تامسن، جوْوزف جان

[jōzef jān tāmsən]
Joseph John Thomson
(ت. چیتم هیل، نزدیك منچستر، انگلستان، 27 آذر 1235/ 18 دسامبر 1856؛ و. كیمبریج، انگلستان، 8 شهریور 1319/ 30 اوت 1940)، فیزیك.
تامسن از آن جهت به فیزیك روی آورد كه برای انتخاب رشته‌ی مهندسی پول كافی نداشت. پدرش، كه كتابفروش بود، او را برای وقت گذرانی به كالج اوْئینز فرستاد تا آن كه مهندس برجسته‌ای، كه قرار بود تامسن شاگردیش را قبول كند، یك محل خالی پیدا كرد و وی را پذیرفت؛ اما قبل از آنكه این محل خالی شود، پدر فوت كرد و خانواده نتوانست هزینه‌ی تحصیل او را تكفّل كند. تامسن با استفاده از كمك هزینه‌های تحصیلی اندكی كه دریافت می‌كرد توانست در كالج اوْئینز، كه هیأت علمی بلند پایه‌ای، چون آزبرن رنلدز، هنری راسكوْ، بلفور استیوئرت (تامسن زیر نظر او اولین تحقیق تجربی خود را انجام داد [1])، و تامس باركر، استاد ریاضی، و نخستین فرد بحث كننده، داشت، تحصیلات خود را تا دریافت درجه‌ی مهندسی ادامه دهد. به توصیه‌ی باركر، تامسن در اوْئینز به كار ادامه داد تا خود را برای دریافت كمك هزینه‌ی تحصیلی ورود به رشته‌ی ریاضی دانشكده‌ی قدیمی باركر، یعنی كالج ترینیتی (كیمبریج)، مهیا سازد. او كمك هزینه‌ی تحصیلی كوچكی دریافت كرد و در 1255 به دانشگاه كیمبریج وارد شد، و بقیه‌ی عمرش را در آنجا گذراند [58: 13-32].
او برای گذراندن امتحانات نهایی ریاضی در آنجا به تحصیل پرداخت؛ این دوره در آن زمان شامل گستره‌ی وسیعی از ریاضیات محض و كاربردهای ریاضیات در بسیاری از شاخه‌های فیزیك می‌شد. برای توفیق در مسابقه، یعنی برای احراز مقامی بالا، لازم بود كه داوطلب محاسبات را با سهولت زیاد انجام دهد و بتواند از عهده‌ی پرداختن به انواع مدلها، یا «مشابه‌های فیزیكی» كه در مكتب كلوین، استوْكس، و مَكسوِل موردتوجه بود، برآید. اما احتیاجی نبود كه از فیزیك تجربی اطلاعات یا شناختی داشته باشد؛ و به این ترتیب تامسن، با پیروی مجدّانه از نصایح مربی خود، ا. ج. راوث، در امور تجربی وارد نشد و تنها كار تجربی او پاگذاشتن به آزمایشگاه كَوِندیش بود، و هرگز هم با مكسول [ 58: 95، 129]، كه كارش الهام بخش كار او شد، تماس برقرار نكرد. تامسن در امتحانات نهایی دوره‌ی لیسانس كیمبریج در سال 1259، بعد از جوْوزف لارمار، كه مثل او، به استادی كیمبریج نایل آمد، نفر دوم شد.
تامسن به كار در كالج ترینیتی، كه در سال 1260 برای او كمك هزینه‌ای در نظر گرفت، ادامه داد. او كار ریاضی را در سه رشته، كه ظاهراً از نظر محتوا و شكل مغایر یكدیگر بود، دنبال كرد، اما شاگردان مكسول را در گروهی هماهنگ متشّكل ساخت و به تحقیقات خود نیز بنا به تمایلات شخصی ادامه داد. بندرت اتفاق می‌افتاد كه تامسن اندیشه‌ای را كه در ذهنش پرورده بود رها كند.

عضو ترینیتی: در روش كار مكسول، بین مطرح ساختن نظریه با استفاده از ابداع مدلهای مكانیكی خاص یا مشابهات و استنتاج معادلات اساسی از طریق عامترین روابط پویا (دینامیك) همواره نوعی بازی، و گاهی كشمكش، وجود دارد. برای مثال، در وهله‌ی اول، مكسول از طریق طرحی ماهرانه از یك مدل آب پویا (ئیدروْدینامیك)، كه آن را منشأ پدیده‌های برقمغناطیسی می‌انگاشت، به معادلات برقمغناطیس دست یافت؛ در وهله‌‌ی دوم، وی این معادلات را مستقیماً از رابطه‌ی لاگرانژی حاصل از روابط معلوم بین كمیتهای اندازه پذیر بدست آورد. مزیت روش دوم، بر طبق تأكید مكسول، بی‌نیازی از داشتن اطلاعی درباره‌ی «ساز و كار» مؤثر در پدیده‌ها بود (همان طور كه كسی چیزی هم نمی‌دانست). به عقیده‌ی تامسن، مزیت روش اول در این است كه مفاهیم را استوار می‌سازد، حافظه را تقویت می‌كند، و بالاتر از اینها جهتهای تازه‌ای كه انتظارشان نمی‌رود برای انجام آزمایشها به فكر خطور می‌دهد [15: 1].

محرّك كوششهای آغازین تامسن در طرح مدلها موضوعی بود كه در سال 1261 با عنوان «تحقیقی كلی درباره‌ی تأثیر متقابل دوگردشار بسته در شاره‌ی تراكم ناپذیر كامل» برای دریافت جایزه‌ی اَدَمز معین شده بود. تامسن در Treatise («رساله») مقاله‌ی مشهورش [5] در این باره بیش از حد لازم بحث كرد و به مورد استعمالی اشاره نمود كه برای او «بیشتر جالب توجه» بود [5: 2]، و آن موضوع نظریه‌ی كلوین درباره‌ی اتوْم گردشار بود (1246). در اینجا اتوْمهای موجود در گازها شبیه گردشارهائی در نظر گرفته می‌شوند كه در شاره‌ای بی‌اصطكاك وارد می‌شوند، نه به صورت حلقه‌های دود در هوا. اما این گردشارها، برخلاف حلقه‌ها، جاودانه‌اند، بنابراین می‌توانند ثبات اتوْم عهد ویكتوْریا را به نمایش گذارند.
تامسن، كه طبعی احساساتی داشت، و همیشه آرزو می‌كرد كه توضیحی كمّی، ساز و كارگرایانه (مكانیستی)، و «غایی» [39: 1]- نه به معنی «یگانه» بلكه به معنی موجز [5: 1]- از جهان فیزیكی بیابد، این نظریه را پسندید. به این معنی شاید نظریه‌ی اتوْم گردشار اساسی‌ترین نظریه‌ای بود كه تا آن وقت مطرح شده بود، زیرا امید می‌رفت كه فقط با استفاده از چند خاصیتِ انتزاعیِ شاره‌ی نخستین و تحلیل ریاضی محض بتوان به هدف رسید. مكسول نوشته بود:« مشكلات این روش بسیار زیاد است، اما افتخار چیره شدن بر آنها منحصر به فرد خواهد بود. » (1) رساله‌ی تامسن شاید شكوهمندترین واقعه در این تلاش بی‌امید بود.
آزمایشهای ا. م. مِیِر، با تعبیری كه كلوین از آنها بدست داد [5: 107] راهنما و شاید هم الهام بخش تامسن در وفق دادن دانش بجا و مناسبت ئیدروْدینامیك با نظریه‌ی اتوْم گردشار بود. میر، كه نتایج چشمگیر آزمایشهایش در ذهن تامسن همیشه تازه بود [ برای مثال، 26: 313-314]، آرایش تعادلی n عقربه‌ی مغناطیسی قائم را، در حالی كه روی آب شناور بودند و تحت تأثیر جاذبه‌ی آهنربای بزرگ ثابتی قرار داشتند، مورد تحقیق قرار داده بود. این آزمایشها ظاهراً نشان دادند كه اگر ، سوزنها روی محیط یك دایره منفرد قرار گیرند، و چنانچه n زیاد باشد، چند حلقه‌ی متحدالمركز تشكیل می‌دهند. كلوین، براساس نظریه‌اش كه خاصیت مغناطیسی را با مدل جنبشی توجیه می‌كرد، استنباط كرده بود كه هریك از آرایشهای پایداری كه توسط میر كشف شده باید با یك گردشار ستونی مستقیم متناظر باشد. بنابراین، تامسن پایداری m حلقه گردشار را چنان در ارتباط با یكدیگر در نظر گرفت كه قسمتهای نزدیك آنها همیشه موازی یكدیگر قرار می‌گرفتند، شبیه نخهائی كه به طور متقارن در دور یك چنبره پیچیده شده باشند بی‌آن كه از روی یكدیگر بگذرند. برای این كه تعادل پایدار باشد، لازم بود كه گردشارها شدت مساوی داشته باشند و باشد.
