第七节 发现镭的艰苦历程

玛丽·居里,即著名的居里夫人,与她的丈夫皮埃尔·居里一起,夫妇俩共同就贝克勒耳首先发现的放射性现象进行研究,先后发现补(pō)和镭

(léi)两种天然放射性元素,为原子时代的开始作出了重大贡献。

居里夫人在科学上的刻苦自励、坚韧不拔,生活上的不畏挫折、艰苦朴素,成为后代人敬仰和传颂的佳话。

玛丽生长在波兰一个诚实的农民家庭。她的父母后来离开了农业劳动, 从事教育工作,父亲是一位中学的数学和物理教员,母亲做过小学校长,弹得一手漂亮的钢琴。玛丽继承了父亲的才智和母亲的灵秀。玛丽记忆力很强, 三四岁时,就能熟背许多诗篇。玛丽常到父亲的房间去,那里摆着不少的物理仪器和矿物标本,这些使年幼的玛丽萌生了对科学的好奇心,她觉得这些小东西非常有趣,她时常踮起脚尖,长时间地仔细端详,还不时用小手指去触一触玻璃管。一次,她问父亲:“这些东西叫什么名字呀?”父亲告诉她说:“这叫物理仪器。”从此,这些仪器就深深地印刻在玛丽的脑海里。但是,她的父母却不敢让儿女们在学习上过于用功,因为家里有肺痨的病根。

每当玛丽抱起书本,母亲就会心疼地对她说:“去花园里玩玩吧,孩子,外面多美啊!”

后来,大姐得伤寒病夭折,相继,母亲又因病去世。从此,玛丽失去了母亲和大姐的爱抚。家庭的不幸,深深地刺伤了玛丽幼小的心灵。但是,逆境也磨炼了她坚韧的性格和对知识的执著追求。

上中学时,一次她正在家里低头看书,姐妹们和她开玩笔,把几把椅子高高地叠在她的周围,可她一点都没有觉察。时间一分一秒地过去,等着看热闹的姐妹们互相挤眉弄眼,有些不耐烦了。又过了大约半小时,玛丽读完了预定的章节,才抬起头来,象姐妹们盼望的那样碰倒了“椅塔”,引得她们前俯后仰地笑个不停。

功夫不负有心人。玛丽中学毕业时以优异成绩获得了金质奖章,全家人都为她高兴,她的父亲更感到由衷的欣慰。

十九世纪的波兰大学不收女学生,这使玛丽和她的另一个姐姐很犯愁。因为如果出国求学,需要一笔很大的开支。“有办法了!一天,玛丽在月光下兴奋地对姐姐说:“是这样,你把我们俩省下来的钱都带上,先去巴黎。我在这儿做家庭教师,把挣来的钱再给你寄去。等你毕业有了工作再帮助我。若是我们仍旧各自奋斗,那就谁也无法离开这里。”

姐姐高兴地拥抱着妹妹,眼里闪着激动的泪花:“玛丽,你真愿意帮助我吗?你的天资这样好,应该你先出去,也许很快就会功成名就,为什么先让我走呢?”

“因为你是 20 岁,我才 17 岁。” 就这样,姐妹分手了。

姐姐从巴黎寄来了信,妹妹从华沙寄去了钱。为了支持姐姐读书,玛丽有时连一张邮票都买不起。

玛丽做家庭教师时,经受了一次感情上的磨难。这户人家的大儿子是华沙大学的学生,回家度假时认识了玛丽,从此一见钟情,玛丽高雅的谈吐,优美的舞姿,强烈地吸引着他;而热情、单纯的玛丽也深深地坠入了情网。但是,他们的恋情引起了一场轩然大波。大学生的父母尽管深知玛丽天

性聪颖、品行端正,可是,贫穷的女老师怎能配得上自己高贵的家庭和门第呢?父亲大发雷霆,母亲几乎气晕了过去,大学生终于屈从了父母的意志。失恋的痛苦折磨着善良的玛丽,她写信给一个表姐准备“向尘世告别”。

但是,坚定的信念,使玛丽很快战胜了内心的懦弱,她开始把全部精力放在了自学上。几年后,她又与大学生作了最后一次交谈,但是,他还是那样犹豫、软弱。玛丽毅然折断了心灵上的幻想之帆,动身前往巴黎求学去了。

