我是玛丽·居里(Marie Curie),法国籍波兰科学家,研究放射性现象,发现镭和钋两种放射性元素,曾两度获诺贝尔奖——在两个不同学科领域。
我于1876年出生于波兰华沙,童年的我是不幸的,在不满10岁时妈妈和大姐就相继病逝了,这样的生活环境不仅培养了我独立生活的能力,也使我从小就磨炼出了非常坚强的性格。
我从小学习就非常勤奋刻苦,对学习有着强烈的兴趣和特殊的爱好,从不轻易放过任何学习的机会,处处表现出玛丽·居里一种顽强的进取精神。我对父亲实验室中的各种仪器也十分感兴趣,长大后我又读了许多自然科学方面的书籍,这使我更充满幻想,急切地渴望到科学世界探索。但是当时的家境不允许我去读大学。19岁那年,我开始做长期的家庭教师,同时还自修了各门功课。这样,直到24岁时,我终于来到巴黎大学理学院学习。带着强烈的求知欲望,我全神贯注地听每一堂课,艰苦的学习使我身体变得越来越不好,但是我的学习成绩却一直名列前茅,这不仅使同学们羡慕,也使教授们惊异,入学两年后,我充满信心地参加了物理学学士学位考试,在30名应试者中,我不负众望考了第一名。第二年,我又以第二名的优异成绩,考取了数学学士学位。
1894年初,我接受了法国国家实业促进委员会提出的关于各种钢铁的磁性科研项目。在完成这个科研项目的过程中,我结识了理化学校教师皮埃尔·居里,他是一位很有成就的青年科学家。后来我们结为夫妇。
在后来的研究中,我们发现铀及其化合物不断地放出射线,向外辐射能量。这引起了我们极大的兴趣。这些能量来自于什么地方?这种与众不同的射线的性质又是什么?我们决心揭开它的秘密。1897年,我选定自己的研究课题——对放射性物质的研究。我辛勤地开垦了一片科研的处女地,并最终完成了近代科学史上最重要的发现之一——发现了放射性元素镭,奠定了现代放射化学的基础,为人类做出了伟大的贡献。
在实验研究中,我还设计了一种测量仪器,不仅能测出某种物质是否存在射线,而且能测量出射线的强弱。经过反复实验我发现:铀射线的强度与物质中的含铀量成一定比例,而与铀存在的状态以及外界条件无关。
我和我的先生对已知的化学元素和所有的化合物进行了全面的检查,获得了重要的发现:一种叫做钍的元素也能自动发出看不见的射线来,这说明元素能发出射线的现象绝不仅仅是铀的特性,而是有些元素的共同特性。我把这种现象称为放射性,把有这种性质的元素叫做放射性元素。它们放出的射线就叫“放射线”。我还根据实验结果预料:含有铀和钍的矿物一定有放射性;不含铀和钍的矿物一定没有放射性。仪器检查完全验证了我的预测。我排除了那些不含放射性元素的矿物,集中研究那些有放射性的矿物,并精确地测量元素的放射性强度。在实验中,我发现一种沥青铀矿的放射性强度比预计的强度大得多,这说明实验的矿物中含有一种人们未知的新放射性元素,且这种元素的含量一定很少,因为这种矿物早已被许多化学家精确地分析过了。我果断地在实验报告中宣布了自己的发现,并皮埃尔被居里夫人的研究所吸引努力要通过实验证实它。在这关键的时刻,我的丈夫比埃尔·居里也意识到了我的发现的重要性,停下了自己关于结晶体的研究,来和我一道研究这种新元素。经过几个月的努力,我们从矿石中分离出了一种同铋混合在一起的物质,它的放射性强度远远超过铀,这就是后来被列在元素周期表上第84位的钋。几个月以后,我们又发现了另一种新元素,并把它取名为镭。但是,我们并没有立即获得成功的喜悦。当拿到了一点点新元素的化合物时,我们发现原来所做的估计太乐观了。事实上,矿石中镭的含量还不到百万分之一。只是由于这种混合物的放射性极强,所以含有微量镭盐的物质表现出比铀要强几百倍的放射性。
科学的道路从来就不平坦。钋和镭的发现,以及这些放射性新元素的特性,动摇了几世纪以来的一些基本理论和基本概念。科学家们历来都认为,各种元素的原子是物质存在的最小单元,原子是不可分割的、不可改变的。按照传统的观点是无法解释钋和镭这些放射性元素所发出的放射线的。因此,无论是物理学家,还是化学家,虽然对该项研究工作感到有兴趣,但是自己心中都存有疑问。尤其是化学家们的态度更为严谨。为了最终证实这一科学发现,也为了进一步研究镭的各种性质,我不得不从沥青矿石中分离出更多的、并且是纯净的镭盐。
