重生之大科学家 作者:何事公-第22部分

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我相信，这本书中的观点可以为化学研究提供一个全新的视角。”孙元起说到这里，心中确实自信满满，“今天，有很多教授和同学来听讲座，我想就《化学原理》——暂时还是用这个大家比较熟悉的名字吧，我承认，原先的名字实在太长——其中的主要观点以及来龙去脉，进行一个大致的陈述。”

“首先，我们来说说原子……”

孙元起滔滔不绝地说了近三个小时，口干舌燥，好在有人不停地给他送上咖啡。因为是面向大学生为主的群体，所以比较深入浅出，台下的学生们都心领神会，一副兴趣盎然的样子。只是这些大多都在《化学原理》那本书中提到过，稍微地加以提炼和扩充罢了。恐怕台下读过这本书的教授们，会觉得有一些乏味：“在传统的自然科学领域，化学反应和物理反应是截然分开的，各自具有明确的定义。在我近期思考中，发现了一个有趣的问题，就是一种全新的反应模式，类似于古代的炼金术，或者说就是古代的炼金术。这个方面的进展，涉及的问题会比较多，相信以后会成为学术研究的重点。如果大家有兴趣，会在后天的伯克利分校中听到。好的，今天的演讲就是这些。谢谢大家的听讲。”

下面报以热烈的掌声。

戴维·林特教授走上讲台，和孙元起握了握手，感谢他的演讲。然后转过身：“让我们感谢约翰逊教授的精彩演讲。”

掌声过后，戴维继续说：“约翰逊教授的演讲非常精彩，对于元素本质、元素周期表、化学反应的分析都是独特的、令人信服的。关于演讲，大家有什么问题么？”

有一个学生举手：“约翰逊教授，您好，您的演讲确实非常棒，您所提出的观点也很有说服力。我在听的时候，一直有个问题困扰我：您说原子核外层电子，第一层稳态为2个电子，第二层为8个，第三层也是8个，第四、第五层则是18个。但为什么这样呢？而且电子不像人类一样，知道排队，他们不会紊乱、碰撞之类的么？”

这几乎是所有人都想问的问题：为什么电子分布就这么有规则呢？即便是21世纪学生在初次接触到这个知识的时候，也会发出这个疑问。

“最初，我在写《化学原理》这本小册子的时候，原子核外层电子的分布模式，是按照元素周期表的一种猜想。就是说，假如这样的话，很多东西就可以迎刃而解，并得到合理解释。”孙元起这话是胡扯，因为没有谁比他更明白究竟是怎么回事儿了，“最近，我发现这个猜想是完全正确的，可以通过实验和严格推理来证明，只是比较复杂，还没有写成论文，这需要一到两年的时间。目前，你们只要相信这个分布模式正确即可。”

下面的教授和学生一片哗然，尤其是教授们，表现得更为激烈。戴维也侧过头：“约翰逊教授，恭喜你！如果你真的可以证明的话，现在的自然科学课本都需要重写！”

孙元起微笑着朝他点点头，表示感谢他的夸奖。

接下来的问题都是很简单的，毕竟没有多少人比较深入地了解这方面的知识。他们的提问，很大程度是在用传统的化学理论来验证新理论的正确与否。

等演讲结束，卢瑟福很激动，拉过孙元起：“York，如果你需要时间来验证原子核外层电子的分布模式，我想，麦吉尔大学会提供很好的职位，让你完成这项伟大的工作！”

“如果能和你一起发现和验证原子结构，将是我最大的荣幸！”孙元起对卢大牛一直印象非常好，“……”孙元起还想说什么，卢瑟福已经迫不及待了：“好！这几天，我们先商量一下需要哪些准备工作。然后你到MIT、耶鲁的时候，我便赶往麦吉尔准备。等麦吉尔大学校方一旦应允，我便电报联系你，希望你能到麦吉尔大学完成这项工作！”

