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科学家与基督教的情缘——J· J· 汤姆逊78  

2012-03-17 18:47:43|  分类: 科学家与基督教的 |  标签: |举报 |字号 订阅

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  J· J· 汤姆逊:英国物理学家。

    J. J. 汤姆逊(Joseph John Thomson 1856—1940)因在气体放电的理论和实验研究中所作出的杰出贡献,获得了1906年度诺贝尔物理学奖。

    1883年,汤姆逊写了一篇与原子核有关的涡旋环理论的获奖论文,并由此开始了他的气体放电的实验研究。他称x射线使气体导电的现象为“电离”,并通过电离现象的研究证实了阴极射线是很小的带电粒子。1897年,汤姆逊仔细地测量了这些阴极射线的磁偏转以及单位电荷传输的加热效应,分别给出了上述带电粒子的电荷与质量之比e/m和电荷与动能之比e/mv2,从而定出了这种粒子的荷质比e/m和速度v。他发现这种粒子的荷质比约为法拉第发现的最轻原子的荷质比的2000倍,从而首先提供了电子存在的直接证据。随后,他又在卡文迪什实验室进行的电磁场偏转实验和威尔逊云室的径迹观察中最终确认了电子,从而确定所有物质至少都包含电子这种共同的成分。

    另外,汤姆逊在研究了原子中的电子对x射线的散射后,结合巴克拉的结果,证明了原子中的电子数目约为原子质量数的一半,指出了原子序数的重要性。他还在一篇关于能量转换的论文中指出,能量必须同时具有质量和动量,从而部分地预见到运动的带电粒子的波粒二象性和爱因斯坦质能关系式E=mc2。

    电子的发现,打破了“原子是物质结构最小单元”的观念,揭示了电的本质。同时,电子是人类发现的第一个基本粒子,它的发现使人们对物质世界的认识向前迈出了一大步,因此发现电子的汤姆逊被后人誉为“最先打开通向基本粒子物理学大门的科学家”。汤姆逊把剑桥大学的卡文迪什实验室发展成为当时最大的研究中心,数百名优秀的科学家在此受过训练,其中有8人获得诺贝尔奖,在这8位获奖者中,有7位曾在他的亲自指导下从事研究工作。

    汤姆逊是虔诚的基督徒,属于英国圣公会。他的同事欧文。理查森(诺贝尔物理学奖获得者,1928 )回忆说:汤姆逊作为教授,必参加每周日晚上大学里的宗教活动,而在周日上午,他作为教会长老为教会服务。同事看到他每日都必下跪祈祷,并且每天晚上都研读圣经直到退休,同事称赞他,真是一个身体力行的基督徒。(原文:With respect to his private devotional life, JJ would invariably practice kneeling for daily prayer, and read his Bible before retiring each night. He truly was a practicing Christian!)

    J.J奥汤姆森在著名科学期刊自然( 1909年8月26日)上这样说 “当我们征服一个又一个高峰后,可以看到在我们面前充满了趣味和美丽,但我们没有看到目标,没有看到地平线。因为远处还有更高的山峰,登上去,我们将有更开阔的视野。科学的每一个进步都使我们更加感叹”上帝的工作何等伟大。” (Thomson 1909, Nature , vol. 81, p. 257)。

    (原文:“As we conquer peak after peak we see in front of us regions full of interest and beauty, but we do not see our goal, we do not see the horizon; in the distance tower still higher peaks, which will yield to those who ascend them still wider prospects, and deepen the feeling, the truth of which is emphasized by every advance in science, that \'Great are the Works of the Lord\'.” 。

 

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