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化学家故事—共产主义者化学家肖莱马
当卡尔·肖莱马还健在时,伟大的革命导师恩格斯这样称赞他：“这位朋友既是一位优秀的共产主义者,又是一位优秀的化学家.”在肖莱马逝世后,恩格斯特意为他写了一篇传记性的悼文,对他的一生作出了全面的评价.为什么肖莱马能获得恩格斯的这么高的评价呢?
从学徒工到化学家
卡尔·肖莱马于1834年9月30日诞生于德国黑森林州达姆斯塔德城的一个手工业工人家庭.父亲约翰是个穷木匠,母亲罗特是个纯朴的家庭妇女,他们一共有9个孩子,卡尔是最大的孩子.1850年卡尔争取到本城一所职业学校受教育,可是到1853年就回家境困难而辍学.他非常喜欢化学,因此他来到一家药房当学徒.由于他勤奋好学,很快成为药剂师的得力助手.1856年他来到海德堡一家药店当配药助手,在海德堡大学,著名的化学家本生正 在主讲化学,肖莱马想方设法去旁听本生的演讲.本生的精湛实验演示和生动的报告使肖莱马更向往化学,这时候他暗下决心.一定要作一名化学家.
1859年,他仅靠自己谋生所积蓄的钱,投考著名化学家李比希主持的吉森大学化学系.这是当时全世界青年化学家所向往的圣地.又因学费不足,肖莱马只读了一个学期便离开了学校.好在这一学期里,由于他的发奋努力,学完了作为实验基础的分析化学课,通过学习和训练,他基本上掌握了化学实验的技巧.同时在这学期内,他还听了著名化学史家柯普的化学史课程,初步培养了他对科学史的爱好.离校和失业并没有影响肖莱马对化学科学的追求.此时恰逢英国曼彻斯特的欧文斯学院化学教授罗斯科招聘一名私人的实验助手,肖莱马闻讯立即赶赴英国,只身远离祖国,来到英国这一工业城市,经过努力终于成为罗斯科的实验助手.在这里他很满意,一是可以继续学习化学的有关课程,二是可以更多地、又是独立地进行化学实验.从这时起,肖莱马总算实现了他的宿愿,步入了化学研究的大门.他一面自学,一面研究,很快取得到了许多成果,
1871年被破格选为英国皇家学会会员,1874年成为欧文斯学院的第一个有机化学教授.他在英国定居了30多年,一直到1892年逝世.
有机化学的奠基人
肖莱马对有机化学发展最主要的贡献是对脂肪烃的系统研究.从1862年起,他从煤焦油和石油中先分离出戊烷、己烷、庚烷和辛烷,仔细地测定了这些脂肪烷烃的沸点等物理常数,分析了它们的元素组成,并通过测定其蒸汽密度求出了其分子量.随后他继续对甲烷、乙烷、丙烷、丁烷直到辛烷都作了深入研究,又通过卤化、水解、氧化、酯化等反应制备并考察了这些烷烃的衍生物,如卤化物、饱和一元醇、脂肪酸、醛、酮及酯等,实现了一系列有机合成.这种系统的基础的研究,极大地丰富了人们对脂肪烃的认识.在他以前,化学家只对个别的、最低的几种烷烃进行过研究,人们对脂肪烃的认识是零散和无规律的.正是肖莱马开创了脂肪烃、包括高级烃在内的系统研究,可以说今天我们对脂肪烃的有关知识,最初就是由肖莱马提供的.为了了解和掌握脂肪烃的系统知识,肖莱马不仅付出了辛勤的劳动,而且还是冒着很大的风险的.由于各种脂肪烃的知识还是空白,实验研究中发生爆炸事故是难以避免的.对此,恩格斯描绘肖莱马时说：“那时候,他常常脸上带着血斑和伤痕来看我.跟脂肪烃打交道可不是闹着玩的；这些大部分还没有被认识的物质,总是在他手上爆炸,这样他就得到了不少光荣的伤痕.只是因为戴着眼镜,他才没有为此而丧失视力.”
