第一章:揭示物质解离性的实验的各种解释
(1)第一解释
以太和物质构成了一系列事物的两个极端极限。在这些界限之间，就它们彼此之间的距离而言，还存在着中间的因素，这种中间因素的存在，现在通过观察就可以发现了。然而，我将阐述的所有实验都不会向我们展示乙醚转化为物质物质的过程。要产生这样的凝结需要巨大的能量。但相反，物质转化为以太或类似以太的物质是可实现的，可以通过物质的解离来实现。正是在发现了阴极射线和x射线之后，我们现在的物质解离理论才有了萌芽。这种解离，无论是自发的还是诱导的，总是通过与阴极和x射线相同的排放物发射到空间中来显示自己。这两类现象，我一个人坚持了好几年，如今却得到了普遍的承认。
阴极及其伴随而来的x射线的发现标志着现代科学最重要的阶段之一。没有它，物质的解离理论就永远不可能建立起来;如果没有它，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，并使其处于高真空状态，就会发出具有足够张力的电流，阴极就会发射出射线，这些射线沿直线投射，当物体撞击时，就会使物体发热，并被磁铁偏离。金属阴极只会使射线更加丰富，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很薄的金属板而不失去电荷。每当它们碰到障碍物时，马上就会产生一种叫做x射线的特殊射线，这种射线与阴极射线不同，它不受磁铁的影响，能穿过厚厚的金属板，使阴极射线完全停止。阴极和x射线在它们遇到的所有物体中都能产生电流，无论它们是气体还是固体，因此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的想法大不相同。克鲁克斯首先证明了这些射线的性质，他把它们的作用归因于当真空被带得很远时，气体分子的极度稀薄状态。按照他的说法，在这种“超气态”状态下，稀薄的分子代表着一种特殊的状态，这种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。然后它们就可以向各个方向自由移动，如果它们的运动受到外力(如阴极电流)的引导，它们就只能像大炮里的葡萄弹一样向一个方向投射。在遇到障碍物时，它们通过分子轰击产生磷光和热的效应，这在著名物理学家的实验中得到了证明。
这个现在被认为是不准确的概念，是受到了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失去能量所必需的条件，而且它们彼此之间的距离足够远，不会产生相互吸引。它们的运动速度随气体的变化而变化，氢气的速度约为每秒1800米，大约是炮弹的两倍。这个速度也是纯理论的，因为由于它们相互影响，每个分子的自由路径被限制在大约千分之一毫米。正是这些分子的撞击产生了气体对包围它的壁施加的压力。如果围合同样体积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，它是三倍的。这就是马里奥特定律所表达的事实。
在一个耗尽到百万分之一大气的真空的地球上，根据克鲁克斯的说法，事情的发展是非常不同的。毫无疑问，空气中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，它们相互之间的阻碍比一般压力下要小得多，因此它们的自由路径大大增加了。在这种情况下，如果留在管子里的一部分空气分子被通电并像我上面说的那样，被一股强电流投射出去，它们就可以自由地在空间中穿行，并获得巨大的速度，而在常压下，这种速度就会被遇到的空气分子所抑制。
因此，在克鲁克斯最初的理论中，阴极射线简单地表示稀薄气体分子，通过与阴极接触而通电，然后以一种无法达到的速度发射到管中的空空间中，就像在常压气体中一样，如果它们受到其他分子的冲击而受阻的话。然而，人们认为它们仍然是物质分子，没有分解，只是简单地扩散开来，这不会改变它们的结构。事实上，在这个时代，没有人想到原子能够分解。
克鲁克斯的理论已不复存在，因为对粒子的电荷和质量的测量证明，它们比已知最小的原子氢原子还要小一千分之一。毫无疑问，人们可以像最初那样，严格地认为原子被简单地细分为其他原子，保留了它们产生的物质的性质;但是，这个假设在这样一个事实面前就站不住了:克鲁克斯管中所含的最不同的气体所产生的解离产物是相同的，而解离产物中却没有产生这些气体的物质的任何性质。这时必须承认，原子并没有分裂，而是被分解成具有全新性质的元素，这些元素在所有物质的情况下都是相同的。
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，就像刚才提到的那样;事实上，只有在发现放射性物质和帮助我证明物质解离的普遍性的实验之后，它才被清晰地表述出来。仅仅过了几年，物理学家们终于与我的断言一致地认识到，阴极射线与普通物质在解离过程中释放出的粒子的流出物是相同的。
(2)当前的解释
在那个只知道阴极射线的时代，克鲁克斯对其性质的解释似乎是完全不同的。随着x射线和自发放射性体(如铀)的发射的发现，旧理论的不足就显露出来了。x射线和放射性辐射的表现形式之一给物理学家们留下了深刻的印象，也是目前解释的起源，就是在所有受到新辐射的固体和气体的物体上产生了电。事实上，x射线和放射性物体的放射物都有一个共同的特点，那就是产生某种物质，使空气和其他气体成为电的导体。有了这些具有导电性的气体，我们就可以把它们放在冷凝器的板之间，使电荷中和。结果，大家都承认他们上了电。
这是一个始料未及的现象，因为所有早期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至极高电位的物体接触，而不吸收任何电的痕迹。如果不是这样的话，任何通电的表面，例如电器的球，都不可能带电荷。因此，我们面对的是一个全新的事实，甚至比最初想象的要新奇得多，因为它实际上暗示着物质的解离，而当时谁也没有怀疑到这一点。
因此，一旦一个未预见的事实被陈述出来，人们总是试图把它与一个旧的理论联系起来。由于只有一个理论，即电解中盐溶液的电离理论，对新观察到的事实给出了一个明显的解释，所以人们很快就采用了这个理论。因此，人们认为，在一个简单的物体中，就像在化合物中一样，有两种可分离的元素，正离子和负离子，每一种离子都带有相反的电荷。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质。化合物的元素是可以分离的，就像我们现在所说的，是电离的，例如，氯的钾，能够分离成氯离子和钾离子;但是，这个过程和氯或钾本身的解离有什么相似之处呢?因为人们认为一个简单的物体是不能解离的，这是一个基本的信条。盐溶液的电离作用与简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开时，根据分解出来的化合物，就会分离出截然不同的体。上面提到的氯化钾，可以得到氯和钾;有了氧化钠，就可以得到氧和钠，以此类推。另一方面，当我们电离一个简单的物体时，我们总是从它提取相同的元素。无论是氢、氧、氮、铝还是其他物质，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.
从证明从氧、氢等简单的物体中只能提取出相同的元素这一事实出发，我们可以很容易地推论:第一，原子可以解离;第二，它们都是由相同的元素构成的。这些结论现在已经很明显了，但它们远远超出了当时占主导地位的思想范围，任何人都无法想象得出它们。
“电离”一词用在一个简单的物体上并没有太大的意义，但它却是一种解释的开端，因此它被急切地接受了。为了不使读者的头脑混淆，我同样接受它，但同时我要注意指出，“电离”一词适用于一个简单的物体，只是指原子的分离，而不是其他任何东西。
的确，有几个物理学家——我很惊讶地发现卢瑟福也是其中之一——认为气体的电离可以在不改变原子结构的情况下发生。人们不明白，为什么在固体中被承认是准确的，在气体中却不是。我们知道通过潜水，我们可以分离任何简单的物体。就镭、铝、氧或任何其他物质而言，这种解离的产物是被承认在所有物体中完全相同的粒子。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。从原子中取走某种物质总是开始它的分离。另一方面，气体是所有物体中最容易游离的，因为要做到这一点，只需要放电就可以通过气体。
简单物体的这种电离作用——也就是说，从这些物体中提取带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，而这些困难在科学上却被有意地忽略了，因为要找到这些困难的解释实在是不可能的。因为这些离子，或者这种离子电，如果我可以用这个表达的话，它的性质与经过一个世纪的研究我们所知道的普通电有极大的不同。一些比较就足以说明这一点。在任何绝缘物体上，如果它是固体，我们只能固定非常少量的电，如果它是气体，则完全不通电。另一方面，离子电必然是大量地凝聚在无限小的粒子上。正如法拉第很久以前所表明的那样，普通的电，即使具有闪电的强度，也永远无法通过与大地相连的金属板。在这一经典的性质上，甚至出现了用金属薄纱制造衣服的行业。这种薄纱为生产高电势的工厂的工人提供保护，使他们免受最猛烈的放电的伤害。另一方面，离子电很容易穿过金属外壳。普通的电以光的速度沿着导线传播，但不能像气体一样被引入一个弯曲的空心管中。另一方面，离子电就像蒸汽一样，可以在管道中缓慢循环。 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，可以这样说，由于具有原子的特殊形式的物质的电离所产生的电，在这种形式中所具有的性质一定与普通电有很大的不同。但是，如果被称为“电”的原子的性质与“电”的性质完全不同，为什么还要称之为“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。它对于这个未知的原因，就像电对于产生它的热或摩擦一样。当一颗子弹或一股蒸汽通过撞击产生电时，我们不能说这颗子弹或这股蒸汽就是电，甚至也不能说它们带电。任何一个人的脑子里都不会有因果混淆的想法，就像有些人在放射性排放的情况下坚持做的那样。
在物质的解离过程中观察到的现象，如粒子的发射具有光速和产生x射线的特性，显然是任何已知形式的电都不具备的特征，并且应该使物理学家像我一样认为，它们肯定是一种全新形式的能量的结果。但是，由于精神上迫切需要寻找类比，需要将未知与已知进行比较，人们便把这些现象与电联系起来，借口是在观察到的各种效应中，最恒定的效应之一是电的最终产生。
然而，很明显，几个物理学家通过不同的途径，很接近于得出这样一个概念:所有这些通过电离理论试图与电联系起来的放射性发射，都是原子内部能量的表现形式——也就是说，一种与任何已知的能量都没有关系的能量;证明电只是这种能量的一种形式的事实每天都在增加。
其中最重要的一项是卢瑟福的发现，我很快就会讲到这个发现，那就是，在放射性过程中释放出的粒子中，绝大部分来自一种完全不带电荷的辐射，尽管它能够产生能产生电的物体。正如我们将要看到的，放射、离子、电子、x射线、电等等，实际上只是物质非物质化的不同阶段，也就是说，只是原子内部能量转化的不同阶段。
“似乎，”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，通过阴极和x射线的连续发射，它们自己脱离了物质，接近了被称为以太的物质。古斯塔夫·勒邦的进一步研究充分证明了他最初的论断:所有这些效应都依赖于一种新的能量模式。这种新的力量就像伏特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性的事实的解释是什么，这些事实都是无可争辩的，目前只有对它们的证明才是重要的。
