有目標的探索

高建明

在談及科學發現時，人們常常津津樂道于某些來自偶然現象的發現。的確，在科學研究中，被稱為“機遇”的事時而發生，各種情況的巧合常常是偉大發現的一個原因。但是，不容忽視的是，在自然科學中，大量的事實表現為：按一定方向、有目的、有計劃地進行研究，并最終取得決定性的成果。鈾核裂變的發現就是一個突出的事例。

1934年，居里夫婦發現人工放射性元素的消息傳出之后，意大利青年核物理學家恩里科·費米決定做類似的實驗。他沒有用居里夫婦所用的X粒子，而是用剛發現不久的更強的“炮彈”——中子來照射周期表中的許多種元素。結果，人工地取得很多新的放射性同位素。費米把它們作為各個已知元素的變異元素排列入周期表。可是，在照射當時周期表上最后一個元素鈾時，產生的放射性物質卻不能使費米做到象原先那樣的排列。費米便得出一個錯誤的結論，誤認為這是生成了超鈾元素，即元素周期表上位置在鈾后面的元素。

德國化學家、年輕的諾達克夫婦對費米的見解提出了不同意見，認為費米的實驗沒能提出在化學分析方面令人信服的論據，對費米發現超鈾元素的實驗結果表示懷疑。他們提出一個猜想：可能是鈾的重原子核自身發生裂變。然而，他們的觀點沒有得到核物理學家們的支持，鈾核裂變被認為是完全不可能的。

當時世界公認的放射化學權威奧托·哈恩也認為諾達克夫婦的假設是荒謬的，但他以科學家的敏銳頭腦，看出了費米試驗的研究意義，就確定把它作為自己的研究目標。他和著名的核物理學家利斯·梅特納合作，從一開始就對研究工作、試驗提出了明確的目的，試圖搞清楚費米是否真的得到了超鈾元素，或者費米得到的只是元素最接近于鈾的釙的變異同位素。對于他們來說，重復費米的試驗和搞清楚在用中子照射鈾時所產生的物質的性質具有特別的吸引力。因為他們作為元素釙的首先發現者和研究者，熟知這一元素的一切化學特性，他們能比其他人更好地判斷：是否應當把費米所取得的超鈾元素稱為釙的同位素。

經過幾年艱苦努力工作，他們查明了費米所取得的物質無論如何也不是釙的同位素。于是，他們又回到了“是不是超鈾元素”的老問題上來了。

1938年12月17日中午，在哈恩的助手施特拉斯曼的配合下，哈恩作了一次具有決定性意義的試驗，他再一次用中子照射鈾，終于證實了鈾的重核在慢中子的作用下，并不是生成超鈾元素，而是裂變成兩個較輕的核；一個是堿土金屬鋇的放射性的核，一個是惰性氣體氪的核。

就這樣，哈恩等人按照預定的計劃，朝著既定的目標，百折不撓，始終不渝，最終導致了鈾核裂變為鋇和氪的歷史性發現。

它表明，科學研究是一項艱苦的探索活動，象登山、打仗一樣，既需要有明確的目標，周密的計劃，也需要有堅韌不拔的毅力，刻苦攻關的精神。如果漫無目的、想靠僥幸取勝，則很難取得成功。誠然，在科學研究中，機遇的發生常常是科學發現的契機，不善于捕捉機遇，往往就失去科學發現的絕好良機。但是，對于剛剛邁向研究之路的青年來說，則更要扎扎實實地打好基礎，培養辛勤勞動刻苦鉆研的精神；學會選準目標，不能認為搞科學可以不費力氣，一心希冀機遇降臨自己的身邊，這是十分有害的。

（題圖：木林）