居里夫人的镭
分类:现代文学

  这个年轻的妻子料理家务,给她的小女儿洗澡,并且把平底锅放到火上而在理化学校的那个简陋的实验室里,这个女学者又做出了近代科学史上最重要的发现。

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玛丽.居里是第一个荣获诺贝尔科学奖的女科学家,也是第一个两次荣获诺贝尔科学奖的科学家。自从1897年居里夫妇发现放射性元素镭之后, 80多年来,称颂他们的文章、书籍从未间断,可见她所建立的勋业和她所具有的品质深深地留在后人的印象中,成为科学家和广大青少年学习的楷模。

  两个学士学位,考取大学毕业生在中等教育界任职的文凭,一篇回火钢的磁化作用专论,这些是玛丽到1897年年底的活动总结。分娩后刚刚复元,她就回去工作。

居里夫人

1896年法国物理学家贝克勒尔发现一种铀盐能自动地放射出一种性质不明的射线。这一发现引起居里夫妇的极大兴趣,这是一个极好的研究领域。在一间原来用作贮藏室的闭塞潮湿的房子里、玛丽利用极其简单的装置,开始向这个新领域进军。仅仅几个星期,她便取得可喜的成果。她证明铀盐的这种惊人的放射强度与化合物中所含的铀量成正比,而不受化合物状况或外界环境的影响。她还认为,这种不可知的放射性是一种元素的特征。难道只有铀元素才有这种特性?遵循这一思路,她决定检查所有已知的化学物质。通过繁重而又艰巨的普查,她发现了另一种元素钍的化合物也能自动地发出与铀射线相似的射线,由此她深信具有放射现象决不只是铀的特性,而是一种自然现象。对此她提议把这种现象叫作放射性,把铀、钍等具有这种特性的物质叫作放射性物质。

  按照合乎逻辑的发展次序,她的事业的下一步,当然是考博士学位:为了这一件事,她踌躇了好几个星期。她必须选一个充分发挥的新颖的研究题目。玛丽细读物理学方面最新的著作,想找出了一个论文题目。

1895年在科学史上是很重要的一年,在这一年的12月,德国物理学家伦琴发现x射线。第二年3月,法国物科学家贝克勒尔,又由于研究x射线,而发现了铀的放射性。正是这一年,玛丽以第一名的成绩通过了教师资格考试。1897年怀孕的玛丽·居里完成了论文《淬火钢的磁特性》。这个研究,告一段落之后,30岁的玛丽,面临着需要找一个合适的博士论文的研究课题。对于一个科学工作者来说,能否选择正确的研究课题是至关重要的。有人说方向选择对了,就成功了一半,这话很有道理。

她的调查很快从盐和氧化物扩展到一切矿物。她毫不厌倦地用同一方法去研究大量的材料,终于有了新的发现:有些矿物的放射性强度比其单纯由所含铀或钍所产生的放射性强度要大得多。开始她还不敢确信这一测定,但是经过一二十次重复测量,不得不承认这是事实。这事实表明这些矿物中含有放射性比铀、钍强得多的某种未知元素。这是一个十分重要而吸引人的推断。尽管一些同行劝她谨慎些,她还是深信自己的试验没有错,并下定决心把这一新元素找出来。

  在讨论这个重大问题的时候,比埃尔的劝告很重要。他是玛丽的实验室主任,是她的“保护者”, 而且他的年纪比较大,经验也丰富得多。在他身边,玛丽总认为自己有点像个学徒。

19世纪末的那几年,在物理学家面前展现了一个光怪陆离、变幻莫测的神奇世界,同时也令全人类为之眼花缭乱。英国物理学家汤姆逊发现的电子,使原来认为原子是不可分的最基本的物质单位的传统科学信条发生了动摇。法国物理学家贝克勒尔发现的铀元素的质量在天然辐射中减少的现象,也动摇了物质质量不能自行改变的信条。经典物理学认为原子如果存在的话,就一定是最小而又不能再分割的粒子,而铀原子却能不断的放射出一种射线来,那么原子不是仍然可以分割的吗?更使人迷惑不解的是,铀盐可以不断的放出射线来,而射线又是带有能量的,那么这个能量是从哪儿来的呢?如果是这样,那么能量守恒定理岂不是也要发生动摇了吗?