关于这些行为，目前几乎已经有了完全一致的看法，而且不论物质的解离的原因是什么，其产物的同一性也是如此。无论它们是由克鲁克管的阴极产生的，还是由金属在光的作用下的辐射产生的，还是由自发放射性体(如铀、钍、镭等)的辐射产生的，这些流出物的性质都是一样的。它们受到相同的磁偏，它们的电荷与质量的关系是相同的。它们的速度各不相同，但总是惊人的。
因此，当我们希望研究物质的解离现象时，我们可以选择这种现象表现得最强烈的物体——或者，例如，克鲁克斯管，其中的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。任何被光或其他方法解离的物体都会得到同样的结果，只不过解离作用弱得多，所以观测这种现象就更加困难了。
第二章物质的非物质化产物(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解离有关的事实的观点的起源。现在我们将研究这个解离产物的特性。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阐述它们，并将彼此相似、但常常被冠以不同名称的事物结合起来。
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。无论是镭的放射，还是任何金属在光的影响下的放射，无论是化学反应或燃烧产生的放射，还是从通电点产生的放射，等等，如前所述，所产生的产物将是相同的，尽管它们的放射量和发射速度可能有很大的不同。
这种概括性的建立花费了很长时间。因此，在最初被认为是不同的事物之后，后来被认为是相似的事物自然应该用特定的术语来指定。因此，首先明确所使用的各种术语的确切价值显然很重要。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，在普遍使用的术语的意义上存在着最大的混乱。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，科学甚至还没有形成。最近发现的现象必然促使形成特殊的表述，既表示事实，又表示由这些事实所启发的理论。但是，这些现象已经被不同的调查者研究过了，同样的词有时会有非常不同的含义。
人们常常用一些历史悠久、意义明确的词语来指新发现的事物。因此，举个例子，离子这个词可以用来指在盐水溶液中分离出来的元素和从简单体的解离中分离出来的元素。有些物理学家，比如洛伦兹，漫不经心地使用离子和电子这两个术语，而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·汤姆森称小体(负电子)为电原子，拉莫尔和其他作者称电子等。
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)散发;(2)负离子;(3)积极的离子;(4)电子;(5)阴极射线;(六)x射线及类似辐射。
(3)物质解离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那一章中更详细地讨论，是一种半物质，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的物体中:水、沙、石头、粘土等。因此，它可以被认为是物质解离的通常阶段之一。
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，它的行为可以被观察到。它可以在一个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。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(卢瑟福射线)和x射线(伽马射线)将取代正离子。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——为了更好地理解接下来要讲的内容，让我们回想一下:根据一个古老的理论，所有的原子都含有大小确定的电粒子，叫做电子。这个理论在今天得到了极大的推广。现在让我们假设某种物体，例如气体，是解离的，也就是被称为电离的。根据目前的想法，它会通过以下三个过程形成正离子和负离子:
原子，本来是中性的，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，周围的一些中性气体分子围绕在它们周围，就像带电的物体吸引邻近的物体一样。电子和中性粒子的聚集形成负离子。(3)原子失去部分电子后，就有了多余的正电荷，反过来又有一群中性粒子包围着它自己，这样就形成了正离子。这就是目前的理论——简而言之，就是许多实验者，特别是j·j·汤姆森的研究，尽管提出了种种反对意见，却成功地采用了这一理论。
然而，事情只会以常压气体中描述的方式发生。在真空中，电子周围没有一群物质分子;它们保持电子的状态，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。真空中的正离子也不会被中性粒子包围，但是，由于它是由原子剩下的所有物质组成的，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，这种情况也可能发生在放射性物体的辐射中，负电子在常压下从原子中被驱逐到大气中，其速度之快使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，尽管它们的体积，同样能够获得非常高的速度从放射性物质的排放情况下。至少，这是卢瑟福的研究结果，他假设构成镭发射的99%的α射线是由正离子以相当于光速十分之一的速度发射而形成的。这一点需要进一步的研究来说明。
当压力和速度等因素不介入时，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，它们的尺寸才会发生很大的变化。事实上，在真空中，电子作为负离子的原子核，并没有像前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，根据我必须在别的地方说的几次测量，不超过氢原子质量的千分之一。失去部分电子的原子的剩余部分，也就是说，正离子，其质量等于氢原子的质量，有时甚至大于氢原子的质量，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)如果是在真空中产生的;(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不同，正如我们将在本作品的其他部分看到的那样。但是，在所有这些不同的情况下，离子的一般结构保持不变。它们的基本核总是由电子——也就是电子原子构成的。
人们很自然地认为，在常压下气体中形成的离子的尺寸和性质与电子的明显不同，因为电子被认为是不受任何物质混合的。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离子，这些物质很容易通过多种不同的方法电离。需要指出的是，它们在聚集物中形成一种完全特殊的流体，其性质类似于气体，但不具有其稳定性。在被摧毁之前，它可以通过与大地相连的金属虫循环一段时间，这是电冷做不到的。它具有明显的惯性，这可以证明它的微小的机动性。这种流体的特性太特殊了，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，我们可以把它转化成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，我们以后会看到，这就是测量它们电荷的方法。当电离气体被封闭在两块金属板(一块带正电荷，另一块带负电荷)之间时，第一块金属板吸引负离子，最后一块金属板吸引正离子。如果这些板的电压很弱，部分离子就会与其他离子结合，变成中性离子，尤其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，必须提高容器的电压，直到离子循环产生的电流不再增加——这种最大电流被称为“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，使它们可以归为同一族，那么它们也具有某些性质，使它们可以被大幅度地区分开来。
电子——电子或电原子——被J.J.汤姆逊称为“微粒”——正如我们所见，是负离子的原子核。它们是通过克鲁克管(当它们被称为阴极射线时)或放射性体(当它们被称为beta射线时)从任何外来元素中释放出来的。但是，尽管起源不同，它们似乎拥有相似的品质。
除了能产生x射线外，电子最惊人的特性之一就是能穿过金属板而不失电荷，我再说一遍，这与电的基本特性是相反的。众所周知，最猛烈的放电是无法穿过与大地相连的金属板的，无论金属板有多薄。
这些电子被认为是纯电原子，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，它们都有相同的电荷，或者至少可以产生相同的中和量，而这种中和量总是相同的。但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，也就是它们的惯性，正如我们将在另一章中看到的，是它们速度的函数。当这个速度接近光速时，它就变得非常大，甚至无穷大。因此，如果它们静止时有一个质量，那么它们的实际质量也只是它们运动时质量的一小部分。
电子惯量的测量只能用负电子进行，而负电子是唯一一个已经完全从物质中分离出来的电子。它们对正离子不起作用。由于这些物质目前与物质是分不开的，所以它们必须具有物质的基本性质，也就是说，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偏离，而且它们的结构实际上比上面的总结所显示的要复杂得多。我不细说，我只想说，它们应该是由类似陀螺仪的以太漩涡构成的。在休息时，它们被直线的力线包围着。在运动中，它们被其他的力线包围着——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，它们就会辐射赫茨波、光等。在另一章中，我将在总结目前关于电的思想时，再谈到这些性质。
阴极射线——正如前面一章所述，物理学家们已经极大地改变了他们对阴极射线本质的看法。它们现在被认为是由电子组成的，也就是说，由与所有物质元素分离的纯电原子组成。它们是通过各种途径获得的，特别是通过放射性物质。要大量生产它们，最简单的方法是通过一个装有电极的玻璃灯泡发送感应电流，并耗尽到百万分之一大气压。一旦线圈开始工作，就会从阴极发出一束射线，称为阴极射线，它可以被磁铁偏离。
这些射线产生的轰击产生了非常高能的效应，例如被它撞击的金属会发生聚变。根据它们对钻石的作用，计算出它们产生的温度为3500摄氏度。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。伦纳德是第一个将阴极射线带出克鲁克斯管的人，他使用它来关闭管中的孔，管是一块只有千分之几毫米厚的铝板。
组成阴极射线的部分电粒子带负电;另一个产生于管的最中心部分，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导电体的特性，并且一旦遇到障碍物，就会立即转化为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穿过薄金属板时，他注意到它们形成了一个广泛分布的扇形，伸展不到几厘米。另一方面，在非常稀薄的气体中，可以通过隔膜将它们限制在一个一米长的锥内不扩散。
