诺贝尔物理学奖史演义(十五)——科坛无双父与子(一)

作者:魏德勇来源:蝌蚪五线谱发布时间:2020-09-21

上阵父子兵!

诺贝尔物理学奖史演义(十四)—— 耿直教授演绎“最美的实验”

1965年12月,诺贝尔基金会在瑞典首都斯德哥尔摩举行了一次别开生面的物理学奖分享会。75岁的主人公威廉·劳伦斯·布拉格,50年前与父亲同时获得诺贝尔物理学奖。会上,他不但用一流的口才介绍了半个世纪以来固态晶体学的发展情况,还介绍了当年他利用X射线研究晶体并首创布拉格公式的经历。一时,现场掌声雷动。

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老布拉格(左)和小布拉格的诺贝尔奖官方照片(来源:物理双月刊)

此后 ,关于“布拉格在科学上搭父亲顺风车”“布拉格获物理学奖是因为父亲太过出名”的传言完全消失。布拉格终于得以告慰父亲在天之灵。

布拉格是何许人?他为何与父亲同时获奖?他父亲有何厉害之处?……一切问题的答案,要从一次特殊的回乡之旅说起。

聪明老爸学物理

1908年冬,茫茫大西洋上,Waratah号邮轮正缓缓行驶。甲板前方,两位身材魁梧、举止优雅的男士正在兴奋地聊天。年长者叫威廉·亨利·布拉格,46岁,之前是澳大利亚阿德莱德大学的教授,我们叫他老布拉格;少年即是威廉·劳伦斯·布拉格,18岁,我们叫他小布拉格。

这是一艘从澳大利亚开往英国的邮轮。老布拉格外出14年后,终于带着儿子回到魂牵梦萦的故乡,并且是进入英国的一流大学搞物理研究;小布拉格将进入名校剑桥大学深造,从事最喜欢的X射线研究,这让父子俩如何不欢喜?

老布拉格出生在英国威格顿市。他早年丧母,发奋学习,在剑桥大学数学系毕业后,经大科学家J·J·汤姆逊推荐到澳大利亚阿德莱德大学任数学和物理学教授。

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阿德莱德大学(来源:留学网)

没错,数学高材生当物理学教授!

原来,此大学急需物理学教授提高声誉。一时没有合适人选,便让出身名校的老布拉格挂名。不过他的主要工作还是教数学及会议演讲。“我是数学物理教授,但我从未学过物理。”他曾公开声称。

转眼到了1904年,老布拉格被任命为澳大利亚科学促进会的物理部主席。上任的第一件事是发表主席致辞并接受现场学员的提问!

有些抓狂的老布拉格决定痛下功夫自学物理。好在他的数学基础扎实,学起来并不难。为了体现教授兼主席的身份,老布拉格选择了当时比较流行的研究课题:用X射线探测晶体中原子的排列情况。之所以选择敢攻这个公认的难题,是因为老布拉格还有一张王牌,就是自己的儿子兼助手,小布拉格。

“翻版老爸”研射线

小布拉格于1890年生于阿德莱德大学。他与父亲一样聪明好学,被人称为“老爸翻版”(英文原话直译是“翻版的父亲亨利·布拉格”)。11岁那年,他被送入英格兰一所著名的教会学校就读。在校期间他常常为同学们演示化学实验。

关于小布拉格与X射线结缘,还有一段有趣的故事呢。

某日,他骑自行车时不小心摔倒,左肘严重受伤,医生几乎放弃治疗。老布拉格心急如焚,用自置的X射线管给儿子照片,并用片子告诉医生具体伤在哪里。医生既惊又佩,答应全力为小布拉格治疗。小布拉格由此对X射线产生了浓厚兴趣。

1905年,小布拉格进入父亲所在的阿德莱德大学学习数学。正巧老布拉格也在自学物理,父子俩经常交流关于X射线的研究心得。两代人同一时间同一起点学习物理并终有所成,也算科坛一大奇闻。

当时,关于X射线本质问题的讨论非常热烈。主要内容除了X射线到底是波还是粒子外,就是如何用它来研究物质的原子结构。“父亲,我们应该先用X射线弄清钻石也就是金刚石的原子结构,大家对最贵重的物质都感兴趣。此后,钻石类晶体的结构都很好解释了。”小布拉格建议道。

“道理上是这样,不过在我们学校好像不太好操作。”老布拉格道。其实他隐含的意思是,阿德莱德大学缺乏学术研究氛围,大部分教授都没有配实验室。

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布拉格父子求学的英国剑桥大学(来源:留学网)

1908年,小布拉格获得数学学士学位,并收到英国剑桥大学的录取通知书。与此同时,老布拉格也被英国利兹大学聘请为卡文迪许实验室物理学教授。从儿子及个人的前途着想,老布拉格决定回国。这才有前文父子同乘邮轮回国的一幕。

未完待续····

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