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但这一模型存在着明显的缺陷：它依然带有“原子不破”的影子，把它描述成一个实心小家伙，从而也无法解释原子分裂的问题。另外，这种模型中，在没有外力作用的情况下，电子被认为是固定不动的。这并不符合实际情况。
若干年后，这种“葡萄干布丁”模型被他的学生卢瑟福的行星式模型所代替。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起重大成就——发现原子核（1）
卢瑟福初试就有了重要成果。他发现了α射线和β射线。他的光辉事业有了一个良好的开端
玛丽·牛顿到了，经汤姆生夫妇，特别是汤姆生夫人的热心操办，卢瑟福他们顺利完婚。
双喜临门，这期间，汤姆生开始让卢瑟福“独挑一摊儿”，卢瑟福没有辜负恩师的期望，实验很快见到了成果。他研究的题目是铀和钍的辐射。
卢瑟福发现了铀和钍的两种不同的射线，其中的一种很容易被吸收，另外一种则具有较强的穿透力。他给它们起了名字，把那种很容易被吸收的称为α射线，把那穿透力较强的称为β射线。他的成果很快地得到了物理界的承认。
小两口过得甜甜蜜蜜，卢瑟福事业有成，他们商妥，要按照原来的方式继续生活下去。
在汤姆生的坚持下，卢瑟福去了蒙特利尔，“独挑一摊儿”
转眼一年又过去了。
新的一年来临，新的情况也跟着出现。
汤姆生接待了一位客人。客人是由开尔文勋爵介绍来的。他是一位烟草商，但对科学教育事业有格外的热心肠。他是加拿大人，计划出资在他的家乡蒙特利尔的麦吉尔大学建立一个实验室，并聘请一些在科学研究方面有前途的年轻人去从事研究，同时在学校里任教。他找汤姆生是请求帮忙，看看有没有合适的人选。
人选是现成的，卢瑟福就是一个。但汤姆生费了思量。科研方面，卢瑟福是一个得力的助手，品德方面，卢瑟福是一个称心的学生。舍不得！但是，那里有卡文迪许所无法比的优越条件——资助者报价，薪金是500镑，而且聘的是一名教授。另外，汤姆生也想到，卢瑟福是一个天才青年，或许让他远离一个权威对他的创造性的发挥更有益处。
他决定找卢瑟福谈一谈，看看他本人的意向如何。
谁知，此事一提起，卢瑟福表示了坚决拒绝的态度，他说他不愿意离开卡文迪许，不愿意离开剑桥，不愿意离开伦敦，特别是不愿意离开老师。
这样，汤姆生就打算把事情放下了。只是，他似乎觉得事情不当如此作罢，于是，回家后把情况给夫人讲了。
汤姆生夫人不但是一个贤惠的妇女，而且是一个具有远见卓识的巾帼精英。她一听丈夫讲起，就意识到了新环境对卢瑟福个人发展的重大意义。因此，她坚持让丈夫割爱，并坚决说服卢瑟福前往应聘。
事情就这样定了下来，最终，卢瑟福听从了汤姆生的劝告，答应下来。
卢瑟福与英国的另一个天才的年轻科学家弗里德里克·索迪跟踪α射线后，发现了元素钍缓慢地自行嬗变为氩。
这又是科学的一次重大发现——蜕变现象
无论从什么角度讲，汤姆生的决定都是对的。进入麦吉尔大学之后，卢瑟福像是换了一个人。在这里，他恢复了本性。有人形容他，“出名地喧闹”，“特别喜欢开玩笑、说粗话”。在实验室里，他会“正步行进，一边走，一边高唱：‘前进，基督的信徒们！’”
本性恢复了，也便焕发了青春——科研上的青春。他很快便有了重大发现，这是他获得更大成就的先奏：他发现了从放射性元素钍发出一种放射性气体。开始，他不清楚这种气体是什么，而称它为“射气”。
很快，他从刊物上得知，在巴黎的居里夫妇发现，镭同样放射出一种不知名的气体。
