居里夫人：开启原子时代大门

尹传红

居里夫人是历史上第一个获得诺贝尔奖的女性，也是第一个获得物理学和化学两项诺贝尔奖的女科学家。她对放射性物质的研究，把人类带进了科学世界的新天地，奠定了现代放射化学的基础。

玛丽的留学生活：居里夫人自述

我住在顶层的阁楼里。巴黎的冬天特别冷，我取暖的炉子又小，屋子里怎么也烧不暖和，而且还经常缺煤，所以屋子里脸盆中的水夜晚常常结冰。为了睡得暖和些，我把所有的衣服全都压在被子上。

做饭，我用的是一盏酒精灯，其他的炊事用具就谈不上了。为了省钱省时间，我的饭常常是一点面包加一杯巧克力茶，再加几个鸡蛋和一个水果。我独自处理家务琐事，没有任何人帮助。取暖用的煤，也是我自己提上七楼的。

这种生活在别人看来也许过于艰苦，但我却自得其乐。这段生活经历也让我充分地体会到自由与独立精神弥足珍贵。

在偌大的巴黎，尽管我子然一身、无依无靠，但我并没有萎靡消沉，也没有感到黯淡凄惨。有时，孤独会在不知不觉中袭来，但通常我的情绪都十分平稳，精神上极大满足，所以孤独情绪也能转瞬即逝。

我的精力全部集中在学习上，特别是在开始时，学习上有着一定的困难。确实，我以前的基础知识很弱，虽然来之前做了一些准备，却是很不充分的，与法国同学相比有着较大的差距，尤其是数学的差距更大。我不得不付出更大的努力去弥补自己的不足。

我把白天的时间分别用于课堂、实验室和图书馆，晚上则一个人躲在阁楼陋室中刻苦努力，常常学到深夜还不停手。每每学到新的东西，我便会兴奋、激动起来。科学奥秘如同一个新的世界渐渐地展现在我的面前，我因而也就可以自由地学习它们、掌握它们，这真的让我非常开心。

结识居里先生

1894年春，来自波兰、刚获得巴黎大学物理学学士学位的玛丽·斯科洛多斯卡，接受了一项由国家工业促进委员会提供的有偿任务——研究钢铁的磁性，以补充留学费用的不足。可眼下让她犯愁的是，找不到合适的实验室供她分析各种矿物。

恰在此时，玛丽的一位波兰同胞兼同行到访，提议可以找他熟悉的一位朋友帮忙。就这样，27岁的玛丽结识了35岁的皮埃尔·居里——一切顺理成章。一年多后，她成了居里夫人。

居里夫妇携手追寻科学梦想之时，适逢科学史上的两项重大发现被公诸于世：1895年11月8日，德国物理学家威廉·伦琴在研究阴极射线时，发现了一种能够穿透许多不同类型物质的神奇放射物，他将其命名为×射线（后被证实是波长比可见光短的电磁辐射的一种形式）；几个月后，法国物理学家亨利·贝克勒尔在进一步研究×射线时发现，铀盐（含铀矿物）也会发出某种穿透性很强的未知射线，这种白发放射出的“铀射线”和×射线一样，能把周围的空气变为导电体，使验电器放电。

“铀射线”引起了居里夫妇极大的兴趣，他们想：铀化合物不断地以辐射形式发出的能量来自哪里？这种辐射的性质是什么？带着这些问题，居里夫人决心把“铀射线”当作攻读博士学位的课题，深入研究这一全新的领域。

放射性与未知元素

居里夫人对新射线做精确的定量测量（即利用验电器放电的特性进行测量）后，得到了初步的结果：这种射线的放射实际上是铀元素的原子特性之一，与铀盐的物理和化学性质无关。

一种新的自然界的力量被发现了。居里夫人把这种放射现象称为放射性，而像铀这样有特殊辐射强度的物质，就叫放射元素。

铀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钍是否也有放射性呢？答案是肯定的。正当她准备进一步研究铀和钍的放射性时，又发现了一个新现象：一种沥青铀矿的放射性强度是铀的三四倍！合理的推测是：在这些矿物中一定含有一种未知的元素，其放射性远远超过了铀和钍。