一切未知的世界都是神秘的。在分离新元素的研究工作开始时,我们并不知道新元素的任何化学性质。寻找新元素的唯一线索是它有很强的放射性。我们据此创造了一居里夫妇对实验进行认真分析。但是我们没有钱,没有真正的实验室,只有一些自己购买或设计的简单的仪器。
1902年年底,我们终于提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭,并准确地测定了它的原子量。从此镭的存在得到了证实。镭是一种极难得到的天然放射性物质,它的形体是有光泽的、像细盐一样的白色结晶。在光谱分析中,它与任何已知的元素的谱线都不相同(镭虽然不是人类第一个发现的放射性元素,但却是放射性最强的元素。利用它的强大放射性,能进一步查明放射线的许多新性质,以使许多元素得到进一步的实际应用。医学研究发现,镭射线对于各种不同的细胞和组织,作用大不相同,那些繁殖快的细胞,一经镭的照射很快都被破坏了。这个发现使镭成为治疗癌症的有力手段。在法国,镭疗术被称为居里疗法。镭的发现从根本上改变了物理学的基本原理,对于促进科学理论的发展和在实际中的应用,都有十分重要的意义)。
由于我们的惊人发现,1903年12月,我获得了诺贝尔物理学奖。在镭提炼成功以后,有人劝我们向政府申请专利权,垄断镭的制造以此发大财。而我则不这么认为,“那是违背科学精神的,科学家的研究成果应该公开发表,别人要研制,不应受到任何限制”。“何况镭是对病人有好处的,我们不应当借此来谋利”。我还把得到的诺贝尔奖金赠送别人。
1914年,巴黎建成了镭学研究院,我担任了学院的研究指导。以后我继续在大学里授课,并从事放射性元素的研究工作。我毫不吝啬地把科学知识传播给一切想要学习的人。
尽管取得了成功,但是我时刻也没有忘记自己的祖国。当我们夫妇从矿物中分离出新元素以后,我把新元素命名为钋。这是因为钋的词根与波兰国名的词根一样。以此表示对惨遭沙俄奴役的祖国的深切怀念。
玛丽·斯可罗多夫斯卡娅,被人们誉为“镭的母亲”。1867年11月7日,玛丽出生在俄国沙皇侵略者统治下的波兰首都华沙。父亲是华沙高等学校的物理学教授,使她从小就对科学实验发生了兴趣。
1891年,她到巴黎继续深造,获得了两个硕士学位。学业完成后,她本想返回祖国,为受奴役的波兰人民贡献自己的力量,但是,法国年轻物理学家皮埃尔·居里的出现,改变了她的一生。1895年,她与皮埃尔结婚,1897年生了一个女儿——又一个未来的诺贝尔奖金获得者。
居里夫人无意中注意到法国物理学家贝克勒尔的研究工作。自从伦琴发现X射线之后,贝克勒尔在检查一种稀有矿物质“铀盐”时,又发现了一种“铀射线”,朋友们都叫它贝克勒尔射线。
居里夫人对贝克勒尔发现的射线很有兴趣,射线是从哪里来的?居里夫人看到当时欧洲所有的实验室还没有人对铀射线进行过深刻研究,于是决心向这个领域进军。
皮埃尔多次向理化学校校长请求,他才同意居里夫人使用一间潮湿的小屋做理化实验。在摄氏6度的室温里,她完全投入到铀盐的研究中去了。居里夫人受过严格的高等化学教育,她在研究铀盐矿石时想到,没有什么理由可以证明铀是唯一能放射射线的化学元素。她根据门捷列夫的元素周期律排列的元素,逐一进行测定,结果很快发现另外一种钍元素的化合物,也能自动居发出射线,与铀射线相似,强度也相像。居里夫人认识到,这种现象绝不只是铀的特性,必须给它起一个新名称。居里夫人提议叫它“放射性”,铀、钍等有这种特殊“放射”功能的物质,叫做“放射性元素”。
有一天,居里夫人忽然想到矿物里可能有放射性?在皮埃尔的帮助下,她连续几天测定能够收集到的所有矿物。她发现一种沥青铀矿的放射性强度比预计的强度大得多。经过仔细的研究,居里夫人不得不承认,用这些沥青铀矿中铀和钍的含量,绝不能解释她观察到的放射性的强度。这种反常的而且过强的放射性是哪里来的?只能有一种解释:这些沥青矿物中含有一种少量的比铀和钍的放射性作用强得多的新元素。居里夫人在以前所做的试验中,已经检查过当时所有已知的元素了。居里夫人断定,这是一种人类还不知道的新元素,她要找到它!