卢瑟福预感到事情的重大，而且认识到需要有一名搞化学的高手帮助他。恰巧，一位这样的同胞近在咫尺——在麦吉尔任教的年轻牛津人、化学家弗雷德里克·索迪。没费好多周折，卢瑟福就得到了他。卢瑟福向弗雷德里克·索迪讲述了自己的发现，这一下子吸引了这位化学家。
弗雷德里克·索迪很快地投入了。他做了许多实验，结果发现，这种气体没有任何化学特性。这意味着什么呢？
索迪很武断，只是他的断言却是合乎客观实际的。他说：“这只能导致重大而不可避免的结论：钍元素缓慢地自行嬗变成了化学上称为惰性气体的氩！”
卢瑟福也得出了同样的结论：这种“射气”的形成，是经过了一个嬗变过程的，人们最终所看到的，便是嬗变而成的氩。
卢瑟福和索迪观察到了放射性元素的自动蜕变现象。事实证明，这是20世纪物理学主要发现之一。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起重大成就——发现原子核（2）
在跟踪蜕变现象的过程中，卢瑟福又有了很有意义的发现——“半衰期”
卢瑟福和索迪没有停顿，继续追踪铀、镭和钍的放射性问题，并且成功地发现了放射性生成物的“半衰期”。
放射性元素由于衰变而使原有质量的一半成为其他元素所需要的时间称为“半衰期”。每种放射性元素都有自己固有的“半衰期”。铀的半衰期为45亿年，镭为1620年，钍的一种衰变生成物“半衰期”为27天，另一种生成物为22分钟。有些衰变生成物出现了，但在远不到一秒的时间——一眨眼之间——就自行嬗变了。
“半衰期”的发现对物理学有巨大开创性的意义，许多未知元素因其“半衰期”的发现而被人类所认识。实验中，人们也可以通过对“半衰期”的确定而认定某物质为哪种已知的元素。
索迪十分得意，他说：想不到，在两年多的时间里，生活，科学生活变得如此激动人心，其程度在一个人的一生中，或者在一个学术机构的生命中，都属罕见。
卢瑟福也同意索迪的见解。物理界重新活跃了起来。这实际上是开辟了一条科研之路，沿着这种道路许多人走了下去，并且不断地有所发现、有所成就。许多问题也得到了圆满的解释，例如，人们明白了，为什么氦会藏在铀矿和钍矿的晶体中间，如此等等。
放射性问题一出现，富于想象的科学家很自然地想到原子的无限能量和能量的释放问题，从而想到了原子弹：这是世人头脑里第一次出现“原子弹”这个概念
卢瑟福与索迪更是决意在自己搭起的梯子上勇猛攀登。
1903年，卢瑟福与索迪合写了一篇重要论文，题目是《放射性变化》。论文破天荒向人类提供了关于放射性衰变所释放出来的能量较为精确的计算：
一克镭蜕变时放出的全部辐射能不少于100000000卡路里，这比元素的化学变化释放出的能量要大得多——至少大2万倍，很有可能要大100万倍。
现在，卢瑟福成了世界上的名人，索迪的名气也显赫起来。
索迪要回伦敦。他最后一次来到卢瑟福的实验室。他与卢瑟福开起玩笑来，说：“假如能够找到一种合适的起爆物，可以设想，在物质之中便会触发一个原子蜕变波，而那，将使我们的这个旧世界消失在烟雾之中。”
卢瑟福这次倒是认真的，他想了一下，说：“看来，实验中的某个蠢物，极有可能出其不意地把宇宙炸个干干净净！”
当年，索迪回到了英国。到处在请他讲演。第二年，他给皇家工兵团讲镭的问题时讲到：
“可能所有重的物质都具有——潜伏并束缚在原子结构中——类似镭所具有的能量。假如能把它引导出来，并且能够控制它，那将是怎样的一种改变世界命运的力量呀！过去和现在，吝啬的大自然一直用一个杠杆小心地控制着它所储存的能量的输出。今后，哪个能够抓住这个杠杆，哪个就将拥有一件武器，如果他愿意的话，他就可以用它毁掉整个地球。”
当场有人提问，是不是真的有这种可能？
对此，索迪回答说：“我们还都在这个地球上存在着。这个事实就证明，大规模的能量释放并没有发生过。而它未曾发生过这一点，正好是它永不会发生的可靠保证。我想，大自然会保住她的秘密。”