玛丽的研究工作太重要了,使得不仅是丈夫、而且是战友的彼埃尔决定暂时停止他在晶体方面的研究,协助妻子共同寻找这一未知元素。彼埃尔的参加,对于玛丽来说无疑是一个极大的鼓励和支持。从此,在那间潮湿的实验室里,有着两个头脑、四只手在忙碌。这种通力合作,持续了8年,直到一次意外事故夺去了彼埃尔的生命。

  她像一个计划走远路的旅行者;这个旅行者低头看着世界地图,发现遥远国度里有个奇怪的地名激发了她的想象力,便忽然决定到那里去,而不到任何别的地方去。玛丽翻阅最近的实验研究报告,注意到一个法国物理学家亨利·柏克勒尔前一年发表的一些著作。比埃尔和她已经看过这些著作,现在她再读一遍,用她习惯的谨慎态度加以研究。

30岁的玛丽·居里正在选择她的博士论文,为了寻找有吸引力的课题,她把近几年的科学期刊,差不多翻了个遍。在翻阅大量的文献过程,她对贝克勒关于由射线的论文产生了兴趣,由于射线神秘兮兮,谁也弄不清楚它的能量是从哪儿来。受对未知事物探究内心冲动的驱使,玛丽·居里觉得这个问题很有研究价值。她选择这个课题,还有一个原因,贝壳勒尔的发现,尽管引起了很大的轰动,但接下来的研究工作并没有取得普遍的重视,因此选择这个课题研究成功的可能性比较大。

这种未知元素存在于铀沥青矿中,但是他们根本没有想到这种新元素在矿石中的含量只不过百万分之一。他们废寝忘食,夜以继日,接着化学分析的程序,分析矿石所含有的各种元素及其放射性,几经淘汰,逐渐得知那种制造反常的放射性的未知元素隐藏在矿石的两个化学部分里。经过不懈的努力,1898年7月,他们从其中一个部分寻找到一种新元素,它的化学性质与铅相似,放射性比铀强400倍。彼埃尔请玛丽给这一新元素命名,她安静地想了一会,回答说:“我们可否叫它为钋”。玛丽以此纪念她念念不忘的祖国,那个在当时的世界地图上已被俄、德、奥瓜分掉的国家——波兰,为了表示对祖国的热爱,玛丽在论文交给理科博士学院的同时,把论文原稿寄回祖国,所以她的论文差不多在巴黎和华沙同时发表。她的成就为祖国人民争得了骄傲和光荣。

  自从伦琴发现X 射线之后,亨利·普安加瑞就有意研究,与X 射线类似的别种射线是否是“荧光性”

1897年底,玛丽.居里在比埃尔·居里的帮助下,在理化学校找到了一间小房间,建立了她第一个独立的实验室,开始玛丽只是重复贝克勒尔做过的实验,在重复实验当中,她做了一个很关键的改动。为了更精确的观测铀射线的强度,她没有采用贝克勒尔使用的底片感光的方法,而是采用比埃尔·居里和他的哥哥雅克·居里共同发明的压电石英静电计,来精确测定铀射线的强度。贝克勒尔是根据底片感光程度,或者验电器金属箔下垂的快慢,来猜测铀射线的强度,这些方法根本无法做到定量的控制和测量。