1357年,德国化学家凯库勒提出了碳原子是四价和碳原子间可以相互连成键状的学说.这学说是有机化学的基本理论,也是有机化学发展的关键点.然而这学说的基本观点和思想并没有立即为广大化学家所接受,特别对于碳原子的四价是否等同,碳原子间又是如何相连.认识很不统一.最伤脑筋的是如何运用这一学说来解释有机化学中大量存在的异构现象.在当时有人就认为碳的四价是相异的,并以此来解释同分异构现象.有人认为乙烷存在CH3一CH3（甲基）和CH3一H（氢化乙基）两种异构物,并由此推广认为CnH2n+2烷烃也应有类似的两个系列的异构物.为此肖莱马选择了这一课题作为自己的攻关对象.1862-1864年3年里,他做了大量的相关实验,最后以雄辩的事实证明碳原子的四价的同一性,推翻了上述关于烷烃存在两个结构系列的假定,清楚地阐明正因为碳原子以其等同的四价与其它碳原子作不同的排列,才呈现出不同的结构而产生异构现象.肖莱马的这一工作对于化学结构理论的推广发展起了积极作用,同时也表明肖莱马在科学研究中是勇敢的和有革新精神的.肖莱马在弄清了异构现象后,转向了对同系物现象的研究.经过扎实、细致的实验研究,他发现了一条定律,恩格斯把它称为“CnH2n+2系列碳氢化合物的沸点定律”该定律指出烷烃分子随着碳原子的增加,沸点逐步升高,直链烷烃与具有同样碳原子数的支链烷烃相比,具有更高的沸点.这一定律清楚他说明有机物性质与其结构之间存在内在的联系,即有机物的性质受其化学结构所制约.
此外肖莱马在脂肪醇方面的研究也取得很大的成绩.他发现了将仲醇转变成伯醇的普遍反应,有人称这反应为肖莱马反应.这个反应后来在有机合成中得到广泛的应用.1872年,为了便于教学,他亲自编写了一本具有独创性的《碳化合物的化学教程》.这本书是完全按着有机化学结构理论而写成的优秀教利书,在欧洲很受欢迎.1877年,肖莱马和罗斯科合作编写了《化学教程大全》.这是一部百科全书式的化学教本,全书共9卷,到肖莱马去世后才出齐,至本世纪20年代先后发行了5版.恩格斯在谈到这本书时指出：“他的巨著化学教程,虽然是他和罗斯科合著的,但几乎完全是他一个人写的（这是所有的化学家知道的）,此书被认为是英国和德国目前最好的一部著作.”
“快乐的农夫”
1859年秋,到英国后不久,经人介绍肖莱马认识了革命导师马克思、恩格斯.频频的来往使他们很快成为亲密的朋友.肖菜马为人诚挚而谦逊,幽默而乐观,马克思、恩格斯非常喜欢他,给他取了“快乐的农夫”的浑号.在马克思、恩格斯的直接影响下,肖莱马开始研究科学的社会主义,学习马克思的经济学说和历史理论,政治觉悟提高很快,不久就成为德国工人阶级的政党——社会民主党的早期党员和共产国际的成员,积极参加国际工人运动.他多次充当马克思、恩格斯的联络员来往于欧洲各国,因此欧洲各社会主义政党的领导人都知道肖莱马.在马克思、恩格斯与各种机会主义流派的斗争中,肖莱马始终坚定地站在马,恩一边.肖荣马生前未曾结婚,他把全部精力都扑在事业上,同时他还把他的大部分收入捐献给党和生活有困难的同志,在党内赢得很高的威信.恩格斯高度地赞扬了肖莱马的高尚品质,说：“这真是我长期以来认识的最好的人中的一位.”作为化学家,肖莱马有与众不同之处,这就是他在研究化学时,能自觉地应用唯物辩证观点来观察和思考.他用量变到质变的规律去解释烷烃中的同系物现象.他从有机合成的成就和发展趋势预见了人工合成蛋白质的未来远景.特别是他运用了唯物史观认真地研究了化学史,他在1879年用英文发表的著作《有机化学的产‘生和发展》就是他的一次尝试和一项重要成果.该书1885年被译成法文, 1889年作者又出版了此书的德文版.此书的英文增订版是作者逝世后的1894年出版的,由此可见该书深受欢迎.本来肖莱马还要撰写一部化学通史,可是直到他逝世,他只完成了六七百页的手稿.困为工作太忙以及他的早逝,这部有许多新观点的作品未能面世,实在可惜.
