快刀浪子
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布伦德洛与N射线
19世纪与20世纪之交的世界被科学的新发现弄得眼花绦乱。本来认为原子是天衣无缝、牢不可破的那种观念，被X射线（1895年，伦琴）、a射线（1897年，卢瑟福）、B射线（1897年，卢瑟福）、γ射线（1900年，维拉德）之类噼噼啪啪地一阵猛“射”而散了架子。直到今天，人们还津津乐道那些“射手”们的业迹，都好像是发生在昨天的事情。不过，却很少有人知道，在当初那一阵连射之中，还有一个虚幻的“N射线”。
N射线的“发现”者是法国科学院院士、南锡大学教授R.布伦德洛（1849～1930）。他的研究领域是在电磁辐射物理方面。在历史进入20世纪的时候，这位科学家正在研究X射线是粒子还是波的问题。他推想，如果X射线是波，那末，它从放电管中出来时会受到偏振。在X射线的路径上以各种取向放置检测器（由两根削尖的金属线组成，有短促的电火花呈直线跳动），当调整电火花跳动所沿的直线方向时，电火花就会由于电磁波的电分量的作用而增加亮度。这个设想得到了实验证实。
布伦德洛在实验中又发现：作用在电火花上的辐射，在通过一个石英棱镜时发生了折射。当时人们认为X射线通过这种棱镜是不会折射的，所以他由此推想使火花亮度有明显增加的是某种新的辐射形式。布伦德洛后来用自己所在学校的名字（Nancy）来命名新射线，称为N射线。
布伦德洛不断改进他的检测方法，研制了一种照相设备来记录火花强度，接连对N射线的性能和射线源做了广泛的研究。1903年初，法国科学院的年刊上公布了他对 N射线的发现。随后就很快吸引了许多物理学家、生理学家和心理学家投入了新射线的研究工作。新的研究报告不断涌现出来。大量报告表明，几乎所有可被N射线穿透的物质，都不透可见光，如木头、纸、薄铁、云母、石英、石腊等等。而水和岩盐能阻挡这种射线，所以可用来屏蔽这种射线。
在N射线源方面也有不少发现，除了放电管外，还有当时用作家庭照明的威尔斯巴赫煤气灯，用一种稀土元素氧化物细棒通电加热到白炽的能斯特灯，小块银片和铁片在加热后也能发出N射线，据说太阳也发出N射线。1903年末，南锡大学的医学物理学教授A.萨尔庞契耶断定人体的肌肉、神经和脑都可发射很强的N射线。一位法国科学院院士、物理学家还著文予以证实。对这种新射线的研究，一下子成了科学的热点，甚至像其他重大新发现一样，还围绕优先权的问题发生了争议。
1904年法国科学院向布伦德洛颁发了5万法郎的拉兰德奖金，授奖原因中包括他对N射线的发现和研究。这一鼓励更使N射线的研究活跃起来。在1904年上半年的法国科学院年刊上，有关这个问题的论文多达54篇。但是，下一年的年刊中却连一篇都不见了，为什么嘎地一声刹了车呢？
原来是当发现新射线的消息公布之后，一些国外的科学家也依照布伦德洛的设计进行实验验证，他们没能再现布伦德洛的实验结果。人们催促观察敏锐而又认真好事的R.伍德（美国物理学家，1868～1955）到大洋彼岸走一着，亲眼去看一看。伍德认为在布伦德洛的实验室里可能“存在着出现这种最难以捉摸的辐射形式所必需的而又显然是特殊的条件”。
布伦德洛为远道而来的客人安排的第一个实验是按新的改进方案进行的。在实验装置中加了一个棱镜，能斯特灯发射的N射线被棱镜集中到火花隙检测器的火花上。客人被告知，如果观察者把手放在射线源与火花之间射线通路上的任何一点，随着火花亮度的减弱，就可以看出射线受到了阻挡。在检测器对着射线源的那一侧有一小块毛玻璃，起着弥散火花亮度的作用，可便于观察。伍德在事后说：“据人们说，（火花亮度的起伏）极为清晰可辨，但我却看不到一点儿变化。这被解释为我的眼睛的灵敏性太差。为了检验这一点，我提出请他们看着玻璃试说出我是什么时候把手伸进射线通路的。结果他们一次也没有说对。当我把手放在射线通路上不动时，他们一会儿说亮了，一会儿说暗了。而当我移动手时，他们所说的亮度起伏又同手的运动没有任何关系。”
接着，布伦德洛又用摄影来证明N射线的存在。他向伍德展示了许多用他设计的方法摄制的照片，有一张是当面曝光的，看起来似乎满像是那么一回事儿。而伍德却指出，这些照片全都是“在可能有许多误差来源的条件下”摄制的。单是火花亮度的自然起伏这一事实就足以使精确的工作无法进行。而且，在这个实验中，每一组有N射线和无N射线的照片都是通过将底面两侧曝光多次来摄制的，所以两种实验状态的任何差异都会得到强化。每次曝光要持续5秒种，因而实验者必须每隔5秒钟使底片从一侧滑动到另一侧。伍德指出：“在我看来，映象亮度的差别很可能是由于一个映象的曝光的累积有利性所造成的。这种累积有利性可能是完全无意识的，它可能取决于事先对仪器布置的了解程度。”普通眼睛无法觉察到的N射线“打开”和“关闭”时出现的强度变化，在照片上居然会显得非常清晰，这是很难让人相信的。伍德认为，为了证实N射线的有或无，这个实验还应该做出严格的设计。