برای استفاده از این نتایج در مسأله‌ی تركیبات شیمیایی (كه تامسن، با تفاوت چشمگیری با بیشتر فیزیكدانان، دائماً به آنها توجه داشت [مثلاً، 39: 120-141؛ 55: 28-112]) مشاهده می‌شود كه هریك از نخهای اتصال در آرایش تامسن خودش می‌تواند تركیبی از گردشار با شدت مساوی باشد. اگر شدت همه‌ی اتوْمهای گردشار مضربی از شدت اتوْم ئیدروْژن، كه آن را واحد فرض می‌كنیم، باشد، واضح است كه شدت اتوْم اوْكسیژن برابر 2 می‌شود. در مورد اتوْم ازوْت به اشكال برمی خوریم، چون ظاهراً ملازمه با آن دارد كه شدت گردشار ازوْت در موْلكول NO براب 2، ولی در NH3 برابر 1 باشد. وضع كربوْن نیز نظیر ازوْت با ابهام روبه رو است (CH4,CO) و به طور كلی جدول ظرفیتهائی كه تامسن در رساله‌ی خود بدان دست یافت به درد شیمیدانها می‌خورد. در عین حال این جدول از ویژگیهای كار تامسن برخوردار بود، و- حداقل با توجه به نظریه‌های «غایی»- بین آزمایش و نتایج كمّی‌ای كه او با زحمت زیاد از مدلهای مكانیكی ساده بدست آورد توافق «كیفی» تقریبی برقرار بود. در بیشتر كار تامسن درباره‌‌ی ساختار اتوْم، و نظریه‌های مربوط به واكنش شیمیایی [55: 12-26] و ماهیّت نور [57] كه در اواخر عمرش بوجود آورد، همان روش كنجكاوانه دیده می‌شود: محاسبات دقیق و قیاس زیركانه كه با كمال صداقت بكار برد تا فقط سازگاری تقریبی با چند داده‌ی بسیار تجربی تأمین كند. بی‌شك این روش- یا این حال و حوصله، چون این ویژگی در همه‌ی كارهای تامسن نیست- به او كمك كرد كه به آن «شهودهای شادی بخش» و «تعمیمهای الهام شده» و به آن «سرشاری مفاهیم» و «بارآوری بی‌پایان در اختراعات» دست یابد كه بر معاصرانش اثر گذاشت و آنها را رهبری كرد. (2) اما این روشی هم بود كه به نسبت پیشرفتی كه می‌كرد عقیم می‌شد؛ زیرا بار سنگین كیفی آن راه را برای ظهور یك فیزیك دقیق- كه وی احتیاجی به آن نداشت- مهیا می‌كرد.
خط دوم پژوهشهای آغازین تامسن از آثار پدیده شناسی مكسول ناشی می‌شود. در قسمتی از رساله‌اش كه به مناسبت پذیرفته شدن به عضویت دانشگاه نوشت [58: 21]، مفهومی را كه در كالج اوْئینز به آن رسیده بود و در پی بازگشت به آن بود [مثلاً 53] با دقت مورد بررسی قرار داد، یعنی این مفهوم را كه به جای كارمایه‌ی پوْتانسیئل دستگاهی مفروض می‌توان كارمایه‌ی جنبشی جِرمهای موهومی را كه به نحو مناسبی با آن مربوط است قرار داد. امكان داشت كه این مفهوم، كه به جلو افتادن طرح مشهورتر هاینریش هرتس منجر شد، با استفاده از یك نوع معادلات لاگرانژی كه راوث حل كرده بود به صورت تحلیلی در‌آید [ 12: 12-15]. به این ترتیب، از بررسی یك معادله‌ی لاگرانژی نه تنها نمی‌توان ساز و كار اساسی را معین كرد، بلكه به طور كلی نمی‌توان دانست كه سروكار ما با یك دستگاه معمولی است یا با دستگاهی با جرمهای تامسنی.
تامسن، مانند مكسول، آماده شد كه از این نتیجه به دو نحو بهره برداری كند. اول، این واقعیت كه می‌توان به جای كارمایه‌ی پوْتانسیئل («[كه]، در مفهوم دقیق كلمه، نمی‌توان گفت چیزی را توضیح می‌دهد»[12: 15]) كارمایه‌ی جنبشی قرار داد این امید را تقویت كرد كه نظریه‌ای تنها براساس خواص ماده‌ی در حال حركت پایه گذاری خواهد شد. در همان جا می‌گوید: « وقتی كه این كار انجام شود، تبیین كاملی از هر پدیده‌ای بدست خواهیم آورد و هر تبیین دیگری نه طبیعی بلكه مابعدالطبیعی خواهد بود» [همان]. تامسن نظریه‌ای شبیه اتوْم گردشار- حلقه در ذهنش داشت، اما دوم، این واقعیت كه معادله‌ی لاگرانژی مفروض با هر تعداد از مدلها مطابقت دارد، قوّیاً دال بر آن است كه از همه‌ی آنها باید صرف نظر شود، بخصوص این كه فقط با ساختن معادله‌ای لاگرانژی بر طبق دستور معین می‌توان به هدف اصلی فیزیك- كشف پدیده‌های تازه- رسید.

تامسن، در یك رشته مقالات [7، 9] سخنرانیها، و كتابی به نام Application of Dynamics («موارد استعمال پویایی شناسی») [12]، نشان داد كه چگونه با بررسی پدیده‌های شناخته شده می‌توان جمله‌ای از معادله‌ی لاگرانژی را حدس زد و چگونه، از جمله‌ای كه یك بار مورد پذیرش قرار گرفته است، وجود و مقدار عوامل دیگر را نتیجه گرفت. او همچنین نشان داد كه میانگین زمانی لاگرانژی می‌تواند نقش آنتروْپی را در مسائل خاصی كه معمولاً به كمك قانون دوم گرماپویایی (ترموْدینامیك) قابل حل هستند بازی كند. یكی از مهمترین كارهای تامسن در این زمینه، كه شاید وی مبتكر آن بود، بسط این مفهوم است كه برق در فلزات به همان نحو جریان پیدا می‌كند كه در برقكافه‌ها (الكتروْلیتها) حركت می‌كند [مثلاً 12: 289-304]. تامسن در تدوین نظریه‌ی الكترونیِ فلزات از همین مفهوم استفاده كرد؛ ابتدا، همان طور كه آرنیوس در تصویری از محلول رقیق بدست می‌دهد، الكتروْنها را آزاد فرض كرد [30]، و بعد به امید حل مشكل نظریه‌ی گرماهای ویژه، آزادی حركت آنها را، به طوری كه در نظریه‌ی گروْتهوس در رسانش برقكافه‌ها مطرح است [62: 419-420، 425]، نوبتی در نظر گرفت [39: 86-102].

سه خصوصیت درباره‌ی كتاب Applications («موارد استعمال») قابل توجه‌اند. اول اینكه معلوم می‌شود تامسن در شناخت نوشته‌های تخصصی مهارت زیادی داشته است، و حتی مقالات آزمایشگران آلمانی را هم در حیطه‌ی كارش از نظر دور نمی‌داشت. او تا شروع جنگ جهانی اول از محتوای مجلات آگاهی كامل داشت (گاهی مطالبی از آنها می‌گرفت كه بعداً منبع آنها را فراموش می‌كرد) [59: 150-151- 219]. دوم اینكه در كتابش از پدیده شناسی معتدلی بهره گرفت، و ویژگی پرهیز از خصوصیات فرایندهای دینامیك را در كارهای بعدی نیز تكرار كرد. برای مثال، در نظریه‌ی بدیع رسانش برقی در گازها [24، 28] فقط فرض وجود یوْنها را مطرح می‌كند و رفتار یوْنها را نه برحسب برقپویاییِ برهمكنش آنها، بلكه از روی پارامترهائی- مخصوصاً اندازه‌ی تحرّك و تركیب مجدد- كه می‌بایست با آزمایش معین شوند، توصیف می‌كند. فقط بعدها [ مثلاً 45] بود كه تامسن طرحی از نظریه‌ی یوْنش فراهم كرد.
سوم این كه تامسن، همانند بیشتر دانشمندان فیزیكِ ریاضی مكتب كیمبریج، معتقد بود كه همیشه رابطه‌ی لاگرانژی مناسبی می‌توان یافت، یا، به عبارت دیگر، تمام پدیده‌های فیزیكی را می‌توان در اصل به صورت مكانیكی توضیح داد. به اضافه، او فكر می‌كرد كه این یا آن توضیح دینامیكی ممكن برای پدیده‌ی مفروضی را، كه وجود آن توضیح با یك رابطه‌ی لاگرانژی تضمین شده باشد، الزاماً باید هر وقت كه ممكن باشد بصراحت معین كرد. تامسن، در این حال و هوا، كه با حال و هوای یك نظریه پرداز اتوْم گردشار مباینت داشت، این فرض كه مدلهای پدیده‌های متفاوت بین خودشان سازگار باشند را لازم نمی‌دید، و نه هم این فرض را كه آنها كنش از راه دور را نفی می‌كنند، بلكه آن مدلها فقط آن نوع نیروها و برهمكنشهائی را می‌پذیرند كه فیزیكدانها از زمان نیوتن با آنها آشنا شده بودند. او هیچ وقت این دیدگاه را كنار نگذاشت، و همین طرز فكر باعث شد كه او و معاصرانش مانند لاج و شوستر ارزش نظریه‌ی كوانتوْمی را پایین آورند و آن را پرده‌ای از جهل و جانشین بزدلانه‌ای برای «شناخت ساختار اتوْم» [50a: 27] معرفی كنند. گاهی كوششهای تامسن، مثل نظریه‌ی جبهه‌ی موج خالدار [34: 63-65؛ 42]، كه برای توضیح توان یوْنش گزینشی پرتوهای X (مجهول ) و y (گاما) طرح شده بود، می‌توانست برای حل مسائل كوانتوْمی و پیشرفت آن مؤثر باشد. اما بعد از 1289 نقشه‌های وی برای پرهیز از نوآوریهائی نظیر راهی كه آینشتاین برای توضیح اثر فوْتوْن [ 49] پیش گرفت، و استنتاج بوْر از فوْرمول بالمر [52]، به نحوی فزاینده دور از ذهن و بی‌ثمر می‌شد.
آخرین كاری كه تامسن در خطوط آغازین تحقیقاتش انجام داد بسط ریاضی برقپویایی ( الكترودینامیك) مكسول بود. اولین نتایج مهمی كه در این زمینه گرفت مشتمل بود بر كشف چیزی كه جرم برقمغناطیسی نامیده شد، و آن لختیِ اضافی است كه اجسام باردار به مناسبت داشتن بار برقی از خود نشان می‌دهند[2]، و دیگر نیروی وارد از طرف میدان مغناطیسی بر یك كره‌ی باردار متحرك- كه فعلاً به نیروی لوْرنتس مشهور است- و در محاسبه‌ی آن خطائی در نتیجه‌ی ضریب 2 وجود داشت، است [همان]. این نتایج نه فقط به خودی خود مهم بودند، بلكه منشأ حركت و بهره گیری سریع از طریق شیوه‌های مكسول به وسیله‌ی فیتس جرلد، هِویساید، لَم، پوْینتینگ، و خود تامسن نیز شدند [مثلاً 6].