1900年6月21日，孙元起来到了美国最有名大学之一的加利福尼亚大学伯克利分校。

伯克利离旧金山并不是很远，加上孙元起在旧金山大学演讲时所留下的尾巴，当孙元起在约翰·马丁、戴维·林特两位教授陪同下走进伯克利的会堂时，里面坐满了人，学生们都在后面，座位不够，很多人就站在那里；前面是一些教授和科研人员，不少人都是花白的头发，戴着夹鼻眼镜；还有几个记者，这可以看得出来，因为他们拿着巨大的照相机，手里还拿着纸笔。

约翰·马丁教授作为伯克利的化学教授，自然是当仁不让的主持人，他首先走上台去：“前天，年青而优秀的科学家扬克·约翰逊教授在旧金山大学发表了有关化学原理的演讲，让很多同仁大受启发。他在演讲的末尾，透露出两个重大的科学进展：一是可以验证他在《化学原理》中所提及的原子核外层电子的分布模式，结果将在一两年内公布，这是改写自然科学课本的伟大成就；二是发现一种全新的反应模式，有别于传统的物理反应和化学反应，用他自己的话说，就是‘炼金术’。今天，在此宣布的就是第二项。现在，有请扬克·约翰逊教授。”

孙元起深吸一口气，然后走上讲台，开始了今天的演讲：“非常感谢加大伯克利分校提供的机会，让我能够汇报我的见解和发现。所谓的‘炼金术’，就是企图把普通金属变为黄金、白银或‘长生丹’的方法。在古代的中国、印度、埃及、亚述、阿拉伯等地都有。把一种金属变成另一种金属，大家可能会自然而然地想到置换反应。这是化学反应中的一种。所谓化学反应，按照《化学原理》一书中的定义，其实就是分子破裂，原子重新排布，形成新物质的过程。而传统所说的物理反应，就是物体改变了形态，而本质没有发生变化的过程。但是，通过某种技术和手段，使得一种元素变成另外一种元素、一种原子变成另外一种原子的反应，应该归属于哪一类呢？这就是我们今天要说的‘炼金术’：核反应（nuclearreaction）。”

下面的听众听到“一种元素变成另外一种元素”“一种原子变成另外一种原子”的时候，明显一阵轻微骚动。而“核反应”这个名词，也是前所未闻。

“这件事首先应该从1896年法国物理学家贝克勒尔发现铀盐的放射性说起……”

“后来，著名的居里夫妇先后发现了钋、镭，这两种元素都具有放射性。关于它们的研究，可以参看我1898年发表在《scinece》上的《铀、钋、镭辐射射线的实验研究》一文。从那篇文章出发，我们可以总结出放射性元素的嬗变理论……”

“铀、钋、镭三种金属的反射性，都是在天然的情况下完成的。但通过分析，我们知道原子是可以发生变化的。能发生哪些变化呢？这是我们在未来一段时间所要研究和探讨的。下面，提到的是我1898年发表在《nature》上的《关于原子结构的实验与猜想》，在该篇论文中，我认为……”

“本次演讲开始时，尊敬的约翰·马丁教授已经提到，原子核外层电子的分布模式，结果将在一两年内公布，所以关于原子结构的不需要再做争议。在座的各位，或许有人读过本人1899年在麦吉尔大学出版的《从原子、原子结构到元素、元素周期表、分子及化学反应本质》，后来改名《化学原理》的一本书。在书中，我提出，不同元素的原子结构，大致是这样的……”

“综合上面的论述，我们可以看到，如果通过某种技术或手段，使得某一种或某两种元素的原子核发生变化，是不是会变成另外一种或数种元素呢？于是，‘我’做了一个有趣的实验……”孙元起在黑板上画出了一个实验简图孙元起说到的，是人类历史上第一个人工核反应，由卢瑟福在1919年完成。实验用钋（Po）放出的α粒子为枪弹，去射击氮气，结果有五万分之一的概率，α粒子与氮气（n）发生反应，变成氧（O）和质子。这是人类历史上第一次人工实现“点金术”，使得一种元素变成另一种元素。