通过化学史的研究,肖莱马明确地指出：“化学的发展是按辩证法规律进行的.”他还用了化学史上的具体事例来说明利学的发展对生产实践的依赖性和促进作用及科学理论与实践的相互作用.当深受化学传统中的经验论影响的德国化学家柯尔贝反对荷兰化学家范霍夫提出的立体化学学说时,肖莱马立即表明自己支持立体化学学说的立场,明确指出：为发展自然科学,就需要有新的假说：要建立新的假说,就需要理论思维.假说有的可能是错的,有的经受了实践的检验就能成为科学的理论.化学家离开了理论思维,单靠实验是不能成为好的化学家的.在强调理论思维的重要性时,肖莱马又指出,不要把现有的理论当作教条,因为它也要按辩证法规律不断发展.当新的实验事实与现有理论发生矛盾时,首先应尊重事实,提出新的假说,本应墨守旧的理论框框.
肖莱马在他一生的最后20年内,特别注意用马克思主义哲学观点来考察自然科学的理论问题.他在欧文斯学院还专门开设了化学史和化学哲学两门课,这两门新课深受学生们的欢迎,因为从中他们得到的不仅是知识,而是智慧和思想的启示.从恩格斯1873年5月30日致马克思的信中,可以知道肖莱马参与讨论了恩格斯的《自然辩证法》的写作计划.肖莱马在信纸边上写上了注语,表示他完全同意恩格斯提出的自然科学的对象是运动着的物体,物体和运动是不可分割的,自然科学只有通过物体的联系及其运动来考察,才能认识物体的辩证关系.由此可见肖莱马和马克思、恩格斯的亲密关系,实际上肖莱马是马克思、恩格斯研究科学问题的一个顾问.
正当革命和科学事业都需要肖莱马作出更多贡献的时候,无情的肺癌夺去了他的生命.1892年6月27日肖莱马与世长辞,终年58岁.恩格斯专程前来参加葬礼,并代表党的执委会在墓前献上花圈.参加葬礼的还有欧文斯学院的全体教师和他的许多学生.后来为了纪念他,欧文斯学院创建“卡尔·肖莱马化学实验室”以示永久纪念.
量子化学大师鲍林
鲍林是著名的量子化学家,他在化学的多个领域都有过重大贡献.曾两次荣获诺贝尔奖金（1954年化学奖, 1962年和平奖）,有很高的国际声誉.
1901年2月18日,鲍林出生在美国俄勒冈州波特兰市.幼年聪明好学,11岁认识了心理学教授捷夫列斯,捷夫列斯有一所私人实验室,他曾给幼小的鲍林做过许多有意思的化学演示实验,这使鲍林从小萌生了对化学的热爱,这种热爱使他走上了研究化学的道路.
鲍林在读中学时、各科成绩都很好,尤其是化学成绩一直名列全班第一名.他经常埋头在实验室里做化学实验,立志当一名化学家.
