物理世界奇遇记13：老木雕匠（下）

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1、物理世界奇遇记13：老木雕匠（下）物理世界奇遇记13：老木雕匠（下）物理世界奇遇记13：老木雕匠（下）　　　　　　“还不是原子，只不过是原子核而已，”老木雕匠纠正他说，“要制成原子，还必须添加适当数量的电子去中和原子核的正电荷，也就是说，必须造成一个通常的电子外壳把原子核包住。不过，这是很容易做到的，只要在原子核周围有一些电子，原子核自己就会把它们抓住的。”　　　　“奇怪，”汤普金斯先生说，“我岳父从来没有提起过，人们能够这样简单地制造出金子来。”　　　　“你岳父同其他那些原子核物理学家啊！”老头感慨地说，他的话里带着一种恼怒的音调，

2、“是的，他们能够把一种元素变成另一种元素，可是，他们做得很笨拙，范围也非常有限。他们所得到的新元素的数量，少到连他们自己也很难看到它。我来让你看看他们是怎样做的。”于是，他拿起一个质子，用相当大的力量把它朝台子上那个金原子核扔去。在接近那个原子核外围的时候，质子的速度稍稍变慢了一些，犹豫了片刻，然后撞进原子核中去了。那个原子核在吞没质子之后，好像发高烧似地哆嗦了一会儿，然后劈啪一声分裂出一小部分来。　　　　“你看，”他拣起那块碎片说，“这就是他们叫做α粒子的那种东西，如果你仔细地把它检查一下，你就会发现它含有两个质子和两个中子。这样的

3、粒子通常是从所谓放射性元素的重原子核中发射出来的，不过，要是把普通的稳定原子核敲打得足够狠，你也可以把这种粒子敲出来。我应该请你注意这样一个事实：现在留在台子上的那一大块碎片已经不再是金原子核了，它已经少掉一个正电荷，现在是周期表上处在金前面的元素铂的原子核。不过，有的时候，进入原子核的质子并不会使原子核分裂成两部分，结果，你所得到的就是周期表上跟在金后面那个元素的原子核，也就是汞的原子核。把这些过程和类似的过程结合起来，我们实际上能够把任何一种指定的元素转变成另一种。”　　　　“那么，物理学家们为什么不把大量像铅这样的普通元素，转变

4、成像金那样价值更高的元素呢？”汤普金斯先生问道。　　　　“因为用炮弹轰击原子核的效率太低了。首先，他们不能够像我这样准确地打出他们的炮弹，因此，实际上要射出几千发炮弹，才有一个炮弹击中原子核。其次，即使在直接命中的情况下，炮弹也很可能不穿进原子核的内部，而是从原子核上弹回去。你可能已经注意到，当我把质子扔到金原子核上时，它在进入原子核之前有些犹豫，我当时还认为，它会被原子核弹回来呢。”　　　　“到底是什么东西阻碍炮弹进入原子核呢？”汤普金斯先生很感兴趣地问。　　　　“你应该是能够自己猜到的，”老头说，“只要你还记得原子核和轰击它的质子

5、全都带有正电荷就行了。在这些电荷之间的静电斥力，形成了一种不很容易越过的堡垒。如果说入射质子能够穿过原子核的这种堡垒，那只是因为它们利用了某种像特洛伊木马计那样的方法，它们不是作为粒子，而是作为波通过原子核的核壁的。”　　　　汤普金斯先生正想承认他不理解老头的话是什么意思，但是就在这个时候，他突然意识到他可能已经理解了。　　　　“有一次，我看过一种有趣的台球比赛，”他说，“那里用的也是这样的球。最初，台球放在三角形的木框里。后来，它突然出现在木框外，就像是穿过那个木质堡垒‘漏’出来似的，当时，我还担心老虎会不会也从铁笼里漏出来。你看，

6、我们刚才在这里看到的是不是同一回事呢——只不过现在不是台球和老虎漏出来，而是质子漏进去罢了？”　　　　“我觉得就是这样。”老头说，“不过，我对你说实话吧，理论从来就不是我的强项。我自己只不过是个做实际工作的人。但是十分明显，那些核粒子只要是用量子材料做成的，就总是能够穿过一般认为无法通过的障碍物漏进去。”　　　　老头停了一下，认真地看着汤普金斯先生。“你说的那些台球，”他接着问道，“它们确实是真正的量子象牙台球吗？”　　　　“是的，据我了解，它们是用量子大象的长牙制成的。”汤普金斯先生回答说。　　　　“好啊，人生就是这样嘛，”老头悲哀

7、他说，“他们浪费这样宝贵的材料，只不过是为了玩乐，而我却不得不用普普通通的量子橡木来雕刻质子和中子——整个宇宙最基本的粒子。”　　　　“不过，”他继续说，努力想把他的沮丧掩盖起来，“我这些可怜的木雕制品同那些贵重的象牙制品一样出色。我要让你看看，它们能够多么干净利落地通过任何一种堡垒。”于是，他登上长板凳，从顶层架子上拿下一个雕刻得很奇怪的木制品，它的样子很像一座火山口的模型。很像一座火山口的模型　　　　“你现在所看到的，”他继续说，一面轻轻地拂去上面的灰尘，“是任何一个原子核周围都存在的斥力势垒的模型。外面的斜坡相当于电荷之间的静电

8、排斥作用，而里面那个洞相当于把核粒子粘在一起的内聚力。现在如果我把一个球向斜坡上弹去，但是所用的力量不足以使它越过坡顶，你自然要认为它将会滚回来。但是，你看看实际上会发生什么事吧……”说着，他把那个球轻轻一弹。　　　　那