卢瑟福也有自己的看法，他说：“在我们目前掌握的手段和知识的情况下，任何人说能够利用原子能，那就是痴人梦呓！”
这说明，当时，无论是索迪还是卢瑟福，虽然探知了原子的巨大能量，但他们谁也不相信这种能量是可以被利用的。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起几位原子巨人在巴黎会面（2）
当年夏天，卢瑟福访问了巴黎。居里夫妇是他必须拜访的。在他们见面的那一天，玛丽·居里刚巧接受博士学位。居里夫妇庆祝了这一天，为了卢瑟福的到来，也为了居里夫人的喜事。镭是他们聊天的主题。他们在客厅里一直谈到晚上11点，彼此都认为应该休息一会儿了。他们到了花园里。这时，居里教授拿出一个玻璃管，里面装着镭的溶液。玻璃管外面涂上了硫化锌。这是教授临时涂上的。夜色中，玻璃管发着灿烂的荧光。卢瑟福当然知道，这种灿烂的光辉是镭发出来的。玻璃管是灼热的，皮埃尔拿着它，手一定疼痛难忍。
那时，人们还不认识放射性的危害。即使如此，卢瑟福还是被感动了：出于对这对镭泰斗一片真诚之情的感激，出于对这对伉俪对科学事业的献身精神的钦佩，出于对他们的光辉成就的称颂之情，他内心不由得泛起了无限的敬意。
对卢瑟福来说，这是一个终生难以忘怀的夜晚。
卢瑟福回到英国，来到曼彻斯特建立自己新的实验室卢瑟福继续他的放射性实验。
1905年，来自法兰克福的奥托·哈恩来到蒙特利尔，有幸进入麦吉尔大学实验室，在卢瑟福手下工作。当年他26岁，来实验室之前他已经有所建树。
他同卢瑟福一起研究钍的放射，共同确定，从镭放射出来的α粒子，与从另外一种放射性元素锕放射出来的α粒子具有相同的质量。他们初步判定，这些不同的粒子可能就是一种。这一认识为卢瑟福下一步的重大发现奠定了基础。
次年，哈恩回德国去了。
卢瑟福依然留在麦吉尔。现在，他的名气越来越大了，科学界盛传，他和他的老师汤姆生都有可能获得诺贝尔奖。卢瑟福本人也相信这一点。
1904年末玛丽·卢瑟福回新西兰探亲，卢瑟福在给妻子的信中说：“只要我坚持下去，我可能会有希望。”
到1905年初，给妻子的信中他又写道：“人们都在我开辟的道路上行进着。要想在今后几年中使自己有希望获得诺贝尔奖，我必须继续推进我的工作。”
1906年，J·J·汤姆生获得了诺贝尔奖。他是当之无愧的，由于电子的发现，物理学揭开了一个新纪元。
卢瑟福给老师发了一封热情洋溢的祝贺电报。他说，他本来打算赶回伦敦，分享老师的欢快和幸福。但正赶上一个实在离不开的实验，他便不能实现这一愿望了。他本人，并代表玛丽·卢瑟福向他的师母表示了祝贺。
第二年，他辞去了麦吉尔大学的职务，回到了英国，进入曼彻斯特的一所大学任物理教授。他赶到伦敦看了汤姆生夫妇。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起最伟大的发现
卢瑟福是幸运的，走到哪里，哪里就会有好的助手。到达曼彻斯特，他又遇到了汉斯·盖革，一个德国年轻物理学家。
卢瑟福的研究室设在物理楼的最上层，实验室却在地下室。地下室很阴暗，但他的实验装备却极为精巧。汉斯·盖革开始做他的助手。盖革对别人说，卢瑟福喜欢这个地下室。每次，只要他走下地下室的两级台阶，就可以听到卢瑟福从黑暗中发出的声音：“头顶上有一条热管道，小心不要被它碰得头破血流……”“脚下有两根水管子需要跨过，免得被它绊倒，摔一个四脚朝天……”最后，在微弱的光线中，你会看到，这位伟人自己正坐在他的仪器前。
现在，卢瑟福给自己开列的实验项目是“α射线的散射”。
