有些科学课的名师，可能好心办了坏事

有一件事很值得注意：

我们在学校学数学、物理等课程时，对于稍微复杂一点的理论或题目，学起来或解起来都吃力；否则，我们的微积分或者普通物理（这里只说大学里最基础的数学和物理课）不是可以考100分了吗？

但是，另一方面，当我们看到、听到有人介绍科学上最卓越、最伟大的发现时，常常会觉得，这些发现好像很简单：比如日心说啦，万有引力的发现啦，双缝实验啦，还有，根据α粒子散射实验提出原子的核式模型。

这真是岂有此理！课本上的练习题反而那么棘手，科学上最伟大的发现，反而那么容易！

这当然是错的。

这也许是伟大科学发现的宿命：对它们的介绍，常常都经过了大幅度的简化，这当然是不可避免的，问题在于，很多时候，主要的障碍与认识上的困难，都被抹除干净了。结果使听者产生这样的印象：这么简单，可惜我没赶上，否则这荣誉就归我了！这种印象当然是极端错误的。

由于这原因，我觉得，不少科学老师（包括一些所谓的名师）很可能好心办了坏事。他们给学生讲课时，为了培养学生的科学思维，为了给学生带来发现的体验，他们总是试图让学生明白，伟大科学家们是如何做出他们的发现。

出发点是好的，但效果恐怕很坏。

为了说明我的意思，以卢瑟福的α粒子散射实验（这实验不是他本人亲自做的，是由他的学生在他的安排下做的）为例。

这个实验是：让α粒子射到很薄的金属箔片上，当α粒子从金属箔片射出时，运动方向会发生改变（散射），大部分α粒子运动方向改变的角度很小，但是，有很少一部分α粒子，运动方向改变的角度很大，甚至可以接近180°，被“反弹”回来。

许多人在介绍这个实验时，讲完上面的情况后，马上这样“推理”：既然大部分α粒子运动方向改变的角度很小，说明原子内部大部分空间是空的（或者说，运动电子占据了原子内的大部分空间）；既然有些α粒子能够被反弹回来，说明它们撞到了质量很大的粒子，既然只有很少一部分α粒子能够发生反弹（或大角度散射），说明大质量的粒子的尺寸很小。等等。

这种“推理”忽略了一件重要的事。α粒子难道只撞到一层原子吗？只经过了一次散射吗？

卢瑟福的实验中使用的金属箔非常非常薄，厚度不超过30微米，但即使只有1微米厚，这也意味着几千层原子。

所以，也可能是这样：α粒子遇到金属原子发生散射时，每次只偏转很小的角度；但是，如果遇到很多层原子，发生很多次散射，那么偏转的角度就可以很大。

当然，偏转角度一直向同一个方向累积，是很特殊的事件，发生的几率很小，所以，发生大角度散射的α粒子很少。

实际上，对于当时的实验结果，卢瑟福的学生，以及别的物理学家，就是从这个角度去理解的。

但是，计算发现，如果大角度散射是由多次散射而引起的，那么，发生反弹的α粒子所占的比例，会比实验中发现的还要更加小！α粒子散射实验中，大约每1万个α粒子中，只有一个会发生反弹。如果反弹是由多次散射产生的，那么，发生反弹的α粒子还要比这少得多得多！

怎样解释这个差别呢？

做这个实验的卢瑟福的两个学生一（盖革，他发明的盖革计数器对核物理学研究重要得不得了）说，想对这事情提出一种解释目前是白费劲。没指望。

他们这个实验是在1909年做的，一共做了几个月。得到的结果太奇怪，无法解释。他们的老师卢瑟福也想不出解释。

就这样过了几乎一年。实验结果就一直这样放在那里，没有解释。

直到1910年，正好在圣诞节前一天，（盖革回忆）“卢瑟福走进我房间，心情好得不能再好，告诉我，他现在知道原子是什么样子了，以及大角度散射意味着什么了。”

想到这些最卓越的科学家，经历了这样的绝望和这样长时间的思考，才想出对实验现象的解释，前面那种所谓推理，会不会太轻浮了？