37貧窮的卡文迪許

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在等盧瑟福發完一通脾氣之後，陳慕武真誠地回應道：“主任，請您容我把話說完。

“在我們國家，有一句名言，叫做‘實驗是檢驗理論正確與否的唯一標準’。”

為了怕被河蟹大神臨幸，陳慕武還貼心地更改了其中的幾個字。

“如果不是密立根做了精確光電效應實驗，還有彼得和布萊克特他們在雲室中拍攝到了反衝電子的軌跡，那麼人們根本就不會相信，一直以來都被認為是一種電磁波的光，其實也會具有粒子的屬性。

“同樣，有關電子到底是不是一種波這個猜想，其實只需要像您說的那樣，設計一個實驗，就能檢驗這個猜想的正確與否了。

“而要驗證電子是不是一種波的最便捷的方法，就是看它能不能像光那樣，產生干涉或者衍射現象。”

顯然，盧瑟福是聽進去了陳慕武的一番話：“‘實驗是檢驗理論正確與否的唯一標準’，嗯……陳，這句話是誰說的？他說的可真不錯！我想可以讓他們把這句話做成標語，懸掛到卡文迪許實驗室當中去。”

陳慕武滿頭黑線，怎麼盧瑟福單單對這句話感了興趣！

“呃……主任，這是勞動人民集思廣益後得出的結果。”

盧瑟福又安靜地思考了一會兒，甚至還從桌上拿起陳慕武的筆和草稿紙，在上面刷刷點點地算了幾筆。

然後他才接著提問道：“如果電子真是一種波的話，按照你給出的公式，即使是能量只有一電子伏特的電子，對應的波長也只不過是在一奈米左右。

“這個數值遠遠小於可見光的波長，所以並不能像可見光那樣，能在經過雙縫或單縫後，輕鬆地得到干涉或者是衍射的圖樣……等等！

“這樣來看，一個一電子伏特能量的電子的波長，應該和X射線的波長處在一個數量級。也就是說，完全可以像X射線的晶體衍射實驗那樣，讓電子也入射到晶體之中，看照相底片上面有沒有衍射圖案，來檢測電子到底是不是一種波？”

看著穩坐釣魚臺陳慕武臉上充滿淡定的表情，盧瑟福終於恍然大悟：“陳，你是不是早就想好了這個實驗？”

陳慕武笑而不語，然後點了點頭。

“我就知道，”越來越激動的盧瑟福，甚至把雙手都搭到了陳慕武的肩膀上，“我就知道，陳，你是一個天才！”

畢竟還是個二十多歲的年青人，盧瑟福的誇獎讓陳慕武有些飄飄欲仙。

但後者還沒來得及高興多久，就又被前者把一瓢冷水澆到了頭上。

“可惜，陳，很抱歉，”抽了一袋煙，冷靜下來的盧瑟福話鋒一轉，“恐怕我是不會讓伱做這個實驗的，我是說，至少最近的一段時間內，你還做不了這個實驗。”

嗯？

聽到“抱歉”兩個字，陳慕武就感覺有些不對勁兒，等盧瑟福話的全部內容，陳慕武感覺自己的腦袋突然就變大了一圈。

“主任，這是為什麼？”

他的語氣裡不自覺地就帶上了交焦急。

盧瑟福一臉遺憾地說：“說實話，陳，雖然你把電子波動說得天花亂墜，但是你提出來的這個新的電子理論，或者應該叫它猜想更合適，並沒有說服我，我對這個實驗能否成功持悲觀態度，沒什麼信心。

“總不能每次你想當然地提出來一個理論，我就必須要安排一個新的實驗吧？

“要知道，做實驗可不是靠著靈光一閃，拍拍腦袋就能完成的，想要做好一個實驗，就必須要有充分的準備，還要有能忍受一次又一次失敗後的堅持，和一次又一次重複之前無用功的強大精神。

“再者說，你所說的這個電子衍射的實驗，和之前伽馬射線散射那次還不一樣，需要花錢的方面太多了。”

“可是，”陳慕武還想為自己爭辯一下，他實在是不想讓電子衍射實驗就這樣胎死腹中，“可是主任，做這個實驗也不需要什麼特殊的裝置啊？我只需要一個用以發射電子束的陰極射線管，一個加速電場，然後再來一塊金屬晶體，最後再加上幾張感光膠片就可以了啊！”

可盧瑟福還是固執地搖了搖頭：“陳，你犯了一個你這個年齡的人的通病，那就是太年輕太天真。

“你是不是以為做這個實驗和做X射線晶體散射差不多？只需要準備射線源、晶體、照相底片，把他們擺到相應的位置上，就能得到對應的衍射圖案？”

陳慕武點了點頭。

“我一開始也是這麼想的，所以才覺得你提出來了一個天才的想法。

“可是，等平復了一下心情之後，我才想到，那就是電子畢竟不是伽馬射線，它的穿透力不強，不能像電磁波那樣在空氣中暢通無阻地傳播，很容易就和空氣中的分子發生碰撞，產生電離，這會對實驗產生很大的影響。

