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培养10多位诺奖得主,这位新西兰农夫被称为“最伟大的导师”
来源: | 作者:玉关虎竹 | 发布时间: 2021-07-10 | 76 次浏览 | 分享到:

将时间轴拉长到整个科学史,“巨佬”灿若群星,但欧内斯特·卢瑟福的神奇在于,他本人不但是伟大的物理学家,还直接或间接造就了一大批天才,助手和学生中先后有10多人获得诺奖!


在学生眼里,他是“最伟大的导师”,被誉为“从来没有树立过一个敌人,也从来没有失去一位朋友”的人,其所在的实验室,也被称作“诺贝尔奖得主的幼儿园”。


文、编 | 玉关虎竹


01

这是我挖的最后一个土豆


1871年,卢瑟福降生在新西兰某村落的一所小木屋里。


幼年的小卢瑟福与他的兄弟姐妹们相比,看上去没什么区别。如果真说有什么不同的话,那就是他对书籍有着浓烈的兴趣。


10岁时,他便阅读从母亲那儿得到的《物理学入门》,可能是物理学圈子太小,这本书的作者恰巧也是他日后导师的老师。


卢瑟福的父亲在亚麻厂工作,是个勤劳又肯动脑的人,他曾试验用多种不同的方法浸渍亚麻,设计一些小装置以提高工作效率。在父亲的影响下,除了阅读,卢瑟福还着迷于思考和实践。家里的钟表坏了,他不着急扔掉,而是拆开研究里面的结构,三下五除二修好,动手能力“Max”。


虽然他的家庭经济条件不好,但是父母依然非常重视子女的教育,同时对生活保持着乐观豁达的态度,这种良好的家庭氛围对卢瑟福的人格产生了延续一生的影响。


为了缓解经济压力,卢瑟福上小学的时候就利用课余时间到农场做体力活,靠劳动补贴家用。


1895年,在农场挖土豆的卢瑟福收到了英国剑桥大学发来的通知书。当这个乡镇青年得知自己获得了全额奖学金,高兴地扔掉锄头对母亲说:“这是我挖的最后一个土豆啦!”


▲青年卢瑟福


这位科学奇才自此踏上了前往英格兰的旅程,若干年后,成为学术界公认的继法拉第之后最伟大的实验物理学家、原子核物理学之父。


1908年,因为“对元素蜕变以及放射化学的研究”,他顺手还拿了个诺贝尔化学奖。


除去这些成就外,他还像一座灯塔一样,照亮、指引了一批又一批的年轻科学家,帮助他们实现伟业,创下个人培养诺贝尔奖得主人数最多的世界记录。


▲新西兰钞票上印着卢瑟福头像


02

成为学生的“第二个父亲”


1911年,26岁的丹麦小伙子尼尔斯·玻尔渡过英吉利海峡,踏上了大不列颠的科学热土。


然而,玻尔行走在剑桥绿草茵茵的校园里,心思却轻快不起来——这个默默无闻的青年刚来到这里时,曾激动地想象着牛顿和麦克斯韦在此踏过的情景,既欢欣鼓舞又雄心勃勃,可是拜访过卡文迪许实验室的负责人汤姆逊后,他对剑桥失望透顶。


导师J.J.汤姆逊声名煊赫,但对于学生的论文向来漠不关心。玻尔的论文被堆在桌子的角落吃灰,汤姆逊压根儿连一个字也没看过;还有一种说法是,直率的玻尔当面指出了导师著作中的错误,惹得这位高傲的英国人心中不悦——但不管怎样,剑桥让玻尔碰了一鼻子灰,研究进行得完全不顺利。这所闻名世界的学府没有带给玻尔任何灵感。


科学之神眷顾着他,很快,玻尔就遇到人生中的贵人——欧内斯特·卢瑟福。


▲尼尔斯·玻尔


说起来,卢瑟福也是汤姆逊门生。但和这位傲慢的老先生不同,从新西兰农场走出来的卢瑟福延续着家族淳朴敦实的作风,继承了母亲的热诚与善良,对于学生和助手,无微不至地给予关怀,尽可能地提供一切帮助。


一次偶然的机会,玻尔在曼彻斯特见到了刚从第一届索尔维会议上归来的卢瑟福。两人促膝长谈,很快建立了亦师亦友的关系。卢瑟福当机立断,给了玻尔一个实验室名额,而这名年轻的学生也义无反顾地离开剑桥,前往曼彻斯特。


师生二人性格迥异:卢瑟福是急性子,精力充沛、行动果断;玻尔则像个害羞的大男孩,说话结结巴巴。但卢瑟福似乎有一种激发别人灵感与天才的魔力——玻尔的旷世才华很快被他充分地挖掘出来。


在卢瑟福所建立的原子模型基础上,玻尔进行了革命性的突破,他以“论原子和分子的构造” “单原子核体系”和“多原子核体系”为题陆续完成三篇重大论文,于1913年3月至9月陆续寄给了远在曼彻斯特的卢瑟福,并由后者推荐发表在《哲学杂志》上——这就是量子物理史上划时代的“伟大的三部曲”,直接推动量子力学进入“青年时代”。


玻尔后来评价道:“卢瑟福是我的第二个父亲”。


03

一位伟大的导师必须是伟人


卢瑟福是一个人格魅力爆棚的人。



他心胸宽广,学生不论国籍、不论阵营皆视作己出。有学生对此曾颇有感触地评价道:“卢瑟福在曼彻斯特和剑桥的实验室,是有幸出国学习的那些海外学生的麦加……他是一个真正的国际主义者,随时相信不论是否是本地的、各色人种的和不同信仰的工作人员的成就”。


前苏联人彼得·卡皮查在卢瑟福领导下工作了14年,虽是异邦人,卢瑟福却分外喜欢这个有思想、有个性的年轻人。说起两人相遇的经过,也算是一段趣事:


卡皮查问:“卢瑟福先生,我能来卡文迪许做一名研究生吗?”


