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第1章 镭元素之母——玛丽·居里

大科学家爱因斯坦曾中肯而赞佩地评价她“在我认识的所有著名人物中,居里夫人是惟一一个不为盛名所颠倒的人”。玛丽·居里,法籍波兰女科学家。惟一一个跨两个学科获得诺贝尔奖的科学家,惟一一个获得两次诺贝尔奖的女科学家。有史以来存在过的100多亿人口的人类所发现的一百零几种元素中有两个是她发现的。她首创放射学,为人类利用原子能开辟了道路。玛丽·居里原名玛丽·斯可罗多夫斯卡,因嫁给皮埃尔·居里而更名,世人称居里夫人。

1876年,玛丽出生于波兰华沙,母亲早亡,父亲是一位有着深沉爱国思想的中学教师。玛丽天资聪颖、勤奋好学、性格倔强,受父亲影响具有强烈的爱国意识。早在玛丽出生前100多年,她的祖国就已被奥、俄、德瓜分了。因此,她的中小学不得不接受当时统治华沙的俄国人的奴化教育。但是这些压抑不住马丽的爱国热情和反抗精神,并且这种东西一直贯穿她的整个人生。

中学毕业时,玛丽是金奖毕业生。但当时的波兰大学不招女学生,女子若想读大学就得到外国去。中学毕业后,为了帮助想学医的姐姐去法国留学,16岁的玛丽辗转于城市和乡村之间做了6年在当时看来只有穷苦女子才肯做的家庭教师。这期间,玛丽尽管历尽艰辛,却从未间断过刻苦自学。姐姐毕业从医后,玛丽也学有所成。由于立志要做一个对自己祖国有用的人,24岁那年冬天,玛丽来到法国首都巴黎,考入巴黎大学理学院。

在巴黎,她像许多穷学生一样,过着极清苦的生活。由于缺钱,她租住了一家四层楼顶上的阁楼。每月只用一两袋煤,每天只用一点极简单的饮食充饥。为了省灯油,她每晚到图书馆去看书直到闭馆。在冬天最冷的日子里,她经常穿着衣裤睡觉,有时甚至把屋内所有的报纸和椅子都压在被子上抵御寒冷。有一段时间她因过度营养不良而经常头晕,甚至休克,一些同学不解,可谁知道她经常是一天只吃樱桃呢?

由于刻苦努力,成绩突出,她在巴黎大学只用两年就取得了物理学硕士学位,次年又取得了数学硕士学位。这时,国内的朋友感动于她的执著,帮她争得了波兰留学生奖学金,使她得到了在巴黎多留一年的时间。后来,玛丽又从一个科学学会得到了研究金属磁性的委托书。就在这项研究中,她结识了法国巴黎市立理化学校实验室的青年物理学家皮埃尔·居里。

1895年,伦琴发现X射线的那一年,28岁的玛丽与36岁的居里结了婚。他们的婚礼只是两个人骑着自行车到乡间去旅行。这次简朴而又富有诗意的旅行,是这对青年人并肩走上艰苦的科学研究之路的开始。

居里夫人一生中对人类科学及和平事业做出了许多卓著的贡献,其中最显赫的要算放射性元素钋和镭的发现,及其对放射性所做的研究。

居里夫人是爱因斯坦、普朗克等大科学家的同代人。他们所生活的年代,是人类科学尤其是物理学从大危机、大革命走向大振兴的年代。居里夫人是一代科学精英中的佼佼者之一。由于1895~1897年,一系列重大发现的出现和重大危机的暴露,使得有的物理学家惊呼“原理的普遍毁灭”,有的物理学家懊丧自己为何不在5年前死去。当时英国很有影响的物理学家汤姆逊说:经典物理学的万里晴空出现了乌云。

乱世出英雄,危机四伏的物理学领域成了科学精英们施展才干的舞台。1895年,伦琴发现X射线,柏克勒尔因研究X射线而发现铀的天然放射性,居里夫人因研究放射性铀而发现钋和镭,又进而首创了放射学。放射性的研究及汤姆逊对电子的发现等,又引发了对微观世界的研究,引发了电子力学。

玛丽婚后的第二年,柏克勒尔发现放射性——物质自身在没有任何外部作用的情况下自发放射线的现象。这引起了居里夫人的强烈兴趣,她决心解开放射性的谜团,探究这种怪异射线的来源。由于放射线刚被发现,这里还是个未经开发的园地。居里夫人以探险家的勇气和追求真理的热诚闯了进来。

课题选定之后,难题接踵而至。实验设备、实验场地、实验材料……他们好不容易借到了一处可遮风避雨的木棚,因陋就简地凑足了设备,开始了实验。玛丽从寻找铀以外的放射性物质着手,不久就验明了当时已知的元素钍也有放射性。这更增加了她的信心。她给铀、钍这类元素起了个名字叫放射性元素。

放射性元素迷住了她,她到处寻找矿石、灰渣等物质来检验。皮埃尔也帮她寻找,功夫不负有心人,果然在一种铀沥青矿中发现了极强的放射性。她怀疑自己搞错了,反复检验了20几次,结果还是一样的。根据在该矿中铀和钍含量的估计,远不足以产生如此强大的辐射。射线从何而来?解释只有一个,即矿石含有铀和钍之外的其他放射性元素。这个想法使玛丽振奋之极,她马上着手寻找这种新元素。当时她预计这种元素在矿石中的含量不会超过百分之一。然而,进一步测定的结果又使她震惊之极——原来新元素在矿石中的含量还不足百万分之一。这就大大增加了分离的难度。经过反复的分离、淘汰,她终于认定了强大的放射性主要来源于矿石的两个化学部分里。

