德谟克利特与道尔顿的千年组合

原子时代的到来，是建立在跨越两个世纪的两大“组合”之上。第一个组合是古希腊以德莫克利特为代表的原子论者与20世纪初以道尔顿等人为代表的现代原子论者的“组合”。第二个组合是既古且新的原子论与现代相对论的“组合”。

但是，古希腊离现在实在是太过久远了，生产力发展水平非常低下，此外，德谟克利特毕竟是一位思想家，不是科学家，更不是实验家，因此，他不可能运用实验方法来对其理论进行检验。因此，德谟克利特的原子理论只能停留在形而上学的思辨阶段，也不可能成为什么具有什么实际价值的实用型理论。谁若以此来指责德氏理论的简单化部和不彻底性，那就未免苛求古人了。

在其后的两千多年中，原子论被淹没在漫漫的长夜中，无人再去触摸这块科学的禁土。18世纪以后，原子论再度复兴。在200多年时间之中，人类发现的粒子达数百种之多。其中最具有代表性的事件只有有：

1，19世纪初，英国化学家约翰·道尔顿（John Dalton，1766—1844）提出近代的原子学说，他提出，每一种元素都是由它本身的一类原子构成，同一种元素的原子相同，不同元素的原子不同，一种元素的原子不同于其他元素的原子，主要的差别在于它们的质量。道尔顿用不同的符号代表不同元素的原子，并第一次提出了“原子量”的概念，到20世纪初，大多数元素的原子量都已经测定到小数点后两位数。

2，1891年，爱尔兰物理学家斯托尼（G.J.Stoney，1826—1911）首次提出了“电子”的概念，并以其电量作为电量的基本单位。19世纪末，英国物理学家约翰·汤姆逊（J.J.Thomson，1856—1940）在做阴极射线管通电发光时，证实了电子的存在，其后，通过不断实验，汤姆逊最终发现，电子是存在于自然界的比原子还小的微小粒子，是一种“亚原子粒子”。其质量与原子比较起来微不足道，仅仅相当于氢原子质量的1/2000(现在已经精确的测得是氢原子的1/1837)，其飞行速度是30000km/s。电子的发现，是19世纪最伟大的发现之一，标志着人类对微观世界的认识又大大前进了一步。

3，1914年，英国物理学家欧内斯特·卢瑟福通过实验，确定氢原子核是一个正电荷单位，成为质子（质子是由希腊文“第一”演化而来。——引者注），其质量为电子的1837倍。

4，1932年，英国物理学家詹姆斯·查德威克（James Chadwick，1891—1974 ）发现了中子，这种粒子的质量几乎与质子“大体相似”，但略重些。现代精确的测量结果是，质子的质量为1.007825单位，而中子的质量是1.008665单位。查德威克又利用云雾室做了中子流实验，证明中子是一种不带电的中性粒子。

在世界上所有的科学类杂志中，恐怕没有任何一本杂志能比德国1905年第17卷的《物理学年鉴》更能受到收藏家们的欢迎了。其原因在于：这期杂志发表了后来成为科学界巨星的著名科学家爱因斯坦（当时年仅25岁）的三篇文章：对M普朗克量子理论进行首次实验性证实的《关于光的产生和转化的一个启发性观点》、考察布朗运动的《关于热的分子运动论所要求的静止液体中悬浮小粒子的运动》，以及提出时空新理论的《论动体的电动力学》等。正是通过这几篇论文，爱因斯坦提出了著名的狭义相对论，并以此为根据导出了著名的“质能转换公式”，即：E=mc2。

在这个“也许是唯一称得上众人皆知的物理学方程”（[英]安德鲁·罗宾逊着：《爱因斯坦相对论一百年》，湖南科学技术出版社，2006年11月第1版，第46页）中，E代表物体静止时所含的能量，m代表它的质量，c代表速度。从此人类认识到：物质与能量是同一事物的两种不同形式，物质可以转变成能量，能量也可转变为物质。当一定量的物质消失时，就会产生一定量的能量，其产生的能量等于消失的质量m乘以光速c的平方。由于光速很大，因此，很少量的物质也会生产极大的能量。如果一公斤的物质转换为能量，这些能量足可以供给一只一百瓦的灯泡亮35000年。

爱因斯坦自嘲其一生“踌躇于政治与方程之间”（[美]史蒂芬·霍金：《时间简史》，湖南科学技术出版社，2002年8月第1版，第234页），但他或许并没有意识到，他提出的狭义相对论，尤其是这个质能互等公式的提出，为科学家们指出了一条寻找核能的正确道路：当用某些粒子作为“炮弹”去轰击一些比较不稳定的重原子核时，如果有可能击破它们，并且在这个过程中发生质量亏损，就可以产生巨大的能量，因为这个理论为核裂变、核聚变奠定了理论基础，标志这人类已经进入原子时代的门槛。“小男孩”、“胖子”和“瘦子”等不过是这个理论的结晶而已。至于广岛、长崎等城市的毁灭，不过是爱因斯坦相对论的表演而已……