近几年，卢瑟福一直盯住α粒子不放。他看重这种粒子作为原子探测物的巨大价值：质量大，易于同物质产生有力的相互作用。他判断，这种相互作用可以显示原子结构的某一方面。
另外，从α粒子表现出的一些状况看，“坚硬的原子”的概念怕是需要改变了。他知道，几年前，德国物理学家菲利普·莱纳德提出一个概念，说一立方米的固体铂所占据的空间像地球外星体空间那样空虚。
卢瑟福似乎相信了这一点。他开始思索：假如在原子中有宽阔的空间，那么，里面一定还有别的东西。
他的老师J·J·汤姆生发现电子，是从观察阴极射线被电场和磁场偏移开始的。在麦吉尔时，卢瑟福发现了α粒子被磁场偏移的现象。卢瑟福想到，这一现象或许能够揭示某种秘密。
到曼彻斯特之后，他把对这种现象的研究列在了急于完成的研究项目的单子上。
为了更清晰地观察这种现象，卢瑟福决定对单个的α粒子进行跟踪并记录它们的数目。而要这样做，又必须有工具。
汉斯·盖革挑起改善仪器的重担。他和卢瑟福一道制造了一种电子装置，能把到来的α粒子单个地引到一个计数室加以记录。这就是后来被称为盖革计数器的那种设备的来源。
一段实验之后，卢瑟福决定不再设电场或磁场，而让α粒子直接穿射金属箔，看看出现什么情况。他们相继做了α粒子穿透铝、银、金、铂等金属箔的实验。事实说明，这一步对卢瑟福即将到来的重大发现具有决定性意义。他发现，α粒子在穿透这些金属箔时都出现了偏移，而且试管壁上出现了闪烁。后一种现象尤其引起了他的注意：这种闪烁表明，试管壁受到了α粒子的冲击。那么，冲击试管壁的这种α粒子是从哪里来的呢？
当初，他认为这是α粒子被试管中某些不知名的游离粒子干扰所致。这样，他采取了种种措施清除这些游离粒子。最后，他认为所有想到的游离粒子都被清除了，可情况并没有改变。
师生们进一步讨论这个问题。讨论时，卢瑟福在室内踱来踱去，思索着。既然不是游离粒子造成了这一现象，那么，只会有一种解释：这一现象是金属箔的某一部分造成。可会不会是这样呢？于是，他转向马斯登，说道：“你把闪烁屏放在α粒子源一侧，让它与金属箔成45度角，仔细观察一下，看看α粒子会不会反射到屏上……”
听了卢瑟福的吩咐，盖革和马斯登一时都呆住了：这怎么可能？α粒子会毫无阻挡地穿过薄的金属片，它如何会被反弹回来？如果会被弹回，那就等于一张绵纸将射向自己的一颗15英寸的炮弹档住并把炮弹推回去。
但是，两个年轻人都明白，实验中，错过某个肯定的结果将是一种不可饶恕的罪过。他们照办了。
实验结果却表明，原先认为不可能的事情成了事实。他们立即跑去找到卢瑟福，把结果向他报告。卢瑟福正在自家的凉台上，他高兴地跳了起来。
他们重复了实验，得到了相同的结果。
几个星期之后，卢瑟福指导盖革和马斯登把实验系统地加以整理，以便发表。
第一部分：核物理界又一颗巨星冉冉升起荣获诺贝尔奖桂冠
卢瑟福和马斯登宣布了他们的实验结果：
考虑到α粒子的高速度和质量，看来令人惊异的是，如实验所表明，某些α粒子能在000006厘米厚的金箔中转移90度甚至还多。如果换成磁场，让它产生相同的效果，将需要109绝对单位……
在公布结果的报告中，他们没有讲这意味着什么。因为问题本身卢瑟福还没有想明白。他在思考，以便对这种现象给予一个合理的解释。
问题一经提出，天下的物理学家都在思考同一个问题。但没有一个人想出答案。
一年多的时间里，问题一直困扰着卢瑟福。但最后，答案只有卢瑟福能够给出。
这期间，即1908年，卢瑟福迎来了喜庆的日子——他由于发现元素的衰变现象而得到了诺贝尔奖——化学奖。当年他37岁。他的老师汤姆生第一个祝贺了他。他偕同他的妻子玛丽·卢瑟福拜访了汤姆生夫妇。汤姆生和卢瑟福共同回忆了那次关