1898年7月,她从矿石含铋的部分中,分离出一种新的放射性元素,它的化学性质与铋相似,放射性比纯铀强400倍。无疑她成功了。在这带来巨大喜悦的成功之际,她想起了自己无限热爱的灾难深重的祖国。于是她以祖国“波兰”的字首将新元素命名为Polonium,元素符号为Po,汉语译作“钋”。发现钋之后,居里毅然放下自己的研究项目来协助玛丽工作。他们准备分离铀沥青矿石中放射性集中的另一个化学部分。然而,另一部分中可能存在的新元素含量更少。他们又买不起价格昂贵的矿石。后来,他们想出了一个无可奈何的办法——既然矿石并非用来提取新元素,那么,新元素定然留在矿渣中。于是他们借来手推车,把廉价买到的8吨矿渣运回他们简陋的实验场。8吨矿渣,靠一口大锅、一根铁棍,夜以继日地搅抖、煮熬、沉淀、提纯、分析,夫妻俩整整干了4年,吃尽苦头。终于在1902年年底在这种含量极其微小的矿渣中分离出0.2克新元素。这种新元素具有更大的放射性,居里夫人将之命名为镭(Radium),意为射线的给予者。

当天晚上,居里夫妇来到他们为镭而干了4年的棚屋。没有开灯,他们看到实验台上小试剂瓶中微蓝色的荧光在闪烁——这就是他们历尽千辛万苦,大海捞针般地为人类找到的镭。他们陶醉了,觉得一切都得到了补偿,一切都是值得的。这大概就是人一生幸福的最高境界吧!

由于镭的发现,居里夫妇和柏克勒尔分享了1903年的诺贝尔物理奖。

镭发现后,由于其更强的放射性,引起了世界的瞩目。科学家们很快发现了放射性物质的许多新用途,尤其是在医疗上用来消杀肿瘤等作用。这时,一些资本家提出愿意以高价从居里夫人那里购买镭的生产权,被她拒绝了。她说,镭是一种天然元素,它是属于全人类的,任何人都不应该由于镭而牟利。后来她还向镭研究部门和医疗部门赠送过价值百万元以上的镭。

1906年4月6日,巨大的不幸发生了,最最亲爱的皮埃尔在横过马路时被一辆马车撞倒而身亡。这一致命的打击使玛丽悲痛欲绝。但是,想到她与皮埃尔共同遵循的“学者没有权力离弃科学”的人生原则,想到科学事业的需要,她又坚强地挺立起来。她接继了居里生前的工作,同时著述了于1910年出版的《 放射性专论 》——放射性研究的奠基性著作。为此,她于1911年又获得了诺贝尔化学奖。

1914年,第一次世界大战爆发,居里夫人成为反战积极分子,以其对科学所拥有的那股热情投入了战地服务,创立了流动X光车,装备了200多个X光照相室,亲自指挥抢救伤病员。同年,她在巴黎创建“镭研究所”,使放射性研究走上了组织化、正规化的道路。

居里夫人的一生是硕果累累的一生,她曾先后被授予包括诺贝尔奖在内的10余项科学奖;被各国政府授予16枚科学勋章;被各种科学或教育机构授予过博士、院士、会员等107种荣誉称号;为人类留下了70多篇论文和著作;为人类留下了钋和镭。不仅如此,她还为科学事业培养出了获诺贝尔奖的科学家女儿——伊丽芙·居里。获诺贝尔奖的女性屈指可数,可其中竟有两位是母女,这大概也算是历史上的一个奇迹吧。

居里夫人的一生又是充满爱心的一生,她热爱自己的祖国,决心为祖国争光,第一个重大发现就以祖国的名字命名;她热爱科学事业,终生不渝,且最后为之献身;她热爱自己的亲人,中学毕业就去当家庭教师,为姐姐读书赚取学费,又与自己的丈夫相爱相助,共同成就科学的伟业;她热爱整个人类,把本可以牟取暴利的专利性项目公诸于世,又在战争中表现出无私忘我的助人精神……爱,充盈于身心;爱,贯穿于她的终生。这也许是女性科学家所独有的襟怀吧!作为回报,她也将得到全人类的景仰和爱戴。

大科学家爱因斯坦曾中肯而赞佩地评价她“在我所认识的所有著名人物中,居里夫人是惟一一个不为盛名所颠倒的人”,“她性格刚烈、思想纯正、严于律己,她处事乐观、廉洁——所有这些品质很少在一个人身上兼而有之。她每时每刻都感到自己在为社会服务,而她伟大的谦逊又不曾给她留下自我欣赏的余地”。然而对于自己,她只写下过这样的寥寥数语:“我出生在华沙,家中的人们担任教师,成年之后,我同皮埃尔结婚,生养了两个女儿。平生的工作是在法国完成的。”

1934年7月4日,居里夫人因大半生接触放射性物质,患恶性贫血而去世于法国阿尔卑斯山疗养院,时年67岁。以她的满腔热情,宏大胸襟和远大抱负,无疑是英年早逝。临死的时候,这位女科学家的双手被镭烧伤了,遍布着疤痕,射线渗入骨血。

居里夫人病逝后第二年,法国科学院出版了她的遗著《 放射学 》。她的功德,她的名字都将同她的贡献一道永载史册。

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