1869年02月14日
157年前
历史上的今天：英国物理学家查尔斯威尔逊出生
查尔斯·汤姆逊·里斯·威尔逊（CharlesThomsonReesWilson，1869年2月14日－1959年11月15日），英国原子物理学和核子物理学先驱，生于苏格兰中洛锡安郡格伦斯科。先后就学于曼彻斯特和剑桥，1925年到1934年任剑桥自然哲学教授。他以研究大气电学而闻名，主要成就是发明云室，用以观察α粒子与电子的轨迹，从而进一步研究原子、粒子的相互作用。1927年他与康普顿一起分享诺贝尔物理学奖，1959年11月15日于皮布尔斯郡卡洛普斯去世。
1869年2月14日，苏格兰爱丁堡郊外的格伦科西庄园里，一个注定要改写人类认知史的婴儿呱呱坠地。这个被命名为查尔斯·汤姆逊·里斯·威尔逊的男孩，在三个世纪的时间长河中，用一台名为“云雾观测箱”的装置，为人类打开了通往微观世界的魔法之窗。
一、云雾中的顿悟
1894年盛夏，25岁的威尔逊在攀登本内维斯峰时遭遇了一场奇幻邂逅。当海拔攀升至1344米的山巅，他目睹了令他终生难忘的景象：云雾在嶙峋怪石间翻涌，时而聚成棉絮般的云团，时而散作轻纱般的薄雾。更令他惊奇的是，当雷暴云层逼近时，原本飘渺的水汽竟在瞬间凝结成肉眼可见的雾滴。这个现象在他脑海中激起了千层浪花——气压变化与水汽凝结之间，是否存在着某种尚未被揭示的物理规律？
在剑桥大学卡文迪许实验室的地下室里，威尔逊开始了长达十年的“造雾”实验。他改造了实验室的真空泵，在玻璃容器内注入经过三次蒸馏的乙醇蒸气。当快速抽气制造出类似高山的气压骤降时，容器内果然出现了梦幻般的云雾。但真正让他心跳加速的时刻，发生在某次实验中偶然引入的X射线管：当射线穿透容器时，云雾中竟显现出笔直的轨迹，如同被无形之手绘制的神秘符文。
这个发现让威尔逊联想到当时物理学界的两大革命——伦琴发现的X射线穿透性，与贝克勒尔揭示的铀盐放射性。他大胆推测：如果带电粒子能作为水汽凝结的核心，是否可以通过精确控制蒸汽的过饱和状态，让这些微观粒子的运动轨迹“显形”？这个充满诗意的设想，最终催生了人类历史上第一台粒子探测器。
二、微观世界的显影术
1896年的平安夜，威尔逊在实验室日志上画下最后一个实验数据。经过上万次失败尝试，他终于掌握了控制蒸汽过饱和度的黄金比例：当容器内气压降至标准大气压的1/3时，乙醇蒸气会在0.01秒内达到临界凝结状态。这个精妙的设计，使得任何带电粒子通过时产生的离子，都能立即引发周围蒸气的链式凝结反应。
当第一束α粒子在云雾室中划出蜿蜒轨迹时，威尔逊激动得打翻了显影液。这些转瞬即逝的白色纹路，就像宇宙写给人类的情书，首次将不可见的微观世界具象化。1912年，当他在云雾室顶部加装干板照相机后，这个装置立即成为粒子物理学的“眼睛”。康普顿用它捕捉到反冲电子的轨迹，为量子理论提供了铁证；安德森在宇宙射线中发现了正电子的“V”形轨迹，证实了狄拉克的反物质预言；布莱克特团队更拍摄到电子-正电子对湮灭的完整过程，这些照片至今仍陈列在日内瓦CERN的展览馆里。
三、跨界探索的星辰
威尔逊的科学好奇心像永不熄灭的火炬。1895年那个雷暴交加的夜晚，他在本内维斯峰的气象站记录到奇异现象：当闪电划破天际时，金属测高仪竟迸发出蓝色电火花。这个发现促使他设计出史上首个大气电场探测气球，在3000米高空测量到指向地面的电场强度达150V/m。他据此计算出地球表面携带的负电荷总量，这个数值与现代测量结果惊人地吻合。
晚年隐居爱丁堡期间，这位白发苍苍的老人仍保持着每天记录气象数据的习惯。87岁高龄时，他乘坐改装过的双翼飞机冲入雷暴云团，在剧烈颠簸中记录云层电荷分布。当同行科学家担心他的安全时，威尔逊笑着展示随身携带的云雾室：“我要让闪电在玻璃盒子里跳舞。”基于这些冒险获得的数据，他提出了革命性的雨云电荷模型，解释了地球为何带负电的世纪谜题。
四、科学精神的永恒之光
威尔逊的工作台始终摆放着三件物品：本内维斯峰的岩石标本、卡文迪许实验室的铜制门牌，以及1927年诺贝尔奖章的复制品（真品被他捐给了母校）。这些物件见证着他独特的科研哲学：将高山气象的壮阔与实验室精密测量相结合，用跨学科的思维突破认知边界。
他的实验笔记里记载着令人震撼的数字：为确定最佳膨胀比参数，他进行了12,783次真空抽气实验；为验证云雾轨迹的可靠性，他连续72小时守在暗房冲洗照片；甚至在获得诺贝尔奖后，仍坚持每天步行5公里到实验室工作。这种近乎偏执的严谨，让卡文迪许实验室主任汤姆逊感叹：“威尔逊的耐心，足以让最顽固的原子显形。”
1959年深秋，当威尔逊在爱丁堡皇家医院安详离世时，他的床头柜上放着未完成的论文草稿和半块吃剩的燕麦饼干。窗外的天空正飘着细雨，仿佛宇宙在用最温柔的方式，向这位揭开微观世界面纱的智者告别。如今，当我们凝视粒子对撞机中绚丽的碰撞图像时，仍能看到云雾室里那些白色轨迹的幽灵——那是威尔逊留给人类最浪漫的科学遗产。
在威尔逊诞辰157年后的今天，他的故事依然在科学界流传。这个从云雾中走来的苏格兰人告诉我们：真正的突破往往诞生于对日常现象的凝视，成就于经年累月的坚持，而最伟大的发现，永远是好奇心与严谨态度的完美联姻。
历史上的今天