在形成真空之前，无论引入克鲁克斯管的气体是什么——这是一种相对真空，因为即使在压力降低到百万分之一大气的情况下，管内仍有成千上万的分子——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:最不同物体的原子含有相同的元素。如果不使用克鲁克斯管，而使用极具放射性的物质，钍或镭，就会发现发生的大多数现象只是数量上的变化。例如，在克鲁克斯管中发现的带负电的射线比在那些特别带正电的镭射线中发现的要多;但在这两种情况中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性质是相同的。要花很长时间来阐述解决这些问题的各种方法。详情可在J.J.汤姆森、卢瑟福、威尔逊等人的回忆录中找到。我在这里将非常简要地说明所用方法的原理。
就速度而言，它的数量级与光的数量级相同，要测量运动速度如此之快的物体的速度似乎很难;然而，这很简单。用任何方法——例如，从克鲁克斯管或放射性体——获得的一束阴极辐射，被定向到能发出磷光的屏幕上，击中它就会产生一个小光点。这束带电的粒子会因磁场而偏离。因此，它可以通过磁铁的方式偏转，使它的力线与粒子的方向成直角。荧光屏上发光点的位移表示粒子在已知强度的磁场中所经历的偏差。由于已知质量的弹丸偏离一定程度所需的力使我们能够确定它的速度，因此可以设想，可以从它们的偏离程度推导出阴极粒子的速度。它很少少于光的十分之一，或者说每秒三万公里，有时甚至达到十分之九。当辐射的铅笔中含有速度不同的粒子时，它们就会在磷光屏上留下或长或短的一条线，而不是简单的一点，这样就可以计算出每个粒子的速度。
要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比值e/m，程序如下:首先要确定在已知体积的气体中所含的未知数量粒子的电荷。一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。正极粒子被排斥到绝缘板上，负极粒子被吸引到绝缘板上，它们的电荷可以用静电计测量。从这个总电荷，如果粒子的数量可以确定，每个粒子的电荷就可以明显地推导出来。
有几种方式可以达到这个数字。最简单的方法是由j·j·汤姆森首次使用，它基于这样一个事实:当阴极粒子被引入含有水蒸气的储层时，每个粒子都充当水蒸气的凝结核并形成水滴。结果就形成了一团小雨滴。后者太小，无法计算，但它们的数量可以通过它们从包含它们的接收器中下落所需的时间来确定，由于空气的粘性，下落非常缓慢。当我们知道了这些小液滴的数量，进而知道了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，人们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，被光照射的普通金属的粒子等等)。它们的电荷大约由10^8个电磁单位表示。在电解液体时，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氢原子的千分之一，这是已知的最小的原子。
上面的图只适用于负离子。它们是唯一的大小对所有物质都是恒定的。至于含有大部分未解离原子的正离子，它们的电荷自然根据物质的不同而不同。它们的尺寸决不小于氢原子的尺寸。
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，遇到障碍物时，它们从克鲁克斯管中发出的特殊辐射叫做x射线，由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。它们不反射，不折射，也不偏振光，这完全把它们与光区分开来。它们不受磁铁的影响，这就把它们与阴极射线明显地隔开了，而阴极射线的穿透力要弱得多。x射线或伽马射线具有使空气成为电的导体的特性，从而使电荷消散。它们能使各种物质发出磷光，并在感光板上留下印记。
当x射线照射到任何物质时，就会形成所谓的二次射线，与阴极射线相同;这仅仅意味着，从物质的解离中得到的x射线，当它们与物质接触时，具有使物质进一步解离的特性，这是发光辐射，特别是紫外线区域的辐射同样具有的特性(1)。
[(1)关于这种类比的更多细节，请参阅C. Sagnac，《人的光学》第十期，第140页，巴黎1900]
尽管自x射线被发现以来，已有数百名物理学家进行了研究，但我们对x射线的认识几乎仅限于对所描述的属性的注意;由于它们与已知的任何事物都没有关系，所以它们不能被同化为任何东西(2)。
[(2)索迪教授把它们与光作比较，根据他的说法，它们都是以太中的脉冲，并把它们不可能偏振等等的原因归结为这样一个事实: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，人们一直试图将它们与紫外光连接起来，因为它们与紫外光的区别仅在于波长的极小。这一假设的支持理由似乎很少。如果不深入到阴极射线必须具有的使以太产生与光相对应的振动的速度中去，也不把假定的波的微小所证明的偏振和折射的缺乏留在一边，我们就会奇怪地观察到，一个人越深入到紫外线区，也就越接近假定的x射线的波长，辐射的穿透性就越弱。在光谱的极端极限，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发现，对于0.160到0.1微米的极端紫色光谱，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，应该是如此接近紫外线的这个极端区域，相反，通过了所有的障碍，包括厚的金属板。如果它们不具有荧光和照相作用，就没有人会想到将它们与紫外线进行比较。
由于x射线不可能受到阴极射线所经受的磁场的偏离，因此人们认为x射线不再具有任何电性，但这一结论很容易遭到质疑。假设x射线实际上是由比普通负电子更微小的电子原子构成的，并且它们的传播速度接近于光的速度。根据本文所述的研究，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，虽然它们是由电元素组成的，磁场却不能使它们偏离。
现在看来最明显的是，没有更多的理由将x射线与电联系起来，就像与光联系起来一样。这样的同化是一种思维习惯的产物，这种习惯使我们把新事物与已知事物联系起来。x射线仅仅代表了物质分解释放出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，必须仅凭这些特征来定义这种能量，而不必努力把它归入先前安排好的范畴。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，这些力量才被发现。如果不知道磷光体和照相底片，就无法证实x射线的存在。物理学家们用克鲁克斯的电子管研究了四分之一个世纪，却没有发现这些射线。
如果x射线有可能在以太中占有一席之地，那么似乎可以肯定的是，它们不是由类似于光的振动构成的。对我来说，它们代表着物质的极限，是物质回归宇宙之前消失的最后阶段之一。
根据目前的思想，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想结构，现在我们将研究这种解离的各种形式，并证明我们在任何地方都能见到刚才所列举的元素。
第三章:铀、钍、镭等极放射性物质的脱质化。
(1)极放射性物质的去物化产物
在这一章中，我们将叙述对极放射性物质的研究，也就是说，对自发迅速分解的物质的研究。在它们去物质化的产物中，我们将再次遇到由任何方法分离的物质所产生的产物，但所产生的产物的数量将多得多。在不同的名称下，我们仍然可以找到辐射、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，可能只是一个很长的系列的一部分。如果我们总是在所有受解离作用的物体的产物中遇到相同的元素，那是因为实际使用的试剂只对某些物质敏感，自然无法揭示其他物质。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。
自发放射性物质的极大兴趣在于它们释放出相当数量的元素，而其他物质产生的元素数量要少得多。通过这样扩大一个普遍现象，他们就可以对它进行更详细的研究。
在这一章中，我们将简单地阐述对极具放射性的物体，特别是钍和镭的研究。这是一个非常新的课题，因此所获得的结果将提供许多矛盾和不确定性。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，并和居里夫人一起发现了有关放射性物质的几乎所有事实。卢瑟福把放射性物质的辐射用字母alpha、beta和gamma来命名，这些字母现在被普遍采用。但在这些新的名称下，恰恰可以找到我们所描述的产品。射线由正离子组成，电子的射线与构成阴极射线的射线相同，而射线则与x射线相似。这三种辐射在图3所给的图表中已经很清楚地表示出来了。
卢瑟福认为，除了这几种辐射外，还有一种主要的现象，即半物质物质的发射，他称之为“辐射”。它不带电荷，但似乎会经历后续的分解阶段，这将它变成粒子和粒子。现在我们来研究一下刚才列举的产物的性质。在大多数情况下，我们只需重复或完成前一章所讲的内容。
(2)阿尔法射线或正离子
射线是由正离子形成的。它们被强磁场偏离，但方向与射线相反。它们的偏移曲率半径是粒子的1000倍。它们构成了镭总放射性的99%。它们使空气成为电的导体。它们在照相底片上的作用比射线小得多，它们的穿透力也非常小，因为它们被一张纸挡住了。这种微弱的穿透力使它们能够很容易地与纸张没有障碍的其他辐射区分开来。在所有放射性物体的辐射中，尤其是使空气成为导体的α射线，而产生照相印记的正是β射线。当一个放射性体被封闭在玻璃管内时，几乎所有的α粒子都被玻璃墙阻挡住了。
根据各种各样的计算，我们认为α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。根据给定强度的磁场对它们的偏离程度计算，它们的速度是光的十分之一。它们的数量因物质而异。对于铀和钍，每克是每秒7万次，而镭是每秒10亿次。这种排放可能会持续一百多年而不间断。
粒子的发射，也就是正离子，和辐射的产生一起，是放射性的基本现象。粒子和伽马射线的发射，它们加起来几乎不到总发射的百分之一，应该代表了放射性原子分解的一个进一步阶段。
在醒目的磷光体上，阿尔法粒子使它们发光。脊柱镜正是基于这种性质，它是一种能显示物质的永久分离的仪器。它只是一个硫化锌屏，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碰撞产生的火花不断喷出，这种火花可能持续几个世纪，这表明原子分解产生的粒子极其微小。如果这种发射是可见的，正如克鲁克斯所说，因为“每个粒子仅仅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，就像雨滴落入水中产生的波纹超过了它们的直径一样”。我已经成功地利用某些种类的磷光硫化物，制成了可以观察到解离现象的筛，不仅可以观察到镭盐的解离现象，而且可以观察到各种物质的解离现象，特别是钍和铀。
(1)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，并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，都会发出发光的闪烁，表明物质的分离;但是，为了看到这一点，眼睛必须在黑暗中停留一刻钟才能变得敏感。]
