沿着前人的路发现新风景

文／陈冠文

在他人的研究中，尤其是最新的研究成果中，常常有许多未被发现的“盲区”，值得人们去挖掘、去扩展。科技工作者必须善于捕捉、理解和接受新思想、新事物，从而激发自己的创造力，最终在获得新发现。

大学毕业前，居里夫人在李普曼教授的实验室，从事各种钢铁的磁性研究。1896年，大学毕业后，她决心考博士，并准备重新确定自己的研究方向。

恰好那一年，法国物理学家贝克勒尔发现一种铀盐能自动地放射出一种性质不明的射线。这引起居里夫人的极大兴趣。于是，她选定“对放射性物质的研究”作为自己新的研究方向。

1897年，居里夫人开始了对放射线性质及其来源的实验研究。她通过实验判断：放射性是原子的特性；除铀以外其他元素也可能具有放射性。不久，她就发现了另一种放射性元素——钍。两年后，她又从沥青矿渣中提炼出比铀和钍的放射性更强的放射性元素镭，从而获得了诺贝尔物理学奖。

有趣的是，1934年1月，费米小组在得知居里夫人的女儿和女婿——约里奥·居里夫妇发现人工放射性的消息后，也沿着他们的研究方向进行深入研究，结果发现了“慢中子效应”。

1934年，他们开始进行人工放射性实验：用中子轰击的各种金属制成空心圆筒，再把圆筒放进铅盒，用盖革计数器对被中子轰击的金属所辐射出的粒子进行计数。

当年10月的一天，费米小组在做中子源放出的中子打击银圆筒时，蓬泰科尔沃突然看到一个奇怪的现象：当把银圆筒分别放在铅盒中央和一角时，银的放射性有明显的不同。以后几天，他们又发现，装着放射源的银筒周围的东西都会影响银的放射性。

10月22日早上，他们把中子源放在一个在石蜡块上挖出的孔里，再用来辐射银圆筒时，发现盖革计数器不停的“咔咔”响。奇怪，石蜡竟把放射性的听觉感应提高了100倍。

为什么用石蜡阻挡中子辐照银圆筒时，会使银产生如此强的放射性呢？

费米经过周密研究和深入思考之后，认为，石蜡里含有大量的氢，氢核是具有与中子质量基本相同的质子。当中子源被封在石蜡块里时，中子就已经击中了石蜡中的质子，因而失去了一部分能量，所以运行速度就慢了下来。中子击中石蜡中的中子越多，失去的能量越多，它的速度就会越慢。因而被银原子俘获的机会也越多。

费米想，如果是这样的话，那么任何含氢成分多的物质都应该具有与石蜡相似的效果。这时，他想到了含氢多的水，进而又想到了实验室后面花园里的金鱼喷水池。

于是，在10月22日下午，他们把中子源和银圆筒带到了水池旁，在水下进行中子轰击银圆筒的实验。结果，证实了费米的理论解释：水把银的人工放射性增加了许多倍。这就是著名的、被称为“现代科技史上最动人、最有诗意”的金鱼池实验。

后来，费米用慢中子——能量小于1电子伏的中子打击天然铀，发现了铀的嬗变。

慢中子的发现，使人们有了轰击元素的又一有效武器。费米领导的小组，于1942年12月2日在美国首次建成了可以控制的核裂变反应装置，即原子反应堆。苏联则在1954年6月首次建成了原子能发电站……

费米等人发现的慢中子效应，不但有重大的理论意义，而且有着重要的实用价值。