欧内斯特·卢瑟福（1871年8月30日—1937年10月19日）是一位出生于新西兰的实验物理学家，他在放射性、原子结构和核转变方面的研究，为核物理学的建立奠定了基础。他与弗雷德里克·索迪共同解释了放射性变化，发现了原子中心高度集中的结构，并证明通过粒子轰击可以从氮中释放出氢核。由于对元素蜕变和放射性物质的研究，他获得了1908年诺贝尔化学奖；此后，他于1911年发现了原子核。(arxiv.org)
教育经历与学术生涯
卢瑟福出生于新西兰纳尔逊附近的一个大家庭。他的父亲詹姆斯是苏格兰移民，以制造车轮为业；母亲玛莎·汤普森出生于英格兰，是一名教师。凭借奖学金，他先后就读于纳尔逊学院和位于基督城的坎特伯雷学院。1893年，他以数学和物理科学一等成绩获得文学硕士学位，随后于1894年获得理学学士学位。他早期的研究主要关注铁在高频放电作用下的磁响应。(nobelprize.org)
1895年，他进入剑桥大学的卡文迪许实验室，在约瑟夫·约翰·汤姆孙指导下开展研究。他们的研究涉及气体受到X射线照射后的导电性，以及由此产生的离子的行为。1898年，卢瑟福成为蒙特利尔麦吉尔大学的物理学教授；1907年，他转赴曼彻斯特，担任兰沃西讲席教授；1919年，他接替汤姆孙，出任剑桥大学卡文迪许讲席教授。这些任职经历为他的主要发现提供了开展研究的机构环境。(nobelprize.org)
放射性与元素转变
在1899年发表的研究中，卢瑟福根据穿透能力，将铀的辐射区分为两种成分，并将其命名为阿尔法射线和贝塔射线。这一分类推动了放射性的定量研究，使其不再仅仅是一种新近观察到的现象。他随后的实验考察了放射粒子的电荷、速度及其被吸收的情况，尤其关注阿尔法衰变所释放的粒子。(nobelprize.org)
1901年10月至1903年3月，卢瑟福在麦吉尔大学与弗雷德里克·索迪合作。他们发表了多篇论文，包括1902年的《放射性的成因与本质》，提出并发展了这样一种解释：放射性物质会自发转变为其他物质。这挑战了化学元素本质上不可改变的观念。他们对钍及其放射性产物的研究，将化学分离与放射性活度衰减和恢复的测量结合起来。(physics.mcgill.ca)
卢瑟福的测量也推动了放射性寿命的定量研究。半衰期是指一群放射性原子的数量或其放射性活度降至初始值一半所需的时间。对放射性射气及其后续衰变产物的实验表明，不同物质各有特定的变化速率，因此，即使可供研究的物质极少，研究人员也能区分衰变链中的不同成员。(physics.mcgill.ca)
在曼彻斯特，卢瑟福与托马斯·罗伊兹获得了直接证据，证明阿尔法粒子在电荷被中和后会变成氦原子。他们收集这些粒子，并通过光谱学鉴定出氦。在与汉斯·盖革合作的相关研究中，他们对单个粒子进行计数，并测量其电荷，确定每个阿尔法粒子都带有两个正的基本电荷。(nobelprize.org)
原子的核式结构
卢瑟福的原子模型源于盖革和欧内斯特·马斯登开展的实验。1909年，他们报告称，射向金属薄箔的阿尔法粒子中，有少量粒子发生了大角度偏转，有时甚至朝着粒子源的方向折返。这些观测结果很难用汤姆孙的原子模型来解释，因为在该模型中，正电荷分布于整个原子内部。(history.aip.org)
在1911年5月发表的论文中，卢瑟福提出，原子的中心电荷和大部分质量集中在一个远小于原子本身的区域内，以此解释实验结果。这一设想形成了原子核的概念。由此建立的卢瑟福模型，将致密的中心部分与周围的电子区分开来。他最初的散射分析本身并未确定中心电荷的正负，也未给出电子的完整排列方式。(history.aip.org)
这一模型为理解原子提供了新的结构基础，但并非完整的原子行为理论。尼尔斯·玻尔于1912年在曼彻斯特与卢瑟福共事，并于1913年以卢瑟福的核式结构为基础，提出了量子原子模型。这一发展过程体现了实验散射证据、结构推断和理论解释在原子物理学发展中各自发挥的作用。(history.aip.org)
核反应与质子
卢瑟福于1917年在曼彻斯特开始、并于1919年报告的实验表明，用阿尔法粒子轰击氮会产生高速氢核。他将这一结果解释为氢核可能是较重原子核组成部分的证据。这项工作与质子的确认以及首次人工诱发的核反应密切相关。(manchester.ac.uk)
完整的反应机制后来通过帕特里克·布莱克特拍摄的云室照片得以确定：氮核吸收一个阿尔法粒子，随后放出一个质子，留下氧核。卢瑟福最初的观测并未确定所有这些步骤。虽然这一实验常被通俗地称为“劈开原子”，但它并不是核裂变；核裂变是后来发现的重原子核分裂成较大碎片的过程。(manchester.ac.uk)
在剑桥的领导工作与所获荣誉
卢瑟福从1919年起担任卡文迪许实验室主任，直至去世。实验室的研究人员继续探索原子核的结构与转变。1932年，詹姆斯·查德威克发现了中子；同年，约翰·科克罗夫特和欧内斯特·沃尔顿利用电场加速的粒子，实现了原子核的蜕变。这些成就使实验核研究不再局限于依赖天然放射性物质释放的阿尔法粒子。(phy.cam.ac.uk)
卢瑟福于1925年至1930年担任英国皇家学会会长。他于1914年获封爵士，1925年获授功绩勋章，1931年获封纳尔逊的卢瑟福男爵。1900年，他与玛丽·牛顿结婚；他们的女儿艾琳后来嫁给了物理学家拉尔夫·福勒。卢瑟福于1937年10月19日在剑桥去世，骨灰安葬于威斯敏斯特教堂，邻近艾萨克·牛顿和开尔文勋爵的墓。(history.aip.org)