发现钋元素之后,居里夫妇以孜孜不倦的精神,继续对放射性比纯铀强900倍的含钡部分进行分析。经过浓缩,分部结晶,终于在同年12月得到少量的不很纯净的白色粉末。这种白色粉末在黑暗中闪烁着白光,据此居里夫妇把它命名为镭,它的拉丁语原意是“放射”。钋和镭的发现,给科学界带来极大的不安。一些物理学家保持谨慎的态度,要等研究得到进一步成果,才愿表示意见。一些化学家则明确地表示,测不出原子量,就无法表示镭的存在。把镭指给我何看,我们才相信它的存在。要从铀矿中提炼出纯镭或钋,井把它们的原子量测出来,这对于当时既无完好和足够的实验设备,又无购买矿石资金和足够的实验费用的居里夫妇,显然比从铀矿中发现钋、镭要难得多。为了克服这一困难,他们四处奔波,争取有关部门的帮助和支援。在他们的努力下,奥地利惠赠1吨铀矿残渣。他们又在理化学校借到一个连搁死尸都不合用的破漏棚屋,开始了更为艰辛的工作。这个棚屋,夏天燥热得象一间烤炉,冬天却冻得可以结冰,不通风的环境还迫使他们把许多炼制操作放在院子里露天下进行。没有一个工人愿意在这种条件下工作,居里夫妇却在这一环境中奋斗了4年。

  物质在光的照射下放射出来的。亨利·柏克勒尔也注意同样的问题,他观察到了一种“稀有金属”——铀盐;但是没有得到他预测的现象,却观察到另外一种完全不同并且不可解释的现象:铀盐自发地放射出一种性质不明的射线,不必先受光的照射。把铀的一种化合物放在黑纸包的照相底片上,它可以透过黑纸使底片感光;这种奇怪的“铀”射线和X 射线一样,能把周围空气变为导电体,使验电器放电。

贝克勒尔已经发现铀天然放射性的三种效应,能够使照相底片感光,可以使气体分离,对不同物质有不同的穿透力。他采用的测定方法无法做到定量的分析,使他忽略了后两种效应。玛丽·居里的高明之处,在于它的方法,利用了放射性的电离效应,可以通过补偿法精确测出铀射线的强度。

4年中,不论寒冬还是酷暑,繁重的劳动,毒烟的熏烤,他们从不叫苦。对科学事业的执着追求使艰辛的工作变成了生活的真正乐趣,百折不挠的毅力使他们终于在1902年,即发现镭后的第45个月,从数吨沥青铀矿的炼渣中提炼出0.1克的纯净的氯化镭,并测得镭的原子量为225。镭元素是存在的,那些持怀疑态度的科学家不得不在事实面前低下了头。这么一点点镭盐,这一简单的数字,凝聚了居里夫妇多少辛勤劳动的心血!夜间,当他们来到棚屋,不开灯而欣赏那闪烁着荧光的氯化镭时,他们完全沉醉在幸福而又神奇的幻境中。每当居里夫人回忆起这段生活,都认为这是“过着他们夫妇一生中最有意义的年代”。

  亨利·柏克勒尔肯定这种特性并不取决于预先的日光照射;把铀的化合物放在黑暗中很久,这种特性依然存在。他发现了后来玛丽·居里叫做放射性的现象,但是这种放射性的来源还是一个谜。

1882年当玛丽还只有15岁,她在一所公立高中念书的时候,23岁的比埃尔·居里已经被任命为巴黎市理化学校物理实验室的主任。比埃尔的哥哥雅克·居里也非常喜爱物理,他在1880年发现了晶体的压电效应,就是石英、电气石、酒石酸钾钠等不对称的晶体,在外力的作用下,因为极性而使两端表现出电势差的现象,这就是晶体的正压电效应。后来比埃尔加入到雅克的研究当中,继续进行这个实验,又确定了产生压电效应的条件和变化的规律。1881年发现了这一效应的逆反应,也就是逆压电效应,他们还根据压电效应制造出非常精密的静电计。这种静电计可以准确的测量非常微小的电量,被称为压电石英静电计。

1903年英国皇家学会邀请他们夫妇到伦敦讲学,并授予皇家学会最高的荣誉——戴维奖章。1903年底,居里夫妇和贝克勒尔一起被授予诺贝尔物理学奖。由于玛丽·居里在分离金属镭和研究它的性质上所作的杰出贡献, 1911年她又荣获了诺贝尔化学奖。

