勒納德：從科學精英到學界棄兒
科技視野
作者：王洪見 薛永紅
按照諾貝爾當初設獎的本意，諾貝爾獎應該頒發給那些為人類做出傑出貢獻的人。但是，在獲得諾貝爾獎的科學精英中，菲利普·勒納德是屬於極少數十分特別的人物。他的前半生對科學做出過重要貢獻，也因對陰極射線的研究獲得了1905年的諾貝爾物理學獎。倫琴發現X射線、湯姆遜發現電子和愛因斯坦光電效應方程，都是在勒納德研究的陰極射線理論及實驗結果的基礎上完成的。做出如此重要科學貢獻的人，卻在後半生追隨了希特勒，仇視猶太人和國際科學界。許多科學史家往往出於厭惡，在著述中很少提到他，他也因此成為科學界“棄兒”。
發明“勒納德窗”
勒納德是著名的實驗物理學家，1862年6月7日勒納德出生於捷克的普雷斯布格，曾先後在布達佩斯大學和維也納大學學習。他的科學生涯開始於1883年，但他真正“找到感覺”，還是在師從物理學家赫茲之後。1892年導師赫茲向勒納德演示了一個新發現：在放電管中，陰極射線可以穿透鋁箔而使鈾玻璃發光。1893年在赫茲的指導下勒納德用2.65微米的薄鋁箔製成了“勒納德窗”，利用這一發明，不但可以使真空放電管保持高真空，還能使該放電管的陰極射線透出“窗”外，這為陰極射線本質的研究提供了極大的方便。因為勒納德發明“勒納德窗”並對陰極射線的研究做出了重要貢獻，陰極射線也被稱為“勒納德光”。
發明“勒納德窗”之後，勒納德率先對陰極射線進行係統研究，並得到不少研究成果，但他卻在這項研究中不斷和別的科學家結怨。
為倫琴發現X射線提供實驗設備
在陰極射線的研究中，對於陰極射線管附近照相底片感光的情況，勒納德沒能跟蹤研究，與發現X射線失之交臂。倫琴卻用勒納德設計的放電管發現了X射線。當勒納德得知X射線的報道後開始敵視倫琴，他認為如果不是因整理赫茲遺稿一事而中斷研究，他本來可以做出這項重大發現。因此，勒納德對X射線發現的優先權提出了要求，他認為X射線的發現應該有他的一份功勞。勒納德甚至拒絕使用當時作為標準術語的倫琴射線一詞，僅稱之為“高頻輻射”，其心胸狹隘由此可見一斑。
為湯姆遜發現電子提供了條件
當時很多科學家都在研究陰極射線的本質究竟是什麼。勒納德認為陰極射線是“以太波”，不是一種粒子流，就這樣痛失了發現電子的良機。1897年湯姆遜提出“陰極射線是由帶負電的電子組成”，勒納德不承認這一發現，頑固地稱之為“以太碎片”，當電子的發現被公認後，他還企圖將成果據為己有。但是，不可否認的是，勒納德的鋁箔窗實驗確實是推動湯姆遜發現電子的重要前提。
發現光電效應的基本規律
關於陰極射線的本質，勒納德後來還是改變了看法，並且在這一基礎上，發現了光電效應的基本規律。1902年，勒納德發現了光電效應的重要性質：為了從一個給定的金屬表麵獲得電子，向金屬表麵發射的入射光，隻有具有某些頻率的入射光才是有效的；而唯一能決定由此得到的光電子動能的也是該入射光的頻率，與光的強度無關。這些事實和當時流行的理論是矛盾的，也就是說，經典理論無法解釋勒納德在光電效應方麵發現的事實。與當時所有物理學家一樣，勒納德沒有意識到他所得到的光電效應的規律有著非常深刻的意義，蘊含著偉大的科學革命，從而使勒納德又一次與諾貝爾獎擦肩而過。