布拉格光谱仪

家庭关系总是令人担忧。但也许没有人比那些有父母的人更有这种感觉了，我们的存在归功于父母，他们塑造了我们的思想，但也强加了我们渴望和反抗的界限。正如菲利普·拉金所写:你的父母会毁了你不过，还是有许多家族在波涛汹涌的水域中航行，在商界、娱乐界、当然还有政界建立了富有成效的合作关系。

科学家族也很多——伯努利家族、达尔文家族、居里夫妇、珀金斯家族、科恩伯格家族、佩鲁兹家族。但很少有父子的故事像布拉格父子这样紧密交织在一起，他们的合作，有时紧张的合作，几乎是一手创造了x射线晶体学。

威廉·亨利(William Henry)出生在坎布里亚郡，在剑桥大学学习数学，在那里他引起了英国人的注意约瑟夫•汤姆森在他25岁的时候，他被邀请担任澳大利亚新成立的阿德莱德大学的数学和物理教授。在薪水和温暖的天气的诱惑下，WH出发了，一边走一边死记硬背物理。

在澳大利亚的生活相当轻松，讲座与聚会和高尔夫球交替进行。但是x射线的发现是由威廉伦琴1895年，他对WH产生了浓厚的兴趣，建立了第一批x射线“管”之一，并开始探索放射性。他的工作使他被任命为利兹大学的物理学教授，带着他的家人回到英国，他的儿子威廉·劳伦斯(WL)在剑桥大学学习物理学，也是在汤姆森手下。

1912年8月，这位德国物理学家马克斯·劳厄报道了晶体对x射线的散射，在照相底片上产生了斑点的喷射。这肯定是衍射造成的，但没人能解释这些图案。

在一次家庭度假期间，父子俩讨论劳埃的研究结果。WH确信x射线是粒子，并探索了它们在晶体中的通道中传播的想法。另一方面，WL设想x射线被原子平面反射，从而产生干涉。当王力提出他那看似简单的关系时，nλ= 2d罪θ，于1912年11月11日在剑桥哲学学会发表讲话，查尔斯·T·R·威尔逊(云室的发明者)立即建议他研究云母，一种具有明显平面的材料。果然，转动云母将斑点的角度平移了两倍。

与此同时，WH采用了基尔霍夫分光镜探究这一现象。x射线由铅盒中的放电管产生，穿过可调节的准直孔，射向放置在棱镜中心的晶体。望远镜和目镜被一个小的充满气体的电离室所取代，它依次连接到一个金箔电验器，用来测量“反射”x射线的强度。通过旋转探测器θ从中间桌子上的天平可以看出他儿子的关系。WH建立了第一个带有位置敏感探测器的衍射仪。两人开始把他们能想到的所有水晶都放进光束里。

我们很难想象1913年布拉格夫妇关于氯化钠的论文所造成的震惊;盐不含分子，晶体是无限的晶格。他们的论文很快得到了一篇关于钻石的论文的证实雅各布·范特霍夫的四面体碳假说。

结构遵循结构。父亲Bragg收集数据，儿子Bragg进行分析。WL后来回忆说:“那就像发现一片冲积金田，周围躺着金块等着我们去采掘……那是一段辉煌的时光，我们每天工作到深夜，在寂静的实验室里，新的世界在我们面前展现。”

1914年第一次世界大战的爆发使一切都停止了。WL被派往法国的战壕，在那里他发明了一种声波方法来确定敌人火炮的距离。他的兄弟罗伯特在加里波利战役中牺牲的消息使战场变得更加糟糕。11月，WL收到了他和他父亲被授予诺贝尔奖的消息。他给家里写了一封简练的信，说跟他合住的当地副牧师开了一瓶Lachryma克里斯蒂庆祝用的酒。

为揭示原子世界的连通性而展开的激烈斗智斗勇，将是20世纪未被歌颂的伟大智力胜利之一。具有讽刺意味的是，随着计算机的出现，一些化学家还厚颜无耻地将结晶学称为一种“非运动”的表征方法，却很方便地忘记了支撑这些方法的数学森林。

布拉格夫妇最终都成为了皇家学会的主任，并在英国和世界各地的科学普及方面发挥了巨大的作用。对王力来说，这么早获得诺贝尔奖，又和父亲在一起，“让他有些心痛”。但这就是关于家庭的事情:你不能和他们一起生活，也不能没有他们。

Andrea Sella在英国伦敦大学学院教化学

致谢

我很感谢斯蒂芬·库里提供的重要建议。