粒子的高速似乎很难解释。这种速度对于射线来说是很容易理解的，因为射线是由纯电原子组成的，毫无疑问，它的惯性很小，在很小的力的作用下就能达到很高的速度;但对于阿尔法粒子，它的尺寸似乎与氢原子的尺寸相同，每秒30000公里的速度似乎很难解释。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)。
这样的高速似乎可以用这样的假设来解释:尽管阿尔法粒子不断地发射，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，Strutt在回顾Rutherford教授的《放射性活动》(第二版)时说:“只要普通物质的速度小于产生特征现象所必需的最小速度，它们就可能比铀释放同样多甚至更多的α粒子。”(自然杂志，1906年1月25日)]
而且，很难假定这些速度是瞬间产生的;它们只有在这样一个假设下才能被理解，即原子粒子可以与具有巨大速度的小型行星系统相比较。它们会在离开轨道时保持速度，就像用弹弓发射的石头一样。因此，原子元素的不可见的旋转速度将简单地转化为我们的仪器所能看到或在任何情况下都能察觉到的投影速度。
(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。它们的质量应该和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速的33%到96%之间变化。
它们的发射比例比阿尔法粒子小得多，因为它们几乎不构成总辐射的1%。正是这些光线产生了照相印象。
它们的穿透力相当大。当阿尔法射线被一张普通的纸挡住时，阿尔法射线会穿过几毫米厚的铝。可能是由于它们速度极快，所以它们的穿透力要比克鲁克斯管的阴极射线强得多。克鲁克斯管的阴极射线只能穿过厚度只有千分之一毫米的铝片。
它们被具有磷光能力的撞击体立即发光，即使用薄铝板将它们隔开。铂氰化钡中的磷光非常明亮，顺便说一下，那些能发出磷光的钻石——相当罕见。
[1]正是这种性质，我把它作为测量我有幸考察的各种镭样品强度的基础。当含有镭盐的管通过薄铝条产生金刚石磷光时，这种盐可被认为是非常活跃的。在这个实验中，只有巴西的钻石是有用的，而开普的钻石从来没有。事实上，第一种能在光下发出磷光，而第二种则不行。我已经通过数百个样本的实验证明了这一点，具体细节在我关于磷光的回忆录中有介绍。
粒子似乎有些复杂，它们组成元素的不同速度证明了这一点。这种速度上的不平等很容易通过它们在磁场作用下产生的照相印象的程度来识别。同样可以注意到，用不同厚度的丝网覆盖照相底片，不同的粒子和粒子具有不同的穿透能力。因此，它们很有可能代表着我们目前还不能区分的物质分离的明显阶段。
(4)伽马射线或X射线
加上阿尔法射线和贝塔射线(第一种带正电，第二种带负电)，放射性物体发出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。这种特性使它们能够很容易地与α射线和β射线区分开来，后者被一个几毫米厚的铅板挡住。除此之外，人们对它们的性质知之甚少。如果有人说它们类似于x射线，那只是因为它们不受磁场的影响，具有很强的穿透力。
使上述辐射(α、β和γ)的研究极为复杂的是，它们接触气体或固体时，无一不立即引起(无疑是通过它们的巨大速度所产生的扰动)解离，产生被称为二次射线的射线，这种射线的性质与初级射线相似，但强度较弱。这些二次辐射也会在照相底片上留下印记，使空气成为电的导体，并因磁场而偏离。它们能够通过撞击产生具有相同性质的第三射线等等。伽马射线产生的二次射线是最活跃的。通过金属板的照相印痕有时会因金属板的插入而增强，因为二次射线的作用会叠加在一次射线的作用上。
(五)放射性物质的半物质散发
放射性物质，甚至是所有物质最奇特的特性之一，是不断地发射一种非带电的产物，卢瑟福把它称为放射。这种散发是物质解离的第一阶段，通过它的分解，产生前段所研究的粒子的散发。这种辐射也是由于镭所具有的特性，它使置于其附近的所有物体都具有放射性。
特别研究了镭和钍的辐射。铀的含量不足以被试剂揭示出来。然而，与卢瑟福的观点相反，它很有可能确实释放出一种散发，因为根据j·j·托马森的研究，自然界中的大多数物体，如水、沙等，也会产生一种散发。
任何放射性物体都可以产生辐射，方法是将它们溶解在装有封闭管的接收器中的任何液体中，或者在类似的装置中使它们达到红色的温度。由于它的存在，吸收到管中的辐射使它发出磷光，这一事实允许它的行为被检查。它可以被液态空气产生的冷凝结。这种凝结是由磷光的定位所揭示的，但是没有能够用天平测量的物质出现。由于钍的辐射在120°C凝结，镭的辐射在150°C凝结，因此，尽管有一些相似之处，不同物体的辐射似乎很可能显示出不同的性质。
在常温下，处于固体状态的放射性物质发出辐射量，但仅为在溶液状态下辐射量的百分之一。
通过将硫化锌引入含有氯化镭溶液的灯泡中，释放出的辐射使硫化物发出磷光。当镭受热时，由于它发出的辐射量的原因，它会失去大部分的活性，但在20天左右就会完全恢复。当这种盐的溶液加热到沸腾时，也会发生同样的损失。
当固体氯化镭被加热到红色温度，或将其溶液煮沸一段时间后，它仍然保持其初级活性的四分之一，但后者完全是由于阿尔法粒子，这可以从射线的穿透能力弱看出，它们不再能穿过一张纸。只有经过一段时间后，能够穿过金属的β射线才会再次出现。辐射的活动很快就消失了。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被摧毁了，钍的能量在几分钟内就被摧毁了，镭的能量在三个星期后才被摧毁，但在四天内就已经减少了一半。
根据卢瑟福的说法，镭和钍产生不同种类的辐射，即从辐射的发射开始的解离。他已经数了五六个属于最后一个。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。
镭持续产生了四分之三的热量，使其温度保持在比环境介质高3°c或4°c。事实上，如果镭被加热而不散发它的热量，它所散发的热量不超过它最初散发的热量的四分之一。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说过的那样，它的结果是，如果在一个管中保留一些镭的放射，那么就可以观察到氦的光谱线，这是最初没有的。
在从这种转变中得出太多结论之前，必须指出氦是一种伴随所有放射性矿物的气体。甚至是从这些尸体上第一次得到的。这种气体不进入任何化学组合(1)，而它是迄今为止发现的唯一不可能液化的物质，可以无限期地保存在其封闭的管道中。
((1)除镉)
镭的这种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特性。它与普通氦的唯一相似之处似乎在于它能瞬间出现一些光谱射线。因此，似乎很难承认镭转变为氦。
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，辐射与物质有一些共同的性质，但它与物质的差别不在于它能在几天内消失，甚至在封闭的管中也能转化为电粒子。这里特别说明了我们所努力建立的概念的用途，即物质与非物质之间的中介，即物质与以太之间的中介。
根据我的说法，放射体的散发代表着这些中间物质的一种。它在一定程度上是物质，因为它可以被浓缩和溶解在某些酸中，并通过蒸发回收。但它只是不完全的物质，因为它最终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，已被卢瑟福的实验所证实。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γ辐射。
为了证明镭或钍的辐射只产生最初的正粒子或α粒子，它被放置在一个0.05毫米厚的黄铜圆筒中，它保留了所有的α粒子，但允许β粒子和γ射线通过。每隔一段时间用验电器观察圆柱体的外部辐射，就可以看到，只有在三四个小时结束时，粒子才会出现。相反，阿尔法粒子会立即显现出来，这可以通过它们在与圆筒内部相连的验电器上的作用来证明。
卢瑟福从他的实验中得出结论，“辐射”最初只发射α射线，然后通过沉积在圆柱体的壁上，发射β射线和γ射线。从我们对电的全部了解来看，很难想象在同一时间发射出只带正电荷的粒子而不产生类似负电荷的情况。
不管怎样，如果上述理论是正确的，那么消失过程中的辐射首先产生相对大量的正离子，然后是负电子，其数量是前者的千分之一，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。这种假定的气体在分解过程中所产生的能量，是等量的氢和氧按形成水的比例混合在一起爆炸所产生的能量的300万倍。然而，众所周知，最后一个反应是产生最多热量的反应。
这种产生大量带电粒子的辐射本身带电吗?在没有办法。卢瑟福肯定地断言这一点，但这一重要观点已在麦克利兰教授的研究中得到了非常清楚的证明。“事实上，”他说，“从我们对镭原子自我毁灭方式的概念来看，辐射是不带电的，这一事实具有重要的意义。”镭原子肯定会产生带正电的粒子。但是，发射的粒子不可能是阿尔法粒子发射后剩下的原子，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结果来看，所有与阿尔法粒子有关的东西都需要完全重新检查，阿尔法粒子构成了放射性物质释放的99%。
(6)诱导放射性
这种辐射通过释放自身并将其分解的粒子投射到其他物体的表面，产生了所谓的诱发放射性。这一现象的原因在于，置于放射性化合物附近的所有物质都瞬间具有放射性。如果活性盐被封闭在玻璃管中，它们就不会变成这样。只有β射线和伽马射线能够产生诱导放射性。阿尔法粒子似乎没有这种能力。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，或用长管吹在其上，其脱离的放射物就会暂时具有放射性。如果我们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携带，能够像灰尘一样附着在其他物体上，并且具有与普通电完全不同的特性。卢瑟福证实了这样一个事实:钍的辐射可以通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下，它就具有放射性;如果用硫酸处理这种金属丝，然后将其残渣蒸发掉，就会发现后者仍然具有放射性。人们实在看不出电怎么能忍受这样的待遇。
传导到非活性物质上的诱导放射性可能比其所发出的放射性物质强得多。当在一个封闭的容器中，含有放射性物质(例如钍)的一些放射物时，一个带高电位负电的金属板被引入，所有由钍发出的粒子都集中在它上面，根据卢瑟福的理论，这个金属板的表面活性比钍本身高10,000倍。这些事实和前面的事实一样，不能用目前的理论来解释。
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，这种放射性会扩散到周围的物体上。在这里，我们再次看到所谓的电子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，诱发放射性现象是相当难以解释的。不能承认沉积在金属上的这种粒子可以被试剂携带。从居里先生的实验中可以看出，把铋放入溴化镭溶液中并立即仔细清洗，它的放射性至少可以持续三年。可以认为电粒子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”原子来称呼它们呢?
