【元素家族-連載237】點石成金終于實現了

前面的篇章里，我們曾多次提到歷史上那些可笑的煉金術師，他們那些“點石成金”的狂想淪為我們的笑料。因為我們知道，金是一種元素，石頭是另幾種元素組成的，根據那偉大的“物質不滅定律”，要用化學方法讓一種元素變成另一種元素是不可能的！

然而，隨著對放射性的研究，科學家們發現很多放射性元素——比如鐳、鈾等——自身就在不停的進行衰變，變成其他元素。那么人類有沒有可能掌握這門“技術”，那豈不是可以讓宇宙里的所有元素打散重來，在元素周期表上進行自由的排列組合，得到我們真正需要的東西，“點石成金”也將不是夢想！

打響第一炮的是“諾獎幼兒園”園長盧瑟福，他在1919年用鐳元素釋放的α粒子“照射”純的氮氣，發現氮竟然變成了氧。這是人類歷史上第一次在元素周期表上變戲法，操縱元素的變化不再是夢想！從這之后，科學家們開始用各種射線轟擊其他原子，看看是否有什么新東西出現，一個偉大的亞原子時代即將拉開帷幕！

前面我們還提到過居里夫人的女兒伊蕾娜*居里，她和丈夫約里奧*居里也是諾獎獲得者，但他們的諾獎之路堪稱崎嶇。

1928年，小居里夫人研究了一種中性粒子射線，草率的將它當成一種超強γ射線。幾年后查德威克仔細一看，這哪是什么γ射線啊，明明是中子，于是查德威克獲得了1935年諾貝爾物理學獎。

1932年，安德森發現了第一個反粒子——正電子，印證了狄拉克方程的預言，因此獲得了1936年諾貝爾物理學獎。論文傳到小居里夫婦那里，他們發現這正電子的軌跡圖那么眼熟呢？于是他們立馬翻出之前拍攝的各種云室里的圖片，發現他們老早就得到了正電子的軌跡圖，卻錯把它當成向放射源回流的電子，就此再度華麗錯過諾獎。

俗話說，事不過三，但那是對平凡人來說的，伊蕾娜*居里明顯不是凡人。話說1938年，小居里夫婦做了用中子轟擊鈾元素的實驗，后面的事情我們都知道了，邁特納大媽幫助哈恩發現了核裂變現象，并讓哈恩得到了1944年諾貝爾化學獎，據說約里奧得知這一消息閉門思過好幾天。

對于勤奮用心的人，上帝為他們關上一道門時，必定會為他們打開一扇窗。

1934年，小居里夫婦在研究釙元素時發現這種元素會以極高的速度射出α粒子，他們就用α粒子作為炮彈，轟擊鋁箔，結果發現鋁箔竟然“沾染”了放射性。仔細研究后他們發現，原來是鋁原子受到α粒子（氦核）的撞擊，變成了放射性的磷30，磷30非常不穩定，逐漸釋放出正電子，衰變成硅30。

這次小居里夫婦終于得償所愿，第二年就因發現了人工放射現象而獲得了諾貝爾化學獎。

在這之前，盧瑟福用著名的金箔實驗證明了原子的核式模型，原子核的截面面積大概只有整個原子的百億分之一。用小居里夫婦的方法非常不易，本身“炮彈”就很難命中如此小的截面面積，更不用說庫侖力的排斥作用了。在盧瑟福的人工核反應實驗里，成功打中氮原子核引起核反應的α粒子只有10萬分之一。更何況，天然放射性物質的射線本身就是往四面八方的，“火力”嚴重浪費，能不能設計一種定向的“原子大炮”，加強核反應的效率呢？

1929年的一個晚上，一個年輕的小伙子坐在加利福利亞大學的圖書館里，查閱一些期刊文獻。他并被其中的一個圖表深深吸引了，圖片上描述了一種粒子加速器，在一條直線上鋪設越來越長的電極當作粒子“跑道”，這一系列小的“推力”最終將粒子加速到極高的能量。

小伙子笑了，這實在是一個愚蠢的設計，要產生更高能量的粒子，這樣的粒子加速器就必須將“跑道”設計的更長，任何實驗室都擺不下這么長的設備。就好像奧運會上，100米的跑道是直的大家都能接受，但如果800米的跑道也是直的，那賽場將因此而將長度延長7倍，那如果跑10000米呢？

早在古希臘時期，智慧的先人就設計了圓形跑道，為何20世紀的科學家不能借鑒呢？

年輕人立馬在紙上畫起了“跑道”，他用磁場約束帶電粒子，讓帶電粒子做圓周運動，每過半圈再經過一個加速電場，用交流電來控制正負極。每加速一次，粒子速度越快，圓周運動的半徑越大，經過足夠多次數的旋轉，粒子就會加速到極高的能量射出去“轟擊”目標。原本需要跑一個直線馬拉松的粒子在這個精心設計的電場和磁場組合里跑了好多圈，達到了同樣的加速目的！

小伙子興奮的對身邊的同事說：“我要用它來轟碎原子！”是的，真正的“原子大炮”——回旋加速器誕生了！這個小伙子就是勞倫斯！

勞倫斯因為發明了回旋加速器而獲得1939年諾貝爾物理學獎，而他的發明帶來的諾貝爾獎何止少數？無數的新元素、亞原子粒子都誕生于他的偉大發明，接下來一連串的精彩在等著我們！

而當人們對原子、原子核內部的了解越來越深入，“點石成金”也只是過氣的夢想了。就在幾年前，一位日本科學家用高能γ射線長時間照射水銀，果真得到了一些金元素，這陣可算得上是“點汞成金”了。但在這個實驗里，得到的并不是真正的黃金，而只是金元素的不穩定同位素，半衰期很短，很快就又變成其他元素了，因此幾乎沒有任何意義。很快我們就會看到，回旋加速器的神奇會給我們帶來多少更有價值的新元素，那都是人類、甚至宇宙的造物主從來沒見過的！

這就是發展吧！當人類還處于低級的認識階段，會為一些問題所吸引或困擾，等到越過那個認知階段，卻發現本來的問題根本不是問題，或者根本不值得關注了，因為我們已經發現了更多的精彩！