第九章 威力巨大的原子

爱因斯坦哈勃在弄清宇宙的尺度结构方面果累累的候,另一些人在努力搞懂近在手边的从他的角度又是非常遥远的东西:微又永远神秘的原子。

加州理工院伟的物理理查德·费曼有一次现,是你不不科史压缩一句重的话,它就是:"一切东西是由原子构的。"哪有原子,原子构一切。你四望一眼,全是原子。不但墙壁、桌子沙的固体是原子,中间的空气是原子。原子量存在,简直无法像。

原子的基本工形式是分子(源拉丁文,意思是"团物质")。一分子就是两或两相稳定的形式一工的原子:一氧原子加两氢原子,你就一水分子。化往往分子不是元素考虑问题,就像往往单词不是字母考虑问题一,因此他计算的是分子。分子的数量码说是很的。在海平面的高度、零摄氏度温度的情况,一立方厘米空气(约相一块方糖所占的空间)所含的分子达4

500亿亿。你周围的每一立方厘米空间有分子。一,你窗外的世界有少立方厘米--少块方糖才填满你的视野。再一,少的空间才构宇宙。总言,原子是很的。

原子不思议长寿。由原子那长寿,它真的处漫游。你身的每原子肯定已经穿越几恒星,曾是百万生物的组部分,才了你。我每人身有量原子;些原子的生命力很强,在我死重新利;在我身的原子中,有相一部分--有人测算,我每人身达10亿原子--原先很是莎士比亚身的原子,释迦牟尼、吉思汗、贝芬及其他你点的历史人物又每人贡献10亿原子。(显非是历史人物,因原子花约几十年的间才彻底重新分配;无论你的愿望强烈,你身不有一埃尔维斯·普雷斯利的原子。)因此,我是别人转世化身的--虽是短命的。我死了,我的原子就各一方,别处寻找新的武--一片叶子或别的人体或一滴露水的组部分。

原子本身实际将永远活。其实,谁不知一原子的寿命,但据马丁·斯说,它的寿命约1035年--数字太,连我乐意数符号表示。

且,原子很--确实很。50万原子排一行遮不住一根人的头。的比例,一原子简直无法像。不,我试一试。

先从1毫米着手,就是长的一根线:-。现在,我像一,根线被分了宽度相等的1000段。每一段的宽度是1微米。就是微生物的。比,一标准的草履虫--一单细胞的淡水生物--约2微米宽,就是0.002毫米,它确实不了。是你眼草履虫在一滴水游,你非滴水放12米宽。,是你同一滴水的原子,你非滴水放24公宽。

换句话说,原子完全存在另一微的尺度。若知原子的,你就拿类微米的东西,它切10000更的东西。那才是原子的:1毫米的千万分一.的东西远远超了我的像范围。但是,记住,一原子述那条1毫米的线,相一张纸的厚度纽约帝国厦的高度,它的你就有了致的概念。

,原子所此有,是因它数量众,寿命极长,所难被察觉认识,是因它太。首先现原子有三特点--即、、实际不毁灭--及一切物是由原子组的,不是你许的安托万-洛朗·拉瓦锡,甚至不是亨利·卡文迪许或汉弗莱·戴维,是一名业余的、有受少教育的英国贵格教徒,名叫约翰·尔顿现的,我在七章一次提他的名字。

尔顿的故乡位英国湖泊区边缘,离科克默思不远。他1766年生一贫苦虔诚的贵格织布工庭。(4年,诗人威廉·华兹华斯科克默思。)他是聪明人的生--他确实聪明,12岁的年纪就了贵格校的校长。许说明了尔顿的早熟,说明了那所校的状况,许什说明不了。我从他的日记知,约候他正在阅读牛顿的《原理》--是拉丁文原文的--别的具有类似挑战的著。了15岁,他一方面继续校长,一方面在附近的肯达尔镇找了工;10年,他迁往曼彻斯特,在他生命的最50年几乎有挪动。在曼彻斯特,他了一股智力旋风,书呀,写论文呀,内容涉及从气象语法。他患有色盲,在很长间色盲被称做尔顿症,因他从方面的研究。但是,是1808年版的一本名叫《化哲的新体系》的厚书,终使他了名。

在该书有4页的短短的一章(该书共有900页),术界人士一次接触了近乎现代概念的原子。尔顿的见解很简单:在一切物质的基部,是极其微又不原的粒子。"创造或毁灭一氢粒子,许就像向太阳系引进一颗新的行星或毁灭一颗业已存在的行星那不。"他写。

无论是原子的概念,是"原子"词本身,称不是新鲜。二者是古希腊人明的。尔顿的贡献在,他考虑了些原子的相质,及它的结合方法。

例,他知氢是最轻的元素,因此他给的原子量是1。他认水由七份氧一份氢组,因此他给氧的原子量是7。通办法,他就已知元素的相重量。他并不总是十分准确--氧的原子量实际是16,不是7,但原理是很合理的,了整现代化及许其他科的基础。

项就使尔顿闻名遐迩--即使是一英国贵格式的低调。1826年,法国化P.J.佩尔蒂埃曼彻斯特,一位原子英雄。佩尔蒂埃他属哪机构,因此,他现尔顿在巷的一所教孩子基础算术的候,不由吃一惊。

据科史E.J.霍姆亚德说,佩尔蒂埃一见位人物顿不知所措,结结巴巴说:"请问,位是尔顿先生吗?"因他无法相信己的眼睛,位欧洲赫赫有名的化竟在教孩子加减乘除。"错儿,"那位贵格教徒干巴巴说,"请坐,让我先教孩子算术题。"

虽尔顿远离一切荣誉,但他仍违选皇员,捧回一堆奖章,获一笔观的政府退休金。他1844年世的候,40000人瞻仰他的棺木,送葬队伍长达3公。他在《英国人名词典》中的条目是字数最的一,在19世纪的科界人士中,论长度有达尔文莱尔与相比。

在尔顿提他的见解的一世纪间,它仍完全是一假说。一些杰的科--尤其是奥利物理恩斯特·马赫,声速单位就是他的名字命名的--压根儿怀疑原子是不是存在。"原子不见摸不着......它是脑子像的东西。"他写。

尤其在德语世界,人就是怀疑目光待原子的存在。据说,是导致伟的理论物理原子的热支持者路德维希·玻尔茨曼杀的原因一。

是爱因斯坦在1905年那篇论布朗运动的论文首次提了无争议的证据,证明原子的存在,但有引注意。无论何,爱因斯坦很快就忙广义相论的研究。因此,原子代的一位真正的英雄是欧内斯特·卢瑟福,果他不是涌现的一人的话。

卢瑟福1871年生新西兰的"内陆区"。斯蒂芬·温伯格的话说,他的父母了植一点亚麻、抚养一堆孩子,从苏格兰移居新西兰。他在一遥远国度的遥远区长,离科的主流同很遥远。但是,1895年,他获了一项奖金,从有机剑桥的卡文迪许实验室。快世界搞物理的最热门的方。

物理特别瞧不其他领域的科。伟的奥利物理沃尔夫冈·泡利的妻子离他,嫁了化的候,他吃惊简直不敢相信。"是嫁斗牛士,我倒理解,"他惊讶一位朋友说,"是,嫁化......"

卢瑟福理解感情。"科是物理,是集邮。"他有一回说。句话反复被人引。但是,具有某讽刺意味的是,他1908年获的是诺贝尔化奖,不是物理奖。

卢瑟福是

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