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重生之大科學家

作者:何事公
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卷一 念家山破 二十一、苦聽鯨鯢漲海潮

卷一 念家山破

二十一、苦聽鯨鯢漲海潮

盧瑟福在一邊解釋道:「就是你給我的《從原子、原子結構到元素、元素周期表、分子及化學反應本質》,名字實在太長,所以再版的時候,只好改名《化學原理》。」
下面的聽眾聽到「一種元素變成另外一種元素」「一種原子變成另外一種原子」的時候,明顯一陣輕微騷動。而「核反應」這個名詞,也是前所未聞。
「謝謝你!」孫元起怕冷落了他的同伴,便提醒他說:「你還沒有介紹你的朋友呢。」
這群人中就盧瑟福見過孫元起,見盧瑟福這副吃驚的模樣,都順著他的視線往前看,卻見一個約略一米八的英俊小夥子走了過來,穿著西服襯衫,打著領帶,皮膚白皙,嗯,髮型蠻奇特的。神情間有些憂鬱,還有一股書卷氣,像是一位在校的大學生。如果不是面部輪廓出賣了他,絕對不會有人懷疑他是來自美國的某所高校。
等約翰·馬丁教授登上講台的時候,下面的聽眾才爆發出一陣熱烈的掌聲。
「首先,我們來說說原子……」
最先介紹的是一位四十歲的中年人,看樣子就是標準的美國學者:「這位是約翰·馬丁,來自加大伯克利分校,是位著名的化學教授,同時也是美國化學會西部分會的副會長。我叫戴維·林特,舊金山大學的化學教授,美國化學會西部分會秘書。」
盧瑟福頓時跳起來,一把抱住孫元起:「York,真是你啊!你的變化是如此的大,以至於我都不認識了!」
下面一片輕笑。
待走近了,盧瑟福使勁揉揉眼睛,才試探著問:「請問,你是York么?」
等演講結束,盧瑟福很激動,拉過孫元起:「York,如果你需要時間來驗證原子核外層電子的分佈模式,我想,麥吉爾大學會提供很好的職位,讓你完成這項偉大的工作!」
盧瑟福在台下站起身,朝四周鞠了一躬。四周響起熱烈的掌聲,對這位令人尊敬的紳士表示敬意。
當孫元起彙報完這個實驗結果的時候,下面的教授和學生們都被震驚了:天哪,原來一種元素還可以通過這種方法,變成另外一種元素!
孫元起主動和他們握了握手。在和馬丁教授握手的時候,馬丁教授還有些吃驚:「你便是寫《化學原理》的YorkJohnson么?真是令人不敢相信的年青!」
六月中旬的時候,美國的大學還沒有放假。孫元起在盧瑟福和戴維的陪同下走進會堂,看見周圍坐了不少的老師,更多的是學生。在舊金山,除了舊金山大學之外,還有舊金山州立大學等高校,不過化學教育的水平自然比不上加大伯克利分校。本來,孫元起不太清楚面對的對象,準備了面向普通學生、大學教授兩種方案。現在看來,昨晚的準備是有效用的。
「是的,我確信我是中國人!」孫元起從來沒有在這種問題上迷惑過。
孫元起和盧瑟福熱烈擁抱之後,才解釋道:「所謂『入鄉隨俗』,現在到了美國,少不得要做一些改變。對了,你怎麼來了舊金山?」
這幾乎是所有人都想問的問題:為什麼電子分佈就這麼有規則呢?即便是21世紀學生在初次接觸到這個知識的時候,也會發出這個疑問。
「可是,你和他們看上去完全不一樣呀!」順著艾琳娜的手指,可以看見碼頭上來來往往扛著包裹的華人力夫,街邊等著拉客的華人車夫,街邊陰暗處蜷縮的華人乞丐——他們都拖著和_圖_書辮子,這一點很容易區別於其他的民族,「看!他們皮膚黧黑,身材矮小,拖著辮子,穿著長袍;而你,皮膚白皙,身材高大,短頭髮,西服、襯衫、皮鞋、領帶……完全不一樣!」
