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 ， 就 像 建築師 談到 西班牙 畢爾包 的 古根漢 美術館 一樣 。 他們 的 方法 途徑 非常 精簡 ， 推論 大膽 而 驚人 ， 而 做出 的 結果 對 緊接 在 後 發生 的 一切 事物 留下 不可 磨滅 的 印記 。 湯姆笙 下定決心 ， 要 盡可能 找出 飛速 通過 陰極 射線管 裡 那 道 電波束 的 一切 。 它 是 從 哪裡 來 的 ？ 它 的 組成 是 什麼 呢 ？ 那 道 波束 到底 是 純粹 的 波能量 ， 或是 一連串 的 粒子 呢 ？ 湯姆笙 判斷 ， 他 可以 根據 它 受到 不同 的 力 影響 會 產生 什麼 結果 ， 進而 確定 電波束 的 性質 ， 他 並且 要 儘量 精確 地 測量 這些 結果 。 這 個 實驗 看起來 非常 漂亮 。 只要 在 玻璃管 四周 放 幾 個 磁石 ， 湯姆笙 就 能 讓 陰極 射線 以 完美 的 螺旋線 旋轉 。 由於 管 內 的 真空 並 不 完全 ， 因此 陰極 射線 偶爾 會 打中 一 個 零星 的 氣體 原子 ， 給 它 一 個 電荷 。 帶 電 的 原子 （ 離子 ） 會 發出 色彩 鮮艷 的 光輝 ， 直到 被 另 一 個 原子 中和 ， 或 再 結合 。 這 種 效果 非常 賞心悅目 ， 使得 湯姆笙 和 同事 還 為 此 編 了 一 首 歌 ： 在 這 灰塵 滿 布 的 實驗室 一圈圈 螺旋線 纏繞 的 中心 裡 原子 散發 著 自己 的 光輝 它們 離子化 又 重組 哦 ， 我 親愛的 ， 我 親愛的 我 親愛的 原子 啊 ！ 你們 就此 消逝 — — 當 你們 一旦 被 重組 在 這 神奇 的 電磁 作用 裡 看 著 它們 可愛 地 盤繞起來 每 個 原子 都 在 畫 自己 的 螺旋 走 著 它 獨有 的 磁路 在 那 沒有 電極 束縛 的 管子 裡 原子 們 繞 著 一 條 線 解放出來 接著 成熟 、 然後 又 消失 它們 就 在 那 之間 綻放出 最 美 的 一 面 起先 ， 湯姆笙 的 研究 只 留下 許多 困惑 ， 他 的 發現 似乎 套 不 進 任何 一 個 理論 。 因為 這 道 電波束 可能 受到 磁體 或 電場 彎折 ， 表示 它 非常 可能 是 由 粒子 構成 ， 因為 波動 不 容易 受到 磁力 影響 。 但 也 有 同樣 強力 的 證據 違反 粒子 假說 ： 任何 一 種 粒子束 都 應該 會 由於 重力 而 偏向 ， 但 即使 採用 最 嚴格 的 測量 ， 這 道 波束 卻 完全 沒有 任何 這 種 跡象 。 此外 ， 波束 可以 穿透 金屬 薄片 ， 而 不會 留下 一 個 洞 。 當時 的 人 已經 知道 ， 某些 能量波 可以 做到 這樣 ， 就 像 光波 穿過 窗戶 而 不會 在 玻璃 上 留下 記號 一樣 ； 但是 固態 粒子 似乎 不可能 做到 。 為了 解析 這些 彼此 矛盾 的 結果 ， 湯姆笙 只好 求助 於 數學 。 他 利用 一 系列 精密 的 計算 測定 波束 運動 的 速度 ， 得出 大約 每 秒 兩萬 英里 ， 比起 以前 曾經 發現 的 任何 運動 物體 快 得 多 了 。 他 用 這 個 結果 計算出 陰極射線 粒子 應 有 的 質量 ， 若 真的 是 粒子 的話 。 這 就 產生 了 一 個 簡直 是 不可能 的 結果 。 各 個 粒子 的 質量 必定 小於 氫原子 大小 的 千分之一 。 這 不可能 正確 ， 因為 當時 大家 都 知道 氫原子 是 所有 實體 物質 中 最 小 的 東西 ， 而且 完全 不可 分割 。 