دقتی كه تامسن با آن نظریه‌ی مكسول را مطرح كرد چشمگیر بود و چنان نبود كه كوركورانه به مدل مكسول بچسبد بلكه در گزارش كاملی كه برای «انجمن بریتانیایی پیشرفت علوم» نوشت[8] نكات مبهم فوْرمولهای مكسول را خاطرنشان كرد و دستگاههای رقیب آن را جانبدارانه مورد بحث قرار داد. اما سعی كرد به آنچه وی ویژگی منحصر به فرد نظریه‌ی مكسول می‌دانست وفادار بماند: و آن «جابه جایی» برقبند D بود، كه دیگر دانشمندان رشته‌ی برق واگرایی آن را شاره‌ی برقی نامیدند، و تغییر آن نسبت به زمان، حتی در غیاب ماده، مانند جریان معمولی، اثرهای مغناطیسی تولید می‌كند. جا به جایی D، چون مفهوم بار را مبهم گذاشته بود، باعث بیشتر ناراحتیهای خوانندگان آثار مكسول در قاره‌ی اروپا شد، و حتی می‌توانست خوانندگان انگلیسی را نیز پراكنده سازد. تامسن، در مقاله‌ی مهمش در 1260 [2]، با انتساب میدان مغناطیسی كره‌ی باردار متحرك به جابه جایی خارج از آن بتنهایی، و در نتیجه با غفلت از مهمترین عامل، كه همرفت بار است، به نتایج نادرستی رسید. [قس 62، 306-307؛ 60: 24، 55].
تامسن، در كار بعدی، به جای اصطلاح «جابه جایی» (كه اصطلاحی «بدفرجام» بود [8: 125])، اصطلاح «قطبش» را قرار داد و آن را به صورت «لوله‌های نیرو»ی برق ساكن نمایاند و فرض كرد كه ابتدا و انتهای این لوله‌ها به اتوْم ختم می‌شوند، و هر لوله حاوی واحد برقكافتی برق است، كه این مفهوم را در پایان «الكتروْن» نامیدند [15: 1-52]. تامسن، با این طرز نمایش، كه با جزئیات زیركانه‌اش مهارت مقاله نویس درباره‌ی حركت گردشار را نشان می‌داد [قس 58: 94]، تمام فوْرمولهای معمولی مربوط به برقپویایی مكسول را دوباره بدست آورد. او در اینجا [15: 13] همچنین روی مفهوم اندازه‌ی حركتِ برقمغناطیسی ذخیره شده در محیط (حاصل از انتقال لوله‌ها، كه مولّد خاصیت مغناطیسی است) تأكید كرد؛ این مفهوم را تامسن [ مثلاً 39: 24] و دیگران به این منظور بكار بردند كه تساوی كنش و واكنش را در برقپویایی تأمین كنند [62: 366]، و وجود «یك جهان ناپدیدار (مرئی) را كه می‌توانیم آن را اثیر بنامیم» نشان دهند‌ [36a: 235].
نیاز به گفتن نیست كه تامسن، اگرچه قویاً معتقد بود كه دانشجویان باید تصویری ذهنی از سازوكار میدان برقمغناطیسی داشته باشند، تصویر ذهنی خودش را منحصر به فرد یا حتی دارای امتیازی خاص نمی‌دانست. «هر روشی را كه دانشجو انتخاب می‌كند به دلایل زیاد اهمیت ثانوی دارد، به شرطی كه روش خاصی را برگزیند. » [15: هفت]. «هر نظریه‌ای كه درباره‌ی ماده مطرح می‌شود بیشتر خط مشی است تا اعتقاد» [ 39: 1]. خود تامسن مدلهائی بكار می‌برد كه از لحاظ سطح و عمق مطلب متفاوت بودند، و چه بسا ویژگیهای متناقضی داشتند؛ و پس از كشف الكتروْن، وی در تصویرهای ذهنی‌ای كه خودش از رسانش فلزات [مثلاً 30]، ساختار اتوْم [مثلاً 35]، و تركیب شیمیایی [39: 120-139] داشت، آزادانه چیزهائی، مانند بار برقی را، كه نگرانیهای ضد مكسولی شمرده می‌شدند، پذیرفت. البته در یك نظریه‌ی «غایی» درباره‌ی برق مجاز نیستیم كه چنین آسان گیر باشیم [53، 56، 57].
استادِ كوندیش. در 1263 لرد ریلی، كه جانشین مكسول شده بود، از استاد فیزیك تجربی كوندیش استعفا داد. تا آن موقع تامسن چند كار كوچك آزمایشگاهی ناقص [قس 44: 80؛ 58: 97]، از جمله، كار آزمایشگاهی برای تعیین نسبت واحد برق در برق ساكن به همان واحد در برقمغناطیس به پیشنهاد ریلی انجام داده بود [ 4، تصحیح شده در 13]. ریلی قصد داشت در این كار، كه صرف نظر از ناقص بودنش، نمونه‌ی بارز كارهای آزمایشگاه كوندیش در دوره‌ی تصدی خودش بود، شركت داشته باشد؛ اما تامسن، كه از خطرات زیاد كار تجربی آگاهی نداشت، بسرعت طرح را به پایان رساند و با عجله مطالبی منتشر كرد و در ذهن همكارانش، از جمله ریلی، در مورد این كه او در فیزیك تجربی آینده‌ای داشته باشد تردید بوجود آورد[ 59: 18-20]. تامسن، با این اعتبارها و زمینه‌ی ریاضی كه داشت، برای احراز كرسی استادی به رقابت پرداخت؛ و در نهایت تعجب خود [ 58: 98]، و با رنجش زیاد بعضی از رقبای دیگر، از جمله فیتس جرلد، گلیزبروك، لارمار، رنلدز، و شوستر انتخاب شد. این انتخاب دلیلی است بر عقل و درایت انتخاب كنندگان، كه در میان آنان رقیبان قدیمی برتر كیمبریج مانند استوْكس، ویلیام تامسن، و. د. نیوِن، و جوْرج داروین، كه یكی از داوران رساله‌ی تامسن در برنده شدن جایزه‌ی ادمز بود، شاید از همه مؤثرتر بوده‌اند.
خوشبختانه كارشناسان آزمایشگاه، از جمله یكی از آنان كه انتظار می‌رفت رئیس آزمایشگاه شود، در آزمایشگاه باقی ماندند؛ و بدین ترتیب دوره‌های مقدماتی كه در زمان ریلی دایر شده بود، و بخصوص دوره‌هائی كه برای قسمت اول مسابقات ورودی درجه‌ی لیسانس علوم طبیعی در نظر گرفته شده بود، در مدتی كه استاد تازه راه خود را پیدا می‌كرد بدون مشكل به كارشان ادامه دادند. همان اعضای آزمایشگاه، بعدها (1227) دوره‌هایی را برای پزشكان داوطلبی تشكیل دادند كه شهریه‌هایشان بسرعت به صورت قسمت مهمی از منابع مالی كوندیش درآمد [44: 84-89؛ 61: 250-280؛ 59: 19-21].
تامسن برای تحقیق تجربی خود پدیده‌های تخلیه‌ی برقی در گازها را، كه مطالعه‌ی آن را مكسول توصیه كرده بود، انتخاب كرد. این موضوع در اوایل دهه‌ی 1260، عمدتاً بر اثر كارهای كروكس و گوْلتشتاین در مورد پرتوهای كاتوْدی، جلب توجه كرده بود [62: 350-353]. در واقع، محرّك ظاهری تامسن برای محاسبات مكسولی در 1260 این بود كه برای ادامه‌ی بررسی پرتوهای كاتوْدی یك راهنمای نظری تهیه كند. او هم، مانند كروكس، این پرتوها را «ذرات مادّه‌ی بسیار پربار» می‌دانست «كه با سرعت زیاد حركت می‌كنند» [ 2: 229، 58: 91-93]. دو سال بعد، بار دیگر توجه تامسن به تخلیه‌ی برقی در گازها جلب شد، و این بار راهنمایش نظریه‌ی اتوْم گردشار بود. [3]
تامسن مشاهده كرد كه سازوكار گردشاری فقط وقتی برای پیوند شیمیایی بكار می‌آید كه حلقه‌های گردشارِ تركیب شونده تقریباً همه دارای یك اندازه و یك سرعت باشند. هر آشفتگی در محیط، مانند نزدیك شدن یك اتوْم گردشار دیگر، ممكن است پارامترهای بحرانی را تغییر دهد و از پیوند جلوگیری كند یا پیوند را از بین ببرد. بدین ترتیب، میدان برقی را می‌توان به وسیله‌ی توزیع سرعت در محیط نمایش داد؛ و تجزیه‌ی شیمیایی‌ای كه به وسیله‌ی آن برانگیخته شود علت مستقیم تخلیه‌ی برقی خواهد شد. تامسن با این شكل غیرعادی فكری بسیار مهم را برای تحقیقات بعدی عرضه كرد: و آن این بود كه تخلیه‌ی برقی در گازها نظیر عمل برقكافت از طریق تجزیه‌ی شیمیایی انجام می‌شود. در آغاز، تامسن، به طور كاملاً طبیعی، گمان برد كه ذرّاتی كه موْلكولها تحت تأثیر میدان به آنها تجزیه می‌شوند اتوْم هستند. در نتیجه‌ی تحقیقات بعدی (و، شاید هم، بر اثر رهیدن تامسن از پیروی مو به مو از مكسول)، وی ابتدا «یوْن» را كه حامل باری با ابعاد اتوْمی است، جانشین «اتوْم» كرد، و سپس آمیخته‌ای از هر یوْن و «اجسامی بسیار كوچكتر از اتوْم» را به جای آنها قرار داد.