  柏克勒尔发现的射线引起了居里夫妇极大的兴趣。

在认识玛丽之前,比埃尔已经有了许多卓越的发现,比如用他的名字命名的居里精密天平,居里定律,居里温度等等,这些概念对磁学的研究,至今仍然非常重要。比埃尔和雅克发现了晶体的对称性和电压现象之后,又独立推广了对称原理,把它应用到许多物理现象当中,比埃尔也是第一个把群论的概念引进到物理学领域的人。

1934年7月4日,长期积蓄体内的放射性物质所造成的恶性贫血即白血病终于夺去了居里夫人宝贵的生命。她虽然离开了人世,但是她为人类所作的贡献以及她的崇高品行将永远铭记在人们的心里。

  铀化合物不断地以辐射形式发出来的极小能量,是从哪里来的?这种辐射的性质是什么?这是极好的研究题目,极好的一篇博士论文!因为这个题目还是个未经开发的领域,对玛丽更有吸引力。柏克勒尔的著作是新的,据她所知,欧洲所有的实验室中还没有人深入研究铀射线;全部关于这个题目的书籍,只有亨利·柏克勒尔在1896年提交科学院的几篇学术报告,玛丽只能以此为研究出发点。这样大胆地去从事一种冒险,进入一个未知的领域,是令人兴奋的!

利用压电石英静电计,玛丽经过非常细致和耐心的测量,得出一个重要的结论:铀射线的强度与铀化合物当中铀含量成正比,与铀化合物的组成无关,也不受光照、加热和通电等因素的影响。这个结论进一步证实了贝克勒尔“铀射线的发射是一种原子的自发过程”。

  剩下的问题只是要找个地方,使玛丽能进行试验,而困难就从这里开始。比埃尔向理化学校的校长请求了好几次,得到了一个很一般的结果:玛丽可以自由使用一间在学校大楼底层装有玻璃的工作室。这是一间贮藏室和机器房,狭小局促,潮湿得冒水,技术设备很简陋,舒服更谈不上。

1898年初,玛丽发现除了铀之外,钍也是一种放射性元素,正是这个发现,玛丽决定把研究的范围扩大到铀和钍以外的化合物,包括测试大量的自然矿石。她缜密的逻辑思维能力,使她产生了一个更大胆的设想,既然放射性是一种原子的特性,那么更强的放射性就意味着有新的元素存在。同样量的铀盐和含铀的沥青相比较,含铀的沥青放射性强度要比纯铀盐要强4倍多,这说明含铀盐的沥青中还含有其它新元素。

  这个青年妇女并不气馁。虽然没有专用的电气设备,也没有开始科学研究所需的一切材料,她仍找到了办法能在这间陋室里运用她的仪器。

玛丽的研究工作,除了生孩子那几天外从来就没有间断过,既然她已经确信有了新的放射性元素存在,那她就一定要把这种新元素给找出来。玛丽生活的时代,人类总共发现了大约80种元素,每种元素的发现都使它的发现者在科学史上千古留名,如果她能够使元素的大家族再添上一种,这是多么有价值,多么吸引人的事情啊!

  这很不容易。精密仪器有许多阴险的仇敌——潮湿和温度的变化。这间小工作室的气候对于灵敏的静电计是致命的,对于玛丽的健康也颇有妨害不过这无关紧要。这个女物理学家觉得太冷的时候,就在她的工作笔记本上记下摄氏温度计指明的度数,作为报复。在公式和数字之间,1898年2月6日的记载是“温度六度二十五分。”

玛丽知道要先从矿石当中提炼出带放射性的微量元素,无异于大海捞针。他和比埃尔采用的方法是以放射性为基础,采用分步结晶的方法,从沥青铀矿当中分离出新的放射性物质,她先用静电计测定出沥青铀矿当中矿石成分具有的放射性强度,在以此为线索追踪放射性元素隐藏在什么成分当中。

