而带负电荷的电子则一粒粒地“镶嵌”在这个圆球上。这样的一幅画
面，也就是史称的“葡萄干布丁”模型，电子就像布丁上的葡萄干一样。
但是，1910年，卢瑟福和学生们在他的实验室里进行了一次名留青史的实验。他们用α粒
子（带正电的氦核）来轰击一张极薄的金箔，想通过散射来确认那个“葡萄干布丁”的大
小和性质。但是，极为不可思议的情况出现了：有少数α粒子的散射角度是如此之大，以
致超过90度。对于这个情况，卢瑟福自己描述得非常形象：“这就像你用十五英寸的炮弹
向一张纸轰击，结果这炮弹却被反弹了回来，反而击中了你自己一样”。
卢瑟福发扬了亚里士多德前辈“吾爱吾师，但吾更爱真理”的优良品格，决定修改汤姆逊
的葡萄干布丁模型。他认识到，α粒子被反弹回来，必定是因为它们和金箔原子中某种极
为坚硬密实的核心发生了碰撞。这个核心应该是带正电，而且集中了原子的大部分质量。
但是，从α粒子只有很少一部分出现大角度散射这一情况来看，那核心占据的地方是很小
的，不到原子半径的万分之一。
于是，卢瑟福在次年（1911）发表了他的这个新模型。在他描述的原子图象中，有一个占
据了绝大部分质量的“原子核”在原子的中心。而在这原子核的四周，带负电的电子则沿
着特定的轨道绕着它运行。这很像一个行星系统（比如太阳系），所以这个模型被理所当
然地称为“行星系统”模型。在这里，原子核就像是我们的太阳，而电子则是围绕太阳运
行的行星们。
但是，这个看来完美的模型却有着自身难以克服的严重困难。因为物理学家们很快就指出
，带负电的电子绕着带正电的原子核运转，这个体系是不稳定的。两者之间会放射出强烈
的电磁辐射，从而导致电子一点点地失去自己的能量。作为代价，它便不得不逐渐缩小运
行半径，直到最终“坠毁”在原子核上为止，整个过程用时不过一眨眼的工夫。换句话说
，就算世界如同卢瑟福描述的那样，也会在转瞬之间因为原子自身的坍缩而毁于一旦。原
子核和电子将不可避免地放出辐射并互相中和，然后把卢瑟福和他的实验室，乃至整个英
格兰，整个地球，整个宇宙都变成一团混沌。
不过，当然了，虽然理论家们发出如此阴森恐怖的预言，太阳仍然每天按时升起，大家都
活得好好的。电子依然快乐地围绕原子打转，没有一点失去能量的预兆。而丹麦的年轻人
尼尔斯?玻尔照样安安全全地抵达了曼彻斯特，并开始谱写物理史上属于他的华彩篇章。
玻尔没有因为卢瑟福模型的困难而放弃这一理论，毕竟它有着α粒子散射实验的强力支持
。相反，玻尔对电磁理论能否作用于原子这一人们从未涉足过的层面，倒是抱有相当的怀
疑成分。曼彻斯特的生活显然要比剑桥令玻尔舒心许多，虽然他和卢瑟福两个人的性格是
如此不同，后者是个急性子，永远精力旺盛，而他玻尔则像个害羞的大男孩，说一句话都
显得口齿不清。但他们显然是绝妙的一个团队，玻尔的天才在卢瑟福这个老板的领导下被
充分地激发出来，很快就在历史上激起壮观的波澜。
1912年7月，玻尔完成了他在原子结构方面的第一篇论文，历史学家们后来常常把它称作
“曼彻斯特备忘录”。玻尔在其中已经开始试图把量子的概念结合到卢瑟福模型中去，以
解决经典电磁力学所无法解释的难题。但是，一切都只不过是刚刚开始而已，在那片还没
有前人涉足的处女地上，玻尔只能一步步地摸索前进。没有人告诉他方向应该在哪里，而
他的动力也不过是对于卢瑟福模型的坚信和年轻人特有的巨大热情。玻尔当时对原子光谱
的问题一无所知，当然也看不到它后来对于原子研究的决定性意义，不过，革命的方向已
经确定，已经没有什么能够改变量子论即将崭露头角这个事实了。
在浓云密布的天空中，出现了一线微光。虽然后来证明，那只是一颗流星，但是这光芒无
疑给已经僵硬而老化的物理世界注入了一种新的生机，一种有着新鲜气息和希望的活力。
这光芒点燃了人们手中的火炬，引导他们去寻找真正的永恒的光明。
终于，7月24日，玻尔完成了他在英国的学习，动身返回祖国丹麦。在那里，他可爱的未
婚妻玛格丽特正在焦急地等待着他，而物理学的未来也即将要向他敞开心扉。在临走前，
