第一章揭示物质解离的实验的各种解释
(1)第一解释
醚和物质构成了一系列事物的两个极限。在这些界限之间，只要它们彼此相距甚远，就存在着中间的因素，这些因素的存在现在已被观察所揭示。然而，我将要介绍的实验中，没有一个会向我们展示乙醚转化为物质的过程。要产生这样的凝结，需要动用巨大的能量。但相反地，物质转化为以太或类似于以太的物质是可以实现的，并且可以通过物质的解离来实现。正是在阴极射线和x射线的发现中，我们发现了目前物质解离理论的萌芽。这种解离，无论是自发的还是诱导的，总是通过向空间发射与阴极和x射线相同的排放物来显示自己。这两种现象的同化，是我一个人坚持了好几年的，今天已得到普遍承认。
阴极和x射线的发现标志着现代科学最重要的阶段之一。没有它，物质解离的理论就永远不可能建立起来;如果没有这种理论，我们就会一直不知道，正是由于这种物质的分离，我们才有了物理学中早就知道、但一直无法解释的现象。现在每个人都知道阴极射线是什么。如果通过一根装有电极的管子，并将电流消耗到高度真空，就会发出足够张力的电流，阴极发出直线投影的射线，这些射线在撞击物体时加热，并被磁铁偏离。金属阴极只能使光线更加丰富，因为我已经通过实验证明，在没有阴极或任何金属物质痕迹的克鲁克斯管中，也能观察到完全相同的现象。
阴极射线是带电的，可以穿过与大地相连的非常薄的金属板而不失去电荷。每当它们碰到障碍物，就会立即产生一种被称为x射线的特殊射线，x射线与阴极射线的不同之处在于不受磁铁的影响，x射线会穿过厚的金属板，这些金属板能够完全阻止阴极射线。阴极和x射线在它们遇到的所有物体中都产生电，无论它们是气体还是固体物质，从而使空气成为电的导体。
关于阴极射线性质的最初想法与今天流行的想法大不相同。克鲁克斯是第一个提出这些射线特性的证据的人，他把这些射线的作用归因于当真空被带得很远时气体分子的极端稀薄状态。根据他的说法，在这种“超气体”状态下，稀薄的分子代表了一种特殊的状态，可以被描述为物质的第四种状态。它的特点是，在它们的过程中不再受到其他分子的影响，稀薄分子的自由轨迹延长到这样一个点，与它们的整个过程相比，它们的相互冲击变得不重要。然后它们可以自由地向各个方向移动，如果它们的运动受到外力的引导，比如阴极的电流，它们就只能像大炮里的葡萄弹一样向一个方向投射。在遇到障碍时，它们通过分子轰击产生磷光和热效应，著名物理学家的实验证明了这一点。
这个概念，现在被认为是不准确的，是受到古老的气体动力学理论的启发，我将在此概括一下。气体分子是由完全有弹性的粒子构成的，这是防止它们因碰撞而损失能量的必要条件，而且它们彼此之间的距离足够远，不会相互吸引。它们的速度随着气体的变化而变化，氢气的速度约为每秒1800米，大约是炮弹速度的两倍。这个速度也纯粹是理论上的，因为由于它们的相互影响，每个分子的自由路径被限制在千分之一毫米左右。正是这些分子的作用产生了气体对包围它的壁面施加的压力。如果包裹同样体积的分子的空间缩小一半，压强就增加一倍。当空间减少到三分之一时，它是三倍。这就是马里奥特定律所表达的事实。
根据克鲁克斯的说法，在一个耗尽到只有百万分之一大气压的真空的地球上，事情的发生是非常不同的。毫无疑问，它仍然含有大量的气体分子，但是由于气体分子数量的大量减少，使得它们相互之间的阻碍比在常压下要小得多，因此它们的自由路径大大增加了。如果，在这种条件下，一部分留在管中的空气分子被带电和投射，正如我上面说过的，强烈的电流，他们可以自由地穿越空间，并获得巨大的速度，而在常压下，这个速度被遇到的空气分子压制。
因此，在克鲁克斯最初的理论中，阴极射线仅仅代表了稀薄气体的分子，通过与阴极接触而带电，并以在通常压力下的气体中，如果受到其他分子撞击的阻碍，它们永远无法达到的速度发射到管内的空白空间中。然而，他们被认为仍然是物质分子，不是游离的，而是简单地扩散开来，这不会改变他们的结构。事实上，在那个时代，没有人想到原子能够解离。
克鲁克斯的理论什么也没有留下，因为对粒子的电荷和质量的测量已经证明，它们比已知最小的原子氢原子还要小一千倍。毫无疑问，人们可以严格地设想，就像最初所做的那样，原子只是被细分为其他原子，保留了它们所产生的物质的性质;但这一假设在克鲁克斯管中所含的最不相似的气体所产生的解离产物完全相同的事实面前就站不住脚了，因为在这些解离产物中，它们所产生的物质的性质完全不同。于是必须承认，原子并没有分裂，而是被分解成具有全新性质的元素，这些性质在一切物质中都是相同的。
我们将会看到，无论如何，分离理论不是在某一天建立起来的;事实上，它是在放射性物质的发现和帮助我证明物质解离的普遍性的实验之后才明确提出的。直到几年后，物理学家们才终于承认，与我的断言一致，阴极射线与普通物质在解离过程中释放出的粒子流出物是相同的。
(2)目前流行的解释
在只有阴极射线为人所知的年代，克鲁克斯对其性质的解释似乎完全不同。随着x射线和自发放射性体(如铀)的放射的发现，旧理论的不足就显露出来了。x射线和放射性辐射的表现之一给物理学家们留下了最深刻的印象，也是目前解释的起源，就是所有受到新辐射冲击的固体和气体物体都产生了电。事实上，x射线和放射性物体的辐射有一个共同的特点，那就是产生某种物质，使空气和其他气体成为电的导体。有了这些具有导电作用的气体，我们就可以使它们在电容器的板之间通过，从而中和电荷。结果，他们承认他们被电气化了。
这是一个完全没有预料到的现象，因为以前所有的实验都无一例外地表明，气体是不能通电的。事实上，它们可以无限期地与通电到很高电位的物体接触，而不吸收任何电流。否则，任何带电的表面——例如验电器的球体——都不可能保留电荷，因此，我们面对的是一个全新的事实，甚至比我们最初想象的要新奇得多，因为它实际上暗示着物质的分离，当时没有人怀疑这一点。
因此，一旦发现了一种未曾预料到的事实，人们总是设法把它同旧的理论联系起来。由于只有一种理论，即电解中盐水溶液的电离理论，对新观察到的事实作出了明显的解释，人们就急忙采用了这种理论。因此，人们认为，在一个简单的物体中，就像在一个化合物中一样，存在着两种可分离的元素，正离子和负离子，它们各自带着相反符号的电。但是早期的电离理论只适用于化合物，而不适用于简单的物体。化合物的元素是可以分离的，就像我们现在说的，是电离的，比如氯化钾，它可以分离成氯离子和钾离子;但是，这个过程和氯离子或钾离子的解离过程有什么相似之处呢?因为人们认为单体不能解离是一个基本的信条。盐溶液的电离作用与单体的电离作用完全没有相似之处。当用电流把盐中的元素分离开时，根据分离出来的化合物，就会提取出截然不同的物质。上面提到的钾的氯化物，得到氯和钾;用氧化钠，可以得到氧和钠，等等。另一方面，当我们电离一个简单的物体时，我们总是从中提取相同的元素。无论是氢、氧、氮、铝或任何其他物质，每次提取的物质都是一样的。 Whatever may be the body ionized, and whatever the mode of ionization, one obtains only those particles — ions or electrons — of which the electric charge is the same in all bodies. The ionization of a saline solution and that of a simple body, such as a gas, for instance, are therefore two things which present, in reality, no analogy to each other.
从证明从简单物体如氧、氢等中只能提取相同的元素这一事实出发，我们可以很容易地推论出:第一，原子是可以解离的;第二，它们都是由相同的元素构成的。这些结论现在是显而易见的，但它们远远超出了当时占主导地位的思想范围，任何人都不可能想象得出这些结论。
“电离”一词用在一个简单的物体上并没有什么重大的意义，但它成了一种解释的开端，因此它被热切地接受了。为了不使读者感到困惑，我同样要接受它，但同时我要注意指出，把电离这个词应用于一个简单的物体，仅仅意味着它的原子的解离，而不是其他任何东西。
的确，有几个物理学家，包括卢瑟福在内，认为气体的电离可以在不改变其原子结构的情况下发生，这让我感到惊讶。人们不明白，为什么在固体中被承认是正确的，在气体中却不一样。我们知道，通过潜水员，我们可以解离任何简单的物体。就镭、铝、氧或任何其他物质而言，这种解离的产物是粒子，这些粒子在所有物体中都被承认是完全相同的。因此，说某人解离了某些物质而不解离其他物质是没有根据的。从原子中取出某种物质总是开始它的解离。另一方面，气体是所有物体中最容易解离的，因为要做到这一点，只需要让放电通过它们。
简单物体的这种电离——也就是说，从它们中提取带有相反电荷的正离子和负离子的可能性——一旦被承认，就会出现许多困难，这些困难在科学上被刻意忽略了，因为要找到它们的解释确实是不可能的。因为这些离子，或者这种离子电，如果我可以用这种说法的话，在其性质上与一个世纪的研究已经向我们揭示的普通电有很大的不同。一些比较就足以说明这一点。在任何绝缘的物体上，如果它是固体，我们只能固定非常少量的电，如果它是气体，则完全没有电。另一方面，离子电必然被大量凝聚在无限小的粒子上。普通的电，即使具有闪电的强度，也永远不能穿过与大地相连的金属板，正如法拉第很久以前所表明的那样。在这个经典的土地上，甚至还建立了用轻金属纱布制造衣服的工厂，在那里产生高电位的电，保护工人免受最暴力的放电。另一方面，离子电很容易穿过金属外壳。普通的电以光速在导线中传播，但不能像气体那样被引入弯曲的空心管。另一方面，离子电就像蒸汽一样，可以在管子里缓慢地循环。 And finally, ionic electricity has the property of giving birth to the x-rays whenever the ions animated by a certain speed happen to touch any body whatever.
