欧内斯特·卢瑟福（1908年诺贝尔化学奖得主）
| 出生 | 1871年8月30日 新西兰尼尔森附近斯普林格罗夫 |
|---|---|
| 逝世 | 1937年10月19日（66岁） 英国剑桥 |
| 国籍 | 英国（新西兰出生） |
| 身份 | 物理学家、核化学家 |
| 获奖年份 | 1908年 |
| 奖项类别 | 诺贝尔化学奖 |
| 获奖理由 | "因在元素衰变及放射性物质化学方面的研究" |
生平
欧内斯特·卢瑟福，第一代纳尔逊的卢瑟福男爵（Ernest Rutherford, 1st Baron Rutherford of Nelson，1871年8月30日－1937年10月19日），新西兰裔英国物理学家和化学家，被誉为"核物理之父"。他出生于新西兰南岛尼尔森附近的斯普林格罗夫，父亲詹姆斯·卢瑟福是苏格兰移民，以种植亚麻和经营车轮作坊为生，母亲玛莎·汤普森是英国移民教师。卢瑟福是12个孩子中的第四个。
卢瑟福1890年进入坎特伯雷大学学院（今坎特伯雷大学），1893年获得数学和物理双学位，1894年获得硕士学位。1895年，他获得"大英博览会奖学金"进入剑桥大学卡文迪许实验室，成为J.J.汤姆孙的研究生。1898年，年仅27岁的卢瑟福被聘为加拿大麦吉尔大学物理学教授。1907年，他返回英国任曼彻斯特大学物理学教授。1919年，他接替恩师J.J.汤姆孙成为剑桥大学卡文迪许实验室主任，在此工作至逝世。1937年，卢瑟福因手术后肠梗阻并发症在剑桥去世，骨灰安葬于威斯敏斯特教堂，毗邻牛顿的墓碑。
学术生涯
卢瑟福的学术生涯可清晰划分为三个时期，每个时期都有革命性发现。
- 麦吉尔时期（1898–1907）：放射性衰变理论。** 1898年到达麦吉尔大学后，卢瑟福首先系统研究了铀和钍的放射性，发现了α和β两种射线（他亲自命名）。1899年，他发现钍能释放出一种具有放射性的气体，经研究确认为惰性气体——他将其命名为"钍射气"（thoron，即氡-220）。与年轻化学家弗雷德里克·索迪的合作是他学术生涯中极为重要的一环。1902–1903年，两人共同提出了放射性嬗变理论：放射性元素的自发衰变是原子从一个元素转变为另一个元素的过程！这是自炼丹术以来，人类首次证明一种化学元素可以转变为另一种元素。他们提出的放射性衰变速率为常数的规律至今是地质定年学和核物理的基石。
- 曼彻斯特时期（1907–1919）：原子核的发现。** 1907年，卢瑟福来到曼彻斯特大学，在这里做出了一生中最著名的发现。1909年，他指导助手汉斯·盖革和欧内斯特·马斯登进行了著名的α粒子散射实验（金箔实验）。实验结果令卢瑟福惊讶：绝大多数α粒子穿透金箔后偏转很小，但大约有1/8000的α粒子被反弹回来——"就像用15英寸炮弹轰击一张薄纸，结果炮弹反弹回来打中了自己一样不可思议"。1911年，基于这些实验结果，卢瑟福提出了原子核模型：原子由极其微小（约原子直径的1/100,000）、带正电的原子核和围绕核运动的电子构成，原子绝大部分质量集中在核上。这一模型完全推翻了J.J.汤姆孙的"葡萄干布丁"模型。1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮气，首次实现了人工核嬗变——将氮转化为氧，这是人类历史上首次人为改变一种元素的原子核。
- 剑桥时期（1919–1937）：卡文迪许实验室的黄金时代。** 成为卡文迪许实验室主任后，卢瑟福将实验室打造成世界核物理中心。在他的领导下，詹姆斯·查德威克发现了中子（1932年，获1935年诺贝尔物理奖），约翰·考克饶夫和欧内斯特·沃尔顿建造了第一台粒子加速器并首次用人工加速粒子轰击原子核（1951年诺贝尔物理奖）。卢瑟福本人则专注于放射性理论的发展和核结构的深化研究。
获奖成就
1908年，卢瑟福被授予诺贝尔化学奖——尽管他自认为是物理学家。他本人对此调侃："我一生中经历了多次变化，但最令人吃惊的一次是从物理学家变成化学家。"他在颁奖仪式上的演讲内容也完全是物理学的。除诺贝尔奖外，他获得了英国皇家学会的拉姆福德奖章（1905年）和科普利奖章（1922年），被封为勋爵（1931年），担任英国皇家学会主席（1925–1930年），并被几乎所有西方国家的科学院聘为外籍院士。1914年被封为下级勋位爵士。
历史贡献
卢瑟福在科学史上占据着无可替代的地位。他的核心贡献是发现了原子核，从根本上改变了人类对物质微观结构的认识。他的放射性衰变理论首次证实了元素的可转变性，彻底打破了自波义耳以来"元素不可变"的教条。他是核物理和核化学两门学科的奠基人。他培养的学生中有12位获得诺贝尔奖——这一纪录至今未被打破。查德威克（中子）、考克饶夫和沃尔顿（粒子加速器）、玻尔（原子模型）、索迪（同位素）、盖革（盖革计数器）、阿普顿（电离层）等人均出自他的门下或其实验室。卢瑟福的名字被用于命名第104号元素𬬻（Rutherfordium），以纪念其贡献。
轶事典故
卢瑟福以洪亮的声音和火爆性格著称。他的嗓音大到据说在卡文迪许实验室楼下的大厅都能听清他在三楼的说话内容。他称不配合实验的学生为"该死的傻瓜"，但发完脾气后又会请他们喝啤酒。他有一个著名的管理哲学："我们没有钱，所以我们必须思考。"在卡文迪许实验室资金极度匮乏的年代，卢瑟福鼓励学生用"胶带和线"解决实验设备问题——这段经历激励培养了同事们非凡的动手能力。
1932年被称为"卡文迪许奇迹年"——同一年查德威克发现了中子、考克饶夫和沃尔顿首次用人工加速粒子撞击原子核、以及狄拉克提出了正电子理论。卢瑟福对此自豪地说:"我在养孩子，而不是在做家具。"
关于他被授予化学奖的趣闻流传甚广。当他得知获得的是诺贝尔化学奖而不是物理奖时，他半开玩笑地说："我一直在努力研究放射性现象，而他们居然把它归到化学范畴去了！"
参考文献
1. Rutherford, E. (1899). "Uranium Radiation and the Electrical Conduction Produced by It". Philosophical Magazine, 47: 109–163. 2. Rutherford, E. & Soddy, F. (1902–1903). "The Cause and Nature of Radioactivity". Philosophical Magazine (Series 6), 4: 370–396; 5: 576–591. 3. Rutherford, E. (1911). "The Scattering of α and β Particles by Matter and the Structure of the Atom". Philosophical Magazine, 21: 669–688. 4. Rutherford, E. (1919). "Collision of α Particles with Light Atoms: The Transmutation of Nitrogen into Oxygen". Philosophical Magazine, 37: 581–587. 5. Eve, A.S. (1939). Rutherford: Being the Life and Letters of the Rt Hon. Lord Rutherford. Cambridge: Cambridge University Press.