第七部分

个人回忆

一些个人回忆

在圣邓斯坦学院上学后，我17岁时去了伦敦大学学院，在那里我师从F·T·特劳顿学习物理。所有物理化学家都从特鲁顿定律中知道他的名字，给出了潜热、分子量和沸点之间的关系，这是他在学生时代通过一个下午对物理常数的操作发现的。在海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）发现电磁波之后，作为天才G.F.FitzGerald的合作者，他对电磁波进行了基础实验，随后他忙于建立以太漂移的实验尝试。这些实验的负面结果为第一个相对论铺平了道路。特鲁顿是一个迷人、富有同情心、幽默的爱尔兰人，对物理有着极大的热爱。19岁时，我以一流的物理学荣誉获得了理学学士学位，他以极大的善意鼓励我进行研究，我在他的实验室里进行了我的第一项关于金属蠕变的工作，这项工作奠定了我的理论基础^(1/3)法律。

1910年，我获得了1851年的展览奖学金，并带着它去了海德堡，因为我想在一所德国大学工作，并被那里的物理教授菲利普·勒纳德的名字所吸引，他因在电子方面的基础性工作于1905年获得诺贝尔奖。我本来希望进行电子真空物理学的研究，但勒纳德决定我应该研究火焰的电学性质，当时他对这方面特别感兴趣。因此，我决定学习这门学科，并于1911年底正式获得了博士学位（最高荣誉），当时勒纳德显然从他当时和之后的行为中喜欢上了我，并向我提供了一份实验室工作。我拒绝了，可能是明智的。莱纳德是一位杰出的实验物理学家，无疑是一位天才，我离开海德堡后，他对我非常友善，给我写了许多友好和恭维的信。然而，他是一个难以相处的人，未能唤醒那些在他的统治下工作的人的独立性和同情，正如事实所表明的那样，尽管他拥有所有的素质，尽管一些杰出的德国人在他的实验室工作，但他并没有发现一所伟大的物理学校。正如与他关系密切的卡尔·拉姆绍尔所写的“Als Doktorvater hatte Lenard keine glückliche Hand”。

在海德堡，我结交了一些亲密的朋友，我和他们一直保持着亲密的关系，直到，唉，他们都最终去世了。其中最突出的是威廉·豪瑟、沃尔特·科塞尔和卡尔·拉姆索尔。第一个名字的两个人在我读博士的同一学年取得了博士学位，拉姆索尔比我大几岁，当我认识他时，他已经是一个私生子了。豪泽在授权他们（晒伤）被紫外线照射。第一次世界大战后，他成为西门子和柏林哈尔斯克工厂的研究主管，在那里，他不仅推动了电子物理的实际应用，而且在发现铼和钐方面发挥了重要作用，*而X射线晶体光谱学对铼和马斯的发现至关重要。他谦逊地隐瞒了自己的名字。他于1933年去世。沃尔特·科塞尔（Walther Kossel）因解释不同系列X射线的激发和吸收、阐明X射线与光谱之间的关系以及物理学中的其他重要工作而声名鹊起。他于1956年去世。卡尔·拉姆绍尔（Carl Ramsauer）的名字在拉姆绍尔效应（Ramsauereffect）中得以延续，他在电子通过物质和紫外光产生的电离方面进行了其他重要工作，他成为了Allgemeine Elektrizitätsgesellschaft伟大研究所的所长。他于1955年去世。这三个人都是个性突出的人。从豪瑟和拉姆索那里，我学到了很多德国学生的知识，包括博尼法西乌斯·基塞韦特的传说。从拉姆索那里，我学会了欣赏和陶醉于歌德的作品浮士德从那以后，我一直很高兴。我希望今天的研究生能找到这样的公司。我们在一起度过了许多愉快的夜晚，并在实验室里努力工作。

