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現在一般人所知道的原子模型，是電子圍繞著由質子和中子所組成的原子核轉。 其實在1897 年湯木生（J. J. Thomson, 1856~1940）發現電子之前，科學家所以為的原子還是「不可分割」的。但是，電子是現怎麼存在於原子之中呢？湯木生想出了所謂的「葡萄乾布丁模型」，把電子一顆顆安置在原子之中。

1910 年，拉塞福（Rutherford, 1871~1937）的學生在α粒子散射實驗中發現了奇怪的現象。 1911 年，拉塞福發表論文，宣稱有原子核的存在，電子繞著原子核轉，就像行星繞著太陽轉一樣。直到 1932 年，拉塞福的學生查兌克（James Chadwick, 1891~1974）發現了中子，原子核才成為我們所知的由質子和中子兩種粒子所組成。

為什麼在拉塞福發現原子核之後，經過長達二十多年中子才被發現？中子的發現歷經了哪些過程，其對原子核物理的發展扮演了什麼重要的角色？

本文分為三個部分，一是中子未現身之前核子物理的發展背景，二是尋覓中子的發現過程，三是發現背後的相關軼聞與啟發。

中子未現身之前

從陰極射線的研究開展以來，科學家們陸陸續續發現與探究各種神奇射線，不斷用 α射線轟擊各種原子，「不可分割」的原子變成了有核的結構。他們發現有的原子有同 位素，有的會發射出各種射線，衰變成別種原子。雖然在這個解謎的階段，還沒有人想過有「中子」這種東西的存在，但這些神奇射線及放射性的研究，引領著科學家逐步走向發現中子之路。

各種神奇射線紛紛出爐

十九世紀末，科學家們對陰極射線非常好奇，紛紛進行研究。德國的實驗物理家倫琴（Roentgen, 1845~1923）在 1895 年意外發現陰極放射管裡發出了一道奇妙的光，他用這種光照了一張他太太的手的照片，轟動了全世界。倫琴的論文及照片引起了更多科學家的好奇，紛紛投入解謎的研究工作，這道奇妙的光就被稱之為 X 射線。

貝克勒爾（Becquerel, 1852~1908）進行了很多研究，設法解出 X 光的謎。他對鈾鹽所發出的射線做了很多研究，發現有些性質和 X 光很像，有些則不同，例如鈾射 線和X光一樣可以使底片感光，卻無法像X 光一樣照出骨頭的照片。這種和 X 射線類似但又不太一樣的奇妙射線，就稱為貝克勒爾射線。

1897 年，居里夫人（Marie Curie, 1867~1934）以貝克勒爾射線當作博士論文的主題，隔年7 月她發現了一種新元素，以其祖國波蘭（Poland）命名為釙（Polonium）。 同年 12 月，又發現另一種新的元素，將這個新元素命名為鐳（Radium，取自拉丁文的 radius），所謂的貝克勒爾射線也被稱之為放射線，所以貝克勒爾就被稱為放射性之父。居里夫人促進了放射性的研究，她創造了「放射性」（radiation）這個名詞。……【更多內容請閱讀科學月刊第515期】