有目標的探索

高建明

在談及科學(xué)發(fā)現(xiàn)時，人們常常津津樂道于某些來自偶然現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。的確，在科學(xué)研究中，被稱為“機遇”的事時而發(fā)生，各種情況的巧合常常是偉大發(fā)現(xiàn)的一個原因。但是，不容忽視的是，在自然科學(xué)中，大量的事實表現(xiàn)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(fā)現(xiàn)就是一個突出的事例。

1934年，居里夫婦發(fā)現(xiàn)人工放射性元素的消息傳出之后，意大利青年核物理學(xué)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(fā)現(xiàn)不久的更強的“炮彈”——中子來照射周期表中的許多種元素。結(jié)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(chǎn)生的放射性物質(zhì)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(jié)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(xué)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(xué)分析方面令人信服的論據(jù)，對費米發(fā)現(xiàn)超鈾元素的實驗結(jié)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(fā)生裂變。然而，他們的觀點沒有得到核物理學(xué)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(xué)權(quán)威奧托·哈恩也認為諾達克夫婦的假設(shè)是荒謬的，但他以科學(xué)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(xué)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(fù)費米的試驗和搞清楚在用中子照射鈾時所產(chǎn)生的物質(zhì)的性質(zhì)具有特別的吸引力。因為他們作為元素釙的首先發(fā)現(xiàn)者和研究者，熟知這一元素的一切化學(xué)特性，他們能比其他人更好地判斷：是否應(yīng)當把費米所取得的超鈾元素稱為釙的同位素。

經(jīng)過幾年艱苦努力工作，他們查明了費米所取得的物質(zhì)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(yù)定的計劃，朝著既定的目標，百折不撓，始終不渝，最終導(dǎo)致了鈾核裂變?yōu)殇^和氪的歷史性發(fā)現(xiàn)。

它表明，科學(xué)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(guān)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(xué)研究中，機遇的發(fā)生常常是科學(xué)發(fā)現(xiàn)的契機，不善于捕捉機遇，往往就失去科學(xué)發(fā)現(xiàn)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(chǔ)，培養(yǎng)辛勤勞動刻苦鉆研的精神；學(xué)會選準目標，不能認為搞科學(xué)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）