又一个新的演示是为了表明N射线具有4种不同的波长。在实验装置中加进棱镜可以把不同波长的N射线分开，并测得各自的折射系数。使伍德感到迷惑的是，射线束穿过的缝宽3毫米，而演示者说检测器移动不到0.1毫米就可以引起磷光涂料由暗变亮，再重新从亮变暗。布伦德洛强调说：“这是N射线的最令人惊异的性质之一，它不服从我们通常所理解的普通物理学规律。”而当伍德将检测设备沿N射线谱来回移动时，却觉察不到亮度有什么变化。这时，他便准备开一个认真的玩笑：在做实验的暗室中移走了实验设备中最主要的部件——棱镜。结果是布伦德洛的测量结果井没有因为棱镜的有无而发生变化。在另一间实验室里做N射线源的演示实验时，伍德又偷偷地把作为射线源的大钢挫换上了一块大小、形状都与其相同但不是所谓N射线源的木头，布伦德洛的实验结果也没有因此而发生变化。
基于上述考察，伍德否定了布伦德洛的“新发现”，并不指名地在英国《自然》杂志上发表了他的报告，法国之外对N射线的支持就告结束了。
法国国内还有支持者。布伦德洛本人也极力为自己辩护，他说在过去做过的40个实验中，只有伍德参观的这一个是失败的。1905年，他就如何才能观察到N射线现象写了一套详细的指南，告诉观察者必须观察光源，却不能正对着它看，而是要瞥视（违者就会失掉饱此眼福的机会）。还必须安静，禁止吸烟，观察者必须使自己习惯于以画家（特别是印象派画家）观察风景的方式来观看发光的检测器。要学会这些本领就要练习，而且肯定不容易学会，甚至是根本学不会的。这样一来，对于布伦德洛及其热情的支持者来说，N射线是否存在的问题已转化成为观察者是否灵敏的问题。后来，这场争议又进一步蒙上了沙文主义的色彩。有人认为只有拉丁人种才具备检测到N射线现象所必需的智力以及感觉的灵敏性。据说盎格鲁撒克逊人的感觉能力由于长期受浓雾的影响而降低了，条顿人的感觉能力则因为长期饮用啤酒而变迟钝了。
当然，这些并不代表法国的整个科学界。1903年初，法国科学界诚然欢呼过由法国人发现N射线，并曾有20位科学家宣布过对它存在的证实。亲眼见到布伦德洛演示而又毫不怀疑自己眼睛的人，那就更不可胜数了。但是，在科学家们按着伍德指出的问题重新进行实验验证之后，科学家中的大多数支持者都改变了态度。继续表示肯定意见的人都集中在布伦德洛所在的南锡周围。
法国的《科学评论》杂志编辑部在挽回法国科学的国际信誉方面做出了可贵的努力，它除了为讨论N射线提供论坛外，还努力迫使布伦德洛做一个判定实验。具体办法是：准备两个同样的小木盒，一个内装一块回火钢片（所谓的N射线源），另一个装一块铅片（未被列入N射线源）；两盒重量完全一样，封好后除了识别号码外，两者是无法区别的；请布伦德洛确定哪个盒子装的是发射N射线的回火钢片。
尽管总会有50％的“成功”率，布伦德洛还是没有敢于接受这个试题。他拖了很长时间没有做出回答，最后在 1906年做了这样的答复：“请允许我完全拒绝你们要找我合作进行这个过于简单化的实验的建议。N射线现象极为精微，不适于做这种实验。让每个人根据他自己的实验或根据他所信任的人的实验形成他本人对N射线的看法好了。”这样，自然现象和规律的客观性、科学研究的基本准则等等，就对N射线失效了。
后人对布伦德洛的评价是不一致的，有人说他的发现是一场误会，并非故意欺骗；有人则说他利用了人们对于似见非见的临界现象的某种特殊的视觉效应，玩了一个“魔术”，是一个骗局。当然，也可能起初是幻觉，在被指出错误之后则为了维护自己的尊严而使后来的诡辩带有欺骗性。不过，对我们来说，重要的有两点，一是经实验证实并没有N射线的存在，免得后人受愚弄；二是各种各样的人，可以从不同角度吸取些重要的教训。请看今日的科学研究与科学宣传中，有没有“N射线”式的幻影在人们眼前晃动呢？
乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪。
江山如画，一时多少豪杰。
| 发表时间：2005-01-19, 04:02:17 |
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Re: 布伦德洛与N射线
虚幻的N射线实验竟然能够被多次成功重复，得到“证实”。这样的事情发生在讲求硬事实的科学界真是匪夷所思
乱石穿空，惊涛拍岸，卷起千堆雪。
江山如画，一时多少豪杰。
| 发表时间：2005-01-19, 04:06:22 |
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