C.T.R. 威尔逊

物理学史上最有用的仪器之一，是一个人为了看懂天气而造出来的。

本尼维斯山顶

威尔逊生在苏格兰的牧羊人家，四岁丧父，家境不宽裕。1894 年 9 月，二十五岁的他在英国最高峰本尼维斯山顶的气象观测站临时工作了几周。云雾漫过山头时，阳光把他的影子巨大地投在雾幕上，影子四周环着一圈圈彩色光晕——布罗肯幽灵与宝光。

他被这些光学现象迷住了，回到剑桥后想做的第一件事，是在实验室里把它们造出来。

一个不肯消失的反常

造云的原理当时已经清楚：潮湿空气骤然膨胀、降温、过饱和，水汽就凝成雾；凝结要有尘埃当核心。

威尔逊做的是把尘埃拿掉，看雾还在不在。 他反复清洗、静置、让尘粒沉降，把空气弄得干净得不能再干净——只要膨胀的幅度够大，雾照样出现。这说明还有一种凝结核，小到清不掉。

换个人可能就把这条记进笔记本了事。他没有，他去追这个「还有一种」是什么。1895 年底伦琴的消息传到剑桥，他立刻拿 X 射线去照那间无尘的膨胀室，雾浓得反常。核心是被辐射打出来的离子。

这个结论当时先派上的是另一种用场：J.J. 汤姆孙正需要一种办法去数气体里的离子、测它们带的电荷，威尔逊的雾滴成了那条路上的工具。至于「一串离子可以变成一条能拍照的径迹」，还要再等十几年才被他自己捡起来。

十七年

原理到 1896 年就齐了。真正奇怪的是接下来发生的事：他把这台装置放下了。

此后十几年，威尔逊的论文题目是雷暴的电荷分离、晴天大气的电场、雨滴带电量的测量。他去爬山、放风筝、在旷野里架仪器——他要弄明白的始终是天气，而不是原子。

直到 1910 年前后，他才回到那间膨胀室，把速度、过饱和度、照明角度和快门一项项调顺。1911 年的照片终于出来：α 粒子是笔直浓密的短棒，β 粒子是纤细而反复折转的细线，X 射线打出的电子是四散的短簇。人类第一次看见单个粒子走过的路。

从山顶那圈彩色光晕，到这批照片，隔了十七年。

一台机器，一串发现

此后二十多年，新粒子几乎都是在云室的照片上被认出来的：正电子、缪子、奇异粒子——细节在本站「云室」页。他本人没有参与其中任何一项。

有一件改进值得记在他名下之外：1932 年布莱克特与奥恰利尼在云室上下各放一个盖革计数器做符合触发，让粒子自己给自己拍照，有效照片的比例一下提高了几十倍。威尔逊造的是眼睛，别人给这只眼睛装上了快门。

他要的一直是云

拿到诺贝尔奖之后，威尔逊回苏格兰继续做他的大气电学。他一生真正关心的题目是雷暴里的电荷是怎么分离的，最后一篇论文发表于 1956 年，那年他八十七岁。粒子物理学家把他的膨胀室当成眼睛用了半个世纪，而他自己，从头到尾都在看天。