关于诱发放射性，我必须指出，某些形式的能量可以在人体内储存很长一段时间，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，硫化钙暴露在太阳下几秒钟，就能发出18个月不可见的光，这一点可以通过在黑暗的房间或最黑暗的环境中拍摄暴晒物体的可能性来证明。在18个月结束时，它不再发出任何辐射，但仍然保留残留电荷，这种电荷可以无限期地持续一段时间，并且可以通过使不可见的红外线落在曝晒的身体表面使其可见。
一个有放射性的物体被比作一块永远保持磁性的磁铁，它可以在不失去能量的情况下对其他物体产生磁性。这种比较几乎没有根据，因为磁体并不是粒子不断向空间发射的中心(1)。然而，它可以被用来粗略解释诱导放射性现象，这种现象可以简化为这样一个事实:一个有放射性的物体把它的特性传递给邻近的物体，就像磁石使附近的铁碎片具有磁性一样。如果空气分子是有磁性的——它们在轻微程度上是有磁性的，我们就会得到一种气体[氡]，它就像放射性物质的散发一样，能够在管道中循环，并持久地停留在金属表面而不丧失其特性。
[1]然而，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1905年5月15日的《科学总报》。
从以上所述，我们可以得出一个普遍的认识，这也证实了本章开头所讲的，即物质的分解的阶段必然是极其多的，而我们所知道的却很少。虽然无法将它们隔离开来，但我们至少可以确定它们的存在。因为粒子在磁铁作用下的不相等偏差清楚地证明了它们是由不同的元素组成的。我们同样知道，在一般称为散发的半物质产物中，已经可以注意到物质解离的四五个非常不同的阶段。
同样的实验同样证实了另一种观点——物质在游离时，会释放出越来越细微、越来越非物质化的粒子，这些粒子逐渐通向以太。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相等偏差证明了它们是由不同的元素组成的。最后，我们来看看伽马辐射，它不再被任何障碍阻挡，任何磁力都不能偏离它，它似乎构成了物质在最终回到以太之前的分解的最后阶段之一。
第四章:物质的非物质化——验证方法
许多年过去了，我证明了在铀和镭等放射性物质中观察到的物质的解离，与当时公认的观点相反，是属于自然界中所有物体的一种性质，并且能够在各种各样的原因的影响下，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。
最近的一项研究(Proc。剑桥费罗斯。Soc， 1904年4月，第391页)，J.J.汤姆逊教授再次研究了这个问题，并成功地证明了在大多数物体中——水、沙、粘土、砖等——都存在放射性。他从它们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，南希那位著名的布隆德洛教授后来做了一些实验，证明在常温下，铜、银、锌、潮湿的纸板、所有液体、樟脑、麝香等气味物质以及人体都会发出一种放射物，这种放射物可以使磷光屏的光增强，而且可以被磁场、电场或气流激活。看到Rendu Acad sciences . Comptes。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过的关于物质自发解离的所有研究成果，但它们并不能像埃尔斯特和盖特所相信的那样，证明到处都有镭。这是最后一批物质坚不可摧的拥护者所能给出的唯一解释。承认两个或三个特殊物体的原子可以分离，比承认存在一个绝对普遍现象的问题要容易得多。
【(1)参见:物理Zeitschrifte1906年1月15日]
而且，我的实验使这种解释完全不真实。当我们成功地通过某些化学反应使一个物体的放射性大大改变，当我们通过掺加锡和汞等物质使其具有很大的放射性，而这些物质本身并没有放射性，难道还能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，我才得以建立起物质解离的普遍性。其中一些将在本文的第二部分进行阐述。这里只对取得的结果作一个总结。
现在我们可以依靠什么现象来证明特殊的放射性物质，如镭和钍的解离，也就是说，产生的粒子以极快的速度发射出来，能够使空气成为电的导体，并因磁场而偏离轨道。
还有其他辅助特性:由发射粒子产生的照相印痕、磷光和荧光等，但它们是次要的。此外，镭发射的99%是由在感光板上没有作用的粒子组成的，还有像钋这样的放射性物质只发射这样的射线(1)。
[(1)自从写了这篇文章以来，赫夫教授已成功地尝试用钋的射线在照相板上印上印记:Proc。罗伊。Soc1906年7月21日]
在上述列举的特性中，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内放电给验电器。它被专门用来分离镭。因此，它是我们主要的求助对象。
使这些粒子偏离磁场的可能性构成了下一个最具特点的现象。它使具有放射性的物质，无论是自发的还是受激发的，所发射出的粒子与克鲁克斯管的阴极射线的同一性得到无可争辩的证实。正是由于磁场对这些粒子的偏离程度，才得以测量出它们的速度。
(2)光解离物质
正是通过仔细研究光对金属的作用，并注意到排放物与阴极射线的相似之处，我才发现了物质解离的普遍性。
在这项工作的实验部分可以看到，演示物体在光的影响下解离的实验技术是相当简单的，因为它相当于把被光击中的金属板所发出的解离物质的流出液扔到带正电的验电器上。这些废气不仅仅是由金属产生的，大部分物质也会产生。在有些地方，从表面到表面的放射量可能比某些自发放射性物质，如钍和铀所产生的放射量多40倍。
在很长一段时间里，对于我断言属于阴极射线和放射性物体发出的辐射性质的这些流出物的成分，一直存在着争议，但在今天，没有任何物理学家否认这一特性。
在光的作用下产生的排放物，像阴极射线，使空气成为电的导体，它们也被磁铁偏离。这些组成粒子的电荷，由j·j·汤姆逊测量，已被发现等于阴极粒子的电荷。
我将在这项工作的实验部分表明，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阻力是非常不相等的。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比在普通光中快得多。在光谱的这一部分，像金和钢这样不明显受到太阳光影响的物质，会发出大量的液体，几乎可以在瞬间放电。如果没有大气层保护地球不受太阳紫外线的伤害，在现有情况下，地球表面可能不可能有生命。
太阳光不具有使气体分子分离的特性。这些物质只有在绝对极端的紫外线照射下才能分解。如果这些辐射存在于太阳光谱中(这是很有可能的)，那么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高能分解。在漫长的岁月中，这一原因必然导致某些恒星，如月球，失去了它们的大气层。
(3)化学反应解离物质
现在我们来到了我的研究中最令人好奇和意想不到的部分。我确信我所注意到的现象的一般性质，于是我问自己，化学反应是否会产生类似于物质在光的作用下产生的排放物，而这些排放物仍然具有电荷消散的共同特征。实验充分证实了这一假设。
这是一个迄今为止绝对没有人怀疑过的事实。早在拉普拉斯和拉瓦锡时期，人们就已经知道，铁与硫酸作用所产生的氢是带电的。这个事实应该给物理学家们留下深刻的印象，因为气体直接通电是不可能的。气体与带电的金属板接触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，验电器就不能再带电荷了，大多数的电现象对我们来说仍然是未知的。但是这个事实，既然它包含了证据，那么它就被掩盖了，物质不是坚不可摧的，就完全没有被注意到。
最显著的现象很难引起我们的注意，除非有其他现象的照射，或者有某种能够解释这些现象的伟大概括迫使我们更仔细地考察。如果，在拉瓦锡刚才提到的实验中，发现氢是带电的，那只是因为这种物质的原子发生了解离。值得注意的是，第一个可以推论出物质是易毁灭的实验的作者是一位杰出的学者，他最大的荣耀在于努力证明物质是不可毁灭的。
在这项工作结束时收集的实验证明，大量的化学反应，无论是伴随着或不伴随着气体的分离，都会产生类似于阴极射线的排放物，因此揭示了在反应过程中物质的无返回的破坏。
在这些反应中，我只提到锌和硫酸或汞汞钠分解水的反应，电石生成乙炔的反应，二氧化锰分解含氧水生成氧的反应，以及硫酸奎宁的水化反应。
关于硫酸奎宁，它呈现出非常奇怪的现象。人们早就知道，这种物体在加热的作用下会发出磷光，但人们不知道的是，在失去磷光之后，如果加热到一定程度，它在冷藏时就会变得非常明亮并具有放射性。我研究了它在冷却时发出磷光的原因，证明这是由于非常轻微的水合作用，然后我注意到，由于水合作用，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，它使我发现了更多。
从那时起，海德堡大学的物理学教授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，“绝对证实古斯塔夫·勒邦所指出的化学现象是辐射的原因”(安。Der物理学， 1905, p. 450, 457)。
卢瑟福还让他的一个学生验证了我关于硫酸奎宁的研究结果，他写了一篇关于这个主题的论文(1)。
(盖茨女士:物理评论第十八，1904，第144页)。[参考译文她得出的结论是，虽然勒庞博士关于辐射的原因是正确的，但辐射与放射性物质的原因在几个方面是不同的。
和我一样，作者也注意到空气变成了导体，而这种现象正如我所说，是由硫酸奎宁的水合作用产生的，但他认为放射性是由于磷光产生的“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;不可能是紫外线造成的盖茨女士后来承认了这一点物理评论1906年，第46页)，原因是磷光持续的时间比放射性持续的时间长，而如果后者是磷光产生的光的结果，就不会发生这种情况。
卢瑟福认为，这样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，镭发射的99%都被一张薄薄的纸阻挡了，而某些极具放射性的物质，如钋，只发射没有穿透的辐射(参见Giesel教授，化学。Berichte1906年，Bd. xxxix，第780页)。我认为，这位杰出的物理学家在写上述文章时，仍然受到一种思想的影响，这种思想在一开始就非常普遍，即放射性是少数特殊物体的专有属性。
