威廉·克鲁克斯

威廉·克鲁克斯爵士，OM，FRS（英语：Sir William Crookes，1832年6月17日－1919年4月4日），英国物理学家与化学家，参与皇家化学学院，致力于光谱学研究。威廉·克鲁克斯于1859年创办并主编《化学新闻》。1863年当选英国皇家学会院士，1913年至1915年间担任皇家学会会长。是铊元素的发现和命名者，以及真空管研究先驱。其1874年研制的阴极射线管（克鲁克斯管（英语：Crookes tube）），为1895年X射线的发现和1897年电子的发现提供了基本实验条件。他同时也发明闪烁镜（英语：Spinthariscope）等实验仪器和防护游离辐射的特种玻璃，研究稀土元素及其光谱、空气中固氮等问题，并以此在1873年发明了辐射计（克鲁克斯辐射计）。在晚年，他对心灵论感兴趣，成为心灵现象研究学会（英语：Society for Psychical Research）会长。威廉·克鲁克斯出生于伦敦，有15个弟妹。他的父亲约瑟夫·克罗克斯（Joseph Crookes）是北方出身的裁缝，当时和他第二任妻子玛丽·斯科特（Mary Scott Lewis Rutherford Johnson）住在一起。1850年至1854年，他担任了大学的助理职位，很快开始原创性的工作。他没有走向他的老师冯·霍夫曼的有机化学领域，而是研究新的硒化合物，这成为他1851年首次发表论文的主题。之后1854年他在牛津的雷德克里夫天文台与曼努埃尔·约翰逊（英语：Manuel John Johnson）一起工作，在那里他将最新的蜡纸（英语：Wax paper）摄影技术与弗朗西斯·罗纳兹（英语：Francis Ronalds）制造的机器相结合，可以连续记录气象数据。 1855年，他被任命为切斯特大学的化学讲师。1856年，他与达伦顿威廉·汉弗莱（William Humphrey of Darlington）的女儿艾伦（Ellen）结婚，有三个儿子和一个女儿，生活在伦敦。1859年，创办了《化学新闻》。这本杂志是他编辑多年的科学杂志，不过规模小于当时一般主流科学期刊。克鲁克斯在实验上有众多成果。他以极大的热情接受本生和古斯塔夫·基尔霍夫介绍的光谱分析方法。1861年，他发现一个过去未知的元素，光谱中有一明亮的绿色发射谱线，因此取希腊语“θαλλός”（thallos）—“绿芽”之意，命名为元素铊（thallium）。 这项工作使他的名声确立，1863年当选为英国皇家学会院士。1871年他也在《化学分析选择方法》上发表论文。克鲁克斯是建造和使用真空管来研究物理现象的先驱。1874年他开发了克鲁克斯管（英语：Crookes tube），研究阴极射线，发表了许多关于光谱学的论文，并对其中各个子领域进行研究。他在低压气体导电研究中发现，随着压力的降低，负极（阴极）似乎会发出光线（即所谓的“阴极射线”，现在已知是一股自由电子流，并可用于映像管）。因此，他也可以说是第一批研究后来所谓等离子的科学家之一，并在1879年认为这是第四种物质状态。他还设计了闪烁镜（英语：spinthariscope），是最初几种研究核放射性的方法之一。克鲁克斯研究阴极射线的性质，表明它们以直线行进，当它们落在某些物质上时会引起荧光，并且可以产生很大的热量。他因此相信他发现了第四种物质状态，他称之为“辐射质”（Radiant Matter）。他认为光线由一般分子量级的粒子流组成。后来约瑟夫·汤姆森也类似这样解释阴极射线的亚原子性质（由负电子流组成）。虽然之后不久克鲁克斯的“辐射质”理论观点被取代，他在此领域的实验工作是许多发现的基础，并最终改变了整个化学和物理学。在研究铊元素的过程中，他注意到真空平衡。 他很快就发现了一种驱动克鲁克斯辐射计的现象，当暴露于辐射能量时，克鲁克斯辐射计的叶片暗面会离开辐射源，亮面会靠近辐射源而转动。然而，克鲁克斯没有提出这种明显“辐射引起的吸力和斥力”的真正解释。1880年后，他住在肯辛顿公园花园（Kensington Park Gardens）的私人实验室里，完成他所有的后期工作。克鲁克斯在1895年确定了第一个已知的氦样品。1897年被封为爵士。1903年，克鲁克斯把注意力转移到新发现的放射性现像，实现了铀元素与其放射性衰变产物“铀-X”（后来被确定为镤元素）的分离。 他观察到分离衰变产物的逐渐衰减，以及原始铀中同时有新鲜的供应。 在这个重要发现的同时，他也观察到当放射性活性物质中放射出的“p粒子”撞击到硫化锌时，每次冲击都伴随着微小的闪烁，这种现象成为了日后放射性技术中最有用的方法之一。1860年代后期，可能因为克鲁克斯的一个弟弟在21岁时死于黄热病，克鲁克斯开始对心灵论（英语：Spiritualism）论感兴趣。1867年，受到瓦利（Crickwell Fleetwood Varley）的影响，克鲁克斯出席了一次降神会，试图与他的兄弟联系 。在1871年至1874年间，克鲁克斯与当时的灵媒凯特·福克斯（英语：Kate Fox），佛罗伦斯·库克（英语：Florence Cook）和丹尼尔·东拉斯·亨姆（英语：Daniel Dunglas Home）合作了一些研究。经过调查，他认为这些灵媒可能产生真正的超常现象，并与精神交流。但后来的心理学家Leonard Zusne和Warren H. Jones则认为克鲁克斯非常可笑，把诈欺的灵媒当成是真实的。科学史学家Sherrie Lynne Lyons也认为克鲁克斯是被欺骗的。克鲁克斯后来加入了心灵现象研究学会（英语：Society for Psychical Research），成为1890年代的会长，他也加入了神智学协会和灵魂俱乐部（英语：The Ghost Club）。1890年，他开始进入黄金黎明协会。