毫无疑问，我们可以说，由于具有原子的特殊形式的物质的电离所产生的电，在这种形式下必然具有与普通电非常不同的性质。但是，如果被称为电的原子的性质与电完全不同，为什么还要称它为电呢?在我将要阐述的实验中，电在我们看来往往是一种结果，而不是原因。它之于这个未知的原因，就像电之于产生它的热或摩擦一样。当一颗来福枪子弹或一股蒸汽因撞击而产生电时，我们不能说这颗子弹或一股蒸汽就是电，甚至不能说它们是带电的。任何人都不会像有些人在放射性排放问题上坚持的那样，把因果混淆起来。
在物质解离中观察到的现象，例如粒子的发射具有光速和产生x射线的特性，显然不是任何已知形式的电所具有的特征，并且应该使物理学家像我一样假设，它们肯定是一种全新形式的能量的结果。但是，为了寻求类比，为了将未知的事物与已知的事物进行比较，人们不得不把这些现象与电联系起来，借口是，在观察到的效应中，最恒定的效应之一是电的最终产生。
然而，很明显，几位物理学家通过不同的途径非常接近于得出这样一个概念:所有这些电离理论试图与电联系起来的放射性放射，都代表了原子内能量的表现形式——也就是说，一种与任何已知的能量都没有关系的能量;而证明电只是这种能量的一种形式的事实每天都在成倍增加。
其中最重要的一项发现是卢瑟福的发现，关于这个发现，我很快就会讲到，即在放射性过程中释放出的粒子，绝大部分是由绝对不带电荷的辐射产生的，尽管它们能够产生能够发电的物体。放射、离子、电子、x射线、电等等，正如我们将要看到的，实际上只是物质非物质化的不同阶段，也就是说，是原子内部能量的转化。
“看来，”德·欣教授在谈到我的实验时写道，“我们发现自己所面临的条件是，通过连续的阴极和x射线发射，将自己从物质中分离出来，并接近被称为以太的物质。古斯塔夫·勒庞的隐秘研究已经充分证明了他最初的断言，即所有这些效应都依赖于一种新的能量模式。这种新力量就像伏尔泰之前的电一样鲜为人知。我们只是知道它的存在。”
但是，无论对揭示物质分离的事实有怎样的解释，这些事实都是无可争辩的，目前重要的只是对这些事实的证明。
在这些作用上，目前几乎是完全一致的，而且物质的解离的产物的同一性，无论这种解离的原因是什么，也是如此。无论它们是由克鲁克斯管的阴极产生的，还是由金属在光作用下的辐射产生的，还是由自发放射性体如铀、钍和镭等的辐射产生的，这些流出物的性质是相同的。它们受到相同的磁偏角，电荷和质量的关系是相同的。它们的速度不一，但总是巨大的。
因此，当我们希望研究物质的解离时，我们可以选择这种现象表现得最强烈的物体——例如，在克鲁克斯管中，金属阴极被感应线圈的电流激发，或者，更简单地说，非常具有放射性的物体，如钍盐或镭盐。任何物体，无论被光或其他方式解离，都会得到同样的结果，只不过解离性要弱得多，现象的观测就更加困难。
第二章物质非物质化的产物(离子、电子、阴极射线等)
(1)物质非物质化产物的分类
在前一章中，我已经阐述了目前关于解释与物质分离有关的事实的观点的起源。现在我们将研究这种解离产物的特性。为了不使一个已经很模糊的问题复杂化，我将不加讨论地接受目前已被承认的理论，并将自己局限于试图更精确地陈述它们，并将彼此相似但经常被称为不同名称的事物组合在一起。
我已经说过，无论身体被解离，以及解离的方式是什么，这种解离的产物总是具有相同的性质。不论是镭的放射物，任何金属在光的作用下的放射物，化学反应或燃烧产生的放射物，或从通电点产生的放射物等等，如前所述，尽管它们的放射物的数量和速度可能有很大的不同，但其产物都是相同的。
这种概括花了很长时间才建立起来。因此，最初被认为是不同的事物，后来被认为是相似的，应该用特定的术语来表示，这是很自然的。因此，首先明确所使用的各种术语的确切值显然很重要。没有确切的定义，概化是不可能的。这种定义的必要性使人们更加感到，最大的混乱存在于普遍使用的术语的意义上。此外，很容易看出为什么会这样。一门新的科学总会产生新的术语。在语言没有固定下来之前，一门科学甚至还没有形成。最近发现的现象必然迫使人们形成一些特殊的表达方式，这些表达方式既表示事实，又表示受这些事实启发的理论。但是，这些现象已经被不同的研究者研究过了，同样的词语有时有非常不同的含义。
通常，已有悠久历史并具有明确含义的词语已被用来指代新发现的事物。例如，离子(ion)这个词可以用来指在盐水溶液中分离出来的元素和由单体解离而来的元素。有些物理学家，如洛伦兹，漫不经心地使用离子和电子这两个术语，对另一些物理学家来说，这两个术语意味着截然不同的东西。J.J.汤姆逊把小体(负电子)称为电原子，拉莫尔和其他作者把它叫做电子，等等。
如果只考虑实验所揭示的事实，而不考虑推导这些定义的理论，我们就可以发现，目前已知的物质解离的不同产物可以分为以下六类:(1)发散;(2)负离子;(3)正离子;(4)电子;(5)阴极射线;(六)x射线及类似辐射。
(3)物质分解所提供的元素的特征
放射——这种产物，我们将在研究自发放射性物质的章节中更详细地研究，是一种半物质物质，具有气体的某些特征，但能够自发地消失为电粒子。它是由卢瑟福在钍中发现的，多恩在镭中发现的，根据J.J.汤姆森(剑桥菲洛斯)的研究。Soc。(1904年4月，第391页)它存在于大多数普通物体中:水、沙子、石头、粘土等。因此，它可以被认为是物质分解的通常阶段之一。
如果我们把一个半物质的实体称为“散发物”，那是因为它同时具有物质实体的性质和非物质或已不再是物质的实体的性质。它可以像气体一样，在液态空气的温度下凝结，当它凝结到磷光时，它的行为可以观察到。它可以在密封的玻璃管中保存一段时间，但它很快就会转化为电粒子而逃逸，然后就不再是一种材料了。这些电粒子由正离子(卢瑟福射线)组成，经过一段时间后，电子(卢瑟福的β射线)和x射线(伽马射线)接踵而至。这些不同的因素将在后面进行研究。
虽然“辐射”可以通过解离产生电粒子，但它不带电。
正离子和负离子——为了理解下面的内容，让我们回忆一下，根据一种古老的理论，这种理论在今天得到了很大的推广，所有原子都含有大小确定的电粒子，称为电子。现在让我们假设某种物体，例如气体，是解离的，也就是说，如人们所说，是电离的。按照目前的思路，它内部会形成正离子和负离子，过程包括以下三种操作:
原本是中性的原子——也就是说，由相互中和的元素组成——失去了一些负电子。这些电子通过静电吸引，与周围的一些中性气体分子围绕在一起，就像带电物体吸引相邻物体一样。这种电子和中性粒子的聚集形成负离子。这样，原子失去了部分电子，就带有多余的正电荷，而它周围又环绕着大量中性粒子，从而形成了正离子。这就是目前的理论——归结为它的要点——许多实验者，特别是j·j·汤姆逊的研究已经成功地被采用，尽管对它提出了各种反对意见。
然而，只有在常压气体中才会发生这种情况。在真空中，电子周围并没有一群物质分子;它们保持电子状态，并能获得很大的速度，因此在真空中无法观察到负离子的形成。真空中的正离子周围也没有中性粒子，但由于它是由原子的剩余部分组成的，所以它的体积仍然很大，这就是它的速度相对较慢的原因。
然而，这可能发生在放射性物体发射的情况下，负电子在普通压力下从原子中被排出到大气中，速度太大，以至于它们对中性分子的吸引力无法发挥作用。然后它们不会转化为离子，而是保持在真空中释放的状态。正是它们形成了卢瑟福的β射线。
正离子，尽管他们的体积，同样能够获得一个非常高的速度从放射性物质的排放。至少，这是卢瑟福研究的结果，他认为构成镭发射99%的阿尔法射线是由正离子以相当于光速十分之一的速度发射而成的。这一点需要进一步的研究来阐明。
在没有压力和速度因素的影响下，负离子和正离子在大气压下形成，它们的体积大致相同。只有当它们在真空中产生或以非常高的速度发射时，它们的尺寸才会有很大的变化。事实上，在真空中，电子作为负离子的原子核，并没有像上面提到的那样，被物质分子包围，而是保持电子的状态。它的质量，根据几次测量，我将不得不在其他地方说，不超过氢原子的千分之一。被剥夺了一部分电子的原子的剩余部分——也就是说，正离子——的质量等于，有时甚至大于一个氢原子的质量，因此至少比电子的质量大一千倍。
因此，在研究离子的性质时，有必要区分:(1)它们是否在常压下形成于气体中;(2)在真空中产生的;(3)如果由于某种原因，它们在形成的那一刻就以极高的速度被发射到太空中。它们的性质根据这些不同的情况而有所不同，我们将在本作品的其他部分看到这一点。但是，在所有这些不同的情况下，离子的一般结构保持不变。它们的基本原子核总是由电子构成的，也就是说，由电子原子构成。
我们很自然地认为，在常压下气体中形成的离子的尺寸和性质与电子的有很大的不同，因为人们认为后者不含任何物质的混合物。但是，根据目前的理论，似乎很难解释离子的某些性质，特别是那些可以用简单气体观察到的性质，这些物体很容易通过许多不同的方法电离。值得注意的是，它们聚集在一起形成一种完全特殊的流体，其性质类似于气体，但不具有气体的稳定性。在被摧毁之前，它可以通过一个与大地相连的金属蠕虫循环一段时间，这是电冷永远做不到的。它具有明显的惯性，因为它的微小流动性证明了这一点。这样一种流体的特性太特别了，以至于不能给它起一个名字，因此我建议称它为离子流体[等离子体]。我们将看到，由于它的巨大惯性，我们可以把它转化为非常规则的几何图形。
当离子带电时，它们会被带电的物体吸引。事实上，我们稍后将看到，这就是测量电荷的方法。当电离气体被封闭在两块金属板之间时，其中一块带正电荷，另一块带负电荷，前者吸引负离子，后者吸引正离子。如果这些板的电压很弱，部分离子就会相互结合，变成中性，特别是当它们的数量相当多时。为了在它们结合之前将它们从气体介质中提取出来，有必要提高容器的电压，直到离子循环产生的电流不再增加——这个最大电流被称为“饱和电流”。