1917年,鲍林以优异的成绩考入俄勒冈州农学院化学工程系,他希望通过学习大学化学最终实现自己的理想.鲍林的家境很不好,父亲只是一位一般的药剂师,母亲多病.家中经济收入微薄,居住条件也很差.于经济困难,鲍林在大学曾停学一年,自己去挣学费,复学以后,他靠勤工俭学来维持学习和生活,曾兼任分析化学教师的实验员,在四年级时还兼任过一年级的实验课.
鲍林在艰难的条件下,刻苦攻读.他对化学键的理论很感兴趣,同时,认真学习了原子物理、数学、生物学等多门学科.这些知识,为鲍林以后的研究工作打下了坚实的基础.
1922年,鲍林以优异的成绩大学毕业,同时,考取了加州理工学院的研究生,导师是著名化学家诺伊斯.诺伊斯擅长物理化学和分析化学,知识非常渊博.对学生循循善诱,为人和蔼可亲,学生们评价他“极善于鼓动学生热爱化学”.
诺伊斯告诉鲍林,不要只停留在书本知识上,应当注重独立思考,同时要研究与化学有关的物理知识1923年,诺伊斯写了一部新书,名为《化学原理》,此书在正式出版之前,他要求鲍林在一个假期中,把书上的习题全部做一遍.鲍林用了一个假期的时间,把所有的习题都准确地做完了,诺伊斯看了鲍林的作业,十分满意.诺伊斯十分赏识鲍林,并把鲍林介绍给许多知名化学家,使他很快地进入了学术界的社会环境中.这对鲍林以后的发展十分有用.
鲍林在诺伊斯的指导下,完成的第一个科研课题是测定辉铝矿（mosz）的晶体结构,鲍林用调射线衍射法,测定了大量的数据,最后确定了mosz的结构,这一工作完成得很出色,不仅使他在化学界初露锋芒,同时也增强了他进行科学研究的信心.
鲍林在加州理工学院,经导师介绍,还得到了迪肯森、托尔曼的精心指导,迪肯森精通放射化学和结晶化学,托尔曼精通物理化学,这些导师的精心指导,使鲍林进一步拓宽了知识面,建立了合理的知识结构.
1925年,鲍林以出色的成绩获得化学哲学博士.他系统地研究了化学物质的组成、结构、性质三者的联系,同时还从方法论上探讨了决定论和随机性的关系.他最感兴趣的问题是物质结构,他认为,人们对物质结构的深入了解,将有助于人们对化学运动、的全面认识.
鲍林获博士学位以后,于1926年2月去欧洲,在索未菲实验室里工作一年.然后又到玻尔实验室工作了半年,还到过薛定愕机和德拜实验室.这些学术研究,使鲍林对量子力学有了极为深刻的了解,坚定了他用量子力学方法解决化学键问题的信心.鲍林从读研究生到去欧洲游学,所接触的都是世界第一流的专家,直接面临科学前沿问题,这对他后来取得学术成就是十分重要的.
1927年,鲍林结束了两年的欧洲游学回到了美国,在帕莎迪那担任了理论化学、的助理教授,除讲授量子力学及其在化学中的应用外,还讲授晶体化学乡开设有关化学键本质的学术讲座.1930年,鲍林再一次去欧洲,到布拉格实验室学习有关射线的技术,后来又到慕尼黑学习电子衍射方面的技术,回国后,被加州理工学院聘为教授.
鲍林在探索化学键理论时,遇到了甲烷的正四面体结构的解释问题.传统理论认为,原子在未化合前外层有未成对的电子,这些未成对电子如果自旋反平行,则可两两结成电子对,在原子间形成共价键.一个电子与另一电子配对以后,就不能再与第三个电子配对.在原子相互结合成分子时,靠的是原子外层轨道重叠,重叠越多,形成的共价键就越稳定一这种理论,无法解释甲烷的正四面体结构.
