在这一个时期,从原子世界深处陆续传来了新的消息。

在门捷列夫发表他的元素周期表之前很久,科学家就已经开始收到这种从原子里发来的信号了。

还在18世纪,在罗蒙诺索夫的时代,物理学家就在社交场所做过一些奇怪的实验。一位男客躺在一张玻璃台上。科学家站在一张小玻璃凳上,一只手握住那个躺着的人的手,另外一只手放在起电机的圆盘上。一位贵妇人受了怂恿,用手指接近那名男客的前额。在男客和贵妇人的手指之间就噼噼啪啪地发出火花来。贵妇人惊叫起来,赶紧将手指缩回去。

这种科学游戏在18世纪曾经风行一时。人们问科学家这究竟是什么道理,科学家只含糊其词地说了些“电力”呀什么的。这些话是什么也解释不了的。

神秘的“电力”的行为跟真正的幽灵一样:它会使人们头上的头发倒竖起来,它在人们的身体里跑过,使人感到像蚂蚁爬过似的,连最勇敢的人也禁不住要打哆嗦。假如人们手拉着手,那么颤抖就一连串地一从第一个人身上传到末一个人身上。

这是从原子世界发来的信号。但是那时候人们不懂得这些信号。只有超越自己的时代的罗蒙诺索夫一个人知道,电的道理应该到原子世界里去寻找,“不研究化学,就没法知道电的真正的道理。”

信号越来越清楚明显了。

1802年,在俄罗斯物理学家彼得罗夫的实验室里,弧光灯发出了灿烂夺目的光。

过了几十年之后,城市的街道被“俄罗斯之光”——雅布洛奇科夫烛照亮了。

最早的罗德金灯泡出现了,在那灯泡里,电流使小小的碳块放光。

后来更发现了,不但可以使灯泡里的碳块或碳丝发光,也可以使空气发光。

罗蒙诺索夫就做过这样的实验:他把一个玻璃球里的空气抽出,然后用摩擦的方法使玻璃球带电。电就使剩在玻璃球里的稀薄的空气发光。

过了100年,物理学家重新做这些实验。

他们把玻璃管里的空气几乎全部抽了出来,使电流通过玻璃管。稀薄的空气就发出淡红色的光来。

他们把空气抽出得更多一些再做试验。玻璃管壁就发出绿色的光来。

那时候,人们惊奇地瞧着物理书上说明这种奇怪的玻璃管的彩色插图。

插图下面注着:“电光的现象”。

但是这究竟是些什么现象呢?它们怎么发生的呢?

对于这些问题,书上没有解答。

为了找寻解答,科学家一个接一个地做实验。他们试着把磁铁拿近放电的管子。出乎他们的意料,玻璃上发绿光的部分竟移动起来,改变了位置。

光竟会被磁铁吸引!

可是,你知道许多别的实验已经一再证明,光线是不会受磁力的影响而发生偏向的。

由此看来,那通过玻璃管撞在管壁上使玻璃发光的,是一种什么实在的物质。

越来越明显了,电流不是一种神秘的超自然的力量,而是看不见的极小的微粒的洪流。

应该给这些微粒,给这些“电的原子”起个名字。科学家们想起来了,“电”这个单字是从希腊字“琥珀”来的。因为最早的电的实验是用琥珀来做的。

为了向琥珀表示敬意,他们决定用“琥珀”来叫“电的原子”(电子)6。

过了不久,从原子世界传来了更令人惊奇的消息。

1865年,科学家伦琴7注意到,放电的玻璃管不仅发射看得见的光,还发射某一些看不见的射线。这种射线能够透过伦琴用来包照相底片的黑纸。经过冲洗之后,照相底片上显出了黑影。

假如人站在这种看不见的射线通过的路上,射线就透过了他的衣服,透过了他的身体,只是透不过骨头。在人的背后立一个荧光屏,受到这种看不见的射线的照射能发出光来。荧光屏上就会映出一个影子,一个很奇怪的影子——不是人的影子,而是他的骨架的影子。活的骨架在荧光屏上移动,呼吸的时候,他的肋骨就一起一伏。

在科学家的实验室里,又出现了令人联想到幽灵的东西。看不见的射线像童话里的幽灵一样,穿过门窗,穿过墙壁。

科学家又了解了一件从前好像是不可解的事情。

他们发现,看不见的射线是从被电子撞着的那一部分玻璃管壁发射出来的。

他们在玻璃管里的电子通过的路上立了一个金属片做靶。这个金属片在电子的撞击下也开始发射看不见的射线。

这种射线是从原子里发射出来的。但是原子受了电子的射击究竟起了些什么变化,那时候还没有一个人知道。

过了几个月(这时已经不是用世纪来计算,而是用年和月来计算了),从原子深处传来了新的信号。物理学家柏克勒尔8拿一张照相底片用黑纸包起来,上面放了一点铀盐。他把底片冲洗过后,发现底片变黑了。

从铀原子里放射出一种什么东西,它穿过纸,撞在照相底片上。这种打击很有力量,竟把涂在照相底片上的溴化银击碎了。溴化银的微粒分解成丁溴和银。

又过了两年。再一个意外消息惊动了全世界的科学家。

居里夫妇9发现了一种新的、最珍奇的元素镭。它的放射性比铀强有力得多。因此他们把它叫做镭——原意是放射线。

镭盐的结晶会释放出能量来,虽然它自己没有从哪儿取得能量。假如有足够分量的镭盐,它能够烧开试管里面的水。

这真像是幻想。能量似乎可以无中生有!