  六度,这真是太低了!玛丽加上了十个小惊叹号,表示她的不满。

结果,他们发现放射性很强的化合物,不是一种,而是两种,其中,一种是沥青铀矿当中含钡的化合物,另一种是含铋的化合物。放射性强度不同意味有不同元素,如果他们没有猜错的话,这两种新元素当中的一种,应该隐藏在含钡的化合物里,而另一种新元素应该隐藏在含铋的化合物里。他们进一步确认,在含铋的化合物里,放射性不是出自铋本身,而是混合在铋内部一种极微量的元素。直到1898年7月的一天,他们终于在铋的化合物里,找到了期待已久的新元素。玛丽建议把新元素起名为钋,以此来纪念她的祖国波兰。

  这个博士应考人第一关心的测量铀线的“电离能力”, 即铀射线使空气变为导电体并使静电计放电的能力。她所使用的那种极好的方法,原是她熟悉的两个物理学家——比埃尔和雅克·居里以前为研究别种现象而发明的。玛丽用的设备由一个“电离室”、 一个居里静电计和一个压电石英静电计组成。

1898年,当时人们对放射性的认识还很肤浅,不相信可以用放射性的方法,来寻找和确定新的元素,科学家们一味坚持必须要用元素的特征光谱,来确定是否是新元素。

  几星期后有了初步结果:玛丽断定这种惊人的辐射的强度与检查过的化合物铀的含量成正比;这种辐射, 可以精确测量, 不受化合情形或外界环境——“照度”或温度的影响。

在法兰西科学院,1898年12月《论文汇编》上刊登了一则报告,报告中有一段话:“我们有充分的理由可以得出以下结论,这种放射性的新物质里含有一种新元素,我们给他定名为镭。”提出了镭,并不等于已经看见了镭。为了把钋和镭展现在不相信的人们面前,为了向全世界证明他们确实存在,居里夫妇还要付出长期的、艰苦的、代价高昂的努力。

  这些发现外行人并不觉得有什么了不起,但是对于学者们却有极大的吸引力。物理学上常有一种不可解的现象,经过几次研究之后,却可以归入以前已知的定律,这么一来研究者也就立刻失掉对它的兴趣!

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  玛丽的研究绝不是这样。她越深入研究铀射线,越觉得它不寻常,具有一种未知的性质,同任何东西都不相象,也不受任何东西影响。虽然它的能量很弱,却有一种特殊的“个性”。

  她对这种奥秘反复思考,追求真相,同时加快步伐,不久就确定这种不可解的辐射是一种原子的特性。

藏有钋和镭的沥青铀矿是一种贵重的矿物,在奥地利,一个提取玻璃工业铀盐的矿场里就有这样的矿物。他们预料,沥青铀矿在提起铀之后,矿渣当中所含有的微量元素钋和镭也许还会原封未动。于是,在一个奥国同行的帮忙下,他们得到奥地利政府同意馈赠的一吨铀矿的残渣。

  她又自问:虽然只观察到了铀有这种现象,但是没有什么理由可以证明铀是可发出射线的化学元素。为什么别的物质却没有同样的能量呢?射线先在铀里发现也许是偶然的,物理学家心里就把它与铀连在一起了,现在应该在别的地方去找它。

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  想到了立刻就做!玛丽扔下了对于铀的研究,决定检查所有已知的化学物质;不久就有了结果。另外一种物质——钍的化合物,也自发放出射线,与铀射线相似,强度也相似。这个青年妇女有了很清楚的观念,这种现象决不只是铀的特性,必须给它一个不同的名称。居里夫人提议把它叫做放射性。铀和钍这些有特殊“辐射强度”的物质,就叫做放射元素。

分离含铀的沥青矿碴

  放射性简直迷住了这个女物理学家,她毫不疲倦地用同样的方法研究各种极不相同的物质。在玛丽的性格里,好奇心,女人的非凡的好奇心,学者的第一种美德,发展到了最高度。她不限于观察盐类和氧化物这些简单化合物,她忽然想要把在理化学校采集的矿物加工成各种标本,当作消遣,用静电计把它们用于海关检查。比埃尔赞成她的意见,并且帮助她挑选硬的、最容易碎的、奇形怪状的矿脉碎片。