为了解释甲烷的正四面体结构.说明碳原子四个键的等价性,鲍休在1928一1931年,提出了杂化轨道的理论.该理论的根据是电子运动不仅具有粒子性,同时还有波动性.而波又是可以叠加的.所以鲍林认为,碳原子和周围口个氢原子成键时,所使用的轨道不是原来的s轨道或p轨道,而是二者经混杂、叠加而成的“杂化轨道”,这种杂化轨道在能量和方向上的分配是对称均衡的.杂化轨道理论,很好地解释了甲烷的正四面体结构.
在有机化学结构理论中,鲍林还提出过有名的“共振论” 共振论直观易懂,在化学教学中易被接受,所以受到欢迎,在本世纪40年代以前,这种理论产生了重要影响,但到60年代,在以苏联为代表的集权国家,化学家的心理也发生了扭曲和畸变,他们不知道科学自由为何物,对共振论采取了急风暴雨般的大批判,给鲍林扣上了“唯心主义”的帽子.
鲍林在研究量子化学和其他化学理论时,创造性地提出了许多新的概念.例如,共价半径、金属半径、电负性标度等,这些概念的应用,对现代化学、凝聚态物理的发展都有巨大意义.
1932年,鲍林预言,惰性气体可以与其他元素化合生成化合物.惰性气体原子最外层都被8个电子所填满,形成稳定的电子层按传统理论不能再与其他原子化合.但鲍林的量子化学观点认为,较重的惰性气体原子,可能会与那些特别易接受电子的元素形成化合物,这一预言,在1962年被证实.
鲍林还把化学研究推向生物学,他实际上是分子生物学的奠基人之一,他花了很多时间研究生物大分子,特别是蛋自质的分子结构,本世纪40年代初,他开始研究氨基酸和多肽链,发现多肽链分子内可能形成两种螺旋体,一种是a -螺旋体,一种是g -螺旋体.经过研究他进而指出：一个螺旋是依靠氢键连接而保持其形状的,也就是长的肽键螺旋缠绕,是因为在氨基酸长链中,某些氢原子形成氢键的结果.作为蛋白质二级结构的一种重要形式,a -螺旋体,已在晶体衍射图上得到证实,这一发现为蛋白质空间构像打下了理论基础.这些研究成果,是鲍林1954年荣获诺贝尔化学奖的项目.
1954年以后,鲍林开始转向大脑的结构与功能的研究,提出了有关麻醉和精神病的分子学基础.他认为,对精神病分子基础的了解,有助于对精神病的治疗,从而为精神病患者带来福音.鲍林是第一个提出“分子病”概念的人,他通过研究发现,镰刀形细胞贫血症,就是一种分子病,包括了由突变基因决定的血红蛋白分子的变态.即在血红蛋白的众多氨基酸分子中,如果将其中的一个谷氨酸分子用缬氨酸替换,就会导致血红蛋白分子变形,造成镰刀形贫血病.鲍林通过研究,得出了镰刀形红细胞贫血症是分子病的结论.他还研究了分子医学,写了《矫形分子的精神病学》的论文,指出：分子医学的研究,对解开记忆和意识之谜有着决定性的意义.
鲍林学识渊博,兴趣广泛,他曾广泛研究自然科学的前沿课题.他从事古生物和遗传学的研究,希望这种研究能揭开生命起源的奥秘.他述于1965年提出原子核模型的设想,他提出的模型有许多独到之处.
鲍林坚决反对把科技成果用于战争,特别反对核战争.他指出：“科学与和平是有联系的,世界已被科学的发明大大改变了,特别是在最近一个世纪.现在,我们增进了知识,提供了消除贫困和饥饿的可能性,提供了显著减少疾病造成的痛苦的可能性,提供了为人类利益有效地使用资源的可能性.”他认为,核战争可能毁灭地球和人类,他号召科学家们致力于和平运动,鲍林倾注 了很多时间和精力研究防止战争、保卫和平的问题.他为和平事业所作的努力,遭到美国保守势力的打击,50年代初,美国奉行麦卡锡主义,曾对他进行过严格的审查,怀疑他是美共分子,限制他出国讲学,干涉他的人身自由.1954年,鲍林荣获诺贝尔化学奖以后,美国政府才被迫取消了对他的出国禁令.