但是,它真的是从“无”中生出来的吗?不是的,从“无”是不会生“有”的。放射线是从原子里放射出来的。

那么从原子里放射出来的究竟是些什么东西呢?这必须弄清楚。

磁铁又帮助了科学家。从原子里跑出来的使者在磁场里分成三股。

笔直前进的是一股看不见的射线,它很像伦琴射线。磁铁对它没有影响,因为这是光,虽然肉眼看不见。光线在磁场里是不会发生偏向的。科学家把这种射线叫做伽马(γ)射线。

偏向左右两旁的是极微小的微粒——原子的碎屑。一股碎屑是电子,也叫倍塔(β)粒子。另外一股碎屑被叫做阿尔法(α)粒子。

为什么从镭放射出来的电子和阿尔法粒子向不同的两个方向走呢?因为它们带着不同的电荷。电子带的是阴电荷,阿尔法粒子带的是阳电荷。带电的粒子移动形成的粒子流受了磁铁的影响,方向就偏转了。

从原子里发出来的秘密信号就这样被科学家译出来了。

20世纪初叶,科学家索迪10和卢瑟福11把它们译了出来。

许多世纪以来,人们一向认为原子是不可分的,是永恒的。如今,他们突然看见,不变的不可分的原子竟能够变化。

就好像你把三枚五分的硬币锁在抽屉里。过了几天,你发现抽屉里的五分硬币不是三枚,而只有两枚了。那第三枚硬币自己兑换成了三分的和两分的硬币了。

镭原子的变化就跟这个相似。你把一点儿镭的随便哪一种盐放在玻璃管里。你把管口封上——把抽屉锁上。你清清楚楚地知道,管子里除了镭盐和空气,没有什么别的东西。

但是过了几天,你做化学分析,竟惊奇地发现镭变少了,在玻璃管里的空气里,却出现了两种从前没有的气体:氦和氡。

一些“五分硬币”——镭原子——自己“兑换”成了“三分的和两分的硬币”——比较轻的氦原子和氡原子。

这是怎么回事呢?

这里的情形当然不是兑换,而是蜕变。每一个镭原子蜕变的时候,都抛出了一颗碎屑——阿尔法粒子。剩下来的已经不是镭原子,而是比较轻的氡原子了。

阿尔法粒子,科学家已经弄明白,原来是氦原子的核。所以这玻璃管里除了氡,还有氦。

科学家用氡来做同样的实验——把它关在玻璃牢狱里。过了一个月,玻璃管里几乎一点儿氡也没有了。

消失了的原子到哪儿去了呢?

它们每个又抛出了一个阿尔法粒子,变成了镭A原子。

这种蜕变之链继续下去。有的时候抛出阿尔法粒子,有的时候抛出电子,原子越变越轻,每一次蜕变都改变了重量,改变了性质,改变了名称,直到最后,剩下稳定耐久的铅原子。

以前,科学家从来没有谈到过原子的来龙去脉,没有谈到过原子的“后代们”和“祖辈”。

但是在能自己蜕变的放射性元素发现以后,物理教科书和化学教科书里就出现了图表,上面排列着原子世界里长长的家谱。

瞧,这是铀的家族。铀是许多元素的始祖,由它生出镭,又由镭生出铅。

瞧,这是另外一族——钍的家族。它也传下一大串后代,也是到铅为止。

但是从钍族出身的铅比从铀族出身的铅稍为重一点。

我们通常看到的铅,是那两种铅的混合物。

在门捷列夫的元素周期表里,这两种铅占着同一个位置。后来才发现这种“占着同一个位置”的元素有几百种,人们称之为“同位素”。

像这样,科学家在研究原子的放射性蜕变的时候,陆续在门捷列夫的原子世界图上添上了新的点。

在他们的眼睛前面,原子世界的图越来越清楚了。他们从前看到的永恒不变的、不可分的、像凝固了一样的原子球,在不断地发生变化。极小的原子世界分裂了,诞生了新的原子世界。

有的原子寿命很长,长到几千年,几百万年。可也有的原子是短命的,只存在几秒钟。

假如你现在有一克镭,过了1590年才减少到半克。但是它那名字相同的近亲镭A却很短命,过那么三分半钟就只剩一半了。