「綜合上面的論述,我們可以看到,如果通過某種技術或手段,使得某一種或某兩種元素的原子核發生變化,是不是會變成另外一種或數種元素呢?於是,『我』做了一個有趣的實驗……」孫元起在黑板上畫出了一個實驗簡圖。
「見到你們很榮幸,羅西先生和美麗的羅西小姐。」孫元起和他們一一握手。
「鈾、釙、鐳三種金屬的反射性,都是在天然的情況下完成的。但通過分析,我們知道原子是可以發生變化的。能發生哪些變化呢?這是我們在未來一段時間所要研究和探討的。下面,提到的是我1898年發表在《Nature》上的《關於原子結構的實驗與猜想》,在該篇論文中,我認為……」
在下船的時候,有美國的海關人員檢查。見是金髮碧眼的,手一揮,便放行了;如果是黃皮膚、黑眼睛的,則全都帶到另外一間屋,要細細審查。孫元起有美國公使館的證明,又有耶魯、MIT、美國化學會的邀請信件,自然不懼怕他。那海關人員看見比自己還高些的孫元起一臉輕鬆地走到他面前,上下掃視一眼,又看見手裡捏著幾份英文證明之類的。本來想說什麼,最終什麼也沒說,揮揮手,把孫元起放行了。
有一個學生舉手:「約翰遜教授,您好,您的演講確實非常棒,您所提出的觀點也很有說服力。我在聽的時候,一直有個問題困擾我:您說原子核外層電子,第一層穩態為2個電子,第二層為8個,第三層也是8個,第四、第五層則是18個。但為什麼這樣呢?而且電子不像人類一樣,知道排隊,他們不會紊亂、碰撞之類的么?」
「本次演講開始時,尊敬的約翰·馬丁教授已經提到,原子核外層電子的分佈模式,結果將在一兩年內公布,所以關於原子結構的不需要再做爭議。在座的各位,或許有人讀過本人1899年在麥吉爾大學出版的《從原子、原子結構到元素、元素周期表、分子及化學反應本質》,後來改名《化學原理》的一本書。在書中,我提出,不同元素的原子結構,大致是這樣的……」
接下來的是耶魯大學的一位年青人,也不能說年青,估計有三十多歲:「你好,約翰遜先生,我是耶魯大學校友會的麥克·唐納森,歡迎你從遙遠的遠東來到美利堅,來到耶魯大學。」
孫元起深吸一口氣,然後走上講台,開始了今天的演講:「非常感謝加大伯克利分校提供的機會,讓我能夠彙報我的見解和發現。所謂的『鍊金術』,就是企圖把普通金屬變為黃金、白銀或『長生丹』的方法。在古代的中國、印度、埃及、亞述、阿拉伯等地都有。把一種金屬變成另一種金屬,大家可能會自然而然地想到置換反應。這是化學反應中的一種。所謂化學反應,按照《化學原理》一書中的定義,其實就是分子破裂,原子重新排布,形成新物質的過程。而傳統所說的物理反應,就是物體改變了形態,而本質沒有發生變化的過程。但是,通過某種技術和手段,使得一種元素變成另外一種元素、一種原子變成另外一種原子的反應,應該歸屬於哪https://www.hetubook•com•com一類呢?這就是我們今天要說的『鍊金術』:核反應(nuclearreaction)。」
羅西先生覺得女兒的話使得客人有一些難堪,便呵斥道:「艾拉,胡說什麼呢!……對不起,約翰遜先生,艾琳娜她年輕不諳事,請您能夠原諒。」
最後兩位,想必是來自MIT的,是一位四五十歲的中年,帶著個十七八歲的少女,只是不知道是他的女兒還是學生。中年人自我介紹道:「很高興見到你,約翰遜先生。我是MIT理學院的梅克斯·羅西,這是我的女兒艾琳娜·羅西。」
當晚,孫元起住在舊金山大學的一棟別墅裏面,準備第二天的演講。
孫元起搖搖頭:「羅西先生,不用道歉的,羅西小姐說得都是實話。但即便如此,我依然是中國人!」說話的時候,心裏甚至有些後悔,為什麼在輪船上輕易剪去頭髮:雖然在其他列強的國度里,這個辮子被視為豬尾巴;可是在這些流落他鄉的華人眼中,同樣拖著一根辮子,又何嘗不是一種對自己國家和民族的肯定與認同呢?