同样地，在这部分致力于实验的工作中，我们将看到，如果离子具有共同的性质，使它们可以归为一类，那么它们也具有某些性质，使它们可以被明显地区分开来。
电子——电子或原子——被J.J.汤姆逊称为“微粒”——正如我们所看到的，是负离子的原子核。它们是通过克鲁克斯管(当它们被称为阴极射线时)或放射性体(当它们被称为贝塔射线时)从任何外来元素中获得并释放出来的。但是，尽管起源不同，他们似乎拥有相似的品质。
除了能产生x射线外，电子最显著的特性之一就是能穿过金属板而不失去电荷，我再说一遍，这与电的基本特性是相违背的。众所周知，最猛烈的放电是不能穿过与地面相连的金属板的，无论它有多薄。
这些电子，假定是纯电原子，有一定的大小(可能也有相当大的刚性)。无论它们的来源是什么，它们都具有相同的电荷，或者至少可以产生相同的中和量，而这种电量总是相同的。但是我们没有办法在休息时研究它们;我们只知道它们在高速运动时产生的效果。
它们的表观质量——也就是说，它们的惯性——是它们速度的函数，我们将在另一章中看到。当这个速度接近光速时，它就变得非常大，甚至无穷大。如果它们有一个静止的质量，那么它们的实际质量将只是它们运动时质量的一小部分。
电子惯量的测量仅仅是用负电子进行的，而负电子是唯一与物质完全分离的电子。它们对正离子无效。由于它们目前与物质是不可分离的，所以它们必须具有物质的基本性质，也就是说，它们的质量是恒定的，与速度无关。
运动中的电子表现得像电流一样，因为它们受到磁场的影响，而且它们的结构实际上比上面的总结所表明的要复杂得多。我暂且不谈细节，我只想说，它们应该是由类似陀螺仪的以太漩涡构成的。在静止状态下，它们被直线的力线包围着。在运动中，它们被另一条力线包围着——圆形的，而不是直线的——由此产生了它们的磁性。如果它们在运行过程中减速或停止，它们就会发出赫兹波、光等。我将在另一章中总结目前关于电学的思想时再次提到这些性质。
阴极射线-正如前面一章所说，物理学家已经极大地改变了他们对阴极射线性质的看法。它们现在被认为是由电子组成的，也就是说，是由脱离一切物质元素的纯电原子组成的。它们是通过各种方法获得的，特别是通过放射性物质。大量生产它们最简单的方法是通过一个装有电极的玻璃灯泡，将感应电流消耗到百万分之一大气压。一旦线圈开始工作，就会有一束射线从阴极发出，称为阴极射线，可以被磁铁偏离。
由这些射线产生的轰击，其结果是产生非常高能的效应，例如被它撞击的金属会发生聚变。根据它们在钻石上的作用，经计算，它们产生的温度为3500℃。它们的穿透力相当弱，而由它们产生的x射线的穿透力却非常强。伦纳德是第一个把阴极射线带到克鲁克斯管外的人，他用来关闭管上的孔，管上的铝板只有千分之几毫米厚。
组成阴极射线的部分电粒子带负电;另一种——在管的最中心部分产生——由正离子组成。最后一种被称为“运河鳐鱼”。克鲁克斯管的阴极射线和管腔射线的成分与镭和钍等放射性物质发出的α和β辐射相同。
阴极射线具有使空气成为电的导体的特性，并且一旦遇到障碍就会转化为x射线。在空气中，它们的扩散速度非常快，这一点与x射线不同，x射线的扩散速度是严格的直线。当伦纳德把阴极射线从克鲁克斯管中带出来，穿过一块薄金属板时，他注意到它们形成了一个广泛分布的扇形，延伸不到几厘米。另一方面，在非常稀薄的气体中，可以通过膜片将气体限制在一个一米长的无扩散的锥内。
在形成真空之前，无论引入克鲁克斯管的气体是什么——真空是相对的，因为即使压力降低到百万分之一大气压，其中仍然有成千上万的分子——值得注意的是，形成的阴极射线具有相同的性质和相同的电荷。j·j·汤姆逊由此得出结论:大多数不同物体的原子都含有相同的元素。如果不使用克鲁克斯管，而使用放射性很强的物质，如钍或镭，则所发生的大多数现象都只是数量上的变化。例如，在克鲁克斯管中发现的带负电的射线比在镭辐射中发现的带正电的射线多;但在这两种情况下观察到的现象的性质是相同的。
阴极和放射性粒子的速度和电荷——对两个物体的粒子的速度和电荷的测量，已经证明了，正如刚才所说的，阴极射线和放射物的同一性。要花很长时间来阐述解决这些问题的各种方法。细节可以在J.J.汤姆森、卢瑟福、威尔逊等人的回忆录中找到。我将在这里非常简要地说明所使用的方法的原理。
就速度而言，速度与光的速度是同一级别的，要测量如此快速运动的物体的速度似乎是非常困难的;然而这很简单。通过任何方法——例如，从克鲁克斯管或放射性体——获得的一束窄阴极辐射被引导到一个能够发出磷光的屏幕上，击中它就会产生一个小光点。这束带电的粒子可以被磁场偏离。因此，它可以通过磁铁使其磁力线与粒子的方向成直角来偏转。磷光屏上光斑的位移表示粒子在已知强度的磁场中所经历的偏差。由于使已知质量的弹丸偏离一定程度所必需的力使我们能够确定它的速度，因此可以设想，可以从它们偏离的程度推断出阴极粒子的速度。它很少少于光的十分之一，或者说每秒30,000公里，有时甚至上升到十分之九。当辐射铅笔含有不同速度的粒子时，它们在荧光屏上描绘出一条或长或短的线，而不是一个简单的点，因此可以计算出每个粒子的速度。
为了确定阴极粒子的数量、质量和电荷——或者至少是电荷与质量的e/m之比——，程序如下:第一件事是确定已知体积的气体中所含的未知数量粒子的电荷。给定数量的含有放射性粒子的气体被封闭在两块平行的金属板之间，一块绝缘，另一块带正电。正粒子被排斥向绝缘板，而负粒子被吸引，它们的电荷可以用静电计测量。如果能确定粒子的数目，那么从这个总电荷可以明显地推导出每个粒子的电荷。
得出这个数字有几种方式。最简单的一种是J.J.汤姆逊(J.J. Thomson)最先使用的，它是基于这样一个事实:当阴极粒子被引入含有水蒸气的储层时，每个阴极粒子都充当蒸汽的凝结核，形成液滴。结果就形成了一团小水滴。后者小得无法计算，但它们的数量可以由它们通过含有它们的接受者所花费的时间来确定，由于空气的粘度，下降非常缓慢。当我们知道这些小液滴的数量，从而知道在一定体积的水蒸气中所含的阴极粒子的数量，以及所有粒子的电荷，一个简单的除法和就可以得到每个粒子的电荷。
正是通过这种方法，才有可能证明阴极粒子的电荷是恒定的，无论它们的来源是什么(放射性物体的粒子，被光击中的普通金属的粒子，等等)。它们的电荷约由10^8个电磁单位表示。电解液体时，氢离子的e/m值仅等于10^5，因此，解离体中负离子的质量是已知最小的氢原子的千分之一。
上述数字只适用于负离子。它们是所有物质中唯一大小不变的物质。至于含有大部分未解离原子的正离子，它们的电荷自然随物质的不同而不同。它们的尺寸永远不会小于氢原子的尺寸。
x射线——当阴极射线——也就是说，由克鲁克斯管或放射性物体发射的电子，遇到障碍时，就会产生特殊的辐射，从克鲁克斯管发出的叫做x射线，从放射性物体发出的叫做伽马射线。这些辐射沿直线传播，可以穿过密集的障碍物。它们既不反射，也不折射，也不极化，这与光完全不同。它们不会被磁铁所偏离，这就使它们与阴极射线明显分开，阴极射线的穿透力要弱得多。x射线或伽玛射线具有使空气成为电的导体的特性，因而也就具有耗散电荷的特性。它们使各种物质发出磷光，并在照相底片上刻印。
当x射线照射到任何物质时，它们会形成所谓的次级射线，与阴极射线相同;这仅仅意味着，从物质的解离中产生的x射线，当它们与物质接触时，具有产生进一步的物质解离的特性，这种特性与发光辐射，特别是紫外线区域的辐射同样具有(1)。
[(1)关于这一类比的进一步细节，请参阅C. Sagnac，《人造光学X》，第140页，巴黎1900]
尽管自从x射线被发现以来，成百上千的物理学家进行了大量的研究，但我们关于x射线的知识几乎仅仅局限于所描述的属性;因为它们与任何已知的东西都没有关系，所以它们也不能被任何东西同化。
[(2)索迪教授把它们比作光，根据他的说法，它们都是以太中的脉冲，并把它们不可能极化等等归结于这样一个事实:与光不同，它们是“迅速消失的突然脉冲”，而不是有规律的连续波动。]
然而，人们一直在寻求将它们与紫外线连接起来，因为它们与紫外线的波长只有极小的差别。这一假设似乎没有多少根据。如果不考虑阴极射线必须具有的使以太振动与光的振动相对应的速度，并且不考虑极化和折射的缺乏(这可以被假定的波的微小所证明)，那么令人好奇的是，越深入紫外线区域，越接近假定的x射线波长，辐射的穿透力就越小。在光谱的极端极限下，他们最终无法再克服最轻微的障碍。舒曼和伦纳德最近研究的极紫外光谱在0.160微米到0.1微米之间，两厘米的空气就像铅一样不透明，厚度为百分之一毫米的云母片也是如此。现在，x射线，应该非常接近紫外线的极端区域，相反，穿过了所有的障碍，包括厚金属板。如果它们不具有荧光和照相作用，没有人会想到将它们与紫外线进行比较。
由于不可能使x射线受到阴极射线所受的磁场的偏移，因此人们认为x射线不再具有任何电，但这一结论很容易遭到质疑。事实上，假设x射线是由比普通负电子还要微小的原子构成的，并且它们的传播速度接近于光的传播速度。根据目前将要提到的研究，具有这种速度的电子将具有无限的质量。它们对运动的阻力是无限的，很明显，它们虽然由电元件组成，但不会因磁场而偏离轨道。