شباهت با برقكافت این فكر را پیش آورد كه از پژوهش در نحوه‌ی فروپاشی برقبند (دی الكتریك) در مایعاتی كه رساناهای خوبی نیستند، یا از تجزیه‌ی گازهای چند اتوْمی به وسیله‌ِ جرقه، ممكن است سرنخهای مهمی برای درك مكانیك تخلیه‌ی برقی بدست آید. تامسن و شاگردانش درباره‌ی یكی از آن دو [مثلاً 11] و درباره‌ی دیگری [10، رشته سخنرانیهای بیكری در 1266، كه دنباله‌ی آنها به 16 و 18 كشید]، به پژوهش ادامه دادند و معلومات زیادی كسب كردند بی‌آن كه در فهم مطلب پیشرفتی كرده باشند. در اوایل دهه‌ی 1270 تامسن به این نتیجه رسید كه بررسی نور مطبّق مثبت قطبی نویدبخش ترین راه برای درك تخلیه است. اما پرتوهای كاتوْدی، كه او آنها را در اوایل دهه‌ی 1260 مهم می‌دانست، در یك دهه‌ی بعد چیزی جز یك پدیده‌ی «موضعی» و «ثانوی» تلقی نمی‌شدند [15: 114-115].
مجادلات موجب شدند كه پرتوهای كاتوْدی فراموش شده به كانون توجه بازگردند. بیشتر فیزیكدانان انگلیسی، از جمله تامسن، آنها را جریانی از ذرات باردار می‌دانستند، عمدتاً بدین علت كه بیشتر آنها در میدان مغناطیسی خم می‌شد؛ در حالی كه بیشتر فیزیكدانان آلمانی، به سبب آن كه پرتوها قادر بودند فلوئوْرسانی در شیشه ایجاد كنند، آنها را، مانند نور فرابنفش، یك «اغتشاش اثیری» می‌انگاشتند [62: 351-354]. در اوایل دهه‌ی 1270 انگلیسیان در مقابل فیلیپ لِنارت به حالت دفاعی درآمدند، و او مهاجمه كشف استادش، هاینریش هرتس، را دنبال می‌كرد، كشفی مبیّن این امر كه پرتوها می‌توانند از ورقه‌های نازك فلزی عبور كنند، در صورتی كه ذرات با ابعاد نظری گاز از ورقه نمی‌توانستند بگذرند. (ایراد دیگر، كه براساس ناتوانی هرتس در منحرف كردن پرتوها در میدان برق ساكن قرار داشت، خیلی جدّی گرفته نشد؛ پرن، با كشف مستقیم باری كه پرتوها حامل آن هستند، از اهمیت آن خیلی كاست، و وقتی كه تامسن انحراف پرتوها را در خلأی بهتر از آنچه هرتس تهیه كرده بود بدست آورد اهمیت آن بكلی ناپدید شد [26: 296]. تامسن به نوبه‌ی خود كوشید كه موقعیت طرفداران نظریه‌ی اثیر را بدین ترتیب تضعیف كند كه سرعت پرتوهای كاتوْدی را كمتر از سرعت سیر نور نشان دهد [17]، اما میزان نتایجی كه بدست آورد- و دو مرتبه كوچكتر بود- مخالفانش را قانع نكرد. در این موقع روْنتگن آماده‌ی ورود به صحنه می‌شد و در این جریان پرتوهای مجهول را كشف كرد.
تامسن، كه تمام وسایل را در اختیار داشت، در دم متوجه شد كه پرتوهای جدید، همه‌ی گازهائی را كه از آنها عبور می‌كنند به صورت رساناهای برق درمی‌آورند [19، 20]، و بدین ترتیب برای تولید یوْنهای گازی وسیله‌ای بسیار مناسبتر از تخلیه‌ی برقی فراهم آورد [58: 326]. با راهنمایی او، شاگردان پیشرفته‌ی آزمایشگاه كوندیش برای بهره برداری از ابزار جدید هجوم آوردند و با دقت پارامترهای یوْنی را اندازه گرفتند، و استاد بر پایه‌ی همین نتایج به تكمیل نظریه‌اش درباره‌ی تخلیه‌ی برقی گازها پرداخت. اولین چاپ كتاب مشهور Conduction of Electricity Through Gases («هدایت برق در گازها») [33] اثری به یادماندنی از این پژوهشهای هماهنگ است كه در آن مكللند [33]، راذرفرد [24]، تاونزند، و زلنی نقشهای اصلی را ایفا كردند [59: 74، 125؛ 60: 38-41]. حضور این دانشجویان پژوهشگر- كارشناسان مؤسسات دیگر كه، در اثر اصلاح مقررات پذیرش دانشجو در سال 1274، امكان یافتند كه پیش از آن كه از كیمبریج لیسانس در ادبیات بگیرند برای دریافت درجه‌ی پژوهشی كار كنند- چنان كه تامسن كاملاً توجه داشت، تصادفی بزرگ از مساعدت بخت بود [44: 93؛ 58: 325]. این تغییر مقررات موجب شد مردانی با استعداد و با انگیزه‌های بسیار قوی گرد هم آیند، مردانی كه نه فقط افكار بسیار بلند استاد را در عمل با بهترین كیفیت تحقق بخشیدند، بلكه كمك كردند تا شور و شوق داوطلبان جوان به كار در آزمایشگاه برانگیخته شود [61: 269-271].
تامسن همچنین در پرتوهای مجهول امكان توضیحی برای شفافیت «خیره كننده‌ی» [ 37: 3] ورقه‌های نازك فلزی در برابر پرتوهای كاتوْدی را می‌دید؛ از خود پرسید: آیا ممكن نیست كه پرتوهای كاتوْدی در حقیقت از ورقه عبور نكنند و پس از برخورد به یك ورقه‌ی فلزی پرتوهای مجهولی تولید كنند كه به نوبه‌ی خود «یوْنهای» تازه، یا به عبارت دیگر «پرتوهای كاتوْدی» دیگری، در طرف دیگر بوجود آورند؟ [22] این ترفند زیركانه در مقابل حملات لنارت، كه به دعوت تامسن [59: 55] منازعه‌اش را در 1275 در انجمن بریتانیایی مطرح كرد، چندان دوام نیاورد. تامسن بر خود هموار كرد كه اهمیت كارهای لنارت را بپذیرد، بخصوص اهمیت كشفهای او را: (آ) «انحراف پذیری» مغناطیسی پرتوهائی كه از لامپ خارج می‌شوند فقط بستگی به شرایط داخلی لامپ دارد؛ (ب) «پرتوهای خارجی لنارت» قدرت تولید خاصیت فلوئوْرسانی را از دست می‌دهند، یعنی متناسب با چگالی و مستقل از ویژگی شیمیایی محیط جذب می‌شوند؛ و (ج) میانگین گذر آزاد این پرتوها در بیرون از لامپ خیلی بیشتر از مقداری است كه از یوْنهای گاز انتظار می‌رود [قس 25: 430-431]. گمان می‌رود كه در فرایندِ هضمِ نتایجِ كار لنارت بود كه برای اولین بار این فكر به ذهن تامسن راه یافت كه پرتوهای كاتوْدی از اجسامی كوچكتر از اتوْم تشكیل شده‌اند.
تامسن برای آن كه موضوع را بیشتر بشكافد، از روش قدیمی انحنای مغناطیسی شوستر استفاده كرد؛ زیرا با اندازه گیری R، شعاع انحنای باریكه‌ی پرتوهای كاتوْدی كه بر اثر آهنربائی با شدت مغناطیسی H منحرف شود، می‌توان مقدار e/m، نسبت بار به جرم ذرّه‌ی فرضی پرتو كاتوْدی، را بدست آورد (e/m)=(v/HR). از آنجا كه مقدار همین نسبتهای E/M برای یوْنهایی كه در برقكافت تولید شده بود معلوم بود، یك مقایسه بین e/m و E/M ممكن بود سرنخی برای شناختن ماهیت ذرّه‌ی كاتودی بدست دهد. (3)
برای تعیین e/m با روش شوستر لازم است كه سرعت v پرتوها معلوم باشد. اگر مقدار v را برابر آنچه تامسن بغلط بدست آورده بود [17] یا آنچه شوستر به صورت متوسط یك موْلكول گاز پیدا كرده بود بگیریم، نتیجه عبارت می‌شود از یعنی نظریه‌ی معیار فیزیكدانان انگلیسی، كه در آن پرتوهای كاتوْدی را مشابه جریان ذرات باردار با ابعاد اتوْمی می‌پنداشتند، تأیید می‌شود. مداخله‌ی لنارت تامسن را واداشت كه درباره‌ی روش مستقیمتری برای تعیین v بیندیشد. او دو راه پیدا كرد. در روش اول [25: 432؛ 26: 302-306]، گرمای را كه جریانی از n «جسمك» (آن طور كه خود تامسن ذره‌ی پرتو كاتوْدی را به این نام می‌خواند) وارد فنجان فاراده می‌كرد قابل مقایسه بود با كل بار، Q=ne، كه در همان زمان منتقل می‌شد، و بدست می‌آمد. در روش دوم [26: 307-309]، كه از كشف تامسن مبتنی بر انحراف برق ایستا (الكتروْستاتیك) پرتوهای كاتوْدی استفاده می‌شد، v از موازنه‌ی نیروی برقی eF با نیروی مغناطیس (e/c)VH’ هنگامی كه انحرافی در باریكه دیده نشود، بدست می‌آمد و نتیجه عبارت بود از v=CF /H’ ، نتیجه‌ی تقریبی این اندازه گیری‌ها نشان داد كه مقدار e/m پرتو كاتوْدی 1000 بار از نسبت E/M یوْن ئیدروژن، كه در میان عنصرهای شیمیایی بزرگترین نسبت بار به جرم را دارد، بیشتر است. همین مقدار غیرعادی سرشت مشخص كننده‌ی همه‌ی پرتوهای كاتوْدی بود كه تامسن تلاش كرد، بدون در نظر گرفتن مادّه‌ی الكترودها و نوع گاز در لامپ تخلیه‌ای كه پرتوها در آن تولید می‌شوند، آن را مورد آزمایش قرار دهد [26: 306-309].