从1898年到1902年,这四年当中,居里夫妇就在简易的棚子里,点火熔化,过滤沉淀,倒出来再熔化,再过滤再沉淀……。后来居里夫人采用自己独创的分步结晶法,来完成最繁重的那部分工作,把每吨沥青残渣当中,提起10到20公斤的硫酸钡,再把硫酸钡变成氯化物,这些氯化物当中含镭量大约是万分之三,现在居里夫人可以从氯化物当中完成最后的结晶了。这四个寒暑,是居里夫妇英勇的岁月。镭似乎要与它最执著的发现者作对,不肯轻易露出它的面容。居里夫人被他极强的放射性所迷惑,以为在沥青铀矿的残渣镭里的含量可以达到百分之一,事实上并非如此,它的含量小的多,而且跟其他杂质密切的混合着,很难被离析。狡猾的镭把居里夫妇拖住了旷日持久的较量当中。

  玛丽的见解很简单,像天才的偶然发现一样简单。

然而居里夫人是不会放弃的。比埃尔非常了解玛丽性格坚韧的程度。玛丽就是这样一种人,她想要做的事就要做到,她想离析镭就一定要把它离析出来。镭终于在顽强的对手面前屈服了!1902年,居里夫妇宣布镭可能存在之后的45个月,玛丽终于打赢了这场持久战,提炼出了一分克的纯镭,而且初步测定了镭原子量225.93。

  居里夫人站在那里的十字路口,有几百个研究者曾经停留过许多月,或许多年。他们检查所有已知的化学物质之后,像玛丽一样发现了钍射线,仍继续无结果地自问这种神秘的放射性是由哪里来的。玛丽也是这样自问,也觉得惊异,但是她的惊异转化成了有结果的行动,她已经用尽所有明显的可能性,现在要转向深奥的、未知的东西。

在黑暗的棚屋里,镭宝贝就装在一只极小的玻璃容器里,它自动的发出蓝色的荧光。玛丽恍如进入梦幻般的世界,在那首次看到荧光闪耀的一晚,被永远铭刻在记忆中。

  她先就知道,或者更确切地说她以为自己知道检查矿物的结果是什么:不含铀或钍的标本,一定显得完全“不放射”; 含铀或钍的矿物,一定有放射性。

镭有它的特征光谱,有确定的原子量,而且有种奇异的特性,除了发光,镭的放射性强度是铀的几十万倍,一种新元素不容置疑的诞生了。他们付出巨大代价的新发现,奠定了一个新的学科,放射性学科。

  事实证明了这种预料。玛丽抛开那些不放射的矿物,专心研究其余的矿物,并且测量它们的放射性。

自从门捷列夫发现元素周期律以后,科学界对于找到一种新元素,并用它来填补周期表上的空白,怀有极大的兴趣,并且把每一种新元素的发现,当作化学领域的一个重大进展。雷被称为革命家,是因为居里夫妇在提炼镭的过程当中创造了化学界离析提纯的一种新方法,放射性加上分步结晶法,这种方法对化学的发展具有重要的意义。居里夫妇不但最先发现了镭的辐射强度大大超过了铀,而且比埃尔还测出,一克原子镭每小时放出22.5千卡的热量。按数量级来计算这个热量,与一克氢气燃烧时产生的热量相等,这实际上是人类第一次测出的原子能。

  测量中有了一个戏剧性的发现:这种放射性的强度,比通常根据其中铀或钍的含量预计的强度大很多!

这么显著的能量从哪里来!直到1905年,伟大的物理学家爱因斯坦提出,质量是物体当中含有能量的尺度,才得到问题的答案!

