密立根油滴實(shí)驗(yàn)是否有假？

諾貝爾和平獎(jiǎng)、文學(xué)獎(jiǎng)的頒發(fā)經(jīng)常引起爭(zhēng)議，但一般認(rèn)為科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)還是比較名副其實(shí)的。其實(shí)科學(xué)領(lǐng)域的諾貝爾獎(jiǎng)錯(cuò)過(guò)了該得的人，或錯(cuò)發(fā)給了不該得的人也屢見(jiàn)不鮮。即使是那些公認(rèn)該得諾貝爾獎(jiǎng)的獲獎(jiǎng)?wù)?，其學(xué)術(shù)道德也不是無(wú)可指摘的。1923年因油滴實(shí)驗(yàn)獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的美國(guó)物理學(xué)家密立根（Robert A. Millikan）就是一個(gè)典型的例子。

文科生可能會(huì)對(duì)密立根油滴實(shí)驗(yàn)感到陌生，但是理科生在高中物理電磁學(xué)部分都學(xué)過(guò)甚至在實(shí)驗(yàn)課重復(fù)過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)。這是一個(gè)設(shè)計(jì)極為巧妙的實(shí)驗(yàn)，不僅證明了電荷的不連續(xù)性，而且測(cè)出了電子基本電荷的精確數(shù)值。

這個(gè)實(shí)驗(yàn)的基本原理是這樣的：用噴霧器將油滴噴入兩塊平行電極板之間，觀察油滴的運(yùn)動(dòng)情況。先不給電極板加上電壓，這時(shí)油滴在重力的作用下加速下降，下降過(guò)程中受到空氣阻力和空氣浮力的阻撓，加速度越來(lái)越小，最終，向下的重力與向上的阻力、浮力達(dá)到平衡，這時(shí)油滴將做勻速下降運(yùn)動(dòng)。然后給電極板加上電壓，油滴經(jīng)噴射后一般都帶電，在電場(chǎng)的作用下將加速上升，最終，向上的電場(chǎng)力、空氣浮力與向下的重力、空氣阻力達(dá)到平衡，油滴將做勻速上升運(yùn)動(dòng)。通過(guò)測(cè)定同一個(gè)油滴不加電場(chǎng)時(shí)的勻速下降速度和加電場(chǎng)時(shí)的勻速上升速度，就可以算出這個(gè)油滴所帶的電荷。對(duì)許多不同的油滴進(jìn)行測(cè)量的結(jié)果表明，油滴所帶的電量總是某一個(gè)最小固定值的整數(shù)倍，這個(gè)最小固定值就是電子所帶的電量即基本電荷。

密立根是在1907年在芝加哥大學(xué)任教時(shí)開(kāi)始做測(cè)定基本電荷的實(shí)驗(yàn)的。他一開(kāi)始用的是水滴。在1909年他首次報(bào)告了用水滴測(cè)定的基本電荷的數(shù)值。但是用水滴做實(shí)驗(yàn)有一個(gè)很大的問(wèn)題：水滴很容易揮發(fā)，只能對(duì)它們的運(yùn)動(dòng)情況做幾秒種的觀察。

這時(shí)研究生哈維?弗雷徹（Harvey Fletcher）加入了密立根實(shí)驗(yàn)室。在參與討論如何防止水滴蒸發(fā)的問(wèn)題之后，弗雷徹建議改用油滴做實(shí)驗(yàn)。在一天之間，弗雷徹制作了油滴實(shí)驗(yàn)的設(shè)備，并在當(dāng)天就進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，獲得了一個(gè)比較靠譜的基本電荷數(shù)據(jù)。那一天密立根不在實(shí)驗(yàn)室。密立根在第二天回到實(shí)驗(yàn)室后，看到了弗雷徹的實(shí)驗(yàn)設(shè)備，非常興奮。此后兩個(gè)人一起工作，對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備進(jìn)行了改進(jìn)。6周后，公布了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

很顯然，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的論文應(yīng)該由兩人聯(lián)合發(fā)表。但是密立根提醒弗雷徹，根據(jù)學(xué)校的要求，研究生的博士論文必須單獨(dú)署名，不能有合作者。密立根建議，弗雷徹可以在以后的某篇論文單獨(dú)署名做為其博士論文，但是做為交換條件，這第一篇論文必須只署密立根一人的名字。弗雷徹雖然感到失望，但是沒(méi)有別的辦法，同意了這一安排。于是在1910年密立根做為唯一作者發(fā)表了第一篇油滴實(shí)驗(yàn)的論文，并最終獲得諾貝爾獎(jiǎng)。弗雷徹則在第5篇論文中做為唯一作者。1982年，弗雷徹死后發(fā)表的文章中才披露了這個(gè)秘密。