دست كم دو فیزیكدان دیگر- امیل ویشرت و والتر كاوفمان كه هر دو زندگی علمی ممتازی را آغاز كرده بودند- مستقل از یكدیگر همان اطلاعات را درباره‌ی پرتوها بدست آوردند، و مقدار صحیح e/m را با محاسبه‌ی v از روی كارمایه‌ی ذره كه در نتیجه‌ی سقوط از V، كل پوْتانسیئل لامپ، حاصل می‌شد پیدا كردند چنان كه تامسن می‌اندیشید، این معادله از جنبه‌ی نظری قابل توجیه نبود[ مثلاً 58: 9339]؛ اما مرتبه‌ی درست را نشان می‌داد، و به همین سبب شوستر آن را قبل از ظهور لنارت رد كرده بود. ویشرت و كاوفمان، با وجود آنكه بیشترین یا تمام اطلاعات را در اختیار داشتند، موفق به كشف الكترون نشدند. ویشرت، به راهنمایی تصورهائی كه سابقاً در اروپا درباره‌ی برق وجود داشت [62: 198 به بعد]، و لوْرنتس بتازگی آنها را احیا كرده بود، به موضوع نزدیكتر شد؛ وی ذره‌ی پرتو كاتوْدی را اتوْم عاری از جسمیّتی، یعنی اتوْم مجردی، تشخیص داد كه حاوی برق است- موجودی بنیادین غیر از ماده‌ی معمولی. كاوفمان به چیزی دست نیافت مگر به دلیلی علیه «فرضیه‌ای كه پرتوهای كاتوْدی را ذرات بارداری می‌انگاشت كه از كاتوْد شلیك شده‌اند» (4).
وقتی كه تامسن، بنابر روش خود، خواست معلومات چشمگیرش را به نمایش گذارد، علایق پیشین خود- یعنی اتوْم گردشار، و آهنرباهای مایر، مسأله‌ی تركیب شیمیایی و ماهیت برق- را فراموش نكرد [قس 58: 94]. بی‌شك همین مطالب او را به «كشف» الكتروْن رهنمون كردند، یعنی به ادعائی بسی فراتر از «جسمكها»، كه معلوماتش به وی اجازه‌ی بحث درباره‌ی آنها را می‌داد. از بزرگی مقدار e/m ذره نتیجه گرفت كه جِرم آن باید كم باشد (با این فرض كه بار ذرّه در همان حدود واحد بار برقكافتی است)؛ از كوچكی جرمِ آن ( و با مسلم انگاشتن این فرض كه بار آن در مرتبه‌ی واحد برقكافتی است) نتیجه گرفت كه ابعاد آن باید كوچك باشد (كه این گونه بستگی كمتر اتفاق می‌افتد)؛ و از كوچكی ابعاد آن استنتاج كرد كه قابلیت نفوذ آن باید زیاد باشد، و این جوابی بود به لنارت؛ و باز هم، با توجه به مقدار و استقلال ظاهری e/m از اوضاع و احوال تولید آن، نتیجه گرفت كه این ذره یكی از اجزای سازنده‌ی تمام اتوْمهای شیمیایی است؛ یا، بهتر بگوییم، جزء اصلی آنها است: زیرا، همان طور كه تامسن خاطرنشان كرد [26: 311-314]، اگر اتوْمهای شیمیایی از جسمكهائی كه همانند آهنرباهای مایر به شكل حلقه مرتب شده‌اند ساخته شده باشند، هركس بی‌درنگ می‌تواند به توضیحی برقپویایی پی ببرد و فرضیه‌ی متزلزل پراوت را- كه همه‌ی عنصرها از مضربهای مختلف یك واحد بنیادین، یا «مادّه‌ی آغازین (protyle)»، تشكیل شده‌اند- از شرّ همه‌ی ایرادهای سابقه دار، مبتنی بر عدد صحیح نبودن اوزان اتوْمی، نجات دهد. باز هم مطالبی در این باره باید گفته شود. اگرچه تامسن از این ذره با عنوان «جسمك» یاد كرد تا از پیشداوری در مورد مقدار بار برقی آن، كه در ابتدا عقیده داشت از بار الكتروْن بیشتر است [26: 312؛ 60: 55]، خودداری كند، ولی بسرعت معتقد شد كه جسمك حامل واحد بنیادین برق است [27: 544-545]. چنین می‌نمود كه پروْتایلهای ماده و برق از یكدیگر جدایی ناپذیرند.
نخستین قراین برای ادعاهای تامسن عمدتاً عبارت بودند از مقدارهای e/m برای پرتوهای كاتوْدی با منشأهای مختلف، و قانون جذب لنارت، كه در صورتی كه اتوْمها حاوی جسمكهائی باشند (آن هم فقط جسمكهائی قادر به كُند كردن پرتوهای كاتوْدی) متناسب با وزنشان جاری می‌بود. (به آنچه گفته شد می‌توان قانونی شبیه به قانون مذكور برای جذب پرتوهای مجهولی افزود كه مكللند آنها را یافته و تامسن جلوتر آنها را به فرضیه‌ی پراوت پیوند زده بود [21]، و بی‌شك او را در هضم گفته‌های لنارت یاری كرده بودند). در سال 1236 شمار اندكی از فیزیكدانان آماده بودند كه بنابراین اصل قبول كنند كه جهان از جسمكها درست شده است.
دو سال بعد به نظر رسید كه این ادعا شایسته‌ی صفتی بهتر از «قابل قبول» است. در خلال این مدت، تامسن، با دنبال كردن آزمایشهای قدیمی الستر و گایتل [59: 108-112]، موفق به كشف ذرات دیگری شد- ذراتی كه از فلزات بر اثر تابش نور فرابنفش و از رشته‌های كربوْن بر اثر گرما آزاد می‌شوند- و تقریباً مقدار e/m آنها به اندازه‌ی e/m جسمكها بود [29]. بعلاوه، با بهره برداری از پژوهش سابق خود درباره‌ی قدرت ذره‌های باردار در بالا بردن چگالی آب به راهی كه تاونزند عرضه كرده و با وسیله‌ای كه چ. ت. ویلسن طراحی كرده بود، موفق شد كه مقدار بار e تنها را اندازه گیری كند [14؛ قس 58: 342-343؛ 61: 195-205؛ 59: 101-105]. در این اندازه گیریِ ذرات باردار پرتو مجهول یا نور فرابنفش بكار گرفته شد تا در گازی اشباع شده یوْنهایی را تولید كند، یوْنهایی كه ویلسن با تحمل زیاد ثابت كرده بود، در حقیقت به عنوان هسته‌هائی برای میعان بخار آب عمل می‌كردند. آنگاه گاز منبسط می‌گردید و n قطره‌ی كوچك آب تشكیل می‌شد؛ با استفاده از جِرم و آهنگ سقوط مه محاسبه‌ی n ممكن می‌شد، و از e=Q/n كه در آن Qبار كلّ قطرات ساقط شونده است، مقدار e بدست می‌آمد. معلوم شد كه نتیجه‌ی حاصل، كه از لحاظ مرتبه‌ی بزرگی تقریباً با مقداری كه برای «الكتروْن» برقكافتی تخمین زده شده بود می‌خواند [27: 544؛ 29: 562-563]، 30 درصد از آن بیشتر است. در آزمایش دیگر مقداری كه بدست آمد[31] به همان اندازه كمتر بود. تامسن دوست داشت كه تعیین رقم اعشاری دوم را به كس دیگری واگذارد [60: 169]؛ در این مورد تعیین رقم اول اعشاری را هم به دیگری محول كرد.
همه‌ی این شواهد، هرچند مهم، شكاف منطقی بزرگی در نظریه‌ی تامسن برجا گذاشت؛ زیرا به بیان دقیق، این ادعای او را كه اتوْم معمولی از جسمكها ساخته شده است مخدوش ساخت. از بخت بسیار مساعد، وقتی كه تامسن اولین سخنرانی خود در مورد پرتوهای كاتوْدی را آماده می‌كرد این شكاف پر شده بود[25]. زیرا درست در همان وقت زمانِ مسلم ساخت، ذره‌ای كه، براساس نظریه‌ی لوْرنتس، خطوطی طیفی را بوجود می‌آورد و به وسیله‌ی آهنربای او شكافته می‌شود، دارای e/m هزار مرتبه بزرگتر از e/m ئیدروژن برقكافتی است. این جسمك نه تنها به اتوْمهای معمولی تعلق داشت بلكه مولّد خطوط طیفی آنها نیز بود. كفه‌ی ترازو به نفع تامسن پایین آمد. این مطلب، وقتی كه تامسن در 1268 آن را در انجمن بریتانیایی مطرح كرد [29]، بسرعت «مورد تأیید» واقع شد [58: 341]. « به نظر می‌رسید كه جهان دانش ناگهان در مقابل این واقعیت بیدار شد كه مفاهیم بنیادیش دستخوش انقلاب گردیده است. » (5)
ساختار اتوْم. تامسن پس از تحكیم دلایلش درباره‌ی الكترون (نامی كه فیزیكدانها پس از پذیرفتن مفهوم جسمك به آن دادند)، به این پرسشی كه پروات هنگام معرفی جسمك به عنوان «ماده‌ی آغازین» مطرح كرده بود بازگشت؛ چه چیز باعث می‌شود كه الكتروْنهای هر اتوْم به ترتیبی كه در جدول تناوبی عناصر می‌بینیم قرارگیرند؟ هدف او رسیدن به نظریه‌ای بود كه فقط براساس چند خاصیت این جسمك جهانی پایه گذاری شده باشد؛ حتی جسمی كه بار مثبت پیدا می‌كند ظاهراً به الكتروْنهای اتوْمی نیاز دارد، و او امید داشت كه خنثی كردن ماده با خاصیت الكترونها در ارتباط باشد [59: 140-141]. دلایل قوی زیادی، كه بعضی از آنها را فیتس جرلد، لارمار، و ریلی قبل از سال 1279 شناسایی كرده بودند، وجود داشت مبنی بر این كه چنین نظریه‌ای (حتی اگر بپذیریم كه دو نوع بار وجود دارد) نمی‌تواند مشخصات اتوْمی مهمی مانند بسامدهای خطوط طیف را تبیین كند. خوشبختانه، تامسن به این نغمه‌های یأس آور اعتنایی نكرد و شكست یا بی‌ثمر بودن مدلهائی كه دیگران مطرح كرده بودند او را بیشتر واداشت كه در این راه گام بردارد و كارش را در این زمینه در 1282 شروع كند [34: 90-139].