离开海德堡后，我去了剑桥的卡文迪什实验室，由世界著名的J.J.汤姆森执导，被称为“高级学生”，一个被允许在研究实验室工作但没有任何地位的人。与此同时，我的朋友S·E·谢泼德（S.E.Sheppard）也加入了我的行列。谢泼德是著名的光电学家，他已经是索邦大学的医生了。不用说，我们的学位没有得到认可，我们都没有被称为医生。我记得我曾对谢泼德说过，海德堡大学成立于1385年，比最古老的剑桥大学还要晚，也许不值得认可，但我认为，成立于1256年，在剑桥闻名遐迩之前就已经出名的索邦大学，可能会被接受为一个学习中心。由于没有公认的学位，如果我们想在晚上10点以后外出，就像我们偶尔做的那样，我们都必须征得导师的许可，这在剑桥以外是闻所未闻的。毫无疑问，物理学家H·R·罗宾逊（H.R.Robinson）后来评论说，尽管他的地位比我们高，但他并不是剑桥人，而是在那里门诊了一两年。

我发现一个人必须在剑桥工作几年才能获得仪器资格，于是我回到了伦敦大学学院，同时Sheppard去了美国的柯达研究实验室，在那里他在光化学方面取得了重大发现。我继续研究金属的蠕变，意外地制造出了第一根单晶金属线。随后，我有机会前往曼彻斯特，作为约翰·哈林（John Harling）研究员与卢瑟福（Rutherford）合作。我满怀热情地接受了它，并因此于1913年秋季在卢瑟福的实验室开始了这项工作。

冯·劳厄（von Laue）和布拉格斯（Braggs）夫妇在前一年开始用晶体分析X射线的波长，卢瑟福选择我与他合作测定镭的伽马射线的波长。为此，我们使用了岩盐晶体，首先是一块相当脏的小石板，其表面虽然是解理表面，但并不十分平整。通过这一点，我们获得了一个完美水晶无法预料的位置线，正如今天每个人都能很好地理解的那样。正如我们第一篇论文中所述(菲尔·马戈。 27，8541914）“我们所有的照片都显示出类似的特性，但对于晶体的不同角度，出现的外部线条变化很大。岩盐的这种行为使我们进行了许多徒劳的实验，以获得更完美的晶体，但我们检查过的所有岩盐晶体都显示出类似的缺陷，尽管程度不同。”为了获得更完美的水晶，我在柴郡的一个盐矿进行了一次降落。我很清楚地记得，我被放在一个大水桶里，放进了破旧的走廊和大厅里，走廊和大厅的墙上都是闪闪发光的盐。我收集了许多表面光滑漂亮的盐片，以及表面水池中的类似盐片，但正如今天可以很好地理解的那样，它们并没有比我们最初的小石板产生更好的结果——事实上，如果我的记忆是正确的，那就不是那么好的结果。当时在实验室工作的C·G·达尔文写了一篇关于X射线反射理论的经典论文，其中首次考虑了晶体缺陷的影响。

在与卢瑟福合作的这项工作中，通过将伽马射线穿过岩盐板，观察到了第一张显示缺陷线的发散光束透射照片。

最近有人问我，当我们决定尝试这种方法时，我们是否预料到了出现的暗线和亮线。我对那些遥远的日子的回忆是，我们当然预料到了由直接反射引起的黑线，而实验正是为了获得这些黑线而计划的，但我们忽略了这样一个事实，即这种反射必然会导致缺陷线。然而，当我们看到白线时，我们自然就认出了它们的起源。

1913年，H·G·J·莫斯利在卢瑟福的实验室工作，他是第一个用新生的X射线分析方法获得重要结果的人。通过亚铁氰化钾晶体的反射，他测量了元素的K系列和L系列的波长，并确定了原子序数的基本意义。每个人都知道这一点，但不是每个人都清楚莫斯利在这一点上有多明确，所以我引用了他的话。”我们在这里有一个证据，证明原子中有一个基本量，当我们从一个元素传递到另一个元素时，这个基本量按规则的步长递增。这个量只能是中央正核上的电荷，我们已经有了明确的证据。”

莫斯利是一个杰出的人物，如果他没有在第一次世界大战中被杀，他无疑会取得更大的成就。我去那里的时候，其他在实验室工作的人有欧内斯特·马斯登、查尔斯·达尔文、沃尔特·马考尔、H.R.罗宾逊、E.J.埃文斯、D.C.H.弗洛伦斯、斯坦尼斯劳·洛里亚和波丹·德西斯科夫斯基。尼尔斯·玻尔当时不在那里工作，但他是一位来访者。当时卢瑟福实验室的生活很有趣，也很努力。我偶尔会和我这个体重的大学生冠军拳击。1910年，我赢得了伦敦大学学院和医院的轻量级冠军。