现在看来最明显的是，没有理由把x射线和电联系起来，就像和光联系起来一样。诸如此类的同化是一种思维习惯的产物，这种习惯促使我们将新事物与已知事物联系起来。x射线仅仅代表了物质解离所释放的原子内能量的一种表现形式。它们构成了物质消失的一个阶段，是一种具有自身特征的能量形式，这种能量只能根据这些特征来定义，而不必试图把它归入先前安排的范畴。宇宙中充满了未知的力量，就像今天的x射线和一个世纪前的电一样，只有当我们拥有能够揭示它们的试剂时，它们才被发现。如果不知道磷光体和照相板，就无法证实x射线的存在。物理学家们用了四分之一个世纪都没有发现能产生大量这种射线的克鲁克斯管。
如果x射线很可能存在于以太中，那么它们似乎肯定不是由类似于光的振动构成的。对我来说，它们代表了物质的极限，是物质回归以太之前消失的最后阶段之一。
按照目前的观念，我们已经充分地描述了物质在解离过程中所产生的产物的假定结构，现在我们将研究这种解离的各种形式，并表明我们在任何地方都可以见到刚才所列举的那些元素。
第三章:铀、钍、镭等极放射性物质的去物质化
(1)极放射性物质去物质化产物
在这一章中，我们将叙述对极具放射性物质的研究，也就是说，对自发而迅速解离的物质的研究。在它们非物质化的产物中，我们将再次遇到那些由任何物质以任何方式解离所释放的产物，但所释放的产物在数量上要多得多。在不同的名称下，我们仍然可以找到放射物、离子、电子和x射线。
不能认为这些物质代表了物质非物质化的所有阶段。那些已知存在的东西，可能只是一个很长的系列的一部分。如果我们在所有发生解离的物体的产物中总是遇到相同的元素，那是因为实际使用的试剂只对某些物质敏感，自然就不能揭示其他物质。当我们发现其他试剂时，我们肯定会注意到其他元素的存在。
自发放射性物质的巨大兴趣在于它们释放出大量的离子，而其他物体只产生少量的元素。通过这样扩大一个普遍现象，他们可以更详细地研究它。
在这一章中，我们将简单地阐述对具有显著放射性的物体，特别是钍和镭的研究。这是一个非常新的课题，因此所取得的结果将有许多矛盾和不确定的地方。然而，它们的重要性是至高无上的。
卢瑟福对放射性物质的研究取得了巨大的成功，并且和居里夫人一起发现了几乎所有关于放射性物质的事实。卢瑟福用字母阿尔法、贝塔和伽马来表示放射性物质的辐射，这些字母现在被普遍采用。但在这些新的称谓下，我们找到的正是我们所描述的产品。阿尔法辐射由正离子组成，电子的贝塔辐射与构成阴极射线的贝塔辐射相同，而伽马辐射与x射线类似。这三种辐射在图3给出的图表中非常清楚地显示出来。
根据卢瑟福的说法，与这几种辐射相结合的是一种半物质物质的发射，他称之为“发射”。它不带电荷，但似乎会经历随后的解离阶段，这将它变成α和β粒子。现在我们将研究刚才列举的产物的性质。在大多数情况下，我们只需要重复或完成前一章所讲的内容。
(2) α射线，或正离子
α射线是由正离子构成的。它们被强烈的磁场偏离，但方向与β射线相反。它们的曲率半径比粒子大1000倍。它们占镭总放射性的99%。它们使空气成为电的导体。它们在感光板上的作用比射线小得多，它们的穿透力也非常微弱，因为它们被一张纸挡住了。这种微弱的穿透力使它们很容易与纸张没有障碍的其他辐射区分开来。在放射性物体的所有发射物中，特别是α射线使空气成为电的导体，而正是β射线产生了照相的印象。当一个放射性物体被封闭在玻璃管中时，几乎所有的α粒子都被玻璃墙挡住了。
根据各种计算，假定阿尔法粒子的质量一定等于或大于氢原子的质量，并带有类似的电荷。它们的速度，根据给定强度的磁场对它们的偏离程度来计算，是光速的十分之一。它们的数量因物质而异。对于铀和钍，一克是每秒七万，镭是十亿亿。这种排放可能会持续一百多年不间断。
阿尔法粒子的发射，或者是正离子，与辐射的产生一起，是放射性的基本现象。β粒子的发射和伽马射线的发射，它们加起来还不到总发射的百分之一，应该代表放射性原子解离的进一步阶段。
在引人注目的磷光体上，α粒子使它们发光。旋光镜正是基于这一特性，它是一种能显示物质永久分离的仪器。它只是由一个硫化锌屏组成，上面放着一根小金属棒，金属棒的一端浸在氯化镭溶液中。通过放大镜观察屏幕，可以看到阿尔法粒子撞击产生的火花不停地喷射出来，这种火花可能持续几个世纪，这表明原子分解产生的粒子非常微小。如果这种发射是可见的，就像克鲁克斯说的那样，因为“每个粒子都是通过它对敏感表面的冲击产生的巨大程度的横向扰动才显得明显的，就像雨滴落入水中产生的涟漪超过了它们的直径”。我成功地使用了某些种类的磷光硫化物，制作了可以观察到解离现象的筛网，不仅可以观察到镭盐，还可以观察到其他物质，特别是钍和铀(1)。
[(1)将磷光硫化物铺在一层薄到透明的玻璃上，首先涂上清漆。然后将涂有磷光物质的一面放在想要检查的物质上，通过放大镜观察玻璃的另一面。所有的铀和钍矿物，甚至一个普通的白炽地幔，都发出发光闪烁，表明物质游离;但为了看到这一点，必须使眼睛在黑暗中停留一刻钟而变得敏感。
粒子的高速运动似乎很难解释。这种速度在射线的情况下是很容易理解的，因为射线是由纯电原子组成的，毫无疑问，它的惯性很小，在非常微小的力的作用下，它就能获得非常高的速度;如果没有α粒子(其尺寸似乎与氢原子的尺寸相同)，三万公里/秒的速度似乎就很难解释了。我认为，在这一点上，卢瑟福和他的学生们的实验应该重新开始。
[(2)似乎可以这样解释这种高速:尽管阿尔法粒子在不断地发射，但只有当它们达到一定的速度时，我们才能认识到它们的存在。因此，斯特拉特在回顾卢瑟福教授的《放射性活动》(第二版)时说:“普通物质可能会比铀释放同样多或更多的阿尔法粒子，只要它们的速度小于产生特征现象所必需的最小速度”。(《自然》，1906年1月25日)]
此外，我们很难假定这些速度是瞬间产生的;只有在这样一种假设下才能理解它们:原子粒子可以比作具有巨大速度的小型行星系统。它们会在离开轨道时保持速度，就像用弹弓发射石头一样。因此，原子元素的不可见的旋转速度将简单地转化为可见的或在任何情况下可以被我们的仪器觉察到的投影速度。
(3)射线或负电子
射线被认为是由与阴极射线相同的电子组成的。因此，它们应该是由负电原子构成的，不受任何物质的影响。它们的质量应该像阴极粒子的质量一样，是氢原子质量的千分之一。它们的速度应该在光的33%到96%之间变化。
它们的发射比例比阿尔法粒子小得多，因为它们几乎不占总辐射的1%。正是这些光线产生了照相的印象。
他们的穿透力相当大。当α射线被一张普通的纸阻挡时，β射线将穿过几毫米厚的铝。可能是由于它们的速度快，所以它们的穿透力比克鲁克斯管的阴极射线强得多，后者只能穿过厚度约为千分之一毫米的铝板。
它们被能够发出磷光的撞击体立即发光，即使用一层薄薄的铝板将它们隔开。在铂氰化钡中，磷光非常亮，而且这种钻石——顺便提一下，相当罕见——能够发出磷光。
[(1)正是这种性质，我把它作为测量我曾经检查过的各种镭样品强度的基础。当含有镭盐的管通过薄铝条使金刚石发出磷光时，这种盐可被认为是非常活跃的。只有巴西钻石可用于这个实验，而开普钻石则绝对不行。事实上，第一种能在光下发出磷光，而第二种则不能。我已经通过对数百个样品的实验证明了这一点，这些实验的细节在我关于磷光的回忆录中给出了。
粒子似乎有些复杂，这可以由它们组成元素的不同速度证明。这种速度的不平等很容易通过它们在磁场作用下产生的摄影印象的程度来识别。同样可以注意到，用不同厚度的屏风覆盖照相底片，不同的α和β粒子具有不同的穿透能力。因此，它们很可能代表了我们目前无法区分的物质分离的明显阶段。
(4)伽马射线或X射线
加上α射线和β射线(第一种带正电，第二种带负电)，放射性物体发射的伽马射线比例极低(不到1%)，就其性质而言，与x射线完全类似，但具有更高的穿透力，因为它们可以穿过几厘米厚的钢铁。这一特性使它们能够很容易地与α射线和β射线区分开来，后者被几毫米厚的铅板阻挡。除此之外，它们的性质鲜为人知，如果有人说它们类似于x射线，那仅仅是因为它们不受磁场的影响，具有强大的穿透力。
使上述辐射(α、β和γ)的研究复杂化到一个奇异的程度的是，它们中没有一种能接触到气体或固体而不立即引起解离——无疑是通过它们巨大的速度所产生的扰动——从而产生一种称为次级射线的射线，这种射线的性质与初级射线相似，但强度较小。这些二次辐射也会在照相底片上留下印痕，使空气成为电的导体，并被磁场偏离。通过它们的碰撞，它们能够产生具有相同性质的第三射线等等。由伽马射线产生的次级射线是最活跃的。通过金属板的照相印痕有时因插入金属板而增强，因为二次射线的作用随后叠加在一次射线的作用上。
(5)放射性物质产生的半物质辐射
放射性物质，甚至是所有物质最奇特的特性之一，就是不断地释放出一种非带电的产物，卢瑟福称之为放射。这种发射是物质分解的第一个阶段，通过它的分解，产生上一段所研究的粒子的发射。这种辐射也是由于镭所具有的特性，使所有放置在它附近的物体都具有放射性。
在镭和钍的情况下，特别研究了放射。铀的含量不足以用试剂显示出来。然而，很可能与卢瑟福的观点相反，它确实释放出一种辐射，因为根据J.J.托马森的研究，自然界中的大多数物体，水、沙等，也会产生一种辐射。
辐射可以从任何放射性物体中获得，方法是将它们溶解在放置在与封闭管通信的接收器中的任何液体中，或者在类似的仪器中使它们达到红色的热量。吸入管的辐射使它呈现磷光的存在，这一事实允许其行为被检查。它可以被液态空气产生的冷冷凝。这种缩合是由磷光的局部化显示的，但没有能够被平衡测量的物质出现。由于钍的放射物在120°C凝结，镭的放射物在150°C凝结，不同物体的放射物尽管有一些相似之处，但似乎很可能显示出不同的性质。
在常温下，固态的放射性物体发出辐射量，但仅为溶液态辐射量的百分之一。
通过将硫化锌引入含有氯化镭溶液的灯泡中，辐射的分离使硫化物发出磷光。镭在加热时，由于放射出的辐射量而失去了大部分活性，但在20天左右就完全恢复了活性。当这种盐的溶液加热到沸腾时，也会发生同样的损失。