  这个年轻的妇女想 :“这一定是试验的错误”

镭确实太不可思议了。

  学者们对于出乎意料的现象的第一个反应,总是怀疑。

镭会自动产生一种特殊的气体,镭射线。这种活跃的射线即使在封闭的玻璃管里也会有规律的自我毁灭,很多温泉的水里就含有这种镭射线。

  玛丽毫不动摇地重新开始测量,用同样的产物,重复测量了十次,二十次。她不得不承认这个事实:在这些矿物中的铀和钍的含量,决不能解释她观察到的这种异乎寻常的辐射强度。这种反常的而且过度的放射性是哪里来的?这只能有一种解释:这些矿物一定含有少量的一种比铀和钍的放射性强得多的物质。

镭自动放热,它在一个小时内放出的热量也可以融化与它等量的冰,在不受冷气影响的情况下,它的热度可以使周围空气的温度升高10℃。

  但是,这是什么物质?玛丽在以前所作的试验中,已经检查过所有已知的元素了。

镭的神奇非常直观,它能够穿过黑色的纸在照相底片留下影子,也能使空气电离,使远处的验电器放电,能够使装它的玻璃容器成为紫色或淡紫色,能够把包裹它的纸或棉花一点点的腐蚀掉成粉末。

  这个女学者以极伟大的心智所特有的把握和极大的勇气,回答了这个问题。她提出了一个很大胆的假定:这些矿物一定含有一种放射性物质,它是今日还不知道的一种化学元素——一种新物质!

镭发出一种白天看不见的光,在黑暗里,一点点镭发出的光足以用来照明,它不但自己发光,还能使金刚石等不能发光的物体发出磷光,可以用来辨别金刚石的真假。

  玛丽的直觉告诉她自己,这种未知的物质一定存在,她也已经宣布了它的存在;但是她还须打开它的秘密。现在她必须以实验证实假定,必须把这种物质分离出来,必须做到能够公布 :“它在这里,我已经看见它了。”

镭的放射是传染的,如果某种植物、动物和人靠近它,就会看到它传染的痕迹。

  比埃尔·居里热切地关注他的妻子的实验的迅速进展,他虽然没有直接加入工作,可是时常以他的意见和劝告帮助玛丽。鉴于所得到的结果的惊人重要性,他决定暂时停止自己在结晶体方面的研究,把他的力量用来与玛丽一同找寻这种新物质。

仅仅在几年前,人们还确定,物体是由永远不变的元素组成的。可是镭让所有的人都惊呆了,现在每一秒钟,镭粒子用极大的力量,把本身的氦气原子放射出去。玛丽把这种极小的惊人的爆发,叫做原子嬗变的激变。爆发后的残渣是镭射线的一种气体原子,这种气体原子又变成另外一种具有放射性的物质,这种物质又再次发生变化。这些放射性元素,作为这个家庭的一个成员,都是从她母体自动嬗变产生的。

  现在奋斗的力量加了一倍,在娄蒙路的潮湿的小工作室里,有两个头脑、四只手在找寻那种未知的物质。从此以后,居里夫妇的工作中就不可能辨别哪一部分是哪一个人的成绩了,玛丽在选铀射线为论文题目时,发现了别种也有放射性的物质。她在检查一些矿物之后,已经能够宣布有一种新的化学元素存在,它的放射性很强。这个结果的重要性,已经驱使比埃尔·居里中止他自己的完全不同的研究,而和他的妻子一起来离析这种元素。他们从1898年5月或6月开始合作,持续八年,直到突然发生了一件致命的意外事件,才残酷地破坏了这种合作。

镭是铀的子孙,钋是镭的子孙!

  居里夫妇在含铀的一种矿石——沥青铀矿里找寻这种“放射性很强的物质”, 发现未经炼制的沥青铀矿的放射性,比其中所含纯二氧化铀的放射性强了四倍;但是这种矿石的成分已经精确地知道了那么这种新元素的含量一定很少,所以一直到当时学者们还没有注意到,严密的化学分析也没有发现它!

在永远的相同的周期内,每一种放射性元素会失掉它实体的一半,铀减去一半,需要几十万年,镭需要1600天,镭射气需要4天,镭射气的子孙只需要几秒钟。

  真正的物理学家在两种可能性中,总是采取不甚吸引人的一种 ;比埃尔和玛丽就是这样, 据他们的“悲观的”计算,这种新物质在矿石中的含量,至多不过百分之一。他们想这是太少了如果他们知道这种未知的放射性元素,在沥青铀矿里的含量只不过百万分之一,他们是何等沮丧啊!