第二天,孫元起出現在大家面前的時候,奇怪的髮型已經不見了——昨晚,他找了個理髮師,把自己剪得狗啃一般的頭髮打理成標準的寸頭,而且他穿著長衫,而不是西服。雖然大家都覺得很驚訝,尊重他人的習慣是一個紳士應守的禮節,所以,也沒有人說什麼。
這個問題讓孫元起很撓頭,書上可沒說為什麼,只好胡謅:「那麼因為空氣中氮氣最豐富。」
「後來,著名的居里夫婦先後發現了釙、鐳,這兩種元素都具有放射性。關於它們的研究,可以參看我1898年發表在《Scinece》上的《鈾、釙、鐳輻射射線的實驗研究》一文。從那篇文章出發,我們可以總結出放射性元素的嬗變理論……」
下面報以熱烈的掌聲。
1900年6月21日,孫元起來到了美國最有名大學之一的加利福尼亞大學伯克利分校。
「如果能和你一起發現和驗證原子結構,將是我最大的榮幸!」孫元起對盧大牛一直印象非常好,「……」孫元起還想說什麼,盧瑟福已經迫不及待了:「好!這幾天,我們先商量一下需要哪些準備工作。然後你到MIT、耶魯的時候,我便趕往麥吉爾準備。等麥吉爾大學校方一旦應允,我便電報聯繫你,希望你能到麥吉爾大學完成這項工作!」
「《化學原理》?」孫元起有些迷惑。
那位十七八歲的少女眼睛里充滿了好奇,但初次見面的陌生還是阻礙了問一些奇怪的問題:「見到你很高興,約翰遜先生。」
戴維·林特教授走上講台,和孫元起握了握手,感謝他的演講。然後轉過身:「讓我們感謝約翰遜教授的精彩演講。」
伯克利離舊金山並不是很遠,加上孫元起在舊金山大學演講時所留下的尾巴,當孫元起在約翰·馬丁、戴維·林特兩位教授陪同下走進伯克利的會堂時,裏面坐滿了人,學生們都在後面,座位不夠,很多人就站在那裡;前面是一些教授和科研人員,不少人都是花白的頭髮,戴著夾鼻眼鏡;還有幾個記者,這可以看得出來,因為他們拿著巨大的照相機,手裡還拿著紙筆。
孫元起登上講台的時候,下面很多人都張大嘴巴,估計在念叨「OhmyGod」之類的吧?究竟是自己的長衫,還和-圖-書是自己的年青引起的,這就不是孫元起所關心的了。站定之後,孫元起開始了今天的演講:「很榮幸,我能夠站在舊金山大學的講台上發表演講。在演講之前,我想對尊敬的戴維·林特教授剛才所說的進行一些科學的修正。我最近幾年的時間里,所發表的幾篇論文,確實引起了較大的反響,不過其中更多是負面的,比如斥責、反駁、蔑視,等等。嗯,綜合大家的總體看法,我應該屬於經典物理學研究人員中的猶大。」
「也就是說,你認為空氣中的氧氣可能來自於氮氣?」那個人反問道。
約翰·馬丁大約五十歲,有些拙於言辭,聽了戴維的介紹,連忙擺手:「我只是一名普通的化學老師……」
孫元起說到的,是人類歷史上第一個人工核反應,由盧瑟福在1919年完成。實驗用釙(Po)放出的α粒子為槍彈,去射擊氮氣,結果有五萬分之一的概率,α粒子與氮氣(N)發生反應,變成氧(O)和質子。這是人類歷史上第一次人工實現「點金術」,使得一種元素變成另一種元素。
盧瑟福拍拍頭:「我一高興,差點忘了!這些都是我剛剛認識的,我們都有一個共同的工作,那便是接你。與其我說,不如大家自我介紹吧?」
戴維很有學者風度,握手的時候大致介紹了他們的目的和計劃:「約翰遜先生,上月底的時候,美國化學會接到您的電報,知道你應邀于本月來訪,特於本月初致電我們西部分會,希望安排接待事宜。我們西部分會對於先生的到來,感到十分的榮幸。拜讀先生大作的會員,強烈要求學會能夠安排先生一場演講,讓先生能夠給我們介紹一下您對化學原理的認識,希望先生能夠撥冗俯允。」
拖著行李,剛走出碼頭,就見外面圍著一群接人的,舉著各種寫著名字的牌子。咦,那麼怎麼有自己的名字?一個大紙牌,上面寫著「YorkJohnson」,下面是歪歪扭扭的中文「孫元起」,牌子下面圍著幾個人,其中一個赫然是盧瑟福。