بعد از آن تامسن دارای بار مثبت شدن را، كه قادر به حذفش نبود، به همان نحوی عرضه كرد كه كلوین در مورد مدل مقدماتی اتوْم رادیوْم عمل كرده بود: كره‌ای پخش شده با چگالی بار یكنواخت كه الكتروْنها در داخل آن فقط تحت تأثیر نیروهای برق ساكن در حركتند. تامسن همیشه این مدل را آخرین چاره تلقی می‌كرد، تجسمی خوشایند از «چیزی می‌دانست كه باعث می‌شود فضائی (از اتوْم) كه جسمكها در آن پخش شده‌اند طوری عمل كند كه گویی دارای بار برقی مثبت (ترمیم كننده) است» [29: 565]. اما این مدل بآسانی قابل تجسم بود و بسیاری از انتظارات او را برمی‌آورد: برای فرض دَوَران الكتروْنها فقط در یك صفحه‌ی منفرد كه از مركز اتوْم بگذرد (آخرین چاره از لحاظ سهولت محاسبات)، تامسن نشان داد كه پایداری مكانیكی الكتروْنهائی كه صرفاً تحت تأثیر نیروهای برق ساكن هستند هنگامی تأمین می‌شود كه توزیع الكتروْنها به صورت حلقه‌های آهنربای مِیِر باشد [35].

او به چند نتیجه‌ی كیفی مهم دست یافت. اول اینكه الكتروْنها، برخلاف آهنرباها، چون در مسیر شتاب دار حركت می‌كنند، باید تابش داشته باشند، و در نتیجه الكترونها به هر ترتیبی قرار بگیرند آن ترتیب پایدار نخواهد ماند. معلوم شد كه این مشكل ظاهری فایده‌ی زیادی دارد. تابش از حلقه‌ای كه شامل P الكتروْن باشد وقتی بسرعت كاهش می‌یابد كه p افزایش پیدا كند، در حالی كه شعاع و سرعت زاویه‌ای ذرات همان كه بود می‌ماند [37]؛ پس اگر حلقه‌های اتوْم دارای تعداد زیادی الكترون باشند، حركات داخلی اتوْم خیلی بآهستگی كم می‌شود و وقتی كه اتوْم به سرعت بحرانی رسد تمام آن منفجر می‌شود. ما این انفجار را پرتوزایی (رادیوْاكتیویته) می‌نامیم. (این نتیجه‌ی واضح، كه همه‌ی عنصرها باید پرتوزا باشند، سالها تعدادی از پژوهشگران آزمایشگاه كوندیش را به خود مشغول داشت [قس 61: 235-237]). در این نظریه ثبات نسبی ماده بستگی به n، یعنی تعداد الكتروْنها در هر اتوْم دارد. تامسن، چون تا سال 1283 هنوز n را از مرتبه 1000 برابر A، وزن اتوْمی، می‌دانست، از فروپاشی قریب الوقوع اتوْم بر اثر تابش هراسی نداشت.

دوم اینكه توزیعهای الكتروْنی‌ای كه تامسن محاسبه كرده بود مؤید مشابهت رفتار عناصر شیمیایی بود، بخصوص این نتیجه كه تعداد الكتروْنهای عناصر مجاور یكدیگر در جدول تناوبی فقط یك واحد با هم اختلاف دارند. اگر او این نتیجه را به عنوان یك اصل پذیرفته بود، شاید نظرش را درباره‌ی بزرگی مقدار n اصلاح می‌كرد؛ اما، همان طور كه در عمل با این گونه مدلها رفتار می‌كرد، نتایج محاسبات خود را مو به مو جدی نگرفت، هیچ وقت مقدار n را برای هیچ عنصری معین نكرد، و به احتمال زیاد، پیش بینی این را هم نمی‌كرد كه بزودی بتوان مقدارهای دقیق n را تعیین كرد.
در واقع اولین پیشرفتهای مهم در نظریه‌ی اتوْمی نتیجه‌ی كوششهائی بود كه هدفشان تعیین n به صورت تابعی از A بود. در اینجا هم بار دیگر تامسن راه برآورد مقدار n را با اندازه گیری پراكندگی نور، پرتوهای مجهول، و پرتوهای بتا نشان داد [36]. تمام اطلاعات، از جمله اطلاعاتی كه در آزمایشگاه كوندیش بدست آمده بود، با فوْرمولی كه تامسن به كمك مدل اتوْمیش محاسبه كرده بود تعبیر شد، و فوْرمولهایی كه برای پراكندگی پرتوهای مجهول [33: 268] و پرتوهای بتا [36: 773] بكار برده شدند از نخستین فوْرمولها در نوع خود بودند. سرانجام به این نتیجه رسیدند كه تعداد الكتروْنها را در اتوْم خیلی زیاد تخمین زده‌اند، و مقدار n ظاهراً بایست بین دو دهم تا دو برابر وزن اتوْمی باشد.
پس از این تاریخ بررسیهای تجربی خیلی زیادی درباره‌ی پراكندگی پرتوهای مجهول، بتا، و گاما در آزمایشگاه كوندیش انجام شد [61: 237]. با افزایش اطلاعات، تامسن مجبور شد كه نظریه‌اش درباره‌ی پراكندگی بتا را بهبود بخشد [43]، اما این نظریه باز هم بر این فرض موجّه پایه گذاری شده بود كه، صرف نظر از ضخامت لایه‌ی پراكننده، ذرّه‌ی بتا فقط بر اثر رویاروییهای زیاد با الكتروْنهای موجود در اتوْمها انحرافی چندان بزرگ پیدا می‌كند كه قابل اندازه گیری است. همین نظریه بود كه در تحلیلی كلاسیك [یعنی به سبك پیش از نسبیّت و فیزیك كوانتوْمی] كه راذرفرد از پراكندگی ذرات آلفا بعمل آورد، نخست به عنوان یك نمونه و سپس به عنوان یك ته چك بكار رفت. اگرچه نتایج این تحلیل- نظریه‌ی تك پراكندگی، تقریب جدید n=A/2 و اتوْم هسته‌ای- موجب مردود شدن مدل تامسن شد، این نتایج را نباید به عنوان شواهد شكست بلكه به عنوان دلیلی بر ارزش روشهای او شمرد.
توفیق تامسن در كشف مرتبه‌ی n نقشی بالاتر از نظریه‌ی پراكندگی ایفا كرد. یكی این كه پیهای ثبات تابشی اتوْم را سست كرد، و با كاستن از تعداد گسیلنده‌های طیفی، آنچه را ریلی «لجنزار طیف نمایی» نامیده بود ضعیفتر از همیشه ساخت. در مورد دیگر، نشان داد كه قسمت عمده‌ی جرم اتوْمی باید متعلق به بار مثبت باشد. تامسن گرایش به آن داشت كه نخستین مجموعه‌ی مسائل را نادیده بگیرد، اگرچه یك بار برای القای این فكر كه الكتروْنی منفرد، در زمانی كه به وسیله‌ی یك اتوْم یوْنیده ربوده شده است، می‌تواند بیشتر یا تمام خطوط طیفی را گسیل كند دست و پای خود را گم كرد [39: 157-162]. جوهر ذاتی تازه كشف شده‌ی بار مثبت، كه دیگر نمی‌شد آن را به نحوی قاطع به «خاصیت جسمك» اسناد داد، وضع و صورت دیگری داشت.
آخرین كار مهم تجربی تامسن، كه سالها ادامه داشت، به تعیین ماهیت برق مثبت اختصاص یافت. او حواس خود را بر پرتوهای «مجرا» (كانال) یا پرتوهائی «مثبت» متمركز ساخت كه می‌توان آنها را با یوْنهای یك لامپ تخلیه‌ی برقی كه از یك كاتوْد سوراخ شده عبور داده می‌شوند ساخت. در بررسیهای قبلی، و بخصوص بررسیهائی كه و. وین انجام داده بود، E/M این پرتوها با استفاده از منحرف ساختن آنها در میدانهای برقی و مغناطیسی كه زیر و روی هم قرار داشتند، و گرفتن آنها بر روی یك صفحه‌ی عكاسی، معلوم شده بود؛ از وضع اثرهای آنها بر فیلم به نظر رسید كه آنها مركب از یوْنهای گازی شكل، بخصوص ئیدروْژن بودند، كه بدون بستگی به جنس گاز داخل لامپ پدید آمده بود. وین میل داشت كه حضور همه جایی ئیدروژن را به آزاد شدن ناخالصیهائی كه جذب جدار لامپ شده بودند منتسب كند. اما این نتیجه گیری، و همچنین تعبیر كلی نتایج وین، با توجه به پهنای اثرها، كه تامسن آن را به خنثی شدن یوْنهای موجود در پرتوها بر اثر برخورد با مولكولهای گاز باقیمانده نسبت می‌داد، به صورت معما درآمده بود. از این روی، اولین كوشش تامسن این بود كه با تحقق بخشیدن به بالاترین خلأی كه ممكن بود بدست آید موْلكولهای باقیمانده را از لامپ خارج كند [قس 58: 350-357]. آنگاه نوارهای وین، همان طور كه نظریه اقتضا می‌كرد، به اثرهای سهمی شكلی تجزیه شد كه هریك از ته نشین شدن یوْنهائی بوجود آمده بود كه سرعتهای متفاوت و E/M مشترك داشتند [38].
