但是,這個看來完美的模型卻有著自身難以克服的嚴重困難。因為物理學家們很快就指出,帶負電的電子繞著帶正電的原子核運轉,這個體係是不穩定的。根據麥克斯韋理論,兩者之間會放射出強烈的電磁輻射,從而導致電子一點點地失去自己的能量。作為代價,它便不得不逐漸縮小運行半徑,直到最終“墜毀”在原子核上為止,整個過程用時不過一眨眼的工夫。換句話說,就算世界如同盧瑟福描述的那樣,也會在轉瞬之間因為原子自身的坍縮而毀於一旦。原子核和電子將不可避免地放出輻射並互相中和,然後把盧瑟福和他的實驗室,乃至整個英格蘭,整個地球,整個宇宙都變成一團混沌。
不過,當然了,雖然理論家們發出如此陰森恐怖的預言,太陽仍然每天按時升起,大家都活得好好的。電子依然快樂地圍繞原子打轉,沒有一點失去能量的預兆。而丹麥的年輕人尼爾斯·玻爾照樣安安全全地抵達了曼徹斯特,並開始譜寫物理史上屬於他的華彩篇章。
玻爾沒有因為盧瑟福模型的困難而放棄這一理論,畢竟它有著α粒子散射實驗的強力支持。相反,玻爾對電磁理論能否作用於原子這一人們從未涉足過的層麵,倒是抱有相當的懷疑成分。曼徹斯特的生活顯然要比劍橋令玻爾舒心許多,雖然他和盧瑟福兩個人的性格是如此不同,後者是個急性子,永遠精力旺盛,而他玻爾則像個害羞的大男孩,說一句話都顯得口齒不清。但他們顯然是絕妙的一個團隊,玻爾的天才在盧瑟福這個老板的領導下被充分地激發出來,很快就在曆史上激起壯觀的波瀾。
1912年7月,玻爾完成了他在原子結構方麵的第一篇論文,曆史學家們後來常常把它稱作“曼徹斯特備忘錄”。玻爾在其中已經開始試圖把量子的概念結合到盧瑟福模型中去,以解決經典電磁力學所無法解釋的難題。但是,一切都隻不過是剛剛開始而已,在那片還沒有前人涉足的處女地上,玻爾隻能一步步地摸索前進。沒有人告訴他方向應該在哪裏,而他的動力也不過是對於盧瑟福模型的堅信和年輕人特有的巨大熱情。玻爾當時對原子光譜的問題一無所知,當然也看不到它後來對於原子研究的決定性意義,不過,革命的方向已經確定,已經沒有什麼能夠改變量子論即將嶄露頭角這個事實了。
在濃雲密布的天空中,出現了一線微光。雖然後來證明,那隻是一顆流星,但是這光芒無疑給已經僵硬而老化的物理世界注入了一種新的生機,一種有著新鮮氣息和希望的活力。這光芒點燃了人們手中的火炬,引導他們去尋找真正的永恒的光明。
終於,7月24日,玻爾完成了他在英國的學習,動身返回祖國丹麥。在那裏,他可愛的未婚妻瑪格麗特正在焦急地等待著他,而物理學的未來也即將要向他敞開心扉。在臨走前,玻爾把他的論文交給盧瑟福過目,並得到了熱切的鼓勵。隻是,盧瑟福有沒有想到,這個青年將在怎樣的一個程度上,改變人們對世界的終極看法呢?
是的,是的,時機已到。偉大的三部曲即將問世,而真正屬於量子的時代,也終於到來。
飯後閑話:諾貝爾獎得主的幼兒園
盧瑟福本人是一位偉大的物理學家,這是無需置疑的。但他同時更是一位偉大的物理導師,他以敏銳的眼光去發現人們的天才,又以偉大的人格去關懷他們,把他們的潛力挖掘出來。在盧瑟福身邊的那些助手和學生們,後來絕大多數都出落得非常出色,其中更包括了為數眾多的科學大師們。
我們熟悉的尼爾斯·玻爾,20世紀最偉大的物理學家之一,1922年諾貝爾物理獎得主,量子論的奠基人和象征。如本節所描述的那樣,他在曼徹斯特跟隨過盧瑟福。
保羅·狄拉克(Paul Dirac),量子論的創始人之一,同樣偉大的科學家,1933年諾貝爾物理獎得主。他的主要成就都是在劍橋卡文迪許實驗室做出的(那時盧瑟福接替了退休的J.J.湯姆遜成為這個實驗室的主任)。狄拉克獲獎的時候才31歲,他對盧瑟福說他不想領這個獎,因為他討厭在公眾中的名聲。盧瑟福勸道,如果不領獎的話,那麼這個名聲可就更響了。
中子的發現者,詹姆斯·查德威克(James Chadwick)在曼徹斯特花了兩年時間在盧瑟福的實驗室裏。他於1935年獲得諾貝爾物理獎。
布萊克特(Patrick M. S. Blackett)在一次大戰後辭去了海軍上尉的職務,進入劍橋跟隨盧瑟福學習物理。他後來改進了威爾遜雲室,並在宇宙線和核物理方麵作出了巨大的貢獻,為此獲得了1948年的諾貝爾物理獎。
1932年,沃爾頓(E.T.S Walton)和考克勞夫特(John Cockcroft)在盧瑟福的卡文迪許實驗室裏建造了強大的加速器,並以此來研究原子核的內部結構。這兩位盧瑟福的弟子在1951年分享了諾貝爾物理獎金。
這個名單可以繼續開下去,一直到長得令人無法忍受為止:英國人索迪(Frederick Soddy),1921年諾貝爾化學獎。匈牙利人赫維西(Gee von Hevesy),1943年諾貝爾化學獎。德國人哈恩(Otto Hahn),1944年諾貝爾化學獎。英國人鮑威爾(Cecil Frank Powell),1950年諾貝爾物理獎。美國人貝特(Hahe),1967年諾貝爾物理獎。蘇聯人卡皮查(P.L.Kapitsa),1978年諾貝爾化學獎。