“然而想要做你這個實驗，就必須要讓電子束、衍射晶體和照相底片，都處於高度真空狀態，缺一不可。而這個真空水平，我們實驗室現在還達不到。

“卡文迪許現在的真空泵，還是湯姆孫爵士和阿斯頓他們在十幾年前製作的那臺斯普倫格水銀泵，它所能提供的真空度，遠不能讓你的電子獲得足夠長的自由程，以至於能從陰極發射處經過電勢差的加速和晶體的衍射，最終射到照相底片上。

“聽說美國的通用電氣公司那邊，倒是發明了一臺技術更先進的真空泵，只可惜，我們買不起！

“如果我們和美國佬兒一樣有錢的話，甚至只有他們一半有錢也可以，那我是絕對不會拒絕你的這個實驗提議。

“可是眼看快到年底了，又加上新一學年的秋季學期即將開學，實驗室將進來幾個新入學的學生，卡文迪許的賬面上實在是沒什麼錢，能讓你買那臺真空泵來做實驗了。”

一提到錢，盧瑟福臉上的表情就越來越無奈。

從實驗環境和實驗器材上，陳慕武已經見識到了卡文迪許實驗室的貧窮。

但他沒想到實際情況，卻是比他見到的還要更窮。

一年九千多英鎊的經費，花到八月份就開始精打細算，難怪盧瑟福會說出來“因為我們沒錢，所以我們必須思考”這種話。

看來這並不是因為他謙虛，而是因為他真的沒錢！

唉！

……

盧瑟福離開會議室之後，陳慕武也漸漸冷靜了下來。

主任的話糙理不糙，他講的每句每字都是事實。

關於電子衍射這件事，陳慕武只是在學量子力學時，在教科書上看到過戴維孫、革末和小湯姆孫做實驗時的衍射圖案，並沒有去詳細瞭解過，這兩個實驗究竟是怎麼做出來的。

因此他才會想當然地就把就把電子也當成了X射線那樣的電磁波，完全沒考慮電子暴露在空氣中，會和空氣分子發生碰撞，產生電離從而影響實驗結果這些事情。

薑還是老的辣，只用了短短几分鐘的思考時間，盧瑟福就能一針見血地指出來了陳慕武的問題。

經過他這麼一點撥，陳慕武恍然大悟，確實是自己想的太少了。

他感覺自己穿越以後，因為一切發展得都太過順利，所以最近自己不由得有些飄飄然了。

被盧瑟福這一頓罵，也給陳慕武敲響了一次警鐘，那就是縱使他知道未來的科學發展，但是在科學研究中，也必須戒驕戒躁，腳踏實地才行。

在原時空，德布羅意提出了物質波這個概念之後，在朗之萬問他如何驗證物質波的存在時，德布羅意也像陳慕武這樣，提出了電子衍射這個實驗。

但是一是因為人們覺得這個法國貴族只不過是一個連博士學位都還沒取得、沒什麼名氣的物理學新人，他的說法太不可理喻，電子就是電子，不可能是波。

二是因為在當時歐洲大陸上，能達到讓電子成功進行晶體衍射的真空度，真的很難實現。

所以即使德布羅意已經給出來了晶體衍射的實驗方法，但卻沒有什麼人願意去做這個實驗。

就連他哥哥，第六代德布羅意公爵莫里斯·德布羅意的私人實驗室裡，也沒人願意搭理這個小王子的胡言亂語。

最早發現電子束存在晶體衍射的柯林登·戴維孫和萊斯特·革末，其實前者早在德布羅意提出物質波概念的1924年之前，就已經開始做了相關的實驗。

只不過他們的實驗一開始並不是為了未卜先知地證明物質波的存在，而只是想檢測電子轟擊對金屬的影響。

期間，戴維孫雖然發表了幾次實驗結果，但他根本就不知道，遠在歐洲的德布羅意已經提出了物質波的觀點。

直到1926年，戴維孫再次結婚，帶著自己的第二任太太來到英國度蜜月，偶然間他參加了一次當地的物理學會議，發現玻恩正拿著自己幾年前發表的實驗資料，大談特談德布羅意的物質波，戴維孫才知道原來有物質波這個概念。

也是自此之後，回到美國的戴維孫，和參加了這場會議的小湯姆孫，才在各自的實驗室裡，分別利用低速電子和高速電子，設計了能驗證物質波理論的電子束晶體衍射的實驗，並最終取得了正向的實驗結果。

如果不是戴維孫誤打誤撞地做了電子轟擊金屬表面的實驗，而玻恩又恰巧看到了這個實驗的結果，並在會議上公佈出來，那麼可能人們對物質波的實驗驗證，依然遙遙無期。

這足以說明，德布羅意的物質波理論，在剛提出來時有多不受待見。

光子說從提出來，到經過光電效應和康普頓效應的實驗驗證最終確認存在，前前後後歷經了十八九年。

人們才剛剛相信了，一直以來都認為是一種波的光，同時也是一種粒子。

現在又想讓他們相信，本來是一種粒子的電子，卻又是一種波，當然會產生很強烈的牴觸情緒。

盧瑟福雖然訓斥了陳慕武一頓，然後又拒絕了他提出來的實驗要求，但估計和德布羅意當初所受到的冷嘲熱諷相比，卡文迪許實驗的主任，態度已經能算得上是十分和顏悅色了！

愚人節快樂！

新的一個月也請您多多支援！

(本章完)