則 對 這 個 現象 做 了 多 次 詳盡 的 觀察 。 一八八三年 三月 ， 俄普頓 建議 在 燈泡 內部 放 一 個 小 金屬片 。 這 沒有 什麼 幫助 （ 後來 ， 他們 用 更 純 的 材料 做 燈絲 ， 終於 解決 燈泡 變黑 的 問題 ） ， 但 卻 導出 一 個 迷人 的 現象 。 科學家 天生 就 是 好奇 的 人 ， 他們 會 花 點 時間 仔細 檢討 這 個 失敗 的 概念 ： 裡面 有 一 個 金屬片 的 燈泡 。 他們 驚訝 地 發現 ， 電 竟然 會 流進 金屬片 。 這 個 電流 到底 是 從 哪裡 來 的 ？ 當然 ， 有 電流 通過 燈絲 ， 但 在 燈絲 與 金屬片 之間 並 沒有 任何 連接 。 由於 與生俱來 的 好奇心 ， 這 群 研究 人員 進行 了 一些 試驗 。 他們 提高 通過 燈絲 的 電流 — — 卻 發現 金屬片 的 電流 也 成 比例 增加 。 顯然 ， 電流 可以 跨越 真空 ， 從 燈絲 流到 金屬片 。 這 簡直 是 非常 驚人 （ 至少 在 俄普頓 看來 是 如此 ， 他 非常 相信 科學家 ） ， 因為 之前 專家 們 已經 無可 爭辯 地 確認 電流 不可能 越過 真空 。 如今 ， 愛迪生 證明 他們 錯 了 。 接下來 幾 年 間 ， 這 能 穿越 真空 的 謎樣 電流 ， 在 大西洋 兩岸 的 電器 展覽 會場 競相 上演 。 由於 它 的 發現 者 很 有名 ， 這 種 難解 的 電流 很 快 就 被 稱為 「 愛迪生 效應 」 。 電視 前身 出現 傅雷明 ︵ John A. Fleming , 1849 - 1945 ︶ 是 愛迪生 英國 子公司 的 幕僚 科學家 ， 他 訂購 了 一些 愛迪生 效應 燈泡 ， 嘗試 了 好幾 個 實驗 。 愛迪生 工作 的 時候 總是 使用 直流電 ， 這 種 電流 始終 往 同 一 個 方向 流動 。 在 一八八四 到 八五年 的 冬天 ， 傅雷明 做 了 某 種 不同 的 嘗試 。 他 將 燈絲 連接到 一 台 產生 交流電 的 發電機 ， 電流 會 以 高達 每 秒 一二 g次 的 頻率 不斷 來來回回 改變 方向 。 他 驚奇 地 看見 ， 就算 用 交流電 來回 通過 燈絲 ， 流到 金屬片 的 電流 仍然 是 直流電 ， 根本 不會 改變 方向 ， 也 就是 燈泡 已經 將 交流電 變換成 直流電 。 那時 沒有 人 能 解釋 這 項 結果 — — 最 不可能 知道 答案 的 當然 是 愛迪生 ， 他 只是 微笑 站 在 一 旁 ， 看 著 科學家 做 他們 的 事 。 對於 愛迪生 效應 的 研究 純粹 是 美學 ， 愛迪生 在 寫給 朋友 的 信 上 說 ， 「 我 從來 就 沒有 時間 從事 我 工作 中 的 美學 部分 … … 。 但是 我 聽說 ， 它 對於 學術界 的 呆頭鵝 們 正在 思索 的 某些 定律 有 重大 意義 。 」 的確 是 如此 。 美國 和 歐洲 的 學者 做 了 大量 的 實驗 ， 研究 電 透過 真空 的 流動 。 這 個 環境 的 基本 設備 是 一 根 加長 的 玻璃管 ， 其中 一 端 裝有 一 片 加熱 的 碳 或 金屬 （ 就 像 愛迪生 燈泡 內部 的 燈絲 ） 直到 熱能 透過 真空 放射出 電流 （ 因此 稱 它 為 「 熱 電子 發射 」 ） 。 這 片 發射 電流 的 金屬 叫做 陰極 ， 因此 這 種 玻璃管 也 稱為 陰極射線管 ︵ 見 下 頁 圖 ︶ 。 這 個 電流 會 順著 管子 照射到 遠 端 ； 在 波束 打到 的 那 一 點 ， 玻璃 就 會 發出 磷光 或是 白熱光 。 當時 ， 只有 在 美國 和 歐洲 最 精良 的 實驗室 ， 才 看 得 到 這 種 奇特 的 科學 儀器 。 