作者：姬扬
在道尔顿、布朗、爱因斯坦、佩兰的共同努力下 ， 人类已经达成了共识：原子是切实存在的 。
但道尔顿的现代原子论里提到“原子是不可再分的” 。 那原子真的就是构成物质的最小单元吗？原子里面还能不能继续拆分？
解决这一问题的 ， 是三代师生 ， 约瑟夫·汤姆森、欧内斯特·卢瑟福、詹姆斯·查德威克 。
葡萄干布丁模型——拨开原子的第一层面纱
最早打开原子内部结构的科学家 ， 是汤姆森 。
汤姆森在研究β射线的时候 ， 发现β射线是由一种带负电粒子构成的 ， 这种粒子被称作电子 。
汤姆森认为 ， 在每个原子里面应该都有这样的电子 。 而且 ， 汤姆森还提出了他的葡萄干布丁原子模型：每个原子就像是一个葡萄干布丁 ， 正电荷和布丁一样 ， 均匀分布在整个原子里 ， 带负电荷的电子 ， 和葡萄干一样 ， 撒在布丁上 。
虽然在教科书上对这个模型的评价并不高 ， 只是一带而过 ， 但这个模型自有它的重要意义 ， 它说明了一点 ， 原子是可以继续拆分的 。 而继续拆分的任务 ， 就交给了他的学生——卢瑟福 。
“炼金术士”卢瑟福的原子模型
1901年 ， 卢瑟福在研究放射性元素“钍”的时候 ， 发现钍元素能够向外释放出α射线 ， 更另人惊讶的是 ， 在衰变之后 ， 钍元素变成了另一种元素 。
一种元素能够转变成另一种元素 ， 过去这件事只存在于炼金术士的幻想中 ， 现在卢瑟福竟然证实了 ， 这一重大的发现 ， 让卢瑟福获得了1908年的诺贝尔化学奖 。
顺便提一下 ， 卢瑟福拿到诺贝尔化学奖之后并不高兴 。 他觉得自己明明是个物理学家 ， 怎么都应该拿诺贝尔物理学奖 。
但诺奖对卢瑟福来说并不重要 ， 他通过对放射性元素的研究 ， 认定了一件事：放射性元素释放出来的能量 ， 来自于原子内部 。 当时 ， 包括居里夫人在内的很多人都认为 ， 放射性物质的能量是从外部吸收来的 。 所以 ， 卢瑟福认为居里夫人对放射性还不够了解 。
如果原子内部能够放出各种各样的射线 ， 这又指向了一件事情：原子还可以继续往下拆 。
那原子里面到底有什么呢？于是 ， 卢瑟福开始用α粒子 ， 对原子发动了轰击 。 这就是著名的“金箔实验” 。
1908年 ， 卢瑟福在助手盖革的帮助下 ， 一起用α粒子继续轰击金箔 。 他们发现 ， α粒子在透过金箔的时候 ， 大部分粒子都是直直地穿过 ， 而很少一部分粒子发生了偏移 ， 卢瑟福称之为散射 ， 而还有极少数粒子 ， 发生了非常大的偏移 。
异常现象背后一定有原因 ， 卢瑟福就把研究重点放在这些偏转很大的粒子身上 ， 他甚至让助手去找 ， 有没有被反弹回来的α粒子 。 虽然卢瑟福本人没抱什么希望 ， 可助手竟然真的发现了 ， 有非常非常少的粒子 ， 被直直地反弹回来了 。
用卢瑟福自己的话来说 ， 这就像你拿一门炮去轰一片纸巾 ， 结果炮弹竟然被纸巾弹回来了 。 这些被弹回的粒子 ， 就犹如一发炮弹 ， 击中了卢瑟福的想象力 。
当时 ， 卢瑟福已经知道了 ， α粒子是带有正电荷的 ， 如果发生了这么大幅度的偏转 ， 一种可能是 ， 它们受到了非常大大的电磁力作用 。 被弹回的粒子 ， 应该是直直撞上了这个电荷集中的地方 ， 这个地方就是原子核 。
根据推算 ， 原子核应该非常非常小 ， 就像鸟巢体育馆当中放了一个网球 。
可是按照他老师汤姆森的葡萄干布丁模型 ， 原子里的正电荷应该是均匀分布的 ， 不应该有哪个地方存在这么集中的正电荷 。 难道老师之前说的一直是错的？
卢瑟福是一个极其严谨的人 ， 他并没有急着公开自己的发现 。 他花了将近4年时间 ， 确认了大量的数据 ， 再确认万无一失之后 ， 在1911年 ， 卢瑟福模型首次公布了 。
卢瑟福认为：原子不是坚不可摧的 ， 原子中间是一个极小的带正电的原子核 ， 外面是绕着它高速旋转的电子 。
眼下 ， 卢瑟福还有更重要的事情要做 ， 他需要搞清楚原子核里头到底是什么 。
卢瑟福继续用他钟爱的α粒子轰击其他原子 。 在轰击氮原子的时候 ， 卢瑟福发现了一个现象 ， α粒子和氮原子碰撞的时候 ， 会出现氢原子核 ， 也就是后来的质子 。
能撞出氢原子核 ， 这说明了一个问题 ， 氢原子核可能是氮原子核的组成成分 。 而且 ， 氢原子核的质量非常轻 ， 其他原子核的质量都是它的整数倍 ， 有没有可能 ， 氢原子核是所有原子核的组成成分？
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