居里夫人：開(kāi)啟原子時(shí)代大門(mén)

尹傳紅

居里夫人是歷史上第一個(gè)獲得諾貝爾獎(jiǎng)的女性，也是第一個(gè)獲得物理學(xué)和化學(xué)兩項(xiàng)諾貝爾獎(jiǎng)的女科學(xué)家。她對(duì)放射性物質(zhì)的研究，把人類帶進(jìn)了科學(xué)世界的新天地，奠定了現(xiàn)代放射化學(xué)的基礎(chǔ)。

瑪麗的留學(xué)生活：居里夫人自述

我住在頂層的閣樓里。巴黎的冬天特別冷，我取暖的爐子又小，屋子里怎么也燒不暖和，而且還經(jīng)常缺煤，所以屋子里臉盆中的水夜晚常常結(jié)冰。為了睡得暖和些，我把所有的衣服全都?jí)涸诒蛔由稀?/p>

做飯，我用的是一盞酒精燈，其他的炊事用具就談不上了。為了省錢(qián)省時(shí)間，我的飯常常是一點(diǎn)面包加一杯巧克力茶，再加幾個(gè)雞蛋和一個(gè)水果。我獨(dú)自處理家務(wù)瑣事，沒(méi)有任何人幫助。取暖用的煤，也是我自己提上七樓的。

這種生活在別人看來(lái)也許過(guò)于艱苦，但我卻自得其樂(lè)。這段生活經(jīng)歷也讓我充分地體會(huì)到自由與獨(dú)立精神彌足珍貴。

在偌大的巴黎，盡管我子然一身、無(wú)依無(wú)靠，但我并沒(méi)有萎靡消沉，也沒(méi)有感到黯淡凄慘。有時(shí)，孤獨(dú)會(huì)在不知不覺(jué)中襲來(lái)，但通常我的情緒都十分平穩(wěn)，精神上極大滿足，所以孤獨(dú)情緒也能轉(zhuǎn)瞬即逝。

我的精力全部集中在學(xué)習(xí)上，特別是在開(kāi)始時(shí)，學(xué)習(xí)上有著一定的困難。確實(shí)，我以前的基礎(chǔ)知識(shí)很弱，雖然來(lái)之前做了一些準(zhǔn)備，卻是很不充分的，與法國(guó)同學(xué)相比有著較大的差距，尤其是數(shù)學(xué)的差距更大。我不得不付出更大的努力去彌補(bǔ)自己的不足。

我把白天的時(shí)間分別用于課堂、實(shí)驗(yàn)室和圖書(shū)館，晚上則一個(gè)人躲在閣樓陋室中刻苦努力，常常學(xué)到深夜還不停手。每每學(xué)到新的東西，我便會(huì)興奮、激動(dòng)起來(lái)。科學(xué)奧秘如同一個(gè)新的世界漸漸地展現(xiàn)在我的面前，我因而也就可以自由地學(xué)習(xí)它們、掌握它們，這真的讓我非常開(kāi)心。

結(jié)識(shí)居里先生

1894年春，來(lái)自波蘭、剛獲得巴黎大學(xué)物理學(xué)學(xué)士學(xué)位的瑪麗·斯科洛多斯卡，接受了一項(xiàng)由國(guó)家工業(yè)促進(jìn)委員會(huì)提供的有償任務(wù)——研究鋼鐵的磁性，以補(bǔ)充留學(xué)費(fèi)用的不足?？裳巯伦屗赋畹氖牵也坏胶线m的實(shí)驗(yàn)室供她分析各種礦物。

恰在此時(shí)，瑪麗的一位波蘭同胞兼同行到訪，提議可以找他熟悉的一位朋友幫忙。就這樣，27歲的瑪麗結(jié)識(shí)了35歲的皮埃爾·居里——一切順理成章。一年多后，她成了居里夫人。

居里夫婦攜手追尋科學(xué)夢(mèng)想之時(shí)，適逢科學(xué)史上的兩項(xiàng)重大發(fā)現(xiàn)被公諸于世：1895年11月8日，德國(guó)物理學(xué)家威廉·倫琴在研究陰極射線時(shí)，發(fā)現(xiàn)了一種能夠穿透許多不同類型物質(zhì)的神奇放射物，他將其命名為×射線（后被證實(shí)是波長(zhǎng)比可見(jiàn)光短的電磁輻射的一種形式）；幾個(gè)月后，法國(guó)物理學(xué)家亨利·貝克勒爾在進(jìn)一步研究×射線時(shí)發(fā)現(xiàn)，鈾鹽（含鈾礦物）也會(huì)發(fā)出某種穿透性很強(qiáng)的未知射線，這種白發(fā)放射出的“鈾射線”和×射線一樣，能把周?chē)目諝庾優(yōu)閷?dǎo)電體，使驗(yàn)電器放電。

“鈾射線”引起了居里夫婦極大的興趣，他們想：鈾化合物不斷地以輻射形式發(fā)出的能量來(lái)自哪里？這種輻射的性質(zhì)是什么？帶著這些問(wèn)題，居里夫人決心把“鈾射線”當(dāng)作攻讀博士學(xué)位的課題，深入研究這一全新的領(lǐng)域。

放射性與未知元素

居里夫人對(duì)新射線做精確的定量測(cè)量（即利用驗(yàn)電器放電的特性進(jìn)行測(cè)量）后，得到了初步的結(jié)果：這種射線的放射實(shí)際上是鈾元素的原子特性之一，與鈾鹽的物理和化學(xué)性質(zhì)無(wú)關(guān)。