当固体的氯化镭被加热到红色温度，或者它的溶液被煮沸一段时间后，它仍然保留了它最初的活性的四分之一，但后者完全是由于阿尔法粒子，这可以从放射出的射线的弱穿透力看出，它不再能穿过一张纸。只有经过一段时间后，能够穿过金属的贝塔射线才会再次出现。辐射的活性很快就消失了。这种损失的速度因物质的不同而不同。锕的能量在几秒钟内就消失了，钍的能量在几分钟内消失了，镭的能量在三个星期后才消失，但它已经在四天内减少了一半。
根据卢瑟福的说法，镭和钍产生不同种类的放射，也就是说，从放射开始的解离。他数了数，最后一只已经有五六只了。第一个产生第二个，以此类推。它们无疑代表了物质非物质化的连续阶段。
放射是由于镭持续产生的四分之三的热量，使其温度保持在高于环境介质的3°或4°c。事实上，如果加热使镭不再散发热量，它所散发的热量也不过是最初散发热量的四分之一。几乎所有的温度上升都是由于阿尔法粒子。
正如我已经从拉姆齐的实验中指出的那样，它的结果是，如果把镭的一些放射物留在管中几天，就可以观察到氦的光谱线，而这在最初是不存在的。
在从这种转变中得出太多结论之前，必须指出，氦是一种与所有放射性矿物伴生的气体。甚至是从这些尸体中最先获得的。这种气体不形成任何化学组合，而它是迄今为止发现的唯一一种不可能液化的物质，可以无限期地保存在封闭的管道中。
[(1)镉除外]
这种镭的衍生物一定是一种非常特殊的氦，因为它似乎具有自发消失的性质。它与普通氦的唯一相似之处似乎在于一些光谱射线的瞬间存在。因此，似乎很难承认镭转化为氦。
卢瑟福认为辐射是一种物质气体，因为它可以以气体的方式扩散和凝结。毫无疑问，放射物与物质有一些共同的特性，但它与物质的死亡没有奇怪的不同，因为它的特性是在几天内消失，即使被封闭在一个密封的管中，通过将自己转化为电粒子。这里特别显示了我们所努力建立的概念，即物质与非物质之间的中介者，也就是说物质与以太之间的中介者的效用。
放射体的放射，在我看来，是这些中间物质中的一种。它在一定程度上是物质的，因为它可以被浓缩和溶解在某些酸中，并通过蒸发而回收。但它只是不完全的物质，因为它最终会完全消失并转化为电粒子。这种转变即使在密封的玻璃管中也会发生，卢瑟福的实验已经证明了这一点。他已经证明，在消失的过程中，辐射首先产生α粒子，后来才产生β粒子和伽马辐射。
为了证明镭或钍的放射只产生最初的正粒子或α粒子，它被放置在一个0.05毫米厚的黄铜圆柱体中，它保留了所有的α粒子，但允许β粒子和伽马射线通过。用验电器每隔一段时间观察圆筒的外部辐射，就可以看到，只有在三四个小时后，β粒子才会出现。相反，阿尔法粒子立即显现出来，正如它们在与圆柱体内部相连的验电器上的作用所证明的那样。
卢瑟福从他的实验中得出结论，“辐射”最初只发射阿尔法射线，然后通过沉积在容器壁上的贝塔射线和伽马射线。根据我们对电的全部了解，很难想象发射出只有正电荷的粒子而同时不产生类似的负电荷。
不管怎样，如果上述理论是正确的，消失中的辐射首先产生相对大量的正离子，然后是负电子，负电子少一千倍，最后是伽马辐射。
卢瑟福认为这种辐射是一种气体，能够自发地分解成电粒子，以极高的速度排出。在解离过程中，这种假定的气体释放出的能量是等量氢和氧按形成水所需的比例混合爆炸所产生的能量的300万倍。然而，众所周知，最后一种反应产生的热量最大。
这种产生大量带电粒子的辐射本身带电吗?绝对不行。卢瑟福对此作出了肯定的断言，但麦克利兰教授的研究已经非常清楚地证明了这一点。“事实上，”他说，“从我们对镭原子自我毁灭方式的概念来看，放射不带电荷具有重要的意义。镭原子肯定会产生带正电的粒子。但发射的粒子不可能是阿尔法粒子发射后原子的剩余部分，因为在这种情况下，它们将带负电。”从这些实验和我之前的观察中得出的结果是，与阿尔法粒子有关的一切都需要完全重新检查，阿尔法粒子占放射性体发射的99%。
(6)诱发放射性
这种放射通过释放自身并将其分解的粒子投射到其他物体表面而产生所谓的诱导放射性。这种现象是指置于放射性化合物附近的所有物质都暂时具有放射性。如果活性盐被密封在玻璃管中，它们就不会变成这样。只有贝塔射线和伽马射线能够产生诱导放射性。阿尔法粒子似乎不具备这种能力。任何物质中人为激发的放射性，只有在相当长的时间后才会消失。
所有靠近放射性物质的玻璃或金属，或通过长管吹出的放射物，都有短暂的放射性。如果承认这种放射性是由于电粒子的释放而产生的，那么就必须假定这些粒子能够被空气所携带，能够像尘埃一样附着在其他物体上，并且具有与普通电的性质截然不同的性质。卢瑟福已经证实了这样一个事实:钍的放射物可以穿过水和硫酸而不失去它们的活性。如果带负电的金属线暴露在钍的辐射中，它就具有放射性;如果用硫酸处理这根电线，然后将其残渣蒸发掉，就会发现后者仍然具有放射性。人们真不明白，电怎么能受得了这样的对待。
传递给非活性物质的诱导放射性可能比它所散发出的放射性物质强烈得多。当在一个封闭的容器中，含有放射性物体——例如钍——的一些放射物时，一个带负电的高电位金属板被引入，所有由钍释放的粒子都集中在它上面，并且，根据卢瑟福的说法，这个板的表面比钍本身的表面活跃10000倍。这些事实同前面的事实一样，目前的理论也解释不了。
如果一种被人为地赋予放射性的金属被加热到白热，它就失去了放射性，从而扩散到周围的物体上。在这里，我们再次看到所谓的原子以一种非常奇怪的方式活动。
因此，用目前关于电粒子的观点来看，诱导放射性现象是十分难以解释的。不能承认这种沉积在金属上的颗粒可以被试剂携带。从居里先生的实验来看，把铋浸入溴化镭溶液中并立即仔细清洗，它的放射性至少还能维持三年。我们能认为电粒子有可能以这种方式起作用吗?而且，既然它们与电的作用如此不同，怎么可能像我经常重复的那样，坚持用“电”原子这个术语来称呼它们呢?
关于诱导放射性，我必须指出，某些形式的能量可以在体内储存很长时间，并且消耗得非常缓慢。在我以前关于磷光的实验中，我注意到，硫化钙在阳光下暴露几秒钟，就能发出18个月的不可见光，这一点可以在暗室或最完全的黑暗中拍摄被暴晒的物体。在18个月后，它不再发出任何辐射，但仍然保留一个残留的电荷，这种电荷可以无限期地持续下去，并且可以通过使不可见的红外线落在受暴晒的身体表面而使人可见。
有放射性的物体被比作一块磁铁，它可以永远保持它的磁性，并且可以在不失去它的能量的情况下磁化其他物体。这种比较没有什么根据，因为磁铁并不是不断向太空发射粒子的地方。然而，它可以用来粗略地解释诱导放射性现象，这种现象可以归结为这样一个事实:一个有放射性的物体把它的特性赋予邻近的物体，就像磁石赋予附近的铁碎片磁性一样。如果空气分子是有磁性的——它们在一定程度上是有磁性的，我们就会有一种气体[氡]，它就像放射性物体的散发一样，能够在管道中循环，并持久地停留在金属表面而不失去其特性。
(1)然而，M.瓦拉德的实验使他有理由认为，在某些条件下，电磁铁实际上可以发射出他称之为“磁子”的磁性粒子。参见《科学概论》1905年5月15日。
从以上所述的一切，我们可以得出一个普遍的考虑，这也证实了本章开头所讲的，即物质的解离的阶段必然是极其多的，而我们所知道的却很少。虽然不能把它们孤立起来，但我们至少可以肯定它们的存在。因为磁体对β粒子的不均匀偏移清楚地证明了它们是由不同的元素组成的。我们同样知道，在一般称为放射的半物质生成物中，已经可以看出物质的四、五个完全不同的解离阶段。
同样的实验同样证实了另一种观点——物质在解离时，会释放出越来越细微、越来越非物质化的粒子，这些粒子逐渐导致以太。它们本身代表了不同的解离阶段，因为它们对同一磁场的不平等偏离证明了它们是由不同的元素组成的。最后，我们来看看伽玛辐射，它不再被任何障碍所阻挡，任何磁吸引都不能偏离它，它似乎构成了物质最终返回以太之前的最后一个解离阶段。
第四章:物质的非物质化——用来验证它的方法
许多年过去了，自从我证明了在被称为放射性的物质中观察到的物质的解离，如铀和镭，与当时接受的想法相反，是属于自然界中所有物体的特性，并且能够在最不同的原因的影响下，甚至自发地表现出来。某些物质的自发放射性，如铀和钍，使物理学家大为吃惊，实际上是一种普遍现象和物质的基本性质。
在最近的研究中(剑桥菲洛斯教授。Soc(1904年4月，第391页)，J.J.汤姆逊教授再次提出了这个问题，并成功地证明了大多数物体——水、沙子、粘土、砖等——都存在放射性。他从中提取了一种连续产生的“辐射”，类似于卢瑟福从镭中提取的“辐射”，具有相同的放射性性质(1)。
(1)另一方面，南希的著名教授M.布隆多后来做了实验，证明在常温下，铜、银、锌、潮湿的纸板、所有液体、樟脑和麝香等有气味的物质以及人体都能发出一种能增强磷光屏的光的发射物，这种发射物可被磁场、电场或气流激活。看到仁都学术。巴黎1904年6月13日和27日，7月4日和25日。]
这些实验证实了我已经发表的关于物质自发解离的所有文章，但它们绝不能像埃尔斯特和盖特所相信的那样，证明到处都有镭。这是物质不可毁灭论最后的支持者所能给出的唯一解释。承认两三个特殊物体的原子可以解离，比承认存在一个绝对普遍现象的问题更不令人尴尬。
[(1)另见:物理Zeitschrifte1906年1月15日]
而且，我的实验也使这种解释失去了真实性。当我们通过某些化学反应，成功地极大地改变了一个物体的放射性，当我们通过混合锡和汞等物质，使它们具有极大的放射性，而这些物质本身并不是放射性的，难道真的可以想象镭与当时观察到的放射性有什么关系吗?