1903年,诺贝尔奖颁发给一位弱不禁风的金发女郎居里夫人居里夫人,她是第一位获得该奖的女性,在男性占统治地位的物理学领域获奖,居里夫人令人肃然起敬!

  他们耐心地开始探索,用的是他们根据放射性发明的一种方法:他们先依照化学分析的普通程序,把组成沥青铀矿的各种物质分开,然后逐一测量所分开的物质的放射性。连续淘汰几次之后,他们渐渐能够看出来那种“反常的”放射性,是隐藏在这种矿石的某几部分中。他们的工作愈向前进展,探索的范围就愈缩小。这正是警察使用的方法,他们总是把一个地区中所有各点逐一搜查,以期找到罪犯的踪迹并加以逮捕。

  但是,这里面不只是一个罪犯,放射性主要集中于沥青铀矿的两个化学部分里面。居里先生和夫人认为这是有两种不同的新物质存在的迹象。到1898年7月,他们已经可以宣布发现了这两种物质之一。

  比埃尔对他的年轻的夫人说 :“你应该给‘它’定一个名字!”

  这个原叫斯可罗多夫斯基小姐的物理学家,默默地想了一会儿;她的心转向那已经从世界地图上消失了的祖国,她隐隐约约地想到,这件科学大事将会在俄罗斯、德意志、奥地利等压迫者的国家发表,于是她想把这种元素定名为“钋”, 因为“钋”元素的名词Polonium的词根与波兰国名的词根相同。

  在1898年7月科学院的《论文汇编》里,人们读到下面这一段:“我们相信我们从沥青铀矿中提取的物质,含有一种尚未受人注意的金属,它的分解特性与铋相近。如果这种新金属的存在确定了,我们提议把它定名为钋,这个字来源于我们之一的祖国的国名。”

  这个名称的选定可以证明,玛丽虽然已经成了一个法国人和物理学家,并没有背弃她青年时期的热情。

  还有一件事可以证明这点:她提交科学院的文章《论沥青矿中所含的放射性新物质》还没有在《论文汇编》上发表之前,玛丽已经把原稿寄回祖国一份,交给她从前作初步试验的工农业博物馆的实验室主任约瑟夫·柏古斯基。差不多在巴黎发表的同时,这篇文章在华沙的一个叫做《斯维阿特罗》的画报月刊上发表了。

  玛丽和比埃尔·居里,还有一个合作者 G·贝蒙一同给科学院写报告,在1898年12月26日会议的《论文汇编》上发表。这篇报告宣布沥青铀矿里有第二种放射性化学元素存在。

  下面是这篇报告里面的几行:“上述各种理由使我们相信,这种放射性的新物质里含有一种新元素,我们提议给它定名为镭。

  这种放射性新物质的确含有很大一部分钡,虽然如此,它的放射性仍是很可观,足见镭的放射性一定是大极了。“

  钋和镭的特性推翻了几世纪来学者们相信的基本理论。这些放射性物体的自发放射如何解释?这种发现动摇了全部已得概念,并且与已经根深蒂固的物质观念相反。因此,物理学家要保持谨慎态度,他们对于比埃尔和玛丽·居里的工作极感兴趣,但是还要等得到决定性的结果之后,再表示意见。

  化学家的态度甚至更不含糊。依照定义,化学家对于一种新物质只有在看见了它,接触了它,称过它,检查过它,用酸加以对比,把它放在瓶子里,并且确定了它的“原子量”时,才相信它的存在。

  直到现在,没有人看见镭,没有人知道它的原子量;因此,忠于原则的化学家的结论是 :“没有原子量,就没有镭;把镭指给我们看,我们就相信你们。”

  为了要把钋和镭指给不相信的人看,为了要向世界证实他们的“孩子”的存在,也为了要使自己完全有把握,居里先生和夫人还须工作四年。

  他们的目标是要取得纯镭和纯钋。在这两个学者已经提炼成的放射性最强的产物中,这两种物质仍只有不易觉察的痕迹。

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