انواع متعددی یوْن پدیدار شد، همه همراه H+ كه تامسن آنها را ماده‌ی آغازین مثبتی انگاشت كه در طلبش بود [38: 575؛ 39: 19، 23: 40: 12-13]؛ اما پس از تبادل نظر زیاد با وین تصدیق كرد كه ئیدروژن ماده‌ی آغازین نیست بلكه ناخالصی است [46: 248]. طی این تبادل نظرها تامسن اصلاحات هوشمندانه‌ی زیادی در شیوه‌های آرایش و در تجزیه‌ِی اثرهای پرتوها بعمل آورد. در 1252 ابزار آزمایش او به قدری حساس شده بود كه توانست در یك تخلیه‌ی نئون انواع یوْنهای با وزن اتوْمی 20 و 22 را از یكدیگر تمیز دهد. در ابتدا [48: 593] او این نوع سنگینتر را عنصری جدید، یا شاید نمونه‌ی مولكولی خاصی مانند NeH2+، تصور می‌كرد؛ اما آخر سر به دیدگاه جدید مكتب راذرفرد رسید و فهمید كه خودش اولین كسی است كه توانسته است ایزوْتوپهای عناصر پایدار را از یكدیگر جدا كند [54: 88]. او در این تحقیقات نه فقط از كمك ا. اِوِرِت كه از مدتی پیش دستیار او بود، بلكه از كمك فرانسیس اَستن هم، كه بعد از جنگ به دستیاری او بازگشت و طیفنمای جرمی را تكمیل كرد نیز برخوردار بود و به همین مناسبت به دریافت جایزه‌ی نوبل نایل آمد.
معلم و مدیر. استن یكی از هفت برنده‌ی بیست و هفت عضو انجمن سلطنتی، و دهها استاد فیزیك بود كه همگی از پروردگان آزمایشگاه كوندیش در مدت تصدی تامسن بودند [58: 435-438]. تامسن معلمی برجسته و، وقتی سرحال بود، سخنرانی بی‌بدیل [61: 257؛ 59: 42-43]، آدمی باهوش، مبارز، با قدرت استنباطی نه خیلی زیاد و نه خیلی كم، پرشور، ‌و خوددار بود. تعلیم و تربیت را، در تمام سطوح، جدی می‌گرفت. به پیشرفت آموزش علوم در دبیرستانها [22، 47]، همانند دانشگاهها، دلبستگی داشت. او و دوست نزدیكش، ج. ه. پوْینتینگ، چندین كتاب درسی عالی برای دانشگاه تهیه كردند. سخنرانی و تدریس او هم در مؤسسه‌ی سلطنتی، كه وی در 1284 (با حفظ سمت در كیمبریج) به استادی فلسفه‌ی طبیعی آن انتخاب شد، و هم در آزمایشگاه كوندیش باب روز بود [قس 61: 273-278]. در 1272 انجمن فیزیك كوندیش را برای استفاده‌ی دانشجویان پیشرفته در آزمایشگاه تأسیس كرد؛ اعضای آن به روش آلمانیها هر دو هفته یك بار گرد هم می‌آمدند و در آن كارهای تازه، از جمله كارهای خود او، را بررسی و نقد می‌كردند [61: 226، 271؛ 59: 41].
تامسن خودش در كارهای آزمایشگاهی مهارت زیادی نداشت، چون حركات دستهایش با مهارت توأم نبود [60: 73؛ 58: 118]، اما در طرح وسایل آزمایش و تشخیص نقصهای آنها نابغه بود [59: 175]. این صفت خاص، همراه با علایق گسترده و باب روز، شور و ذوق، قدرت تخیل، و كاردانی، از او در تمام مدت تصدی كرسی كوندیش یك مدیر تحقیقات عالی ساخته بود. در 1298 به نفع راذرفرد از سمت استادی استعفا داد [ 59: 215-218]، پیش از آن كه ناهمدلی او با فیزیك جدید بوْر موجب خسرانی شود.
تامسن از هیچ كوششی دریغ نمی‌ورزید تا بهترین شاگردانش را در مقامهائی بنشاند، و سخاوتمندانه وقتش را صرف می‌كرد تا آنانی را كه در مستعمرات سمت استادی داشتند در حرفه‌ی خود سرزنده نگه دارد. نوشته‌های آنان در مطبوعات را مطالعه می‌كرد، برایشان دستیارانی برمی‌گزید، و با آغاز كردن مشاغل جدید و ساختن آزمایشگاه و گزارش پیشرفتهای جدید در فیزیك آنان را راهنمایی می‌كرد. به عنوان مدیر آزمایشگاه كوندیش، به دستیاران آزمایشگاهی آزادی عمل زیاد می‌داد و تا حد ممكن در كار جاری آزمایشگاه دخالت می‌كرد [61: 226]. دوبار ساختمانهای آزمایشگاه را وسیعتر كرد، یك بار با پولی كه از حق التحصیل در آزمایشگاه جمع كرده بود [ 59: 46]، و بار دیگر با پول جایزه‌ی نوبل لرد ریلی، كه سخاوتمندانه برای آن منظور در اختیار دانشگاه گذاشته شد [59: 155-156]. گاهی، بخصوص در دهه‌ی 1270، نیاز به صرفه جویی به منظور توسعه‌ی ساختمان، پولی برای تحقیقات باقی نمی‌گذاشت [61: 270؛ 59: 47-48]. و شاید در همان مواقع توانسته باشد كار بیشتری بكند تا وضع مالی آزمایشگاه را بهبود بخشد. خود نیز چشمی تیزبین برای سرمایه گذاری داشت؛ وقتی كه درگذشت مردی در حد اعتدال ثروتمند بود [59: 262].
تامسن افتخارات زیادی كسب كرد، كه دریافت جایزه‌ی نوبل (1285)، مقام اشرافی (1287)، نشان لیاقت (1291)، و ریاست انجمن سلطنتی (1294) از جمله‌ی آنها بود. از این روی بار تلاشهای انجمن سلطنتی را بر دوش گرفت تا در امدادرسانی به جنگ كمك كند [قس 51] و از افراط كاری میهن پرستانی كه می‌كوشیدند اعضای آلمانی تبار انجمن مانند شوستر را از انجمن برانند جلوگیری كند [59: 181-195]. همه از زبردستی و نیروئی كه او صرف انجام این وظایف می‌كرد آگاه بودند. تامسن در 1297 به ریاست دانشكده‌ی قدیمش، كالج ترینیتی، برگزیده شد و كارهای آن را تا چند ماه قبل از مرگ با هوشمندی غبطه انگیز و ذوق سلیمش اداره كرد.

كتابشناسی

یكم. بیشتر مقاله های مهم تامسن در PhM، كه او آن را مجله‌ی پیشتاز انگلیسی در زمینه‌ی فیزیك تلقی می‌كرد، ‌و در این راه به آن كمك می‌نمود، بچاپ رسیدند. نتایجی كه تامسن بدست می‌آورد گاه، به صورت كم و بیش بازبینی شده، در كتابها تجدید چاپ می‌شدند، كه از میان آنها دو كتاب در زمینه‌ی خود به صورت متنهای اساسی و مهمی درآمدند [33، 50]. هیچ كتابشناسی كاملی از آثار او در دست نیست؛ بهتر از همه، كتابشناسی موجود در یادداشت تسلیت بَرن ریلی چهارم (ONFRS، 3 [1941]، 587-609) است، كه در حدود 250 فقره را دربردارد، و با وجود این ناقص است. این كتابشناسی چند نامه به Nat را از قلم انداخته، كه حداقل یكی از آنها [19] مهم بود؛ نیز همكاری دانشمند در كارهای جمعی، مانند Encyclopedia Chemical Dictionary,Britannica وات، و ... Recueil des travaux offerts a H. A. Lorentz (لاهه،‌1900) را جا انداخته است. موارد مهم دیگری كه از قلم افتاده‌اند عبارتند از سخنرانی تامسن به مناسبت دریافت جایزه‌ی نوبل [37]، خطابه‌ی رید [rīd] او [21]، و همكاریش در كتاب James Clerk Maxwell. A Memorial Volume (نیویوْرك، 1931). مقالات دیگر را پوْگندوْرف و ریلی [59: 292] بدست داده‌اند. فهرستی سودمند، اما ناقص، از آثار منتشر شده‌ی تامسن از 1259/ 1880 تا 1288/ 1909 را می‌توان از 61: 285-323 جمع آوری كرد.
در اینجا فهرستی براساس زمان انتشار آثاری از تامسن كه در متن ذكرشان رفته است عرضه می‌كنیم:
[1]«Experiments on Contact Electricity Between Non-Conductors»، در PRS، 25 (1877)، 369-372.
[2] «On the Electric and Magnetic Effects Produced by the Motion of Electrified Bodies»، در PhM، 11 (1881)، 229-249.
[3] «On a Theory of Electric Discharge in Gases»، در PhM، 15 (1883)، 427-434.
[4] «On the Determination of the Number of Electrostatic Units in the Electromagnetic Unit of Electricity»، در PRS، 35 (1883)، 346-347.
[5] Treatise on the Motion of Vortex Rings (لندن، 1883).
[6] «On Electrical Oscillations…»، در PLMS، 15 (1884)، 197-218.
[7] «On Some Applications of Dynamical Principles to Physical Phenomena»، در PTRS، 176 بخش 2 (1885)، 307-342.
[8] «Report on Electrical Theories»، در BRAS (1885)، 97-155.
[9] «Some Applications of Dynamical Principles to Physical Phenomena»، در PTRS، A 178 (1887)، 471-526.