1914年夏天，应斯万特·阿伦尼乌斯（Svante Arrhenius）的邀请，我去瑞典度过了几个星期，他是一位非常善良、有趣但性格敏锐的伟人。我很想继续在卢瑟福的实验室工作，我的奖学金向我开放。我打算做的事情之一是用新的X射线方法研究我的单晶金属线的结构。战争的爆发，发生在我在瑞典的时候，阻止了所有这样的项目。回到英国后，我成为了一名初级炮兵军官，在法国前线呆了两年半，在战争剩下的时间里，我从事一些琐碎的“科学”任务，这些任务对战争的进行具有重要意义。

战争结束时，我刚刚结婚，不得不找到一个能养家糊口的职位，并成为炮兵学院的物理教授。炮兵学院是一所为担任技术职务的炮兵军官开设的参谋学院，后来更名为军事科学学院。这里几乎没有研究的机会。我写了一本关于原子的结构这是我献给卢瑟福的。这本书于1923年出版，当时被广泛阅读：1927年出版了第三本经过多次修订的版本。在此期间，我还出版了一本诗集。1923年，我访问了德国，很高兴能与我的老朋友威廉·豪塞（Wilhelm Hausser）住在一起；我们在一起谈了很久我们在海德堡的过去。这是德国马克价值崩溃的时期，看到寄一封信到英国的费用在一两天内以德国马克计算上涨了十倍，真是一种奇怪的经历。幸运的是，我身上带着英国钱，我可以得到任何我喜欢的东西。1925年，我和豪瑟在丹泽的Physikertag再次见面。当时在但泽是另一种奇怪的经历。我最后一次见到豪泽是在1931年访问海德堡时。他已经预见到希特勒的崛起，并告诉我这将是一场灾难。当时，我和他一样不理解形势的严重性。

1928年，我被任命为伦敦大学学院的物理教授，该职位的头衔是伦敦大学的Quain物理教授。这些实验室设备简陋，资金匮乏，因此不存在需要精密仪器进行实验研究的问题。我和我的学生们研究声音、液体粘度和金属机械性能方面的问题，非常关注金属单晶的制备和行为。在声音方面，我能够研究和解释敏感火焰的机理，小粒子在空气振动影响下的行为，并处理其他经典问题。在粘度领域，我提出了液体粘度随温度变化的公式，这是普遍接受的，我的合作者通过特殊方法测量了某些熔融金属作为最简单液体的粘度。我和西里尔·多德博士一起确定了电场对液体粘度的影响，对此一直存在相当大的混淆。但这些和其他此类物质与晶体中的X射线衍射无关。

然而，在我们对金属的研究中，特别是对金属单晶的研究，我们自然会大量使用X射线衍射。钱博士和我自己发现并讨论了应变钠和钾单晶发生的星群分裂。在C·亨德森博士和我本人关于面心立方金属单晶的研究中，“轻松滑动”（一个现在被普遍接受的术语）的建立过程中，大量使用了反向反射X射线，星体再次受到质疑。事实上，在我们对金属变形的所有研究中，无论是单晶，还是多晶金属，无论是与Aboav博士合作研究铜单晶，还是我与Jolliffe博士合作研究金属在简单剪切下的流动，这都是很自然的，通常，X射线方法在研究滑面的行为和晶体或晶粒的变形方面是不可或缺的。我很高兴地说，我与Jolliffe博士在金属流动问题上的合作仍在继续。

回顾50多年来冯·劳厄（von Laue）的伟大发现以及布拉格（Braggs）、莫斯利（Moseley）和达尔文（Darwin）开展基础工作的日子，真是奇怪。在那些日子里，物理研究实验室由与所有研究生密切接触的人领导，为自己选择的问题付出全部时间和思考的人。学生们大多是狂热者，因为除了学术性的职业之外，几乎没有其他职业可供选择。资金稀缺：卢瑟福，H.R.罗宾逊写道，每年用大约400英镑经营他的实验室，即使考虑到资金价值的变化，也可以很容易地花在一个学生身上，在这些日子里，没有发现什么特别的东西。一切都变了，不用说，已经有了很大的改善。然而，与在当今装备精良、组织严密的发现工厂中每天工作七个小时相比，在当时一位伟大领导人领导下的研究实验室工作可能是一次更令人兴奋的冒险，一种更快乐、更满足的生活。