多亏了漫长而微小的实验，我才能够建立物质解离的普遍性。其中一些将在本书的第二部分中阐述。这里只对所取得的结果作一概述。
现在可以依靠什么现象来证明特别具有放射性的物质，如镭和钍的解离，也就是说，产生以极快的速度发射的粒子，能够使空气成为电的导体，并被磁场偏离。
还存在其他附属特性:由发射粒子产生的照相印象、磷光和荧光等，但它们的重要性是次要的。除此之外，镭99%的发射是由在感光板上不起作用的粒子组成的，还有钋等放射性物质只发射这样的射线(1)。
[(1)自本文撰写以来，赫夫教授已成功地尝试用来自钋的β射线在照相底片上进行印染:Proc。罗伊。Soc， 1906年7月21日]
上述特性中最重要的是粒子的发射能够使空气成为电的导体，从而能够在一定距离上放电验电器。它被专门用于分离镭。因此，这是我们将主要依靠的方法。
磁场使这些粒子偏离轨道的可能性构成了下一个最典型的现象。它使得具有放射性的物质所发射的粒子，无论是自发的还是受激发的，与克鲁克斯管的阴极射线的同一性无可争议地得到了确立。正是这些粒子在磁场作用下的偏离程度使它们的速度得以测量。
(2)光解离物质
正是通过仔细研究光对金属的作用，并注意到阴极射线所发出的流出物的类比，我才发现了物质解离的普遍性。
从这项工作的实验部分可以看出，证明物体在光的影响下解离的实验技术是相当简单的，因为它相当于把一块被光击中的金属板所发出的解离物质的流出物扔到一个带正电的验电器上。这些排放物不仅由金属产生，而且由大多数物质产生。在某些地方，从表面到表面，放射量可能比某些自发放射性物质(如钍和铀)产生的放射量大40倍。
在很长一段时间里，我断言这些流出物具有阴极射线和放射性物体发出的辐射的性质，但在今天，没有物理学家否认这一身份。
在光的作用下产生的流出物，如阴极射线，使空气成为电的导体，它们也被磁铁偏离。根据J.J.汤姆逊的测量，这些组成粒子的电荷与阴极粒子的电荷相等。
我将在这项工作的实验部分中表明，光谱的不同部分具有非常不同的解离能力，并且各种物体对光解离的抵抗力是非常不相等的。紫外线是最活跃的区域。在电火花产生的紫外线的极端区域——这些区域由于被大气吸收而不存在于太阳光谱中——可以注意到，所有物体解离的速度都比在普通光下快得多。在光谱的这一部分，像金和钢这样不受太阳光影响的物质，会释放出大量的辐射，几乎在瞬间就能使验电器放电。如果地球的大气层没有保护地球不受太阳极端紫外线的伤害，在现有条件下，地球表面可能不可能有生命。
太阳光不具有使气体分子分解的特性。这些物质只能被极端的紫外线辐射分解。如果这些辐射存在于太阳光谱中(这是很可能的)，在它们被大气层吸收之前，空气中的气体一定会在我们的空气范围内发生能量分解。在漫长的岁月中，一定是这个原因导致某些恒星，如月球，失去了它们的大气层。
(3)化学反应分解物质
我们现在来到了我研究中最令人好奇和意想不到的部分之一。我确信我所注意到的现象的一般性质，我问自己，化学反应是否会产生类似于光所产生的物质的流出物，而这些流出物仍然具有耗散电荷的共同特征。实验充分证实了这一假设。
这是一个迄今为止完全没有人怀疑的事实。早在拉普拉斯和拉瓦锡时代，人们就已经知道，铁与硫酸作用生成的氢是带电的。这一事实应该给物理学家留下更深刻的印象，即气体的直接通电是不可能的。气体与带电的金属板接触一段不确定的时间是不会通电的。如果空气能通电，它就不再是绝缘体了，验电器也就不再带电了，而大部分的电现象我们也就一无所知了。但是，这一事实是如此重要，因为它包含了当时被掩盖的证据，即物质不是坚不可摧的，所以完全没有人注意到。
最引人注目的现象很难引起我们的注意，除非有其他现象把它们暴露出来，或者有某种能够解释它们的伟大概括迫使我们更仔细地检查它们。在刚才提到的拉瓦锡的实验中，如果发现氢带电，那只是因为这种物质的原子发生了解离。值得注意的是，从第一个实验中可以推断出物质是不灭的，其作者是一位杰出的学者，他最大的光荣就是努力证明物质是不灭的。
在这项工作结束时收集的实验证明，大量的化学反应，无论是否伴随着气体的分离，都会产生类似于阴极射线的流出物，因此揭示了在反应过程中物质的破坏而不返回。
在这些反应中，我只提到锌和硫酸或仅仅是汞齐钠分解水，电石分解乙炔，二氧化锰分解含氧水生成氧气，以及硫酸奎宁的水合作用。
关于硫酸奎宁，它呈现出非常奇怪的现象。我们早就知道，这个物体在受热的作用下会发出磷光，但不知道的是，在失去磷光之后，如果充分加热，它在冷藏时就会变得非常发光和具有放射性。我研究了它在冷却时发出磷光的原因，并证明这是由于非常轻微的水合作用，我注意到，由于这种水合作用，这种物质在几分钟内具有放射性。这是我第一次通过化学反应发现物质的解离，也就是说，放射性，它引导我发现了更多。
从那时起，海德堡大学物理学教授Kalahne博士在一项重要研究中再次研究了同一主题。“我的观察”，他说，“完全证实古斯塔夫·勒庞指出的化学现象是辐射的原因”(安。Der物理学1905年，第450页，457页)。
卢瑟福还让他的一个学生证实了我关于硫酸奎宁的研究结果，并专门写了一篇论文(1)。
(盖茨女士:物理评论第十八，1904，第144页)。她得出的结论是，虽然勒庞博士关于辐射的成因是正确的，但它们与放射性物质在若干细节上有所不同。
作者和我一样指出，空气成为了电的导体，正如我所说，这种现象是由硫酸奎宁的水合作用产生的，但他认为，放射性是由于对磷光产生的“一种紫外线”的化学反应。
放射性是由化学反应引起的，这正是我想要证明的，卡拉内教授已经证实了这一点;是紫外线造成的是不可能的盖茨女士后来也承认了物理评论1906，第46页)，因为磷光比放射性持续的时间长，如果后者是磷光产生的光的结果，那么这种情况就不会发生。
卢瑟福认为由此产生的辐射不同于放射性物质，因为它们的穿透力很小。然而，他并不是没有意识到这种穿透并不能证明什么，因为根据他的说法，镭99%的发射都被一张薄薄的纸所阻止，而某些极具放射性的物质，如钋，只发射没有穿透能力的辐射(参见Giesel教授，化学。Berichte1906, bd.xxxix, p. 780)。我认为，这位杰出的物理学家在写上述文章时，仍然受到一种观念的影响，这种观念在开始时非常普遍，即放射性是少数特殊物体的专属。
(4)电作用解离物质
某些非常强烈的电作用——例如，放置在被实验物体之间的50厘米长的感应火花——会产生轻微的运动——也就是说，使受其影响的物体产生轻微的放射性，但其效果比简单的光线或热量产生的效果弱得多。
这并不令人惊讶。电，正如我将进一步说明的那样，是物质解离的产物。当然，它能像阴极射线或放射性辐射一样，在被它击中的物质中产生二次辐射，但它在空气中产生的离子速度太低，无法产生多大的效果。
毫无疑问，从埃尔斯特和盖特尔的实验中我们知道，通电到高电位的电线会获得暂时的放射性;但在这种情况下，我们可以假定，由于带电的原因，电线只吸引大气中始终存在的离子。
正是通过对电激发的放射性的研究，我被引导进行了后面将要提到的实验，并迫使游离物质的粒子明显地、毫无偏差地穿过玻璃板或硬质橡胶薄板。
(5)物质燃烧分解
如果轻微的化学反应，例如简单的水合作用，可以引起物质的分解，那么可以认为，构成强大化学反应的燃烧现象必须实现最大程度的分解。事实上，这就是我们所观察到的。燃烧的物体是一个强烈的阴极射线源，类似于放射性物体发出的阴极射线，但由于它们的速度较低，穿透力不强。
至少一个世纪以来，人们已经知道火焰产生的气体会放电给带电的物体。布兰利已经证明，即使在冷却时，气体也能保持这种性质。所有这些事实都没有得到解释，几乎没有人怀疑在这些事实中存在着物质分离的证据之一。
然而，这是一个必然的结论。汤姆逊(J.J. Thomson)最近的研究已经清楚地证实了这一点。他已经证明，一根简单的金属丝或碳线被加热到白热——例如白炽灯的碳线——是一种强大的、几乎无限的电子和离子的来源，也就是说，是一种与放射性物体相同的粒子。他证明了它们的电荷和质量的关系是相同的。“因此，我们得出了这样的结论，”他说，“从白炽金属或加热的碳线中投射出电子。”他指出，它们的数量是巨大的，因为这些粒子可以中和的电量相当于每平方厘米表面的许多安培。任何放射性物体都不可能产生如此比例的电子。如果我们认为太阳的光谱表明它的光球层中含有大量的碳，那么就可以得出这样的结论:太阳一定会发射大量的电子，这些电子撞击大气层上层时，也许会使稀薄的气体发出磷光，从而产生北极光。这一观察结果完全符合我的理论，即太阳的热量是由组成太阳的物质的分离来维持的。
(6)热分解物质
比燃烧产生的热量低得多的热量——也就是说，不超过300°c——足以引起物质的分解。但在这种情况下，现象是相当复杂的，它的解释需要很长时间的研究。
原因是，在现实中，热在这种情况下似乎不直接作为离解剂。我将在关于我的实验的一章中说明，它的作用就好像金属含有一种类似于放射性物质的有限物质，它在热的影响下释放出来，然后只有通过休息才能恢复。正是由于这个原因，当金属受到轻微的加热而具有放射性之后，它很快就失去了所有的放射性痕迹，几天之后又恢复了。放射性物质也确实是这样表现的，但由于它们的活动性比普通物质强得多，它们不时失去的东西又会同时形成，除非它们被加热到红色。在最后一种情况下，损失只有在一段时间后才能弥补。
当我发表这些实验时，J.J.汤姆逊还没有公开他的研究，他的研究证明了几乎所有物质都含有与放射性物质(如镭和钍)相当的辐射。他的观察完全证实了我的。
(7)物质的自发分解
上述实验证明，大多数物质都含有放射性物质，这些放射性物质一经轻微加热就会被排出，并自发地重新形成;因此，这些物质像普通的放射性物质一样，容易自发分解。然而，它极其缓慢。
在前面的实验中，这种自发的离解只是用微热的方法证明的。然而，借助于各种方法——例如，把金属折叠起来形成一个封闭的圆柱体——是有可能在其中形成放射性产物的，这种物质的存在可以用验电器来证实。然而，这样做实验的物质很快就不再具有放射性了。因此，它还没有耗尽它所提供的全部放射性物质;它只是失去了在作用温度下所能释放的所有能量。但是，就像磷光物质或放射性物质一样，稍微加热它就足以使它产生更多的活性流出物。
我刚才所概括的研究证明，自然界中的一切物质都具有放射性，而且这种放射性决不是少数物体所特有的。因此，所有物质都自发地趋向于解离。后者往往很小，因为它受到对抗力量的阻碍。只有在特殊情况下，在光、燃烧、化学反应等不同的影响下，解离才能达到一定的强度。
我刚才总结的实验证明了物质的分离是一种普遍现象，这些实验的细节将在本卷的末尾找到，我有权说，所有现代化学所依据的原子重量不变性的学说只是一种错觉，完全是由于我们在平衡中缺乏灵敏度造成的。如果它们足够敏感，我们所有的化学定律都将被认为只是近似值。用精确的仪器，我们在许多情况下，特别是在化学反应中，都应注意到原子的重量会减少一部分。那么，我可以肯定地说，与拉瓦锡作为化学基础所提出的原则相反，我们并不能在一种化学组合中得到促成这种组合的物质的总重量。
(8)自然现象中物质分解所占的部分
我们刚才已经看到，不同的原因以连续的方式起作用，例如光，可以把物质解离，最后把物质转化为不再具有任何物质性质的元素，从而不能再成为物质。
这种自古往今来一直存在的分离，一定在自然现象中起了很大的作用。它可能是大气电的起源，毫无疑问也是云的起源，因此也是对气候产生巨大影响的降雨的起源。放射性辐射的特性之一是使水蒸汽凝结，这种特性也属于所有种类的灰尘，并在长期存在的实验中得到了证明。一个充满沸腾的水的球体与另外两个球体相连，一个充满来自房间的普通空气，另一个充满通过简单的棉絮过滤除去灰尘的相同空气。然后可以看到，进入球体的气流中含有未经过滤的空气，立即凝结成浓雾，而在球体中含有纯净空气的气流则不凝结。
[见John Aitken先生:反式。罗伊。Soc。爱丁堡， XXX卷(1883)，第337页;C.威尔逊费罗斯。反式。Cxii, p. 403]
我们看到物质解离现象的重要性是如何随着对它的研究而增加的。它的普遍性每天都在传播，我相信，在不远的将来，它将被认为是我们星球表面观察到的大量现象的根源。
但这些都不是最重要的现象，由于物质的解离。我们已经证明它是太阳热的来源，现在我们将看到它是电的来源。
第五章物质解离所引起的元素的人为平衡
在后面的一章中，我们将看到，从与运动中的电机的一个极点相连的带电点上逸出的粒子，是由离子和电子组成的，其成分与放射性物质或克鲁克管释放出的离解物质的粒子相同。它们也使空气成为电的导体，并因磁场而偏离。因此，如果我们希望研究解离物质的元素能够达到的平衡，我们可以用一个带电的点来代替一个放射性体，这个点通过与正在工作的电机的一个极相连接而带电。