玻尔把他的论文交给卢瑟福过目，并得到了热切的鼓励。只是，卢瑟福有没有想到，这个
青年将在怎样的一个程度上，改变人们对世界的终极看法呢？
是的，是的，时机已到。伟大的三部曲即将问世，而真正属于量子的时代，也终于到来。
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饭后闲话：诺贝尔奖得主的幼儿园
卢瑟福本人是一位伟大的物理学家，这是无需置疑的。但他同时更是一位伟大的物理导师
，他以敏锐的眼光去发现人们的天才，又以伟大的人格去关怀他们，把他们的潜力挖掘出
来。在卢瑟福身边的那些助手和学生们，后来绝大多数都出落得非常出色，其中更包括了
为数众多的科学大师们。
我们熟悉的尼尔斯?玻尔，20世纪最伟大的物理学家之一，1922年诺贝尔物理奖得主，量
子论的奠基人和象征。在曼彻斯特跟随过卢瑟福。
保罗?狄拉克（paul dirac），量子论的创始人之一，同样伟大的科学家，1933年诺贝尔
物理奖得主。他的主要成就都是在剑桥卡文迪许实验室做出的（那时卢瑟福接替了j.j.汤
姆逊成为这个实验室的主任）。狄拉克获奖的时候才31岁，他对卢瑟福说他不想领这个奖
，因为他讨厌在公众中的名声。卢瑟福劝道，如果不领奖的话，那么这个名声可就更响了
。
中子的发现者，詹姆斯?查德威克（james chadwick）在曼彻斯特花了两年时间在卢瑟福
的实验室里。他于1935年获得诺贝尔物理奖。
布莱克特（patrick m. s. blackett）在一次大战后辞去了海军上尉的职务，进入剑桥跟
随卢瑟福学习物理。他后来改进了威尔逊云室，并在宇宙线和核物理方面作出了巨大的贡
献，为此获得了1948年的诺贝尔物理奖。
1932年，沃尔顿（e.t.s walton）和考克劳夫特（john cockcroft）在卢瑟福的卡文迪许
实验室里建造了强大的加速器，并以此来研究原子核的内部结构。这两位卢瑟福的弟子在
1951年分享了诺贝尔物理奖金。
这个名单可以继续开下去，一直到长得令人无法忍受为止：英国人索迪（frederick
soddy），1921年诺贝尔化学奖。瑞典人赫维西（georg von hevesy），1943年诺贝尔化
学奖。德国人哈恩（otto hahn），1944年诺贝尔化学奖。英国人鲍威尔（cecil frank
powell），1950年诺贝尔物理奖。美国人贝特（hans bethe），1967年诺贝尔物理奖。苏
联人卡皮查（p.l.kapitsa），1978年诺贝尔化学奖。
除去一些稍微疏远一点的case，卢瑟福一生至少培养了10位诺贝尔奖得主（还不算他自己
本人）。当然，在他的学生中还有一些没有得到诺奖，但同样出色的名字，比如汉斯?盖
革（hans geiger，他后来以发明了盖革计数器而著名）、亨利?莫斯里（henry mosley，
一个被誉为有着无限天才的年轻人，可惜死在了一战的战场上）、恩内斯特?马斯登
（ernest marsden，他和盖革一起做了α粒子散射实验，后来被封为爵士）……等等，等
等。
卢瑟福的实验室被后人称为“诺贝尔奖得主的幼儿园”。他的头像出现在新西兰货币的最
大面值——100元上面，作为国家对他最崇高的敬意和纪念。
五
1912年8月1日，玻尔和玛格丽特在离哥本哈根不远的一个小镇上结婚，随后他们前往英国
展开蜜月。当然，有一个人是万万不能忘记拜访的，那就是玻尔家最好的朋友之一，卢瑟
福教授。
虽然是在蜜月期，原子和量子的图景仍然没有从玻尔的脑海中消失。他和卢瑟福就此再一
次认真地交换了看法，并加深了自己的信念。回到丹麦后，他便以百分之二百的热情投入
到这一工作中去。揭开原子内部的奥秘，这一梦想具有太大的诱惑力，令玻尔完全无法抗
拒。
为了能使大家跟得上我们史话的步伐，我们还是再次描述一下当时玻尔面临的处境。
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