1955,鲍林和世界知名的大科学家爱因斯坦、罗素、约里奥·居里、玻恩等,签署了一个宣言：呼吁科学家应共同反对发展毁灭性武器,反对战争,保卫和平.1957年5月,鲍林起草了《科学家反对核实验宣言》,该宣言在两周内就有2000多名美国科学家签名,在短短几个月内,就有49个国家的11000余名科学家签名.1958年,鲍林把反核实验宣言交给了联合国秘书长哈马舍尔德,向联合国请愿.同年,他写了《不要再有战争》一书,书中以丰富的资料,说明了核武器对人类的重大威胁.
1959年,鲍林和罗素等人在美国创办了《一人少数》月刊,反对战争,宣传和平.同年8月,他参加了在日本广岛举行的禁止原子弹氢弹大会.由于鲍林对和平事业的贡献,他在1962年荣获了诺贝尔和平奖.他以《科学与和平》为题,发表了领奖演说,在演说中指出：“在我们这个世界历史的新时代,世界问题不能用故争和暴力来解决,而是按着对所有人都公平,对一切国家都平等的方式,根据世界法律来解决.”最后他号召：“我们要逐步建立起一个对全人类在经济、政治和社会方面都公正合理的世界,建立起一种和人类智慧相称的世界文化.”
鲍林是一位伟大的科学家与和平战士,他的影响遍及全世界.
揭开原子内幕的卢瑟福
卢瑟福1871年8月30日生于新西兰的纳尔逊,毕业于新西兰大学和剑桥大学.1898年到加拿大任马克歧尔大学物理学教授,达9年之久,这期间他在放射性方面的研究,贡献极多.1907年,任曼彻斯特大学物理学教授.1908年因对放射化学的研究荣获诺贝尔化学奖.1919年任剑桥大学教授,并任卡文迪许实验室主任.1931年英王授予他勋爵的桂冠.1937年10月19日逝世.
在19世纪末,物理学上爆出了震惊科学界的“三大发现”：1895年,德国物理学家伦琴发现了X射线,同一年,法国物理学家贝克勒尔发现了天然放射性； 1897年,英国物理学家汤姆逊1859一1940）发现了电子.这些伟大发现激励了卢瑟福,使他决心对原子结构进行深入研究.
1899年,卢瑟福用强磁场作用于镭发出的射线,他发现,射线可以被分成三个组成部分.他把偏转幅度小的带正电的部分叫a 射线,把偏转幅度大的带负电的部分叫b 射线,第三部分在磁场中不偏转,且穿透力很强,他称之为r射线.
1903年,卢瑟福证实a 射线是与元素氦质量相同的正离子流（氦核）,b 射线则是带负电的电子流.卢瑟福把a 射线也称为a 粒子,他进一步用实验证明,a 射线打击到涂有硫化锌的荧光屏上,就会发出闪光.因此,他利用这一现象制成了可以观测澈粒于的闪烁镜.
卢瑟福进一步对口射线的穿透力进行研究,他发现,大部分a粒子都可以穿透薄的金属箔,这些粒子在金属箔中“如入无人之境”,可以大摇大摆地通过.这一现象说明,固体中原子间并不是密不可人的,排列并不紧密,内部有许多空隙,所以a粒子可以穿过金属箔而不改变方向.
实验发现,也有少数a粒子穿过金属箔时,好象被什么东西挤了一下,因而行动轨迹发生了一定角度的偏转.还有个别的以粒子,好象正面打在坚硬的东西上,完全反弹回来.根据以上a粒子穿过金属箔的实验现象（这个实验被称为a粒子散射实验）,卢瑟福设想,原子内部一定有一个带正电的坚硬的核,a粒子碰到核上就会被反弹回来,碰偏了就会改变方向,发生一定角度的偏转,而原子的核占据的空间很小,所以大部分a粒子还是能穿过去.他根据这一假定计算出,原子核半径约为3×10-12厘米,而原子的半径为1.6×l0-8厘米.