(4)电作用解离物质
某些非常强烈的电作用——例如，把被实验的身体置于50厘米长的感应火花之间——会产生轻微的运动——也就是说，使受其影响的身体产生轻微的放射性，但其效果比简单的光线或热产生的效果要弱得多。
这并不令人惊讶。电，我将在后面说明，是物质解离的产物。当然，它会像阴极射线或放射物一样，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，产生不了多大的影响。
毫无疑问，从埃尔斯特和盖特的实验中我们知道，一根通电到高电位的电线会产生暂时的放射性;但是，在这种情况下，我们可以假定，由于电线带电，它只吸引大气中始终存在的离子。
正是在研究电激发的放射性的过程中，我被引导进行了一个实验，这个实验将在后面提到，迫使游离物质的微粒在玻璃板或硬质橡胶薄板上明显而无偏差地移动。
(5)物质燃烧解离
如果轻微的化学反应，如简单的水合作用，都能引起物质的解离，则可以认为，构成强大化学反应的燃烧现象，必然实现最大程度的解离。事实上，这就是观察到的。燃烧的物体是强烈的阴极射线源，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，穿透力不大。
至少在一个世纪以前，人们就已经知道，火焰释放带电物体时产生的气体。布兰利已经证明，即使在冷却的时候，气体也能保持这种特性。所有这些事实都没有得到解释，很难怀疑在这些事实中包含着物质分离性的证明之一。
然而，这是一个必然会得出的结论。这一点已被j·j·汤姆森最近的研究清楚地证实了。他已经证明，一根被加热到白热的简单金属线或碳线——例如白炽灯的碳线——是电子和离子的强大且几乎无限的来源——也就是说，是与放射性物质相同的粒子的来源。他证明了这一点，证明了它们的电荷和质量的关系是相同的。他说:“因此我们得出了这个结论，即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。任何有放射性的物体都不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中含有大量的碳，那么我们就可以得出这样的结论:太阳一定发射出大量的电子，这些电子撞击到我们大气层的上层时，也许会通过使稀薄的气体发出磷光的特性而产生北极光。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解来维持的。
(6)物质热解离
热量远远低于燃烧产生的热量——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，这种现象相当复杂，解释它需要非常长时间的研究。
原因是，事实上，在这种情况下，热并没有直接充当解离的媒介。我将在专门介绍我的实验的一章中说明，它的作用就好像金属含有一种有限的类似放射性物质的物质，它在受热的作用下释放出来，然后只有在休息时才能恢复。正是由于这个原因，当一种金属受到轻微的加热而具有放射性后，它很快就会失去所有的放射性，并在几天后恢复放射性。放射性物质也确实是这样表现的，但由于它们的活性比普通物质高得多，所以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·汤姆森还没有公布他的研究成果。他的研究证明，几乎所有物质都含有与放射性物质(如镭和钍)相当的放射。他的观察完全证实了我的。
(7)物质的自发解离
上面提到的实验证明，大多数物质都含有一定量的放射性物质，这些物质只要受到轻微的热就能被排出，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，易于自发分解。然而，它极其缓慢。
在前面的实验中，这种自发的解离只通过微热的方式得到证实。然而，通过各种手段的帮助——例如，把金属自身折叠起来，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，这些放射性产物的存在可以用验电器来证实。然而，用这种方法进行实验的物质很快就失去了放射性。它并没有因此耗尽所有的放射性储备;它完全失去了在影响工作的温度下所能发出的所有能量。但是，就像磷光物质或放射性物质一样，只要稍微加热它，它就会产生更多的活性排放物。
我刚才总结的研究证明，自然界中的所有物质都具有放射性，而且这种放射性绝不是少数几种物质所特有的特性。因此，所有物质都倾向于自发地游离。后者通常是非常小的，因为它被对抗力量的作用所阻碍。只有在特殊情况下，在不同的影响下，如光、燃烧、化学反应等，能够对抗这些力，解离才能达到一定的强度。
我已经用刚才总结的实验证明了物质的分离是一种普遍现象，我有权说，所有现代化学都是建立在原子重量不变的基础上的，这不过是一种幻觉，完全是由于我们对天平缺乏敏感度造成的。如果它们足够敏感，我们所有的化学定律都将被认为仅仅是近似的。在许多情况下，特别是在化学反应中，用精确的仪器，我们应该注意到原子失去了它的一部分重量。那么，我可以肯定地说，与拉瓦锡所确立的化学基础原则相反，在一种化学组合中，我们不能收回构成这种组合的所有物质的总重量。
(8)自然现象中物质解离所起的作用
我们刚才已经看到，不同的原因以连续的方式作用，例如光，可以使物质分离，最后把它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。
这种自远古以来就一直存在的分离，一定在自然现象中起了很大的作用。它很可能是大气电的起源，毫无疑问也是云层的起源，因此也是对气候产生巨大影响的降雨的起源。放射性放射物的特征之一是凝结水蒸汽，这一特性也属于各种尘埃，一个长期的实验(1)证明了这一点。将一个充满沸腾的水的地球仪与另外两个地球仪相连，其中一个充满来自房间的普通空气，另一个充满通过棉絮简单过滤而清除灰尘的同样的空气。由此可以看出，进入含有未经过滤空气的球体的气流立即凝结成浓雾，而在含有纯净空气的球体中则不凝结。
(1)见John Aitken先生:反式。罗伊。Soc。爱丁堡第XXX卷(1883)，第337页;cf。c .威尔逊费罗斯。反式。cxii, p . 403]
随着对物质解离现象的研究，我们看到它的重要性是如何增加的。它的普遍性每天都在蔓延，我相信，在不远的将来，它将被认为是在我们星球表面观察到的许多现象的根源。
但由于物质的解离，这些都不是最重要的现象。我们已经证明了它是太阳热能的来源，现在我们将看到它是电的起源。
第五章:物质解离所产生的元素的人工平衡
我们将在后面的一章中看到，从与运动中的电机的其中一个极点相连的通电点逃逸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的游离物质的粒子相同。它们也使空气成为电的导体，并因磁场而偏离。因此，如果我们想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有放射性的物体，这个点通过与正在运转的电机的一个极相连接而通电。
这些粒子服从支配一切电现象的引力和斥力定律。利用这些定律，我们可以得到任意变化的均衡。
这种均衡只能维持一段时间。如果我们能够把它们永远分离和固定起来，也就是说，使它们在产生的原因中存活下来，我们就会成功地用非物质的粒子创造出一种与物质极其相似的东西。原子内凝结的巨大能量表明实现这样的实验是不可能的。
但是，如果我们不能用非物质的事物使效应平衡能够在产生它们的原因中生存下来，我们至少可以维持它们足够长的时间来拍摄它们，从而创造一种瞬间的物化。
我只利用上面提到的法则，就成功地把游离物质的微粒分组，使这种分组有各种可能的形式——直线、曲线、棱柱、细胞等等，然后用摄影使它们永久存在。
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所产生的直线和曲线图形。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黑线和粒子所在一侧辐射的大幅缩短中看出。通过乘以放电。通过细针的排列，得到了图12至15的规则形式。
当然，在一些照片中所表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，而摄影只能给出这种三维空间的投影。因此，它们是我在空间中得到的真正的图形，我把它们维持在被迫保持的平衡状态的一瞬间，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所包围的电子原子。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物质的非物质化所产生的电原子所构成的。
在我们可以使解离物质的粒子形成的各种不同的平衡形式中，有一种是球状的平衡形式，它的理论还没有建立起来，引力和斥力不足以解释它。很可能这里的电原子一定处于一种特殊的旋转平衡状态。这种平衡虽然仍然是短暂的，但比前面的实验要稳定得多。
这种形式的电曾不止一次在暴风雨中被观测到，但很少有人长期否认它的存在。在这种情况下，它以明亮的球体的形式出现，可能达到一个孩子的头大小。它们慢慢地旋转，最后像炮弹一样发出响声，爆炸，造成巨大的破坏。因此，它们所包含的能量是相当可观的，我很乐意通过这个例子来理解，在至少是暂时稳定的平衡状态下，凝聚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。模拟球状雷暴的小发光球可以用各种方法产生。M. Stephane Leduc的理论允许它们很容易形成。只要把两根很细的杆子与一台静态机器的不同极点相连接，彼此相距几厘米，放在照相版上就足够了。很快，从与负极相连的杆子上发射出直径约一毫米的发光小球，它们慢慢地向另一根杆子移动，一碰到它就消失了。