[10] «On the Dissociation of Some Gases by the Electric Discharge»، در PRS، 42 (1887)، 343-344.
[11] «On the Rate at Which Electricity Leaks Through Liquids Which Are Bad Conductors of Electricity»، در PRS، 42 (1887)، 410-429، با همكاری ه. ف. نیوئل.
[12] Applications of Dynamics to Physics and Chemistry (لندن، 1888).
[13] «On Determination of ‘v’, the Ratio of the Electromagnetic Unit of Electricity to the Electrostatic Unit»، در PTRS، 181 (1889)، 583-621، با همكاری گ. ف. سرل.
[14] «The Electrolysis of Steam»، در PRS، 53 (1893)، 90-110.
[15] Notes on Recent Researches in Electricity and Magnetism، (آكسفرد، 1893).
[16] «On the Effect of Electrification and Chemical Action on a Steam Jet…»، در PhM، 36( 1893)، 313-327.
[17] «On the Velocity of the Cathode-Rays»، در PhM، 38 (1894)، 358-365.
[18] «On the Electrolysis of Gases»، در PRS، 58 (1895)، 244-257.
[19] «The Röntgen Rays»، در Nat، 53 (1896)، 391-392.
[20] «On the Discharge Electricity Produced by the Röntgen Rays»، در PRS، 59 (1896)، 274-276.
[21]«The Röntgen Rays»، خطابه‌ی رید، در Nat، 54 (1896)، 302-306.
[22]«Presidential Address»، بخش آ، در BRAS (1896)، 699-706.
[23] «On the Leakage of Electricity through Dielectrics Traversed by Röntgen Rays»، در PCPS، 9 (1896)، 126-140، با همكاری ج. ا. مكللند.
[24] «On the Passage of Electricity Through Gases Exposed to Röntgen Rays»، در PhM، 42 (1896)، 392-407، با همكاری ا. راذرفرد.
[25] «Cathode Rays»، در PRI، 15 (1897)، 419-432.
[26] «Cathode Rays»، در PhM، 44 (1897)، 293-316.
[27]«On the Charge of Electricity Carried by the Ions Produced by Röntgen-Rays»، در PhM، 46 (1898)، 528-545.
[28] «On the Theory of the Conduction of Electricity Through Gases by Charged Ions»، در PhM، 47 (1899)، 253-268.
[29] «On the Masses of the Ions in Gases at Low Pressures»، در PhM، 48 (1899)، 547-567.
[30] « Indications relatives à la constitution de la matière Rapports du congrès international de Physique (پاریس، 1900)، سوم، 138-151.
[31] «On the Charge of Electricity Carried by Gasseous Ions»، در PhM، 5 (1903)، 346-355.
[32] «The Magnetic Properties of Systems of Corpuscles Describing Circular Orbits» در PhM، 6 (1903)، 673-693.
[33]Conduction of Electricity Through Gases، (كیمبریج، 1903).
[34] Electricity and Matter (نیوهیون، 1904).
[35] «On the Structure of the Atom…»، در PhM، 7 (1904)، 237-265.
[36] «On the Number of Corpuscles in an Atom»، در PhM، 11 (1906)، 769-781.
[36آ] On the Light Shown by Recent Investigations of Electricity on the Relation Between Matter and Ether، خطابه‌ی ادمسن (منچستر، 1907)؛ تجدید چاپ در Annual Report of the Smitsonian Institution (1908)، 233-244.
[37] «Carriers of Negative Electricity»، در Lez prix Nobel en 1906 (استوْكهولم، 1908).
[38] «On Rays of Positive Electricity»، در PhM، 13 (1907)، 561-575.
[39] The Corpuscular Theory of Matter (لندن، 1907).
[40] « Presidential Address»، در BRAS (1909)، 3-24.
[41] «Positive Electricity» در PhM، 18 (1909)، 821-845.
[42] «On a Theory of the Structure of the Electric Field and Its Application to Röntgen Radiation and to Light»، در PhM، 19 (1910)، 301-313.
[43] «On the Scattering of Rapidly Moving Electrified Particles»، در PhM، 23 (1912)، 449-457.
[44] « Survey of the Last Twenty-Five Years»، در A History of the Cavendish Laboratory,1871-1910 (لندن، 1910)، 75-101.
[45] «Ionization by Moving Electrified Particles»، در PhM، 23 (1912)، 449-457.
[46]«Further Experiments on Positive Rays»، در PhM، 24 (1912)، 209-253.
[47] «The Functions of Lectures and Textbooks in Sicnec Teaching»، در Nat، 88 (1912)، 399-400.
[48]«Some Further Applications of the Method of Positive Rays»، در PRI، 20 (1913)، 591-600.
[49] «On the Structure of the Atom»، در PhM، 26 (1913)، 792-799.
[50] Rays of Positive Electricity and Their Application to Chemical Analysis (لندن، 1913).
[50آ] The Atomic Theory، خطابه‌ی روْمانیز (آكسفرد، 1914).
[51] «Presidential Address» در PRS، A 93 (1916)، 90-98؛ PRS، A 94 (1917)، 182-190؛ PRS، A 95 (1918)، 250-257.
[52] «On the Origin of Spectra and Plank`s Law»، در PhM، 37 (1919)، 419-446.
[53] «Mass,Energy and Radition»، در PhM، 39 (1920)، 679-689.
[54] «Opening of the Discussion on Isotopes»، در PRS، A 99 (1921)، 87-94.
[55] The Electron in Chemistry (فیلادلفیا، 1923).
[56] «On the Analogy Between the Electromagnetic Field and a Fluid Containing a Large Number of Vortex Filaments»، در PhM،‌ 12 (1931)، 1057-1063.
[57] «On Models of the Electric Field and of the Photon»، در PhM، 16 (1933)، 809-845.
[58] Recollections and Reflections (لندن، 1936).
دوم. دفترهای یادداشتهای تامسن در كتابخانه‌ی دانشگاه كیمبریج (Add. 7654/NB) نگهداری می‌شوند، و سه جعبه هم مكاتبات او را در بردارند، كه عمدتاً نامه‌های دریافتی است (Add. 7654 [ii]) و در مقاله‌های راذرفرد (Add. 7653)، حدود چهل نامه از او موجود است، كه تعداد كمی از آنها به همت ا. س. ایو، در Rutherford (نیویوْرك، 1939) بچاپ رسیده است. كتابخانه‌ی انجمن سلطنتی چند دستخط از تامسن، كه در اصل بیست و شش نامه به شوستر است (Sch356-331)، را در اختیار دارد. نشانی متعلقات دیگر را می‌توان در Archives of British Men of Science از ر. م. مكلاود (لندن، 1972)، و در Sources for History of Quantum Physics از ت. س. كون و دیگران (فیلادلفیا، 1967)، ‌یافت.
سوم. زندگینامه‌های عمده درباره‌ی تامسن بدین قرارند:
[59]The life of Sir J. J. Thomson,O. M، از لرد ریلی (كیمبریج، 1943).
[60] J. J. Thomson and the Cavendish Laboratory in His Day، از ج. پ. تامسن (نیویوْرك، 1965).
برای ارزیابی كارهای تامسن، - پایین:
[61] A History of the Cavendish Laboratory، از ه. ف. نیوئل، ا. راذرفرد، چ. ت. ر. ویلسن، ن. ر. كمبل، ل. ر. ویلبرفوْرس و دیگران (لندن، 1910).
[62] A History of Theories of Aether and Electricity.
یكم. The Classical Theories، از ا. ت. ویتكر، چاپ دوم (نیویوْرك، 1951).
[63] «J. J. Thomson and the Structure of Light»، از ر. مكوْ رمك، در BJHS، 3 (1967)، 362-387.
[64] Electron:istoria otkritia i izuchenia svoistov، از و. م. دوكوْف (مسكو، 1966)، 108-154.
[65] «The Scattering of α and β particles and Rutherford`s Atom»، از ج. ل. هایلبروْن، در AHES، 4 (1968)، 247-307.
[66] «Commitment to Mechanism:J. J. Thomson. The Early Years»‌از د. تاپر، همان، 7 (1971)، 393-410.

پی‌نوشت‌ها:

1. مدخل «اتوْم» در دایرةالمعارف بریتانیكا (چاپ نهم، 1875).
2. دو عبارت اول از ا. ریگی است در مقاله‌ی «سر ج. ج. تامسن» در مجله‌ی Nature ، 91 (1918)، 4-5؛ دو عبارت دوم به ن. بوْر تعلق دارد، در همان نشریه، 118 (1926)، بترتیب در 879 و 59: 150.
3. این گفته با گزارش مندرج در 37: 3، با نظم اندیشه‌ها در 25: 430-432، و با ترتیب رویدادها در سال 1275-1276 مطابقت دارد. نقش لنارت با اعلام قطعی كشف تامسن از طرف خود او [26] اهمیت خود را از دست داد، و در گزارش 44: 95، كه بروز « شك و تردید» درباره‌ی تغییر یوْنی پرتو را فقط به نتایج آزمایشهای مربوط به خم شدن پرتوها نسبت می‌دهد، یكباره از میان رفت. ویتكر [62: 361]، ریلی [59: 80]، و ج. پ. تامسن [60: 44-45] همه از این روایت، كه تامسن آن را در 58: 333-335 گسترده‌تر كرد، پیروی می‌كنند.
4. مقاله‌ی كاوفمان با عنوان «انحراف مغناطیسی پرتوهای كاتوْدی و تبعیت آنها از پوْتانسیئل تخلیه»، در AP، 61 (1897)، 544-552.
5. TheProgress of Physics 1875-1908 («پیشرفت دانش فیزیك، از 1254 تا 1287»)، از ا. شوستر (كیمبریج، 1908)، 70-71.

منبع مقاله :
گیلیپسی، چارلز كولستون، (1387)، زندگینامه‌ی علمی دانشوران، ترجمه احمد آرام...[ و دیگران]، تهران: شركت انتشارات علمی و فرهنگی، چاپ اول