威力无穷的原子—上卷：原子能史

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1、第一章原子能科学溯源通过发黄的书本或者古老的原始黑白电影片段，回顾人类过去几千年的历史，想想最近这100余年人类社会发生的巨大变化，我们不难发现，在古代，虽然出现了中国的四大发明，埃及人的金字塔，但是在那漫长的人类生活中，变化十分缓慢，只是从19世纪末至今的近百年间，才出现了翻天覆地的变化。太空中的航天器、人造卫星，高空的超音速喷气机，地面上鳞次栉比的摩天大楼，工厂家庭中的电视、电脑，海面上的数十万吨巨型油轮，大洋深处的核潜艇，以及发出强大电力的核电站等等，几乎完全改变了人们的生活面貌。那么，造成这种深刻变化的原因是什么呢？是科学技术。再细细想一想，近

2、百年来科学发现或技术发明，最根本的发现又是什么呢？是原子科学的发现。现在的电脑或核电站，是离不开原子外层的电子及原子内的核子这两种粒子的。在19世纪就开始使用至今的家家户户的电灯开关，是由无数亿万个原子组成的物质造出来的；而今天，高效电脑，一个原子就是一个开关。在20世纪上半期，每年需用上百万吨煤的电厂，现在只要几吨铀就足够了。一部原子科学发展的历史充分说明了科学技术是第一生产力。第一节原子学说的起源世界是由各种各样的物质组成的。人们自然会问，物质是由什么构成的呢？公元前五世纪，中国的墨翟曾提出过物质微粒说，他称物质的微粒为“端”，意思是不能再被分割的

3、质点。但在战国时代，有一本著作《庄子·天下篇》中却提到了物质无限可分的思想：“一尺之槌，日取其半，万世不竭。”意思是说，一个短棍今天是一尺，明天取一半，余二分之一尺，后天取一半，余四分之一尺，以此类推，永远没有尽头。当然，这里并没有提出，也不可能提出用什么方法分割的问题。但在那个时代，我国古代学者就能用思辩的方法来这样提出问题，是难能可贵的。公元前四世纪，希腊人德漠克利特提出了“原子”的概念，也认为这是一种不能再被分割的质点。后来伊壁鸠鲁又把这一概念大大地推进了一步。罗马人卢克莱修（约公元前99—55年）曾用诗句阐明德漠克利特和伊壁鸠鲁的原子观点：物体

4、或者说物质要素，都是由原始粒子集合而成；虽有雷霆万钧之力，要破坏物质要素也不可能。⋯⋯原始物质，由此可见，是既结实又单纯，由极小粒子之力牢固抱紧，但又不是粒子的堆集，其特征在任何情况下是无穷地单纯。不能从它夺取什么，也不许缩小其本性，原始物质，世世代代，永远长存。⋯⋯原始物质，在无边无际的真空，当然不会静止，反而被迫不断地作各种各样的运动。⋯⋯从这里可以看出，古代的原子论者认为：一切物质都由最小粒子的原子组成，原子是不可分割的；原子是客观的、物质性的存在，它是永远地运动着的。德漠克利特和他的老师留基伯共同创立了古希腊的原子论，认为一切事物的本源，是原子

5、和虚无的空间。按照这种想法，人的感觉器官所感觉到的自然界物质的多样性，都是由原子的多种排列和各种不同的结合方式产生的。德谟克利特说：“根据现实的感觉，有甜与苦、热与伶、芳香和色彩的存在。但在本质上，仅有原子与空间的存在。我们认为似乎是本体的每一样物体，仅仅只有原子与空间才是真正的实质。”德谟克利特用原子论观点分析了一系列物理现象。他认为，无论是物质从一种状态过渡到另一种状态，从固体过渡到液体或气体以及相反的变化，还是物体的味道、颜色等等，并不是由于物体内部成分的改变，而是取决于原子的形状、大小、排列的变化和结合方式。关于德谟克利特的学识，后人有许多传说

6、。据记载，德谟克利特诞生时，他的家庭正在款待国王。国王为了报答他家的感情，就把身边几个学问渊博的人，留在了他家，以便教育和培养德谟克利特。这个故事未必属实，但德谟克利特的丰富的学识和深刻的思想确实是超人的。德谟克利特的性格与众不同，他对财产一点儿也不重视。德谟克利特的父亲死后，兄弟们分配土地遗产，他什么也不要，只要一些现金以便作为周游世界、探求知识的路费。他到世界各地听了许多著名学者的讲学，一心思考着学术问题。回到家乡后，他笑话别人碌碌无为；别人却说他不务正业，整天想入非非，是个“疯子”，并请了当时的大医生给他看病。这位医生与德谟克利特很谈得来，他的“

7、诊断”结果说，德漠克利特井没有病，说德谟克利特有病的人才是有“病”的。从此这位大医生与德谟克利特结下了深厚的友谊。德谟克利特对那些自以为了不起的人，不以为然。他认为，看重自己无可非议，但觉得自己“了不起”，就是荒谬的。一个人对于自己的狭小的生活圈子来说，也许觉得很重要；但对于整个宇宙来说，只不过是阳光下的一粒尘埃。可见德谟克利特的眼光是何等远大。古代对物质结构奥秘的探索，只能靠想象，靠思考。那时自然科学还没有从哲学中分离出来，原子只是哲学上的猜想，没有条件靠精密的实验加以证实。尽管原子说是一种很深刻的见解，但终究还是没有科学论证的一种猜测。至于一种物质

8、能否转变为另一种物质，在那时候，科学技术水平还没有达到相应的高度，物质的内幕在理论上也没有揭开