公元1898年12月31日，農曆光緒二十四年十一月十九日，京師大學堂開學。第一批原計劃招生500人，因為戊戌變法失敗，許多人都噤若寒蟬，所以招生工作進行得並不順利，據之後一兩年的文獻記載，實際上仕學院學生27人，中學生151人，小學生17人，又附課學生43人，合仕學、中學、小學、附課生只有230餘人。比崇實中學的學生多不了多少。但它卻是中國近現代第一所國立大學，是當代北京大學、北京師範大學等著名學府的前身。

在開學那一天，孫元起作為學校第一批教習，有幸隨著中文總教習許景澄、西文總教習丁韙良等參加典禮。之後，大學堂並沒有立即開課，畢竟各省選送的學生還沒有到齊，相關的準備工作還在緩慢的進行。不過這些都不是孫元起所關心的。孫元起給了老佟幾十兩銀子，囑咐他準備好送給盧瑟福、Thomas的禮物。剩餘的錢，每日裡買點食物送來。這段時間，孫元起一直躲在屋裡寫稿子。

那天，盧瑟福的建議確實打動了他，回來權衡良久，決定先寫一本簡單的小冊子，交由盧瑟福帶至加拿大，看看能不能有結果。因為盧瑟福打算1月6日動身赴McGill，以便趕上麥吉爾下學期的開學。所以，孫元起的時間就有些緊，只好每日呆在屋裡寫文稿。

小冊子的名字已經擬好，就叫《從原子、原子結構到元素、元素週期表、分子及化學反應本質》。雖然名字都是與化學有關，其實核心還是原子物理學。事實上，在十九世紀末、二十世紀初，物理和化學並沒有太分開，比如作為物理學大牛的盧瑟福，在1908年因對放射化學的研究榮獲諾貝爾化學獎。再比如提出電離學說的瑞典天才阿倫尼烏斯，該獲物理學獎還是化學獎，也曾讓諾貝爾獎評委們產生分歧。在1901年首屆諾貝爾獎評選時，他被提名物理學獎，但最終落選。1902年，聲名鵲起的他又被提名化學獎，但仍然落選。可作為物理化學的創始人，阿倫尼烏斯的電離學說，在物理和化學兩個學科裡都具有很重要的作用。無奈之下，化學委員會提出給他“一半物理獎、一半化學獎”，甚至又提出“他獲獎問題延期至第二年”。最後，委員會還是把1903年的諾貝爾化學獎給了他。

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