到底是物质决定意识，还是意识决定物质，正当哲学家们正辩的不可开交的时候。科学界给出了答案。其中较有影响力为希腊科学家德谟克利特首先提出的“原子说”，随后德国的物理学家伦琴发现了X射线，就在伦琴发现X射线的第二年，法国人贝克勒尔从铀盐中发现了放射性，又过了一年，英国人汤姆逊发现了电子等。由于这些重大的发现，撞开原子世界大门的万事具备了只欠东风了。
为设法深入到原子弄清内部结构，当时物理学家们找到了用α粒子去轰击各种物质的试验方法。最后得知原子中的电子和正电荷部分的分布情况，对原子内部的结构有了更深的理解。这一切应归功于汤姆逊教授最优秀的学生新西兰人欧内斯特·卢瑟福。正是他通过α粒子散射实验，比较满意地解决了原子内部的结构问题。
汤姆逊和卢瑟福师生俩在交谈
中国唐代诗人韩愈在《师说》中有云：“师不必贤于弟子，闻道有先后，术业有专攻。”意思是说，学生不一定不如老师，老师不一定比学生贤明。接受道理有早有晚，学问和技艺上各有各的专门研究，如此而已。而这在英国著名物理学家卢瑟福的成长和发展经历便将《师说》演绎的淋漓尽致。
早在1895年，卢瑟福已是汤姆逊的得力助手。他们一起从事 X射线通过气体所产生的效应的研究工作。卢瑟福得到了很好的锻炼。1898年，经他老师的推荐，卢瑟福去加拿大主持一项物理研究工作。在受聘任职期间，他对铀盐和钍盐所放射的“射气”进行了广泛而又深入的研究。
同时，卢瑟福也对居里夫妇发现的镭所放出的射线进行了大量研究。1906年，卢瑟福等人从研究中弄清了α粒子的性质后，就着手利用它去揭开原子内部的秘密。他大胆的设想，能否用α粒子打入原子内部，像“侦察兵”那样，到原子内部的微观世界里实地侦察一番。
当时，卢瑟福的实验装置很简单。他利用英国曼彻斯特大学所仅有的20毫克纯溴化镭，加上从维也纳奥地利科学院借来的350毫克镭盐组成α粒子发射源。实验过程：铅盒B中的镭所发射的α粒子束经过狭缝准直后，形成一窄束α射线，轰击在一片非常薄的金箔靶F上。经散射后的α粒子束被可以围绕靶子F转动的荧光屏S记录下来。而每次撞击所发出的闪光可通过显微镜M进行观察
他发现，当用一连串α粒子轰击金属箔(如金箔)时，那些川流不息的α粒子束中的大部分粒子都毫无阻碍地通过了金属箔，仍沿着原来行进的方向向前移动，这和其他物理学家的实验结果没有什么区别。但他仔细观察了局部的特殊现象。即有一小部分α粒子穿过金箔时，稍微偏转了方向，还有个别α粒子，好像直接撞到了什么坚硬的东西而被偏离了一个很大的角度，更为惊奇的是卢瑟福还找到了直接向后反弹回来的α粒子，即在进入金属箔的同一端，出现了与行进方向相反的α粒子，这种现象是非常少见的。
一连串α粒子轰击金属箔
这简直不可思议。后来他曾经写道：“在我的生命过程中，那是一件发生在我身上的、最难以置信的事。这就象你发射了一颗直径为15英寸的炮弹，它打向一张薄薄的卫生纸时，却被那张纸弹了回来，而后打到你一样几乎不可相信。”
但科学实验的正确结果总是能反映客观实际的。卢瑟福的α粒子散射实验的结果，否定了他老师汤姆逊的原子模型，也证明了原子内部一定存在着集中在一起的正电荷部分。当然，这种集中的电荷决不可能是电子，因为电子的质量比α粒子要小七千多倍。这样，如果电子和α粒子相撞，就好象是一辆重约一吨的飞速行驶的汽车与一块摆在马路上的重为一百多克的小石子相撞一样。结果石子被抛得很远，而汽车的运动不会有什么变化。
所以α粒子大角度偏转的原因决不可能是与电子碰撞引起的。相反，只有原子内部集中的正电荷部分(原子质量的绝大部分也集中于此)与α粒子相互作用时，才能使α粒子改变运动方向，甚至于把α粒子向相反方向弹回去。
另外，根据实验结果可以推知原子中带正电荷部分的质量和大小。显然它的质量至少与α粒子一样大或者更大。而它的尺寸一定很小，因为实验中α粒子很少碰到它，大多数α粒子只是一掠而过。
直到1911年，卢瑟福才正式把自己的实验结果公诸于世。并提出了自己对原子结构的论述：原子核直径只占原子直径的万分之一左右，而原子内部的广大空间是由带负电荷的电子所填满。由于电子远比原子小，故原子内绝大部分是空着的。这就是卢瑟福所提出的“有核原子模型”。
卢瑟福提出的原子模型
我们根据有核原子模型理论，不仅能解释场姆逊原子模型所能解释的各种物理现象，而且还能说明其它物理现象。虽然，卢瑟福的有核原子模型理论在当时物理学界未能引起什么轰动，但他的核模型至今仍被人们所公认。基于他对原子核物理学的发展所作的卓越贡献，他获得了1908年诺贝尔化学奖。
而正当卢瑟福在人类科学事业一路高歌猛进时，却在1937年突然因病与世长辞了，享年六十六岁。他的老师汤姆逊却是在1940年以八十四岁的高龄去世的。汤姆逊火化后和卢瑟福一起被葬在威斯敏斯特公墓的部分，如此密切的师生关系在科学史上确实少有，值得人们永远怀念。
来源：科普中国-科技创新里程碑