但是，在这种运作模式下，人们总是可以假设在两极之间存在着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状的电。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杆子，用一根针接住，针尖放在一个涂有溴化银明胶的板上，与温赫斯特机器的负极相连，另一极接地。当机器启动时，从针的尖端可以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，在底片上留下它们运动轨迹的痕迹。
如果用一根细棒而不是一根带针的粗棒，就不会形成发光球。这种现象似乎起作用了——尽管它产生的方式很可能完全不同——就好像粗棒子上的电以一滴液体的方式积聚在针尖上一样。参见:Kenneth Shoulders的Elektrum Validum]。
在这些实验中，感光板上的明胶溴化剂所占的比例是难以精确表述的。它的存在促进了结果，但它是不可或缺的吗?一些作者声称已经用简单的玻璃板或云母片获得了球形电，但我没有成功地制造出它们。
不管怎样，由刚才指出的一种过程所形成的发光球，具有非常独特的性质，特别是相当的稳定性。它们可以用金属条触摸和置换而不被释放。磁场——无论如何我所能支配的强度相当弱的磁场——对它们没有作用。如果这些球只由聚集的离子组成，那么最后的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，类似于众所周知的陀螺仪，它的平衡完全归功于使它有活力的旋转运动。
在前面的实验中，对于游离物质的粒子，我们已经认识到瞬时稳定的几何图形很难在形成它们的原因中存活下来。但是，有可能在相当长的时间内，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。
在谈到电离气体的性质时，我称其为离子流体，即电离粒子聚集而形成的流体。由于它的惯性，按照de Heen教授所指出的方法，很容易将其转化为具有一定持久性的规则几何图形。这个实验很简单。取一块直径30 - 40厘米的树脂大方板，将其表面通过运行中的电机的一极，使其通电。然后将这个板通电的表面暴露在两个电离源下几秒钟——例如，两个本生灯彼此相距5到6厘米。从这些来源开始的离子与平板接触，排斥电流，然后，当它们面对面时，它们停止并形成一条直线(图16)。这条无形的线通过用筛子在平板上撒上硫磺粉而变得可见。在轻微摇动平板后，它的表面只会留下离子流体所描出的直线。
如果不放两个本生灯，而是放上一定的数字，形成几何图形的轮廓，你就会在盘子上得到各种各样的图像:三角形、六边形等，就像用尺子画出来的一样有规律(图17至19)。很明显，对于普通气体，你不能产生这样的东西，因为它会通过大气扩散而逃离板块。
在上述的各种实验中，我们已经把表面上非物质的、由物质的解离而产生的各元素的结合所组成的液体，在一时之间物化了，可以说是结晶了。我们现在开始看到，大自然是如何通过更复杂的平衡，尤其是借助她所掌握的巨大力量，创造出构成物质原子的稳定元素的。在向物质状态演化的过程中，以太无疑也经历过类似于本章所述的中间平衡阶段，也经历过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，它是如何解离的
(1)能够改变分子和原子结构的原因
提出物质解离理论的化学家想到的第一个异议是:像原子这样稳定的物体——因为它们的重量总是被认为是不变的，所以似乎可以承受最猛烈的反应——怎么能自发地或在诸如光线几乎不能影响温度计这样的轻微原因下解离呢?
我认为，物质是一个巨大的力库，这仅仅意味着不需要从物质外寻找解离过程中消耗的能量的来源，但这绝不能解释在一种明显非常稳定的形式下凝聚的原子内部能量是如何从束缚它的化学键中释放出来的。因此，原子内部能量学说无法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它的稳定性，以致于很容易分裂，这是无法解释的
如果我们希望找到这个问题的解决办法，首先必须通过各种例子说明，要使物质发生巨大的平衡变化，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都只对适当的激发剂敏感，而要获得所寻求的效果，就必须发现这种激发剂。一旦被发现，就可以看出，非常微小的原因很容易改变原子的平衡，就像火药中的火花一样，产生的效应的强度大大超过了激发原因的强度。
一个众所周知的声学类比可以从产生的效果的角度清楚地显示出这种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可能无法引起音叉的震动，而一个非常轻微但有适当周期的声音却足以使音叉运动起来。当音叉在它附近产生与它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在是众所周知的;它对不透明和透明的现象给出了最好的解释。用我即将陈述的所有事实，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还很不充分，但是已经有许多事实证明，只要有适当的作用力，分子和原子的平衡就很容易发生深刻的改变。我将局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、黑铂等物质的表面时，就会在相当大的程度上改变这些物质的电阻。因此，当通电时，一些介质也会变成双折射。同样，在常温下是双折射的硼砂，在加热时变成单折射。某些铁和镍的合金受热时也会瞬间具有磁性，冷却时又会失去磁性。最后。如果把一个透明体放在一个磁性体中，有一束光穿过它，就可以观察到偏振面的旋转。
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很敏感。相反，更大但不适当的力量将没有任何效果。以任何一种盐——氯化钾为例。它可以被最强大的机器磨碎，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)，只需将物质溶解在液体中，使溶液充分稀释即可。
可以举出许多类似的例子。要迫使钢筋分子分离，它必须承受巨大的机械应变;然而，只要稍微加热一下，只要把手放在上面，它就会变长。就像廷德尔所展示的那样，用一根杠杆和一面适当布置的镜子，甚至可以使整个观众都能看到铁棒通过手的接触而伸长。在水中也观察到类似的现象。即使在最强大的压力下，它也几乎不可压缩，而只要稍微降低温度，它就会收缩。
我们在金属中通过分子位移产生的产物比通过热产生的产物要多得多，因为有一些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种转变;然而，当把一根铁棒靠近磁铁时，所有的铁棒分子立即改变方向，它们就会立即受到影响。
最近使用了以前不可能达到的高温，以及引入了高电势，使新的化学组合得以产生，这自然使我们认为，正是通过这些巨大的力量，某些变化才有可能发生。毫无疑问，通过这些新方法，我们已经有可能创造出某些迄今未知的化学平衡，但要改变不稳定物质，就不需要付出如此巨大的努力了。当我们看到某些固定波长的光线在各种物质中瞬间产生产生磷光的化学反应，以及较短波长的辐射产生同样瞬间破坏这种磷光的反向反应时，就证明了这一点。当我们注意到由电火花产生的赫茨波在500公里的距离上发生转变时，(在凝聚体中)金属碎片的分子结构就得到了进一步的证明;或者再一次，当我们观察到一个简单磁铁的邻近区域立即改变了铁棒上所有分子的方向，尽管有所有的干扰障碍。
在物质的解离过程中可以观察到类似的事实。在发光辐射的影响下具有高放射性的金属在一种但略有不同的辐射下几乎不具有高放射性。在这里发生的事情似乎和在共振现象中发生的一样。正如我上面所提到的，在音叉或一个沉重的钟附近发出一定振动周期的音，使其振动是可能的，而最剧烈的声音可能使它们失去知觉。当我们更好地了解能够使凝聚在原子中的能量的集合轻微分解的原因时，我们肯定会得到更完全的分解，并能够将它用于工业目的。
以上所有的事实都证明我的论断是正确的:为了获得分子平衡的重要转变，这不是努力强度的问题，而是努力质量的问题。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光线这样微小的原因的影响下分解的。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的原子分离，那是因为它们形成了一种物质敏感的刺激物。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(除了使它失明)，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，对非常微小的行为也很敏感。在适当的影响下，一个非常稳定的物体可能变得不稳定。我们很快就会看到，有时难以估量的物质痕迹有时会有力地改变其他物质的平衡，结果就像物质所服从的那些轻而适当的激发剂一样。
(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小的太阳系，它由一个中心部分组成，中心部分以极快的速度旋转着至少一千个粒子，有时甚至更多。因此，这些粒子具有很大的动能。如果某种适当的原因干扰了它们的轨道，或者让它们的旋转速度足以使其产生的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原先走过的曲线的切线逃逸到空间中去。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是只有极少数物质(如铀和镭)才具有的一种特殊性质时，人们认为——许多物理学家仍然认为——这些物质的不稳定性是它们原子量大小的结果。我的研究表明，正是那些原子量最轻的金属，如镁和铝，在光的影响下最容易产生放射性，在此之前，这种解释就不成立了;然而，恰恰相反，像金、铂、铅这样原子量大的物质，其放射性是最弱的。因此，放射性是独立于原子量的，很可能是由于某些性质未知的化学反应，我将在后面解释。两个没有放射性的物体结合在一起有时就会有放射性。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，一旦在水银中加入微量锡，水银就具有了极高的放射性。
前面所有的解释肯定只包含一个解释的大纲。物质解离的机制我们还不知道。但是，究竟有什么物理现象，其根本原因不是同样地隐藏在我们的视野中呢?