皮埃尔也注意到了居里夫人的发现,他们一起向未知元素进军。在潮湿的工作室里,经过居里夫妇的合力攻关,1898年7月,他们宣布发现了这种新元素,它比纯铀放射性要强400倍。为了纪念居里夫人的祖国——波兰,新元素被命名为钋(波兰的意思)。
1898年12月,居里夫妇通过实验证实,他们又发现了第二种放射性元素,这种新元素的放射性比钋还强。他们把这种新元素命名为“镭”。可是,当时谁也不能确认他们的发现,因为按化学界的传统,一个科学家在宣布他发现新元素的时候,必须拿到实物,并精确地测定出它的原子量。而居里夫人的报告中却没有钋和镭的原子量,手头也没有镭的样品。
居里夫妇决定用实物来证明他们的理论。当时,藏有钋和镭的沥青铀矿,是一种很昂贵的矿物,主要产在波希米亚的圣约阿希母斯塔尔矿,人们炼制这种矿物,从中提取制造彩色玻璃用的铀盐。对于生活十分清贫的居里夫妇来说,哪有钱来支付这件工作所必需的费用呢?他们的智慧补足了财力,他们预料,提出铀之后,矿物里所含的新放射性元素一定还存在,那么一定能从提炼铀盐后的矿物残渣中找到它们。经过无数次的周折,奥地利政府决定馈赠一吨废矿渣给居里夫妇,并答应若他们将来还需要大量的矿渣,可以在最优惠的条件下供应。
居里夫妇是在非常艰苦的条件下进行实验的,夏天,因为顶棚是玻璃的,里面被太阳晒得像一个烤箱;冬天,又冷得人都快冻僵了。居里夫妇克服了人们难以想象的困难,为了提炼镭,他们辛勤地奋斗着。居里夫人立即投入提取实验,她每次把20多公斤的废矿渣放入冶炼锅熔化,连续几小时不停地用一根粗大的铁棍搅动沸腾的材料,而后从中提取仅含百万分之一的微量物质。
1898~1902年,居里夫妇经过几万次的提炼,处理了几十吨矿石残渣,终于得到0.l克的镭盐,测定出了它的原子量是225。镭宣告诞生了!居里夫妇终于用事实证实了镭的存在,这使全世界都开始关注放射性现象。镭的发现在科学界爆发了一次真正的革命。
居里夫人以“放射性物质的研究”为题,完成了她的博士论文。1903年,居里夫人取得巴黎大学的物理学博士学位。同年,居里夫妇和贝克勒尔共同荣获诺贝尔物理学奖。
继镭的发现之后,另一些新的放射性元素如锕等也相继被发现。探讨放射性现象的规律以及放射性的本质成为科学界的首要研究课题。
对女儿的教育也能显示出居里夫妇对科学追求的热衷。1939年,居里夫人的大女儿伊雷娜荣获诺贝尔化学奖,小女儿艾芙日后成为杰出的音乐教育家和传记作家。当伊雷娜和艾芙还小时,居里夫人就鼓励他们不要怕黑,不要怕打雷,要勇敢面对贼与流行病。第一次世界大战时,居里夫人强迫她的女儿暑假到国内外旅行,并让她俩给战士织毛衣。她俩还加入收获队,代替男子冒着危险去抢收麦子,居里夫人从小培养她们勇敢而有主见的独立人格。每天功课一完,居里夫妇就带两个孩子到外面去。不论天气如何,伊雷娜和艾芙总要步行很长的路。自家的花园里还设置了一个横架,上面有吊杆、一条滑绳、一副吊环,让她们在家里进行体育锻炼。而居里夫人无论如何疲倦,她总要陪女儿骑自行车出游。在1911年暑假,居里夫人带女儿第一次旅行去波兰,姐妹俩学着骑马,居里夫人背着旅行袋在前面引路,她们在山里旅行了五天,晚上住在山民的小屋里。为了发掘孩子的天赋,当女儿刚上学时,居里夫人让她们每天进行一小时的智力工作。当姐妹俩入中学后,她就让女儿每天放学后再上一节“特殊教育课”,即在索文本的实验室里,请人教姐妹俩化学、数学、文学、历史、雕塑、绘画及自然科学。在世界名人对其子女进行家教中,居里夫人可算是成功的典范。