这些粒子服从支配所有电现象的引力和斥力定律。利用这些定律，我们可以任意地得到最多样的均衡。
这种平衡只能维持一段时间。如果我们能够永远分离并固定它们，也就是说，使它们在产生它们的原因中存活下来，我们就可以用非物质的粒子创造出与物质极为相似的东西。原子内凝聚的巨大能量表明，实现这样的实验是不可能的。
但是，如果我们不能对非物质的事物产生能够在产生它们的原因中存活下来的平衡，我们至少可以维持它们足够长的时间来描绘它们，从而创造一种暂时的物质化。
仅仅利用上面提到的定律，我就成功地将游离物质的粒子分组，从而使这种分组具有各种可能的形式——直线和曲线、棱镜、细胞等等，然后通过摄影使它们成为永久的。
在图8到图11中，我们看到由具有相同电荷符号的解离物质的粒子相互排斥产生的直的和弯的图形。因此，一旦粒子彼此足够接近，它们就会相互排斥，无法接触，这可以从分隔它们的暗线和粒子所在一侧的辐射显著缩短中看出。通过将放电相乘。通过细针的排列，得到了图12至15的规则形式。
当然，在一些照片中所呈现的多边形形式并不是平面的再现，而是真正具有三维空间的形式，而摄影只能给出三维空间的投影。因此，它们是我在空间中得到的真正的图形，通过暂时保持强加于它们的平衡，它们是游离物质的粒子。
构成这里所产生的图像模型的粒子并不完全由电子组成。根据目前的观点，它们应该被看作是被一群物质粒子包围的电子原子。因此，它们是由我们在前一章中研究过的离子组成的。但后者的原子核是由那些由物质非物质化而产生的电子原子构成的。
在我们可以使解离物质的粒子产生的不同平衡形式中，有一种——球状形式——其理论还没有建立起来，引力和斥力不足以解释它。这里的原子很可能处于一种特殊的旋转平衡状态。这种平衡虽然仍是暂时的，但比先前实验中的平衡稳定得多。
这种形式的电曾不止一次在风暴中被观测到，但很少到人们长期否认它存在的程度。在这种情况下，它以明亮的球体的形式出现，可能达到儿童头部的大小。它们慢慢地旋转着，最后像炮弹一样轰然爆裂，造成巨大的破坏。因此，它们所包含的能量是相当大的，我愿意用这个例子来理解在至少暂时稳定的平衡状态下，浓缩的能量可以做些什么。
我们不能指望在实验室里产生如此强烈的现象，但我们可以在小范围内重现它们。可以用各种方法制造出类似球状闪电的发光小球。Stephane Leduc的理论使它们很容易形成。只要把两根极细的杆子分别连接在静态机器的不同杆上，放在照相底片上，两根杆子之间相隔几厘米就足够了。很快，从与负极相连的杆子上就会冒出直径约一毫米的发光小球，它们慢慢地向另一杆子移动，一碰到杆子就消失了。
但是，在这种操作方式下，人们总是可以假设在两极之间存在一种特殊形式的外流。因此，我试图用一根单极来获得这种球形电。，我通过一个非常简单的方法成功地做到了这一点。一根直径约半厘米的棒，由一根针终止，其点被放置在一个镀有溴化银明胶的板上，与温赫斯特机器的负极连接，另一极是接地的。当机器启动时，人们可以从针尖上看到一个或几个发光的球，它们缓慢地前进，几厘米后突然消失，在板上留下它们的轨迹痕迹。
如果不是使用一根末端有针的粗棒，而是使用一根细棒，发光球就不会形成。这种现象的作用——尽管产生的原因可能完全不同——似乎粗棒子上的电流以一滴液体的形式积聚在针尖上[参见:Kenneth Shoulders的Elektrum Validum]．
在这些实验中，照相底片的明胶溴化物所占的比例很难精确地说明。它的存在促进了结果，但它是不可或缺的吗?有些作者声称用简单的玻璃板或云母板就能获得球状电，但我还没有成功地制造出来。
不管怎样，由刚才指出的一种过程所形成的发光球，具有非常奇异的性质，特别是相当的稳定性。它们可以用金属条触摸和位移，而不会被放电。一个磁场——无论如何，在我所支配的磁场强度相当弱——对它们没有作用。如果这些球体只由凝聚的离子组成，那么这些离子一定处于一种非常特殊的状态。它们的稳定只能来自于极快的旋转运动，就像陀螺仪一样，众所周知，陀螺仪的平衡完全取决于使其活跃的旋转运动。
在前面的实验中，我们已经认识到，对于游离物质的粒子，几何形状的瞬间稳定性几乎不受形成它们的原因的影响。但是，在相当长的时间内，在一个表面上保持某种形式的电流体，并使其具有简洁轮廓的几何平面图形的形式是可能的。
在谈到电离气体的性质时，我把电离粒子聚集而成的液体称为离子流体。由于它的惯性，按照de Heen教授所指出的方法，很容易把它转化为具有一定持久性的规则几何图形。这个实验很简单。取一大块直径30到40厘米的方形树脂板，将其表面通过运动中的电机的一根电杆通电。然后将这个板的通电表面暴露在两个电离源下几秒钟——例如，两个相距5到6厘米的本生灯。从这些来源开始的离子与板接触，排斥电流，然后，当彼此面对面时，它们停止并形成一条直线(图16)。这条看不见的线通过用筛子在板上撒上硫粉而变得可见。在轻轻摇动平板后，只会在其表面留下离子流体所描出的直线。
如果把一定数量的本生灯代替两个，以形成几何图形的轮廓，你就会在平板上得到各种各样的图像:三角形、六边形等等，它们就像用尺子划出来的一样有规律(图17至19)。很明显，对于一种普通的气体，你不可能产生这样的气体，因为它会通过大气扩散而逃离板块。
在上述不同的实验中，我们已经在一瞬间把流体物质化了，可以说是结晶化了，这种流体在表面上是非物质化的，它是由物质的分离而产生的元素的结合所组成的。我们现在开始看到，大自然是如何通过更复杂的平衡，尤其是利用她所掌握的巨大力量，创造出那些构成物质原子的稳定元素的。在向物质状态进化的过程中，以太无疑经过了类似于本章所述的中间平衡阶段，也经过了我们所不知道的各种形式的历史。
第六章:尽管物质是稳定的，但它是如何解离的
(1)能够改变分子和原子结构的原因
当一个化学家向他陈述物质的解离理论时，他首先想到的反对意见是这样的:像原子这样稳定的物体——它似乎能承受最剧烈的反应，因为它们的重量总是被认为是不变的——怎么能自发地解离呢，或者在像光线这样几乎无法影响温度计的轻微原因下解离呢?
正如我所主张的那样，物质是一个巨大的力库，这仅仅意味着不需要从它之外去寻找解离过程中所消耗的能量的来源，但是这并不能解释原子内部的能量是如何以一种明显非常稳定的形式凝结起来的，从而摆脱束缚它的化学键的。因此，原子内能量的学说并不能解决刚才提出的问题。原子，从表面上看，是宇宙中最稳定的东西，为什么在一定条件下会失去稳定性，以至于很容易解体，这是说不出来的
如果我们希望找到这个问题的解答，首先必须通过各种例子来说明，为了在物质中产生巨大的平衡变化，重要的并不总是努力的大小，而是努力的质量。自然界的每一种平衡只对适当的刺激物敏感，而为了获得所寻求的效果，必须找到这种刺激物。一旦发现，就可以看出，非常微小的原因可以很容易地改变原子的平衡，并像一团火药中的火花一样，产生强度大大超过激动人心的原因的影响。
一个著名的声学类比可以从所产生的效果的角度清楚地显示出努力的强度和质量之间的差异。最猛烈的雷声或最震耳欲聋的爆炸声可能不足以引起音叉的振动，而一个非常轻微但有适当周期的声音就足以使音叉运动起来。当音叉由于在其附近产生与自己相同的声音而开始振动时，我们称它为共振振动。共振在声学和光学中所起的作用现已众所周知;它对不透明和透明现象给出了最好的解释。用我将要陈述的所有事实，它有助于解释:微不足道的原因可以引起物质的巨大变化。
虽然我们观察物体内部振动的手段很不充分，但已经有大量的事实证明，在适当的介质作用下，很容易深刻地改变分子和原子的平衡。我将仅限于回忆其中的几个。
一束简单的光，虽然能量很小，但当它落在诸如硒、硫化银、氧化铜、铂黑等物质的表面时，它们的电阻就会在相当大的程度上发生变化。因此，当通电时，一些介质也会变成双折射的。同样，在常温下是双折射的硼石，加热后变成单折射。某些铁和镍合金也会在受热时瞬间具有磁性，在冷却时失去磁性。最后。如果将透明体置于磁性体中，有一束夜光穿过它，可以观察到偏振平面的旋转。
所有这些物理性质的变化必然意味着分子平衡的变化。轻微的原因足以引起这些变化，因为分子平衡对这些原因是敏感的。相反，更大但不适当的力量将不会产生任何效果。以任何一种盐——氯化钾为例。它可以被最强大的机器研磨，粉碎，而不可能分离组成它的分子。然而，根据现代电解理论，要解离这些分子(氯和钾)，就足以将物质溶解在液体中，使溶液充分稀释。
类似的例子还有很多。要把一根钢筋的分子强行分开，它必须承受巨大的机械张力;但只要稍微加热一下，只要把手放在上面，它就会伸长。正如廷德尔所展示的那样，用一根杠杆和一面适当布置的镜子，就可以让整个观众都看到这根木棍通过手的接触而伸长的过程。在水中也观察到类似的现象。在最强大的压力下，它几乎是不可压缩的，然而它的温度只需稍微降低，它就会收缩。
在金属中，我们通过分子位移所能产生的效果要比热作用的效果大得多，因为分子位移意味着分子方向的具体变化。任何机械力都不能引起这样的变化;然而，当把一根铁棒靠近磁铁时，所有的分子都瞬间改变了方向，它们就会立即受到影响。
最近高温的使用，以前是不可能达到的，以及高电势的引入，使新的化学组合得以产生，自然使我们认为，正是借助这些巨大的力，某些转变才有可能发生。毫无疑问，通过这些新方法，已经有可能创造出某些迄今未知的化学平衡，但是要改变不稳定的物质，就不需要这些巨大的努力了。当我们看到某些固定波长的光在各种物质中立即产生产生磷光的化学反应，而较短波长的辐射产生同样立即破坏这种磷光的相反反应时，就证明了这一点。当我们注意到电火花产生的赫兹波在距离500公里处发生转变时，可以提供进一步的证明，[在相干器中]金属屑的分子结构;或者，当我们观察到一个简单磁铁的邻近立即改变了一根铁棒的所有分子的方向，尽管有所有的干扰障碍。
在物质的解离中也观察到类似的事实。在发光辐射的影响下具有高放射性的金属，在另一种辐射的影响下却几乎不具有高放射性，只是稍有不同。在共振现象中似乎发生了同样的事情。正如我上面所提到的，在音叉或甚至是一个沉重的铃铛附近产生一定振动周期的音符，可能会使它们振动，而最猛烈的噪音可能会使它们麻木。当我们更好地了解那些能够使原子中凝聚的能量的总和稍稍分离的原因时，我们肯定会得到一种更完全的分离，并能够将它用于工业目的。
上述全部事实证明我的论断是正确的，即要获得分子平衡的重要转变，问题不在于努力的强度，而在于努力的质量。这些考虑使我们能够理解像原子这样稳定的结构是如何在一束光这样微小的原因的影响下解离的。如果看不见的紫外线辐射能使一块所有力学力都不起作用的钢块上的原子解离，那是因为它们形成了一种物质对其敏感的刺激物。视网膜的组成部分对这种刺激物不敏感，这就是为什么能够分解钢铁的紫外线对眼睛没有作用(除了使眼睛失明)，眼睛也感知不到它的存在。
物质对重要的行为不敏感，因此，我再说一遍，对非常微小的行为很敏感。在适当的影响下，一个非常稳定的物体可能会变得不稳定。我们很快就会看到，有时不可估量的物质的痕迹有时会有力地改变其他物体的平衡，结果就像物质所服从的那些轻而适当的激发剂一样起作用。
(2)物质解离机理
根据目前流行的关于原子构成的观点，每一个原子都可以看作是一个小的太阳系，它由一个中心部分组成，以极快的速度围绕着至少一千个粒子旋转，有时甚至更多。因此，这些粒子具有很大的动能。让某种适当的原因来扰乱它们的轨道，或者让它们的旋转速度足以使离心力超过使它们保持在轨道上的引力，那么外围的粒子就会沿着它们先前走过的曲线的切线逃逸到太空中。通过发射，它们将产生放射性现象。在任何情况下，这都是可以暂时表述的假设之一。
当人们认识到放射性只是铀和镭等极少数物体的一种特殊性质时，人们认为——现在许多物理学家仍然认为——这些物体的不稳定性是其原子量大小的结果。我的研究表明，正是那些原子量最轻的金属，如镁和铝，在光的作用下最容易具有放射性。相反，具有高原子量的物质，如金、铂和铅，具有最弱的放射性。因此，放射性是独立于原子量的，而且很可能经常是由于某些性质不明的化学反应，我将在后面解释。两个没有放射性的物体结合在一起时，有时会变得如此。汞和锡可以放在光作用下解离最弱的物体之间;然而，我已经证明，在同样的影响下，一旦加入微量的锡，汞就变得具有极强的放射性。
在此之前的所有解释肯定只包含一种解释的大纲。物质解离的机制对我们来说是未知的。但是，有什么物理现象的最终原因不是同样隐藏在我们的视野之外的呢?