(三)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。但是在自发解离的放射性很强的物质中，例如镭和钍，似乎没有内部原因导致这种现象。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，我一直坚持认为，在镭中观察到的现象是由某些化学反应引起的，类似于磷光的化学反应。这些反应发生在物质之间，其中一种物质与另一种物质的比例是无穷小的。我是在发现人体在这种条件下具有放射性后才发表这些想法的。例如，奎宁的盐是没有放射性的。通过让它们在脱水后稍微水化，它们就会变得如此，并在水化持续期间保持磷光。汞和锡在光的影响下没有明显的放射性迹象;但是对于前者，只要有一点后者的痕迹，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少量的异物来完全改变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配置的平衡发生了变化。只有通过进入其他形式的平衡，它才会失去一部分能量，因此，它可以辐射任何东西。
这种变化不同于化学中已知的变化，而通常仅影响原子组合结构的反应是原子外的。普通的化学反应只能改变用于建造大厦的石头的处置方式。在原子的分解过程中，建筑所用的材料也发生了变化。
这种原子分解的机理尚不清楚，但很明显，它允许有一种特殊的条件，与迄今为止化学研究过的条件截然不同。被投入的物质的数量是无限量的，而释放出来的能量却是极其巨大的，这与我们在普通反应中得到的能量是相反的。
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物体的数量相对于另一个物体非常少的物体之间。这些特殊的反应，我们将在另一章中回顾，主要是在磷光期观察到的。纯物质，如硫化钙、硫化锶等，是永远不会发光的。只有当它们与极少量的其他物质混合在一起时，它们才会变成这样;然后形成可移动的组合，能够最轻松地被破坏和再生，伴随磷光或磷光消失。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，这一概念至少得到了一些物理学家的支持。值得注意的是，它被卢瑟福和索迪采用并捍卫。
“放射性”，他们说，“伴随着一系列的化学变化，在这些变化中，新型的放射性物质不断产生。这是一个平衡的过程，即新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。杂志,1902年9月)。
一个有放射性的物体实际上是一个正在发生变化的物体。放射性是其不断泄漏的表现。它的变化必然是原子的解体。从这一事实来看，失去了任何东西的原子都是新原子。
人们可能会认为几乎无限持续的化学反应的存在是唯一的——无论如何，它与我们实验室的观察结果是不一致的。但我们也发现磷光反应能够以极慢的速度起作用。我通过对不可见发光的实验证明，磷光体在黑暗中，在暴露在阳光下两年后，仍能持续地发出一种不可见的光，使照相底片留下深刻的印象。由于化学反应可以破坏磷光，并持续作用两年，我们可以理解，其他的反应，例如能够产生放射性的反应，可能会持续更长的时间。
虽然原子在分解过程中辐射出的能量是很大的，但由于原子中所含能量的巨大凝结，所产生的物质物质的损失是极其微小的。M.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。更谦虚的是，卢瑟福先生说一克镭的分解只用了一千年，威廉·克鲁克斯爵士说了一百年。这些数字——其中第一个数字是相当惊人的——随着实验越来越精确，数字就越来越少。Heydweiler博士(物理Zeitscr。， 1903年10月15日)，在直接称重后，估计在24小时内5克镭的损失为0.02毫克。如果以同样的速度流失，那么5克镭的重量将在137年内减少1克。我们已经惊人地远离了M.贝克勒尔所想象的10亿年。即使是海德维勒根据我的某些实验得出的数字，也还是太高了。他把大量实验过的物体放进了一个管子里，而我注意到，如果把这种物质洒在一个很大的表面上，同一物体的放射性会显著增加，这种物质可以通过把用来过滤它的溶液的纸晾干来获得。因此，我们得出的结论是，5克镭在20年内可能会失去其重量的五分之一，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，只有反复的实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时间为一千年的数字，也足以证明，如果像镭这样的自发放射性物质存在于地质时代，那么它们早就消失了，因此也将不复存在。这又一次支持了我的理论，根据我的理论，快速自发的放射性之所以出现，只是因为这些物体处于某种特殊的化学组合中，这种化学组合能够影响它们原子的稳定性，也许有一天我们会成功地再现这种化学组合。
(4)镭的存在是否可以肯定?
如果放射性是某些化学反应的结果，那么似乎绝对纯净的物体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，我在几年前断言金属镭的存在是非常有问题的。事实上，尽管将金属从其组合物中分离出来的操作非常容易，但从没有可能分离出镭。
现在人们在镭的名义下得到的东西绝不是一种金属，而是这种所谓金属的溴化物或氯化物。我认为很有可能，如果镭真的存在，并且被成功地分离出来，它就会失去使它的组合变得如此有趣的所有特性。但在很长一段时间里，由于各种原因，我预测镭永远不会被分离出来，而且，由于假定的分离过程太简单了，拥有足够数量的镭的国家不可能不尝试，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。从盐中分离钡是如此容易，以致于它是戴维最先分离出的金属之一。
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。人们知道镭盐是如何被发现的。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，自然就想设法把产生这种特殊作用的物质分离出来。在这些研究中，唯一可用的研究手段是验电器所记录的使空气或多或少成为导电体的特性，只有验电器的作用起着指导作用。事实上，只有通过它，人们才能确定沉淀的哪一部分是最活跃的物质。将矿石溶解在各种溶剂中，用拟合试剂将溶剂中所含的产物析出后，用验电器将活性最强的部分搁置，再溶解，再通过沉淀法重新分离，这样的操作重复了很多次。操作以分步结晶结束，最后得到少量的活性盐。这样得到的盐的金属尚未分离出来，因此被称为镭。
镭盐的化学性质与钡盐的化学性质相同。除了放射性之外，它们只在光谱中的某些射线上有所不同。假设镭的原子量是根据它的极少量的板条计算出来的，但由于不同的观测者的不同，它的原子量差别很大，因此无法从它的原子量中推断出这种金属是否存在。
虽然不能肯定地说，但我重申，我认为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。放射性氯化镭与非活性氯化钡的关系，似乎与不纯但磷光的硫化钡与纯的、因此不磷光的硫化钡的关系一样。正如我上面所指出的，只要在某些硫化物——钙、钡、锶等硫化物中加入微量的异物，就足以使它们在光的作用下获得磷光的神奇特性。这种磷光可能是由不超过十分之一秒的辐射产生的，但我已经说明过，它被其他同样短时间的辐射所破坏，这证明了具有极强流动性的化学组合的存在。磷光是一种几乎不会让我们感到惊讶的现象，因为它早已为人所知;但是仔细想想，我们必须承认，它和放射性一样奇特，而且更难以解释。
我还要补充一点，用稍微有活性的镭盐——也就是说，仍然夹杂着异物——进行操作，化学反应的作用是非常明显的。例如，这些盐的磷光在高温作用下消失，几天后又重新出现。潮湿的空气完全破坏了它。
因此，无论我们采用普通的磷光还是放射性性质，它们似乎都是由化学反应产生的，我们完全不知道化学反应的性质，但在这种化学反应中，化合体中的一种似乎总是比另一种的数量非常少。
毫无疑问，定比例定律告诉我们，物质只能以一定的相对量结合。这仅仅证明了物体只有在以一定比例结合时才能形成稳定平衡——这是化学中唯一能达到的平衡。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，但由于它们是不稳定的，我们只能在它们没有明显的物理现象伴随的情况下怀疑它们的存在。带有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，并找到了能够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。