为了支持夫人，居里先生暂时停止了自己在结晶体方面的研究，也全力投入到对新物质的找寻工作中去。他们不辞劳苦，对沥青铀矿进行分离和分析，终于在1898年7月和12月先后发现了两种新元素：钋和镭。

镭的发现从根本上改变了物理学的基本原理。而居里夫妇一向拒绝从自己的科学发现中获取任何物质利益，因此，他们毫无保留地把提取镭的方法公之于众。

“一种别具一格的化学”

1903年，居里夫妇和贝克勒尔因对发现“天然放射性”所做出的贡献，被授予诺贝尔物理学奖。

上天总会嫉妒幸福的人们。1906年，居里夫人挚爱的丈夫和亲密的合作伙伴——皮埃尔，不幸因车祸离世。多年后她在自传中写道：“这一沉重打击让我的精神处于崩溃状态，觉得自己完全丧失了面对未来的勇气和精力。但是，皮埃尔的话始终铭刻在我的心中，我永远也不会忘记：‘即使我不在了，你也必须继续干下去。”

居里夫人没有辜负丈夫的期望——她于1911年因成功分离镭元素而获得诺贝尔化学奖。这一年的12月11日，居里夫人站在斯德哥尔摩音乐厅中，做了题为“镭与化学中的新概念”的诺贝尔奖演说，描述了她的“新”工作：“目前，我们在实验室里已经习惯了处理只以其放射性显示其存在的物质，而不只是能在其溶液和沉淀中（以电解）来确定、溶解和再凝结的那种物质。这意味着我们现在有了一种别具一格的化学；对于这种化学，我们目前使用的工具是静电计，而非天平。我们可以恰当地把这种化学叫作不可称量的化学。”

更令居里夫人深感欣慰的是，她的大女儿伊蕾娜·居里和女婿弗雷德里克·约里奥继承了她和居里的科学事业。

科学事业后继有人

约里奥一居里夫妇当时正对自然放射源自然释放的放射性粒子进行研究。1933年12月，他们注意到，当铝暴露在a射线中时，它会释放出中子和正电子（质子）。当a射线源被移走时，尽管不会再产生新的质子，但仍然可以检测到放射现象——指向铝箔靶的盖草计数器不断地发出他们熟悉的“咯咯”声。

难道，通常稳定的铝也变得有放射性了？或者，是盖革计数器出了毛病？通过进一步研究，他们断定，这是对铝的轰击使铝变成了磷的缘故。这种来自于铝的磷不是普通的磷，而是新形成的一种不稳定的形式，称为放射性同位素。放射性磷同位素不会天然存在。

就这样，他们发现了“人工放射性”。由此，人们意识到，放射性并不局限于铀、钍之类的很重的元素，任何元素，只要能制出适当的同位素，都会有放射性。

为了得到可见的证据，约里奥一居里夫妇用化学方法分离了那些新产生的放射性物质。照射铝产生的磷30只有3分15秒的半衰期。当约里奥一居里夫妇让居里夫人观看装在一个小试管里的第一批人工放射性元素时，她表现出了由衷的喜悦，并用她被镭灼伤而结痂的手指，夹着装有微弱放射性的小试管，靠近一台盖革计数器，听它发出一串“咯咯”声。

1935年，约里奥一居里夫妇因发现人工放射性现象，而获得了诺贝尔化学奖。

居里夫人曾经如是表白：如果能随理想而生活，本着正直自由的精神、勇往直前的毅力、诚实不自欺的思想而行，一定能臻于至美至善的境地。愛因斯坦曾评价说，居里夫人的品德力量和热忱，哪怕只有一小部分存在于欧洲的知识分子中间，欧洲就会面临一个比较光明的未来。endprint