(3)能产生极放射性物质解离的原因
我们已经看到，各种各样的原因可以产生普通物质的解离。但是，在具有很强放射性的物质自发解离的过程中，例如镭和钍，似乎没有内在原因引起这种现象。那么，该如何解释呢?
与开始研究放射性时所表达的意见相反，我始终坚持认为，在镭中观察到的现象是由某些化学反应引起的，类似于磷光所产生的反应。这些反应发生在两种物质之间，其中一种物质与另一种物质的比例是无穷小的。我是在发现尸体在这种条件下会有放射性之后才发表这些考虑的。例如，奎宁盐就没有放射性。通过让它们在干燥后稍微水化，它们就会变得如此，并在水化持续时保持磷光。汞和锡在光的作用下没有明显的放射性迹象;但是对于前者，只要有后者的痕迹，它的放射性就立刻变得强烈起来。这些实验甚至使我后来通过加入微量的异物，完全改变了某些简单物体的性质。
物质的解体必然意味着构成原子的元素的平衡状态的改变。只有通过进入其他形式的平衡状态，它才能失去一部分能量，从而可以向任何物体辐射。
它所发生的变化不同于化学中已知的变化，而通常只影响原子组合结构的反应则是原子外的反应。普通化学只能改变用于建造大厦的石头的配置。在原子的分解过程中，用来建造大厦的材料也发生了变化。
这种原子分解的机制尚不清楚，但很明显，它允许一种特殊的条件，与迄今为止化学研究的条件大不相同。发生作用的物质的数量是无限小的，而释放出的能量却非常大，这与我们在普通反应中得到的能量正好相反。
产生放射性的原子内反应的另一个特点是，正如我前面说过的，它们似乎发生在一个相对于另一个数量极小的物体之间。这些特殊的反应，我们将在另一章中回顾，主要在磷光期间观察到。纯物质，如硫化钙、硫化锶等，从来不发磷光。它们只有在与非常少量的其他物体混合时才会变成这样;然后它们形成可移动的组合，最容易被破坏和再生，伴随着磷光或磷光的消失。其他明确定义的反应，如轻微的水合作用，同样可以同时产生磷光和放射性。
放射性起源于一种特殊的化学过程这一观点至少得到了几位物理学家的青睐。值得注意的是，它被卢瑟福和索迪采用和捍卫。
他们说，“放射性”伴随着一系列化学变化，在这些变化中不断产生新的放射性物质。这是一个平衡的过程，即新的放射性物质的数量与已经产生的放射性物质的损失相平衡。放射性是通过不断产生具有暂时放射性的新数量的物质来维持的”(菲洛斯。1902年9月出版。
事实上，一个放射性物体是一个正在发生转变的物体。放射性是它不断泄漏的表现。它的变化必然是原子的解体。失去了任何东西的原子，从这个事实出发，就是新的原子。
人们可以把几乎无限持续的化学反应视为一种奇异的存在——无论如何，它与我们实验室的观察结果极不相符。但我们也发现磷光反应能够以极慢的速度起作用。我通过我的不可见发光实验证明，磷光物体在黑暗中，在阳光照射两年后，仍能连续不断地发出一种不可见的光，在感光板上留下印痕。由于化学反应可以破坏磷光并持续作用两年，因此可以理解，其他反应，例如能够产生放射性的反应，可能会持续更长的时间。
虽然原子在解体过程中辐射出的能量很大，但由于原子中所含的能量大量凝结，因此发生的物质物质的损失却极其微小。贝克勒尔估计，一克镭的存在时间为10亿年。居里先生满足于一百万年。更谦虚一点的是，卢瑟福先生只说了一千年，威廉·克鲁克斯爵士说了一百年，才解离出一克镭。这些数字，其中第一个数字是相当惊人的，随着实验变得越来越精确，这些数字就变得越来越小。海德维勒博士(物理Zeitscr。1903年10月15日)，经直接称重后，估计5克镭在24小时内的损失为0.02毫克。如果继续以同样的速度流失，那么5克镭在137年内就会减少1克的重量。我们已经离贝克勒尔先生想象的十亿年惊人地遥远。即使是海德韦勒根据我的某些实验得出的数字，也还是太高了。他把大块实验过的尸体放进了一个管子里，而我注意到，如果把这种物质铺在一个很大的表面上，同一具尸体的放射性会大大增加，这种物质可以通过将过滤它的溶液的纸晾干来获得。因此，我们可以得出这样的结论:5克镭在20年内可能会损失其重量的五分之一，因此，1克镭可以使用100年。这正是威廉·克鲁克斯爵士给出的数字。实际上，只有反复试验才能最终解决这个问题。
但是，即使我们接受卢瑟福先生给出的一克镭存在一千年的数字，这也足以证明，如果在地质时代存在像镭这样的自发放射性物质，它们早就消失了，因此也就不复存在了。这又支持了我的理论，即快速自发的放射性之所以出现，是因为这些物体发生了某种特殊的化学组合，这种组合能够影响它们原子的稳定性，而我们也许有一天能够成功地再现这种组合。
(4)镭的存在能被肯定吗?
如果放射性是某些化学反应的结果，那么绝对纯净的物体似乎就不可能具有放射性。正是基于这种推理，加上各种实验的支持，我在几年前断定金属镭的存在是很有问题的。事实上，尽管把金属从其组合物中分离出来是很容易的，但要分离镭却从来就不可能。
今天人们在镭的名义下得到的东西，根本不是一种金属，而是一种溴化物或这种所谓金属的氯化物。我认为，如果镭真的存在，而且被成功地分离出来，它很可能就会失去使它的组合如此有趣的所有性质。但是很长一段时间以来，由于种种原因，我一直预言镭是永远不会被分离出来的，而且，由于假定的分离过程太简单了，那些拥有足够大量镭的人不可能不去尝试，所以在这些尝试中观察到的完全沉默是支持我的假设的一个强有力的假设。从钡盐中分离钡是很容易的，这是戴维最早分离出的金属之一。
镭盐的制备使我们能够猜测产生放射性的未知组合可能是如何形成的。人们知道镭盐是怎样被发现的。居里先生注意到某些铀矿石对验电器的作用比铀本身的作用更大，因此自然要设法分离出产生这种特殊作用的物质。验电器所记录的使空气或多或少地成为导电体的特性，是唯一可用的研究手段，在这些研究中，唯一起指导作用的是验电器的作用。事实上，只有通过它，人们才能确定在沉淀的哪一部分中可以找到最活跃的物质。把矿石溶解在各种溶剂中，用合适的试剂沉淀出这些溶剂中所含的产物后，用验电器把最活性的部分放在一边，再用沉淀法重新溶解和分离，这样的操作重复了很多次。该操作以分数结晶结束，最后得到少量的活性盐。这种盐的金属还没有分离出来，因此得名镭。
镭盐的化学性质与钡盐的化学性质相同。除了放射性，它们的光谱中只有某些射线不同。镭的假定原子量，是从它的极少量的板条上计算出来的，根据不同的观察者的不同而千差万别，因此对于这种金属的存在没有任何推论。
我不能肯定地说，但我重申，我相信镭的存在是很有争议的。无论如何，可以肯定的是，不可能把它孤立起来。我更愿意承认存在一种未知的钡化合物，它能使这种金属具有放射性。放射性的氯化镭与不活跃的氯化钡的关系，似乎与不纯净但发磷光的硫化钡与纯净的，因此不发磷光的硫化钡的关系相同。如上所述，只要在某些硫化物(如钙、钡、锶等)中加入微量的异物，这些硫化物就会在光的作用下产生磷光，这就足够了。这种磷光可以由作用时间不超过十分之一秒的辐射产生，并且正如我已经说明的那样，被其他同样短时间的辐射所破坏，这证明了具有极端流动性的化学组合的存在。磷光是一种几乎不会使我们感到惊讶的现象，因为它早已为人所知;但仔细一想，就必须承认，它和放射性一样奇特，而且更难以解释。
我还要补充一点，通过使用微活性的镭盐——也就是说，仍与异物混合——化学反应的作用是非常明显的。因此，例如，这些盐的磷光在热的作用下消失，几天后又重新出现。湿度会彻底破坏它。
因此，无论我们取普通的磷光或放射性的性质，它们似乎都是由我们完全不知道其性质的化学反应所产生的，但在这种化学反应中，一个结合体与另一个相比，其数量似乎总是非常少。
毫无疑问，定比定律告诉我们，物质只能以一定的相对量结合。这仅仅证明了物质只有在以一定比例结合时才能形成稳定的平衡——这是化学所能达到的唯一平衡。两个或两个以上的物体所能形成的组合的数量也许是无限的，但由于它们并不稳定，我们只能在它们没有明显的物理现象的情况下怀疑它们的存在。伴随放射性或磷光的组合很可能是这种性质的不稳定组合。
无论如何，上述理论对我的研究有很大的帮助。正是由于这个理论，我发现了伴随某些化学反应的放射性，发现了能在光的影响下极大地增加物体解离的组合，最后，从根本上改变了某些简单物质的性质。