当孙元起汇报完这个实验结果的时候，下面的教授和学生们都被震惊了：天哪，原来一种元素还可以通过这种方法，变成另外一种元素！

“当然，我认为，这仅仅是核反应的一种，还有更多的核反应等待我们去探索。这些未知的核反应，就有赖于在座的诸位去发现了！”孙元起一鞠躬，结束了这次演讲。

下面寂然无声。

等约翰·马丁教授登上讲台的时候，下面的听众才爆发出一阵热烈的掌声。

约翰·马丁教授很激动：“非常感谢约翰逊教授在伯克利的讲台上，公布他最新的研究成果，这是伯克利的光荣与骄傲。约翰逊教授的实验结果，如果被证实是可靠的话，那么我们对于物质本身的认识，毫无疑问将前进一大步，这是人类科技进步发展的里程碑！我们伯克利分校将在最短的时间内，重复约翰逊教授的实验，并尽快公布结果。下面，是自由提问时间，请大家举手发问？”

或许是内容已经远远超出人们的知识范畴，很多人都已经发呆失声。只有一个人举起手：“请问，尊敬的约翰逊教授，你是如何想到这个实验的呢？”

这个问题让孙元起很挠头，书上可没说为什么，只好胡诌：“那么因为空气中氮气最丰富。”

“也就是说，你认为空气中的氧气可能来自于氮气？”那个人反问道。

“我认为，存在这种可能性，但不是唯一的。因为某些豆科植物可以吸附氮气，然后光合作用产生氧气。”孙元起答道。

第二十二章生无可忌非奇士

孙元起并没有在伯克利多呆，因为身边还有耶鲁、MIT的接待人员，不宜耽误太久。而卢瑟福在听完孙元起的演讲之后，即迅速搭车回麦吉尔准备实验所需的光谱仪等设备了。当踏上火车的时候，约翰·马丁教授正在实验室准备验证孙元起所说的实验，戴维·林特教授亲自送行，并表示美国化学会将在纽约站迎接恭候他的大驾。

在火车上，和孙元起聊得最多的，不是耶鲁大学校友会的麦克·唐纳森先生，也不是MIT理学院的梅克斯·罗西教授，而是罗西教授的女儿艾琳娜。这位十七八岁的少女，现在为芝加哥大学教育系一年级的学生，长得只能说是中人之姿，五官端正，鼻梁上可以看见不少雀斑，这是白种人的通病。身材倒是不错，这则是白种人的优势所在。穿着长裙，像只大蝴蝶，在车厢里跑来跑去，不时“咯咯咯”地轻笑，是个活泼好动的姑娘。所谓“十八无丑女”，而且说话的时候比较直爽，倒不是一个讨厌的人。即便是孙元起这种喜欢安静的人，在这个时候也可以暂时忘记远离家国的忧郁。

艾琳娜似乎对来自远东的孙元起充满了好奇，不到一天，就把孙元起能够公开的底细打听个一清二楚。当孙元起望着窗外沉思的时候，她就坐在一旁盯着孙元起看，等孙元起发现了，她便“咯咯咯”地笑着跑开了。

和耶鲁大学校友会的麦克·唐纳森先生在一起的时候，孙元起很担心唐纳森先生问起自己在耶鲁学习时候的情况，哪怕是询问一点有关耶鲁的东西，孙元起都会立马露馅。可是唐纳森先生很善解人意，从来不会和他说及这方面的问题，在谈话中，他似乎对中国的饮食和风俗更感兴趣。

梅克斯·罗西教授是研究物理的严谨学者，对于孙元起先后提出的能量子、光量子总是持有谨慎的怀疑。根据与他辩论的感觉，孙元起几乎能够猜到，他很有可能是某期《science》批评自己的特约评论员。不过和他在一起，可以避免与唐纳森先生提心吊胆的问答，物理又是自己的所长，对于物理发展的前世今生算得上是了如指掌，于是天南海北地和他胡侃，把力学、电磁学、热学、光学等各个物理学分支都说了一通。估计学过物理的都能说出个大概，但照孙元起这般能说出个子丑寅卯、一二三四的，不多见。

