◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys888.dyndns.org)◇◇ 最离奇的一次科学发现 杨建邺 《科学时报》2002.11.3. 人人都知道放射性。医院里有“放射科”，原子弹的放射性会产生致命的放射病。 可是您知道放射性发现的故事吗？那可是科学史上最离奇的一次发现，因为它是在 三个错误基础上作出的一个发现！ 1895年11月8日，德国物理学家伦琴发现了X射线以后，迅即引起了全世界强烈的震 动。当全世界物理学家都确信这一发现是千真万确以后，紧接着对X射线的物理性质 展开了激烈地争论。当时有两种针锋相对的看法：一种看法认为X射线是一种粒子流， 如同阴极射线是电子的流动一样（错了）；另一种看法则认为X射线是一种电磁波 （对了）。德国物理学家大多支持后一种看法。 第一个错误：从推理开始 当时法国有一位伟大的数学家叫彭加勒，他非常关心当代物理学的进展。1896年1月 20日，在法国科学院周会上，彭加勒把伦琴的X射线照片（─张活人手骨的照片）给 大家看。物理学家贝克勒尔看了以后问彭加勒：“X射线从管子的哪一部分发出？” 彭加勒回答说：“看来是从阴极射线管里阴极对面的玻璃管管壁发荧光的地方发出 来的。”贝克勒尔也持相同的看法，并进一步推断：可见光与非可见光产生的机理 应该是一样的，X射线可能总是伴随着荧光出现时才出现（错了！）。贝克勒尔是一 位基本上只信赖观测的实验物理学家，他总是尽可能小心地回避推理，但这一次他 却非常相信自己的推理：X射线与荧光之间极可能有密切关系。他决定立即用实验来 证实他的这一推断。 贝克勒尔是很幸运的，他有极优越的条件可以立即着手进行实验，他的父亲是荧光 方面的专家，而且特别熟悉铀。贝克勒尔继承父业，也非常熟悉荧光物质，而且实 验室里还有现成的一种铀盐：硫酸铀酰钾。他决定用这一种铀盐开始实验。 实验的构思是这样的：用黑色厚纸严密包好照相底片，使底片不受阳光作用，但可 受到X射线作用（X射线可以穿透黑色厚纸）。在纸封附近放两块铀盐，其中有一块 铀盐用一枚银币与纸封隔离，然后，用阳光照射这两块铀盐，使它们发出荧光。如 果发荧光的物体可以产生X射线，那么底片上将留下明显不同的痕迹。 第二个错误 当贝克勒尔把底片冲洗出来以后，一切和他预料中的完全一样，用银币隔着铀盐的 那一张底片上，留下了轮廓分明的银币“影子”。看来，贝克勒尔一定非常满意他 的推断：发荧光的铀可以发射X射线，很可能是正确的。不过贝克勒尔的信条是：要 不厌其烦地反复实验，决不要轻易相信一两次实验的结论。 1896年2月26日，他想重复做一次上面的实验，但是很扫兴的是天气阴沉，这是巴黎 2月份常有的事。他只得把铀盐和密封的底片叠放在─起锁到抽屉里，等待天气转晴 再做实验。贝克勒尔当时万万没有想到，2月底的几天阴沉的天气，竟给他带来了意 料不到的好运气，也给人类的科学带来了新的认识和光明的前景！ 第三个错误 3月1日，天气晴朗，贝克勒尔又开始做实验。不知出于什么原因，他把放在抽屉里 没有见阳光的底片冲洗出来了。他原以为由于铀盐晶体没有经过阳光晒，铀盐没有 发出荧光，因而底片绝对不会感光。但冲洗出来的底片却使他大吃一惊：底片上感 光的程度竟与上次阳光照射过的一样！贝克勒尔立即意识到，他发现了─种非常重 要的现象：铀盐晶体即使不受太阳照射，亦即不发荧光时，也可能发出X射线（又错 了！）。但这一发现并没有使贝克勒尔十分激动，因为他一直认为他做的实验，都 是在进一步研究X射线，他这时还不知道自己是在一系列错误的假设下进行探索的。 进一步地研究，贝克勒尔发现所有的铀盐晶体，不论它们是否发荧光，都能够使底 片感光；而其它矿物即使发出极强的荧光，也不能使底片感光。这一发现才真正使 他激动起来，连他那一小撮美丽的胡子也因为激动而不断地抖动起来。到了这时， 贝克勒尔才明白，使底片感光的不是什么荧光，也不是X射线，而是一种“新的射线”， 其射线源就是铀（对了！）。这种射线后来就取名为“贝克勒尔射线”。 回头再想，我们将惊异地发现：这一发现竟然是建立在三个错误的假定上：第一， X射线是由发荧光的玻璃产生；第二，其它发荧光的物质也发射X射线；第三，当铀 盐不发荧光时也仍然发射X射线。难怪瑞利勋爵感慨地说：“一个如此奇妙的发现， 竟然起因于─连串虚假的线索，这真是惊人的巧合。科学史上大约很难再出现与这 相似的发现。” 贝克勒尔射线的发现，对物理学有极为重大的意义，因而使他荣获了1903年的诺贝 尔物理学奖。在这以前，科学家们坚信原子是最小的、不可再分割的粒子，现在， 铀原子却可放射出一种射线来。还有更使物理学家迷惑不解的是，铀盐晶体不断放 出射线的能量是从哪儿来的呢？ 这种巧合虽然令人惊奇，但是我们不能据此就认为贝克勒尔的重大发现完全是他运 气好。我们知道，造成错误最常见的原因就是在实验证据不足的情况下做出普遍性 概括。贝克勒尔在开始研究X射线与荧光之间的关系时，他大概明白自己是在证据不 足的情况下做了一些尚需证实的推断，不然他为什么一再告诫他的助手，要不厌其 烦，反反复复地做实验呢？贝克勒尔是一位十分严谨的实验物理学家，他平生最厌 恶的就是轻率地做出概括和在证据不足的情形下提出假说。我们可以想见，他将如 何谨慎地用实验来证实自己的推断。在没有十足的证据时，他是不会相信自己的推 断的。正因为如此高度重视实验对理论建立的作用，所以他的发现也就具有一定的必 然性了。 ◇◇新语丝(www.xys.org)(xys.dxiong.com)(xys1.dyndns.org)(xys888.dyndns.org)◇◇