盧瑟福和幾個人一邊聊天,一邊盯著碼頭的出口。就見有一個人衝著這邊兒揮手,定眼看時,不是孫元起是誰?看見孫元起穿著西服、襯衫,打著領帶,盧瑟福瞪得眼珠子都快掉出來。
「這件事首先應該從1896年法國物理學家貝克勒爾發現鈾鹽的放射性說起……」
孫元起一鞠躬:「感謝『母校』!感謝唐納森先生!」
或許是內容已經遠遠超出人們的知識範疇,很多人都已經發獃失聲。只有一個人舉起手:「請問,尊敬的約翰遜教授,你是如何想到這個實驗的呢?」
「去年,我初次見到尊敬的盧瑟福教授的時候,」盧瑟福聽到這句話,在台下微微欠身,「他鼓勵我,希望我能把我想的東西寫出來,給大家提供一種新奇的看法。在他的鼓舞下,我鼓起勇氣,寫出《從原子、原子結構到元素、元素周期表、分子及化學反應本質》這本小冊子,並由他帶到加拿大的麥吉爾大學出版。在此,請允許我對尊敬的盧瑟福教授表示感謝!」
孫元起有些無奈,自己對於化學認識也就局限於研究生以前所學,而自己的專長物理似乎不為人所重:「好的,那是我的榮幸!」
「當然,我認為,這僅僅是核反應的一種,還有更多的核反應等待我們去探索。這些未知的核反應,就有賴於在座的諸位去發現了!」孫www•hetubook•com•com元起一鞠躬,結束了這次演講。
「我接到你的電報,知道你六月份要到美國,從遠東到美國每月只有一兩班船,想來你乘坐就是六月中旬的這一艘——去年我搭乘的就是這一班呢。」盧瑟福說,「正好麥吉爾大學快放暑假了,我也沒什麼事兒,便來了。」
在海上航行了半個月,終於到達了本次航程的終點:舊金山,也稱三藩市、聖弗朗西斯科。
「這本書的名字實在太長,有人抱怨說,這個名字可以繞操場三周。所以,再版的時候,改名叫《化學原理》。這個名字實在很大,以至於這本書遠遠承載不起。不過我相信,這本書中的觀點可以為化學研究提供一個全新的視角。」孫元起說到這裏,心中確實自信滿滿,「今天,有很多教授和同學來聽講座,我想就《化學原理》——暫時還是用這個大家比較熟悉的名字吧,我承認,原先的名字實在太長——其中的主要觀點以及來龍去脈,進行一個大致的陳述。」
掌聲過後,戴維繼續說:「約翰遜教授的演講非常精彩,對於元素本質、元素周期表、化學反應的分析都是獨特的、令人信服的。關於演講,大家有什麼問題么?」
孫元起微笑著朝他點點頭,表示感謝他的誇獎。
「是的,盧瑟福先生。」孫元起笑了出來,伸出右手,「非常高興再次見到你!」
「我認為,存在這種可能性,但不是唯一的。因為某些豆科植物可以吸附氮氣,然後光合作用產生氧氣。」孫元起答道。
「不過,我堅持我的看法。自然,大家也可以堅持自己的看法,對我的觀點進行批駁。這是我樂意見到的。當然,人身攻擊除外。」
下面又是一片輕笑。
來自本校化學系的戴維·林特教授自然是本次演講的主持人。他走上講堂:「今天,我們很榮幸邀請到來自遠東的著名化學家揚克·約翰遜教授來給我們介紹他的最新研究成果。約翰遜教授年輕的時候——當然他現在也非常非常的年青,足以讓在座的各位嫉妒——在美國留學,之後回到中國,創辦了IPRT,並發表了一系列有重大影響力的論文,在世界範圍內引起極大的反響,被譽為遠東自然科學研究第一人。最近,他應美國化學會、MIT、耶魯大學等學術單位的邀請,前來講學。在路過聖弗朗西斯科的時候,我們攔住了他,然後就有了今天的演講。下面,有請揚克·約翰遜教授。」
約翰·馬丁教授作為伯克利的化學教授,自然是當仁不讓的主持人,他首先走上台去:「前天,年青而優秀的科學家揚克·約翰遜教授在舊金山大學發表了有關化學原理的演講,讓很多同仁大受啟發。他在演講的末尾,透露出兩個重大的科學進展:一是可以驗證他在《化學原理》中所提及的原子核外層電子的分佈模式,結果將在一兩年內公布,這是改寫自然科學課本的偉大成就;二是發現一種全新的反應模式,有別於傳統的物理反應和化學反應,用他自己的話說,就是『鍊金術』。今天,在此宣布的就是第二項。現在,有請揚克·約翰遜教授。」