不過 ， 從 數學 上 來 看 ， 他 的 計算 又 不可能 錯 。 到 這裡 ， 湯姆笙 結束 了 他 的 實驗 。 他 也 沒有 別的 辦法 ， 只 能 坐 在 馬克士威 的 高背 扶手椅 上 ， 徹底 思考 這 件 事 。 今天 看來 ， 湯姆笙 這 項 研究 的 結論 極為 基本 ， 我們 幾乎 不可能 覺得 這 種 靠 直覺 的 躍進 想法 有 什麼 了不起 ， 但 在 一八九七年 提出 這 種 革命性 的 理論 ， 卻 需要 極 大 的 膽量 。 就 這麼 一下子 ， 他 分割 了 不可 分割 的 原子 ， 並且 解釋 了 從前 無 人 能 解釋 的 電力 。 在 四月 間 某 個 星期五 晚上 ， 他 在 英國 皇家 學會 的 非正式 演說 上 ， 提出 了 他 對 物理 世界 的 全新 圖像 。 他 一 開始 就 說 ， 「 我 最近 做 了 一些 有趣 的 實驗 。 」 然後 他 繼續 說 ， 原子 並非 不可 分割 的 ， 這 與 公認 的 科學 看法 相反 。 他 已經 發現 ， 在 原子 內部 有 一 種 新型 的 粒子 — — 比 任何 原子 至少 小 一千 倍 的 粒子 。 湯姆笙 稱 這些 次 原子 粒子 為 「 微粒 」 （ 但 後來 改用 「 電子 」 ） ， 它們 是 構成 所有 物質 的 要素 ， 在 每 個 原子 裡 都 找 得 到 。 電子 有 磁性 ， 並且 帶 著 負 電荷 ， 這 就 可以 解釋 為什麼 磁體 或 電場 會 讓 它們 偏離 方向 ， 而 不 走 筆直 的 路徑 。 由於 電子 的 質量 如此 微小 ， 重力 對 它 的 作用 根本 偵測 不 到 。 電子 比 任何 原子 微小 得多 ， 甚至 可以 溜過 金屬 原子 內 開闊 的 空間 — — 因此 可以 飛速 通過 金屬 薄片 而 不 留 一 絲 痕跡 。 陰極 射線 （ 就此 而言 ， 任何 電流 也 一樣 ） 是 由 一 道 這些 帶 電 粒子 構成 的 。 湯姆笙 和 同事 後續 發表 了 許多 演講 和 論文 ， 琢磨 他們 的 電子 圖像 ， 並且 提出 其他 次 原子 粒子 的 假設 。 由於 電子帶 負電 ， 因此 原子 內部 一定 還 有 另 一 種 帶 正電 的 粒子 ； 數量 相等 的 電子 和 「 質子 」 （ 日後 用來 稱呼帶 正電 的 粒子 ） ， 會 讓 普通 原子 成為 電中性 。 由於 質量 很 小 ， 因此 電子 可以 到處 移動 。 更 確切 地 說 ， 如果 對 一 片 金屬 施予 電荷 ， 或是 加熱 到 發白 光 （ 就 像 愛迪生 效應 那樣 ） ， 就 會 有 大量 電子 流出來 。 湯姆笙 的 結論 是 ， 這 一 道 移動 的 電子 就 是 電流 。 湯姆笙 認為 ， 原子 是 由 許多 更 小 的 部分 所 構成 ， 但 這 就 像 任何 驚人 的 發現 一樣 ， 人們 一 開始 都 很 抗拒 。 不過 沒 多久 ， 物理學界 逐漸 接受 電子 和 質子 的 存在 ， 因為 這 個 理論 行得通 。 它 解釋 了 關於 原子 結構 的 各 種 事物 ， 也 解釋 了 一些 以前 無法 解答 的 電 的 特性 。 最後 ， 它 終於 開展出 半導體 物理學 的 全新 世界 。 這 是 個 種子 概念 。 誕生 這 個 概念 的 那 座 乳黃色 實驗室 ， 仍然 屹立 在 劍橋 的 校園 裡 ， 但 如今 在 裡面 研究 的 人 ， 卻 是 行政 科學家 和 經濟學家 。 劍橋 大學 另外