如今 ， 無論 是 家 裡 、 工作室 或 酒吧 ， 到處 都 可以 發現 這 個 東西 ︵ 以 電視機 映像管 的 形式 出現 。 ︶ 學者 們 希望 ， 這 種 管子 會 對 陰極 射線 提供 足夠 清楚 的 圖像 ， 讓 他們 可以 解釋 電力 。 隨著 十九世紀 接近 尾聲 ， 工程師 與 科學家 之間 有 個 難以 理解 的 隔閡 。 幸虧 有 工程師 和 愛迪生 這 種 務實 的 發明 者 ， 電 為 世界 上 許多 地區 提供 能源 ， 讓 夜晚 發亮 得 有如 白晝 。 但 科學家 們 仍然 無法 精確 知道 這 種 巨大 的 力量 到底 是 什麼 。電 的 謎團 引起 了 一些 互相 矛盾 的 假說 。 早期 的 研究 人員 假設 電 是 一 種 流體 （ 因此 我們 今天 才 會 仍然 說 「 電流 」 ） 。 然後 ， 在 一八八 g 年代 ， 這 種 想法 卻 轉成 兩 個 互 不 相容 的 理論 。 有 一 派 的 觀點 認為 電 是 一 種 波動 ， 就 像 聲音 和 光線 一樣 ； 另 一 派 的 想法 則 認為 陰 極射線管 裡 的 電束 是 一 道 粒子 ， 就 像 許多 砂粒 一樣 。 是 波動 或 粒子 呢 ？ 物理學界 最 優秀 的 人們 沉思 、 辯論 、 推測 這 個 問題 。 最後 答案 終於 由 物理學史 上 最 迷人 、 也 最 可敬 的 人士 之 一 解開 ， 他 就 是 湯姆笙 ︵ Joseph John Thomson , 1856 - 1940 ︶ 。 電流 擊中 處 ， 玻璃 上 的 螢光 表層 便會 發出 光芒 陰極 射線管 的 運作 方式管 內 為 真空 狀態 螢光 表層 的 玻璃 電流 熱燈絲 古早 實驗室 裡 的 大驚奇 湯姆笙 在 一八五六年 生 於 曼徹斯特 ， 父親 是 一 名 書商 。 家人 原本 打算 讓 少年 的 湯姆笙 到 當地 一 名 工程師 門下 當 學徒 ， 希望 他 日後 能 成為 專業 工程師 。 但 就 在 他 十六 歲 的 時候 ， 父親 去世 了 ， 湯姆笙 家 負擔不起 工程師 訓練 學徒 的 學費 。 少年 湯姆笙 獲得 了 當地 學院 的 獎學金 ， 很 快 就 受到 數學 和 物理學 的 魔力 誘惑 。 這 個 時間 的 安排 真是 太 理想 了 ， 因為 湯姆笙 的 職業 生涯 正好 跨越 自從 牛頓 的 年代 以來 ， 物理學 上 最 多產 的 時期 — — 但 在 他 上 大學 的 時候 ， 根本 沒有 人 預測 得到 。 事實 上 ， 原本 的 學界 預期 剛好 相反 ： 在 一八七 g 年代 ， 大家 普遍 有 種 感覺 ， 物理學 有趣 的 部分 結束 了 ， 剩下 的 工作 就 只有 得出 更 精確 的 測量值 而已 。 畢竟 ， 大家 都 已經 知道 ， 所有 的 物質 都 是 由 不可 分割 的 粒子 所 構成 ， 這 種 粒子 稱為 原子 ， 而且 元素 之間 的 差異 是 由於 不同 原子 的 差異 。 在 接受 劍橋 「 卡文迪西 教授 」 （ 此 榮銜 差不多 就 是 英國 的 物理學家 桂冠 ） 任命 的 盛會 上 ， 偉大 的 理論 科學家 馬克士威 （ James Clerk Maxwell ） 談到 那時 的 輿論 ， 「 再 過 幾 年 ， 所有 偉大 的 物理 限制 都 差不多 測量出來 了 ， 科學界 的 唯一 工作 ， 就 是 繼續 這些 測量 ， 試圖 往 前 推進 一 個 小數點 。 」 科學家 已經 測得 宇宙 中 最 小 物體 氫原子 的 質量 ， 它 的 重量 大約 是 g ．ggggggggggggggggggggggg