“对不起,我这里的名额已经满员。”


“实验室里的名额允许不允许有一点儿误差啊?”


“一般不得超过10%。”


“那就好办,你们一共三十人,加我一个还在允许范围之内。”


卢瑟福笑了,他一看这就是个十分聪明的青年,便高兴地说:“好,收下你。”


▲彼得·卡皮查


卢瑟福任命卡皮查为自己所创的蒙德实验室的主任,专门用于研究电磁场。卡皮查为了表示对老师的敬重,在实验室的大门上雕了条鳄鱼,表示老师坚忍不拔的高贵品质。


每星期五下午,卢瑟福都要让妻子准备一个茶会来招待他的学生。大家边喝茶,边讨论问题,许多新思想、新的实验设计方案就在这时诞生。助手们后来回忆说:“他倾听一个学生发言时,就好像在恭听一个公认的科学权威的意见。”


1934年,卡皮查回到苏联,因为政治原因,他从此不被准许返回英国。卢瑟福写信向苏联政府交涉无果,叹息道:“卡皮查的研究刚刚起步,他离开这里的实验室将一事无成。既然他们不让人回来,我就将仪器送去吧。”后来,他真的千方百计将实验仪器运送给了弟子。


卢瑟福去世时,卡皮查万分悲痛。他在一篇悼念的文章中写道:


“卢瑟福不仅是一位伟大的科学家,而且也是一位伟大的导师,在他的实验室中培养出如此众多杰出物理学家,恐怕没有一位同时代的科学家能与卢瑟福相比。科学史告诉我们,一位杰出科学家不一定是一位伟人,而一位伟大的导师则必须是伟人。”


04

卢瑟福与他的中国学生


中国科学院院士、高能物理学家张文裕也曾做过卢瑟福的学生。


▲张文裕(图右)


虽然那时候卢瑟福的生命已经快走向尽头,两人相处只有两年,这位英国物理学家的音容笑貌还是给张文裕先生留下了铭刻一生的印象:


卢瑟福重视实验,要求严格——

“卢瑟福教学生做实验,要求非常小心,要求用各种办法,从不同的角度做,强调正确的实验结果一定要能够重复。”


卢瑟福不单是好的物理学家,也是好的导师和领导人——

“实验室的研究方向﹑领域,以及每年的研究题目,都是他和几位副主任讨论决定的,也经常与研究生商量讨论,民主风气很浓。在他的带动下,这个研究集体不争名夺利,大家都能做到互相帮助,互助互让。”


卢瑟福先生有人情味——

“每个季度,总有一两次,我们被请到他家做客。这时一般不大谈物理,卢瑟福和夫人以极大的兴趣向我们外国学生了解各国的风俗习惯。师生关系十分融洽。”

(引用出自张文裕先生《回忆卢瑟福》)


1937年,南京沦陷,张文裕愤然欲回国。卢瑟福劝阻张文裕将研究做下去,如果经济有困难,他可以想办法。张文裕救国心切,没有听从导师的意见,不久后卢瑟福在伦敦做手术不幸离世,谈话竟成了最后的诀别。


张文裕深觉悲痛,后来回忆道:


“卢瑟福的逝世是科学界的巨大损失。噩耗传来,卡文迪什完全笼罩在悲痛的气氛中。我们都到伦敦参加了他的葬礼。从葬礼的隆重可以感受到他的贡献﹑他的为人和他的影响。”


英国人将卢瑟福与牛顿和法拉第并排安葬,享年66岁。


在卢瑟福的悉心培养下,他的学生和助手有多人获得了诺贝尔奖:


1921年,卢瑟福的助手索迪获诺贝尔化学奖;

1922年,卢瑟福的学生阿斯顿获诺贝尔化学奖;

1922年,卢瑟福的学生玻尔获诺贝尔物理学奖;

1927年,卢瑟福的助手威尔逊获诺贝尔物理学奖;

1935年,卢瑟福的学生查德威克获诺贝尔物理学奖;

1948年,卢瑟福的助手布莱克特获诺贝尔物理学奖;

1951年,卢瑟福的学生科克拉夫特和瓦耳顿,共同获得诺贝尔物理学奖;

1978年,卢瑟福的学生卡皮茨获诺贝尔物理学奖


纵观卢瑟福的一生,他的伟大可以说是具有多重性的,也是无比难得的:自身成就高不说,还热衷于成就他人的伟大。


▲ 参考资料:

1.《数理化通俗演义》,梁衡

2.《上帝掷骰子吗?量子物理史话》,曹天元

3. 回忆卢瑟福,张文裕