有目标的探索

高建明

在谈及科学发现时，人们常常津津乐道于某些来自偶然现象的发现。的确，在科学研究中，被称为“机遇”的事时而发生，各种情况的巧合常常是伟大发现的一个原因。但是，不容忽视的是，在自然科学中，大量的事实表现为：按一定方向、有目的、有计划地进行研究，并最终取得决定性的成果。铀核裂变的发现就是一个突出的事例。

1934年，居里夫妇发现人工放射性元素的消息传出之后，意大利青年核物理学家恩里科·费米决定做类似的实验。他没有用居里夫妇所用的X粒子，而是用刚发现不久的更强的“炮弹”——中子来照射周期表中的许多种元素。结果，人工地取得很多新的放射性同位素。费米把它们作为各个已知元素的变异元素排列入周期表。可是，在照射当时周期表上最后一个元素铀时，产生的放射性物质却不能使费米做到象原先那样的排列。费米便得出一个错误的结论，误认为这是生成了超铀元素，即元素周期表上位置在铀后面的元素。

德国化学家、年轻的诺达克夫妇对费米的见解提出了不同意见，认为费米的实验没能提出在化学分析方面令人信服的论据，对费米发现超铀元素的实验结果表示怀疑。他们提出一个猜想：可能是铀的重原子核自身发生裂变。然而，他们的观点没有得到核物理学家们的支持，铀核裂变被认为是完全不可能的。

当时世界公认的放射化学权威奥托·哈恩也认为诺达克夫妇的假设是荒谬的，但他以科学家的敏锐头脑，看出了费米试验的研究意义，就确定把它作为自己的研究目标。他和著名的核物理学家利斯·梅特纳合作，从一开始就对研究工作、试验提出了明确的目的，试图搞清楚费米是否真的得到了超铀元素，或者费米得到的只是元素最接近于铀的钋的变异同位素。对于他们来说，重复费米的试验和搞清楚在用中子照射铀时所产生的物质的性质具有特别的吸引力。因为他们作为元素钋的首先发现者和研究者，熟知这一元素的一切化学特性，他们能比其他人更好地判断：是否应当把费米所取得的超铀元素称为钋的同位素。

经过几年艰苦努力工作，他们查明了费米所取得的物质无论如何也不是钋的同位素。于是，他们又回到了“是不是超铀元素”的老问题上来了。

1938年12月17日中午，在哈恩的助手施特拉斯曼的配合下，哈恩作了一次具有决定性意义的试验，他再一次用中子照射铀，终于证实了铀的重核在慢中子的作用下，并不是生成超铀元素，而是裂变成两个较轻的核；一个是碱土金属钡的放射性的核，一个是惰性气体氪的核。

就这样，哈恩等人按照预定的计划，朝着既定的目标，百折不挠，始终不渝，最终导致了铀核裂变为钡和氪的历史性发现。

它表明，科学研究是一项艰苦的探索活动，象登山、打仗一样，既需要有明确的目标，周密的计划，也需要有坚韧不拔的毅力，刻苦攻关的精神。如果漫无目的、想靠侥幸取胜，则很难取得成功。诚然，在科学研究中，机遇的发生常常是科学发现的契机，不善于捕捉机遇，往往就失去科学发现的绝好良机。但是，对于刚刚迈向研究之路的青年来说，则更要扎扎实实地打好基础，培养辛勤劳动刻苦钻研的精神；学会选准目标，不能认为搞科学可以不费力气，一心希冀机遇降临自己的身边，这是十分有害的。

（题图：木林）