初探元素之谜

到大学三年级时，坎特伯雷学院里成立了科学学会。卢瑟福成了首批热心的会员。每次科学学会开会，都要讨论一些同学们关注的科学题目。有一次讨论的题目为《元素的演变》，是由卢瑟福提议的。大家讨论得非常热烈。

宇宙中大多数物质都是由不同元素组成的化合物。只有少数物质，如金、银、铜等，是不含任何杂质的天然元素。迄今为止，人们已知的元素共有109种，其中89种是天然的，有20种是后来人工制造的。

人类发现元素的历史，是一部神秘而又富有戏剧性的科学探险史。公元前4世纪的古希腊哲学家认为，世界上的物质由四种元素组成：土、空气、水和火。1661年，法国化学家波义耳第一次给元素下了个明确的定义。他指出，元素是一种基本物质，它可以和其他元素相结合形成化合物，但不能被分解为任何比它更简单的物质了。不过波义耳错误地以为，纯金不是一种元素。1669年德国学者勃兰德利用加热的方法，提炼出了磷，开了人工提炼元素的先河。

波义耳去世后，化学家们开始想弄清楚，哪些物质不能再分解为更简单的物质，哪些物质可以再分解。英国科学家卡文迪许从水中分解出氢，发现了氢和氧化合而形成水。于是人们知道了水不可能是元素。

后来，到了1775年，一位法国化学家拉瓦锡又把空气分为氧和氮，证明空气也不是元素。古希腊哲学家的设想被事实证明是错的。元素奇迹般地被一个个发现！

其中最富有戏剧性的，是英国的大化学家戴维。

1807年，29岁的戴维用电解法发现了钾、钠元素；第二年再次发现新元素钡、锶、镁、硼；两年后，他又用实验证明，被拉瓦锡误认为是氧化物的氯其实是一种元素。

到了卢瑟福读大学的年代，学术界对元素的探索不断有新的进展。但是元素的本质究竟是什么？从一种元素能不能够转化成另一种元素？这些都是学生们关注的热点。因而他们的讨论也格外热烈。也许卢瑟福当时并没有想到，他后来的一生辉煌与这时讨论的课题十分有缘。

新西兰当时比较穷。坎特伯雷学院的教学条件很简陋。学院物理系和化学系所在的理化楼，是用木料和铁皮建搭的，有点像工棚。实验室里的仪器也很简单。

但卢瑟福并不计较这些。他确信真正的科学天才，即使在简陋的条件下也能进行科学研究。正像美国有本颇为权威的摄影教材说的：照一张好照片，并不一定需要复杂的照相机和镜头。卢瑟福从小就养成了动手的好习惯。没有良好的仪器，他就试着自己设计动手来做。他后来的许多重大科学发现，都是利用自制简易的仪器完成的。这正是卢瑟福的过人之处。

1892年，21岁的卢瑟福取得了文学学士学位。他的指导老师，就是比克顿教授和数学家科克教授。理科学生授以文科学位，这在当时是依照英国一些古老大学的传统。卢瑟福并不满足，他因为数学成绩优异获得了研究生奖金，可以继续在校学习一年。

卢瑟福充分利用这一年的机会，刻苦研读。终于功夫不负有心人，一年后他不仅取得文学硕士学位，而且数学和物理学两门功课双双得了第一。母亲听到这个好消息，不禁兴奋地写信给卢瑟福读中学时的校长报喜。可见这是很不容易的。

4年的学院生活，对大多数学生来说已经足够了。卢瑟福却并不急于考虑寻找工作和挣钱。他决定再读一年，争取获得文科、理科双学位。当时要想获得理科学士学位，要求很高。要想获得这一学位的学生，必须进行有创见的科学研究。卢瑟福选择的课题，是当时最新的发现——“赫兹波”，也即无线电的研究。

有趣的是，卢瑟福大学时代最感兴趣的两个课题，一个与元素有缘，另一个与无线电有缘。前者后来成了他毕生研究的专业（探索原子之谜），无线电则成了他终生难舍的爱好。