1911年,卢瑟福受“大宇宙与小宇宙相似”的启发,把太阳系和原子结构进行类比,提出了一个原子模型.他认为,原子象一个小太阳系,每个原子都有一个极小的核,核的直径在10-12厘米左右,这个核几乎集中了原子的全部质量,并带有之单位个正电荷,原子核外有之个电子绕核旋转,所以一般情况下,原子显中性.
卢瑟福发现了原子核以后,进一步用各种金属做“粒子散射实验,发现不同的金属对”粒子的散射能力不同,散射能力越强,证明核带的正电荷越多,因而斥力也就越大. 1913年,卢瑟福的学生和助手莫斯莱,在卢瑟福指导下,证明各种不同元素原子核所带的电荷数,正好等于它们的原子序数.卢瑟福的原子模型,成功地解释了许多物理化学现象,但后来的研究发现,它有很大的局限性.他的学生、丹麦物理学家尼尔森·玻尔,综合了普郎克的量子论、爱因斯但的光子论,在卢瑟福原子模型的基础上,提出了原子的玻尔模型,这个模型比卢瑟福模型有很大改进,但它是经典力学与量子论相结合的产物,故随着科学的发展,出现了很多不符合实际的情况,所以后来被量子力学模型所取代.
卢瑟福在核化学方面做出过杰出的贡献.他用a粒子散射研究原子核时,发现对于轻元素来说,往往出现反常现象.他当时认为,可能是因为轻核的核电荷少斥力小,高速a粒子有可能克服斥力,打到轻核里面去,因而出现反常.后来他就按着这个想法深入进行研究.卢瑟福首先选用最强的放射源,当时叫镭C',实际上是204Po,对轻元素进行轰击.1919年,他在用a粒子轰击氮时,发现产生出一种新的、射程很长、质量更小的粒子,经研究证明,这种粒子是氢的原子核.卢瑟福把他发现的这种粒子命名为“质子”.在这一实验中,他不仅发现了质子,还实现了人类历史上第一个核反应：
14N+4He——>17O+1H
接着他又发现,硼、氟、钠、铝、磷等元素都能发生核反应,在核反应时,一种元素可以变成另一种元素.1920年,卢瑟福又提出了中子假说,他认为原子核中,质子可能与电子紧密地结合,形成一种不带电的粒子,即中子.他推测,因为中子周围不形成电场,所以当它通过气体时,应不产生离子.它不受电场作用力的影响,所以,穿透力会很强,只有当它与原子核发生正面碰撞时,才会转折.而被碰撞的核,因为得到一定的动能,可能以一定的速度射出.
卢瑟福关于中子的预言,在1932年,被查德威克所证实,他用a粒子轰击铰元素而得到中子：
9Be+4He——>12C+1n
卢瑟福对放射性的研究,最终指明了原子擅变的可能性,实现了中世纪以前炼金术士的梦想.此外,卢瑟福还对天然核裂变现象做了理论上的探讨.他认为,天然放射性是基本原子的爆炸分裂造成的,在以天文数字计算的原子中,某处会突然发生爆裂,放出各种射线,而所留下来的部分就成了另外的原子.如果爆裂时射出的是一个a质点,则这种新元素的原子量比爆裂前将减少一个氦原子的原子量.在卢瑟福时代,只知道重原子的裂变,还不知道轻原子可以聚变,无论是裂变还是聚变部能放出能量.
卢瑟福为人正直,尽瘁科学,不阿权贵,他还是一个伟大的教育家,为人类培养了许多第一流的专家,如玻尔莫斯莱等.池逝世以后,每年人们都在10月19日为他进行悼念活动.