一種新的自然界的力量被發(fā)現(xiàn)了。居里夫人把這種放射現(xiàn)象稱為放射性，而像鈾這樣有特殊輻射強(qiáng)度的物質(zhì)，就叫放射元素。

鈾是自然界中最重的元素。居里夫人不禁想到：自然界中第二重的元素釷是否也有放射性呢？答案是肯定的。正當(dāng)她準(zhǔn)備進(jìn)一步研究鈾和釷的放射性時(shí)，又發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新現(xiàn)象：一種瀝青鈾礦的放射性強(qiáng)度是鈾的三四倍！合理的推測(cè)是：在這些礦物中一定含有一種未知的元素，其放射性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了鈾和釷。

為了支持夫人，居里先生暫時(shí)停止了自己在結(jié)晶體方面的研究，也全力投入到對(duì)新物質(zhì)的找尋工作中去。他們不辭勞苦，對(duì)瀝青鈾礦進(jìn)行分離和分析，終于在1898年7月和12月先后發(fā)現(xiàn)了兩種新元素：釙和鐳。

鐳的發(fā)現(xiàn)從根本上改變了物理學(xué)的基本原理。而居里夫婦一向拒絕從自己的科學(xué)發(fā)現(xiàn)中獲取任何物質(zhì)利益，因此，他們毫無(wú)保留地把提取鐳的方法公之于眾。

“一種別具一格的化學(xué)”

1903年，居里夫婦和貝克勒爾因?qū)Πl(fā)現(xiàn)“天然放射性”所做出的貢獻(xiàn)，被授予諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

上天總會(huì)嫉妒幸福的人們。1906年，居里夫人摯愛(ài)的丈夫和親密的合作伙伴——皮埃爾，不幸因車(chē)禍離世。多年后她在自傳中寫(xiě)道：“這一沉重打擊讓我的精神處于崩潰狀態(tài)，覺(jué)得自己完全喪失了面對(duì)未來(lái)的勇氣和精力。但是，皮埃爾的話始終銘刻在我的心中，我永遠(yuǎn)也不會(huì)忘記：‘即使我不在了，你也必須繼續(xù)干下去。”

居里夫人沒(méi)有辜負(fù)丈夫的期望——她于1911年因成功分離鐳元素而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。這一年的12月11日，居里夫人站在斯德哥爾摩音樂(lè)廳中，做了題為“鐳與化學(xué)中的新概念”的諾貝爾獎(jiǎng)演說(shuō)，描述了她的“新”工作：“目前，我們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里已經(jīng)習(xí)慣了處理只以其放射性顯示其存在的物質(zhì)，而不只是能在其溶液和沉淀中（以電解）來(lái)確定、溶解和再凝結(jié)的那種物質(zhì)。這意味著我們現(xiàn)在有了一種別具一格的化學(xué)；對(duì)于這種化學(xué)，我們目前使用的工具是靜電計(jì)，而非天平。我們可以恰當(dāng)?shù)匕堰@種化學(xué)叫作不可稱量的化學(xué)?！?/p>

更令居里夫人深感欣慰的是，她的大女兒伊蕾娜·居里和女婿弗雷德里克·約里奧繼承了她和居里的科學(xué)事業(yè)。

科學(xué)事業(yè)后繼有人

約里奧一居里夫婦當(dāng)時(shí)正對(duì)自然放射源自然釋放的放射性粒子進(jìn)行研究。1933年12月，他們注意到，當(dāng)鋁暴露在a射線中時(shí)，它會(huì)釋放出中子和正電子（質(zhì)子）。當(dāng)a射線源被移走時(shí)，盡管不會(huì)再產(chǎn)生新的質(zhì)子，但仍然可以檢測(cè)到放射現(xiàn)象——指向鋁箔靶的蓋草計(jì)數(shù)器不斷地發(fā)出他們熟悉的“咯咯”聲。

難道，通常穩(wěn)定的鋁也變得有放射性了？或者，是蓋革計(jì)數(shù)器出了毛??？通過(guò)進(jìn)一步研究，他們斷定，這是對(duì)鋁的轟擊使鋁變成了磷的緣故。這種來(lái)自于鋁的磷不是普通的磷，而是新形成的一種不穩(wěn)定的形式，稱為放射性同位素。放射性磷同位素不會(huì)天然存在。

就這樣，他們發(fā)現(xiàn)了“人工放射性”。由此，人們意識(shí)到，放射性并不局限于鈾、釷之類的很重的元素，任何元素，只要能制出適當(dāng)?shù)耐凰?，都?huì)有放射性。

為了得到可見(jiàn)的證據(jù)，約里奧一居里夫婦用化學(xué)方法分離了那些新產(chǎn)生的放射性物質(zhì)。照射鋁產(chǎn)生的磷30只有3分15秒的半衰期。當(dāng)約里奧一居里夫婦讓居里夫人觀看裝在一個(gè)小試管里的第一批人工放射性元素時(shí)，她表現(xiàn)出了由衷的喜悅，并用她被鐳灼傷而結(jié)痂的手指，夾著裝有微弱放射性的小試管，靠近一臺(tái)蓋革計(jì)數(shù)器，聽(tīng)它發(fā)出一串“咯咯”聲。

1935年，約里奧一居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性現(xiàn)象，而獲得了諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

居里夫人曾經(jīng)如是表白：如果能隨理想而生活，本著正直自由的精神、勇往直前的毅力、誠(chéng)實(shí)不自欺的思想而行，一定能臻于至美至善的境地。愛(ài)因斯坦曾評(píng)價(jià)說(shuō)，居里夫人的品德力量和熱忱，哪怕只有一小部分存在于歐洲的知識(shí)分子中間，歐洲就會(huì)面臨一個(gè)比較光明的未來(lái)。endprint