孫元起滔滔不絕地說了近三個小時,口乾舌燥,好在有人不停地給他送上咖啡。因為是面向大學生為主的群體,所以比較深入淺出,台下的學生們都心領神會,一副興趣盎然的樣子。只是這些大多都在《化學原理》那本書中提到過,稍微地加以提煉和擴充https://m.hetubook.com•com罷了。恐怕台下讀過這本書的教授們,會覺得有一些乏味:「在傳統的自然科學領域,化學反應和物理反應是截然分開的,各自具有明確的定義。在我近期思考中,發現了一個有趣的問題,就是一種全新的反應模式,類似於古代的鍊金術,或者說就是古代的鍊金術。這個方面的進展,涉及的問題會比較多,相信以後會成為學術研究的重點。如果大家有興趣,會在後天的伯克利分校中聽到。好的,今天的演講就是這些。謝謝大家的聽講。」
相互交談了一會兒,不外乎天氣、旅途之類無關痛癢的,又商量了一下接下來幾天的行程安排。按照計劃,孫元起在舊金山先休息一日,然後明天到舊金山大學講演一次,後天到距此不遠的加大伯克利分校休息,隨後一天再講演一次。這樣,就結束西部的旅程,乘坐火車到達東部紐約的美國化學會,並訪問康涅狄格州的耶魯大學和馬薩諸塞州的MIT。
自鴉片戰爭以來,美國資產階級從中國誘騙走了大批的華工。這些華工在美國墾荒、修路、開礦,擔負著極為繁重的勞動,促進了美國的繁榮。在不少大城市形成了「唐人街」之類的華人聚居區,其中尤以舊金山華人最多。同治、光緒年間,美國發生經濟危機,美國資產階級為了擺脫困境,開始煽動排華。光緒二十年(1894),美國迫使清廷訂立了《限禁來美華工保護寓美華人條約》,對赴美華工作了種種苛刻的限制。美國各州也發布了各種排華法令,迫害華工、華僑的罪行愈演愈烈,使得華人求職就業受到極大限制,很多華人的店鋪被迫關門,使得華人生活日趨困苦。這些,作為理科生的孫元起自然不知道。當看到這群為了溫飽而艱苦勞作的同胞,就好像當初在大柵欄看見那一巷子難民一般,心中劇震。
接下來的問題都是很簡單的,畢竟沒有多少人比較深入地了解這方面的知識。他們的提問,很大程度是在用傳統的化學理論來驗證新理論的正確與否。
「最初,我在寫《化學原理》這本小冊子的時候,原子核外層電子的分佈模式,是按照元素周期表的一種猜想。就是說,假如這樣的話,很多東西就可以迎刃而解,並得到合理解釋。」孫元起這話是胡扯,因為沒有誰比他更明白究竟是怎麼回事兒了,「最近,我發現這個猜想是完全正確的,可以通過實驗和嚴格推理來證明,只是比較複雜,還沒有寫成論文,這需要一到兩年的時間。目前,你們只要相信這個分佈模式正確即可。」
下面的教授和學生一片嘩然,尤其是教授們,表現得更為激烈。戴維也側過頭:「約翰遜教授,恭喜你!如果你真的可以證明的話,現在的自然科學課本都需要重寫!」
下面寂然無聲。
計議已定,大家往外走,準備搭人力車。這時候,已經稍稍熟識的艾琳娜終於按捺不住自己的好奇心:「約翰遜先生,你真的是中國人么?」
約翰·馬丁教授很激動:「非常感謝約翰遜教授在伯克利的講台上,公布他最新的研究成果,這是伯克利的光榮與驕傲。約翰遜教授的實驗結果,如果被證實是可靠的話,那麼我們對於物質本身的認識,毫無疑問將前進一大步,這是人類科技進步發展的里程碑!我們伯克利分校將在最短的時間內,重複約翰遜教授的實驗,並儘快公布結果。下面,是自由提問時間,請大家舉手發問?」
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