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 一七 公克 。 一八七六年 ， 湯姆笙 進入 劍橋 ， 在 馬克士威 門下 學習 ， 很 快 就 嶄露頭角 ， 獲得 了 「 三一獎 」 ， 因為 他 發現 了 一 個 有趣 的 現象 ： 如果 對 一 滴 水 施予 電荷 ， 它 就 不會 蒸發 。 他 在 一八八一年 發表 論文 ， 提出 運動 球體 的 質量 與 能量 之間 有 某 種 關係 ， 這 個 概念 在 二十四 年 後 終於 具體 成形 — — 因為 另 一 名 物理學家 提出 E = MC2 這 個 著名 的 方程式 。 湯姆笙 成 了 卓越 的 劍橋 物理學家 ， 他 於 一八八四年 繼任 馬克士威 的 位子 （ 包括 教授職 和 那 張 椅子 ） ， 當年 他 才 二十八 歲 。 一 位 較 年長 的 同事 發起 牢騷 ， 「 看到 乳臭未乾 的 小夥子 被 任命為 教授 ， 就 知道 日子 愈來愈 不 好過 了 。 」 這 位 乳臭未乾 的 小夥子 接管 了 馬克士威 在 卡文迪西 實驗室 的 老 辦公室 ， 在 那兒 座落 著 一 座 乳黃色 、 新哥德式 的 建築 ， 門 上 鑲 著 飾 有 花紋 邊框 的 卡文迪西 家訓 ： 「 Caven do tutus 」 ， 意思 接近 於 「 時時 戒慎 」 。 有 個 學生 回憶 ， 「 大多數 的 日子 裡 ， 教授 會 用 大半天 的 時間 坐 在 曾經 屬於 馬克士威 的 扶手椅 上 做 數學 。 」 他 坐 在 那兒 思考 各 種 問題 ， 因為 他 對於 思維 的 力量 有 絕對的 信心 。 湯姆笙 確信 ， 藉 數學 的 協助 ， 人類 的 心智 可以 理解 所有 的 物理 現象 。 這 位 教授 還 有 廣泛 的 好奇心 ， 遠遠 超越 數學 和 物理學 的 範圍 。 他 平常 的 工作 日 頂多 從 早上 十點 到 晚上 六點 （ 有 下午茶 的 休息 時間 ） ， 而且 經常 抽空 去 看 划船 和 橄欖球 比賽 ， 為 劍橋 大學 的 校隊 加油 。 他 閱讀 豪斯曼 的 詩稿 ， 也 從來 不 曾 錯過 吉爾柏特 與 蘇利文 輕歌劇 新作 的 首演 。 他 對 園藝 、 高爾夫球 以及 美國 政治 都 非常 著迷 。 他 是 個 徹底 的 英國人 。 他 在 回憶錄 裡 非常 得意 地 提到 ， 他 的 學生 當中 ， 有 二十七 名 （ 包括 他 的 兒子 ） 獲選為 皇家 學院 院士 ； 並 另外 再 插進 一 句 話 ， 強調 其中 有 七 位 （ 也 包括 他 的 兒子 ） 獲得 了 諾貝爾獎 。 湯姆笙 自己 在 一九 g 六 年 獲得 諾貝爾獎 ， 卻 似乎 不 像 兩 年 後 獲頒 爵位 那樣 令 他 得意 。 一九四 g 年 他 以 八十四 歲 高齡 去世 ， 葬 在 西敏寺 ， 靠近 牛頓 的 墓 旁 。 物理學家 一 談到 湯姆笙 一八九七年 的 陰極 射線 實驗