这是一段漫长的旅程，火车以每小时三四十公里的速度横穿美国，这需要一周多的工夫。很多时候，孙元起是在和罗西教授讨论物理的发展前景，唐纳森先生和艾琳娜则是忠实的听众。比如说到随着物理的发展，人类通讯手段将逐步提高，收音机、电视的出现及其实现的大致原理，三位听众都被这个如同凡尔纳笔下故事一般的幻想所打动。

艾琳娜痴痴地问道：“既然收音机、电视那么好玩，那你为什么不把它们造出来呢？”

“很简单：一、我没钱；二、我没时间。”孙元起摊开双手。

一直很少说话的唐纳森先生这时候突然说：“York，如果可能的话，我想耶鲁大学愿意为此成立实验室，并聘请您作为教授，专门就此展开研究。”

罗西教授也说：“耶鲁大学虽然鼎鼎有名，但是自然科学研究实力一向比较薄弱，如果约翰逊教授留在美国，MIT作为专门的理工学院，很有诚意地邀请您到MIT工作。当然，如果您在别的学校任教，我们可以通过其他方式进行合作。”

孙元起摆摆手：“感谢两位的邀请。今年下半年，我要去加拿大麦吉尔大学，与卢瑟福教授就原子核外电子分布模式进行验证，恐怕一时间分不开身的……”

“原子核外电子分布模式……那有什么用？还是收音机、电视好玩，你为什么不先研究它们呢？”艾琳娜毕竟是教育系的学生，对于这种高深的东西不感兴趣，倒是这种娱乐的东西比较吸引她。

等火车到了纽约，果然看见出站口有人举着牌子，和卢瑟福在旧金山手工制作的好许多，也正式许多。艾琳娜跑过去一问，果然是美国化学会的。

孙元起连忙走过去，与大家见了礼。

今天，代表美国化学会来接孙元起的是爱德伍德·哈特（EdaloftheAme日canchemicalsociety，简称JAcs）主编。在相互介绍完之后，这位五六十岁的老人就开玩笑地说：“扬克——我想我可以这样称呼你——你的年青可真让我们嫉妒！”

在这群人中，除了艾琳娜，就数孙元起最年轻。孙元起只好耸耸肩：“您知道么，年青的最大坏处，就是很难让别人相信你说出的话。”

周围的人一片笑声。

哈特先生拉着孙元起的手：“时间和实践会证明一切。对了，我们接到约翰和戴维的来电，他们分别报告了你的讲座。戴维说，你的讲座非常成功，他的学生都成为了你的信徒。约翰正在实验室做你说的‘核反应’实验，很快就会有结果，希望我们能一起见证历史。”

“感谢美国化学会的帮助与支持，尤其是尊敬的马丁教授和林特教授！”孙元起一并感谢了他们的接待。

“边走边说。旅馆已经安排好了，他们会安排把行李送到你的住处的。”老哈特拉着孙元起往外走，“对了，我们化学会希望，你能给我们详细地介绍你的杰出著作——《化学原理》中所阐述的观点。你知道吗？他们简直对你的观点着了迷！”

“那是我的荣幸！”孙元起拱拱手，表示感谢，“只是不知道化学会在时间上如何安排？”

“从美国的西海岸，来到东海岸，那可是一段遥远而艰辛的旅程，我想，你应该休息两到三天。”老哈特很替人着想，“随后有一周多的时间，我们可以安排三到五次讲座。你以为如何？”

“我想，应该没有什么问题。”孙元起现在想的，就是如何同拉面一样，把那书中的东西抻得长长的。实在不行，就再从后世的化学书中挖一点东西出来，比如各类元素的属性。

老哈特突然想起一件事：“对了，扬克。你在旧金山两次演讲的讲稿，他们已经快要整理出来了，随后会和实验结果一起，寄到这里