挖土豆的小孩成为了“炼金术士”

最后一个土豆

卢瑟福的家庭并不富裕，他的父亲是从苏格兰到新西兰的移民，以种植亚麻和裁锯铁路所需的枕木为生，他的母亲是一名乡村小学的教员。卢瑟福从小就帮着父亲开垦土地和劳作。他小时候在村里的学校上学，虽然成绩优异，但是大家并没有想到他以后会成为一位科学家。

小学毕业后，他以优异的成绩考入纳尔逊中学，并获得了奖学金。后來，他参加了新西兰大学的奖学金考试，也顺利考上。得知考试结果的那天，卢瑟福正在地里挖土豆。他的母亲兴奋地挥舞着手臂大声朝他喊道：“欧内斯特，你考上了！”卢瑟福一开始没明白母亲指的是什么考上了，过了一会儿，他突然明白了母亲的意思，随即甩掉手中的铁锹，说道：“这也许是我挖的最后一个土豆吧。”

而后，卢瑟福来到新西兰大学读书并顺利获得理学学士、文学学士、文学硕士学位。1895年，卢瑟福从新西兰大学毕业后，在“1951奖学金”的资助下到英国卡文迪许实验室深造。1898年，他又到加拿大麦吉尔大学担任物理学教授。1907年，他返回英国，到曼彻斯特大学任物理系主任。1919年，他到卡文迪许实验室当主任。在科研领域，他取得了众多开创性成果，首先提出放射性半衰期概念，他带领团队成功证实原子的中心有原子核，根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，发现质子，首次实现人工核聚变反应，等等。

物理学家缘何获诺贝尔化学奖

1908年，卢瑟福荣获诺贝尔化学奖，获奖原因是他在“对元素衰变以及放射化学的研究”上取得了重要成果。化学元素半衰期一词就是卢瑟福引入的。卢瑟福在研究钍的射气（实际上就是氡气）时，发现钍射气的放射性衰减得很快，后来发现镭、锕产生的射气也有这些特征。为了更好地描述这一规律，卢瑟福引入了半衰期一词。卢瑟福指出，铀、钍和镭的明显不变的放射性强度，是因为它们的半衰期比人的寿命长得多。后来，卢瑟福还将他对化学元素放射性的研究写成了一本书——《放射性》，该书也成为了这一领域的经典著作。而后，卢瑟福在研究中发现铀、镭、钍原子可以自发裂解，在裂解的过程中，它们产生α和β粒子，这一发现打破了之前奉行的原子永恒不变学说。

获得诺贝尔化学奖的卢瑟福也有些意外。在他的一生中，他经历过各种不同的变化，但最快的变化要算这一次了，因为他竟然从物理学家一下子变成了化学家。他曾说：“我一个搞物理的怎么就得了个化学奖呢？这是我一生中绝妙的一次玩笑。”

撕裂原子的“炼金术士”

1937年，卢瑟福出版《当代炼金术》一书，他在研究中分解了原子，成为世界上第一个成功的“炼金术士”（卢瑟福不太喜欢这个头衔）。卢瑟福的实验装置十分简单，装置内的气体可以通过活栓通入或抽出，装置内的放射源可以左右移动，往装置中充入氮气，并进行观测实验。卢瑟福及其学生通过威尔逊云室的记录，找到了氮气在α粒子轰击下产生氢核的证据。卢瑟福将从氮中轰击出来的粒子称为质子。

参考资料

[1]田川.纪念原子核物理学家E·卢瑟福诞辰150周年[J].物理教师，2021，42（10）：72-75.

[2]赵继军，刘婵，刘树勇.发现质子-中子-核裂变的“三部曲”：纪念卢瑟福原子核结构探索百年[J].物理通报，2015（5）：122-126.

[3] 王艺霖，周顺.卢瑟福：嬗变与质子[J].现代物理知识，2019，31（5）：60-62.

欧内斯特·卢瑟福

欧内斯特·卢瑟福（1871—1937），著名物理学家，1908年诺贝尔化学奖获得者，被誉为“原子核物理学之父”。1871年，他生于新西兰的一个工人家庭，1895年进入英国剑桥大学卡文迪许实验室。1911年，他根据α粒子散射实验现象提出原子核式结构模型，该实验被评为“物理最美实验”之一。他提出了原子结构的行星模型，为原子结构的研究作出很大的贡献，也为原子物理学这一新的科学领域作了许多开创性的工作。