这是一次幸运的失恋。否则,她的历史也许将要重新改写,玛丽也不会成为举世闻名的居里夫人了。

玛丽在巴黎求学期间,一个波兰籍物理教授为物理学家皮埃尔·居里做了牵线搭桥的人,用中国话说,为玛丽和皮埃尔做了“红娘”。

皮埃尔原是一位对女性抱有成见的人,在他的日记中曾这样写道:“女人比我们更加留恋生命,天才的女人是少见的。”

皮埃尔与玛丽第一次见面时,漫不经心地同她握手,伸过来的是一只秀丽纤巧的小手,手指上留有硫酸灼伤的斑痕。

对于年轻有为的科学家皮埃尔,玛丽闻名已久。然而,第一次会见,除了欣喜之外,在这位 27 岁的姑娘心中还激起了一道波澜。

当晚,皮埃尔和玛丽都失眠了,皮埃尔找出了自己的日记本,把上面关于女性的偏见涂抹得一干二净。一年之后,两人的感情终于找到了共同的节奏,皮埃尔在给玛丽的信中写道:“如果我们能够生活在一起,那该有多好啊!”

1805 年,玛丽和皮埃尔在充满诗情画意的夏天里结婚了。 玛丽的婚礼没有白礼服,没有金戒指,也没有按照当地的习俗到教堂去举行仪式。亲友们来祝贺他们的结合,这对新婚夫妇用亲友的馈赠,购买了两辆新自行车。婚后的蜜月,玛丽和皮埃尔骑着两辆新自行车,在附近森林中崎岖的小

道上漫游。累了坐在大树下,吃着带来的面包、香肠、干酪和梨。他们尽情享受着只有两个人在一起时的宁静之乐。晚上,到一家就近的小客店里去住。吃完了晚餐之后,话题自然而然地转到研究中的某一个难点上来。

理化学校的校长同意玛丽在皮埃尔的实验室里继续进行她的钢磁化性能研究。在那些日子里,玛丽白天做八小时的科学研究,回家料理两三小时的家务,学会了煮牛肉和剪土豆片。晚饭后,她坐在一张没有上漆的白木桌子的一端,在煤油灯下准备着大学毕业生的职业考试。皮埃尔坐在这张桌子的另一端,准备明天要上的课。他们不说话,只有翻书页的声音和钢笔尖在纸上摩擦的声音。偶尔,他俩不约而同地抬起头来,相互望一眼,交换一个深情的微笑,又低头专心干他们自己的事,一直到凌晨两三点钟。

婚后第三年,玛丽生了一个女儿,玛丽下决心把对科学的热爱和做母亲的责任同时担负起来。她每天给女儿喂奶、换尿布。幸好玛丽的公公给了她很大的帮助。这位老人细心地看管这个小女孩,使玛丽有较多的时间从事她喜爱的科研工作。

那时玛丽已经考得了硕士学位,也写完了钢磁化性能的专论。下一步她该做什么呢?

按照一般的顺序,当然是准备考博士学位。可是选一个什么样的研究题目呢?玛丽仔细阅读了物理学方面的最近论著,想找出一个新奇的有希望的研究课题来。

玛丽看到一份报告,是法国物理学家贝克勒耳写的,内容是关于他发现铀矿石会放出看不见的射线,而使底片感光的研究。这真是一种奇妙的现象。这种射线是从那儿来的?具有什么性质?这是一个好题目,还没有人做过详细的研究,正可写一篇绝妙的博士论文!

玛丽的想法得到了皮埃尔的支持,于是她便立刻动手,搜罗了一些铀矿

石,一个皮埃尔和他的哥哥以前所发明的压电石英静电计和测量器,一个电离室,此外便是一些瓶子。可是得找一个地方来从事她的试验呀!经皮埃尔多次向理化学校校长请求的结果,同意让他们使用一间空着的小贮藏室。

这间房子阴暗、潮湿,对灵敏的测电器是极为不利的。不过玛丽倒觉得无关紧要,她首先是测量射线使空气电离的力量。多次的实验证明:射线的强度和矿石铀的含量成比例,和外界的光照、温度无关。这结果已使当时的物理学界震惊。

玛丽想来想去,觉得这种独立的射线现象一定是一种原子的特性。铀具有这种特性,别的元素难道不具备这种特性吗?玛丽把能弄到的元素或它的化合物都逐个儿检查一番。结果,她发现另外一种元素钍(tǔ)的化合物也会自动发出射线。玛丽认为:必须给这种独立的放射现象另起一个名称,就叫做“放射性”。

玛丽简直被放射性迷住了。由于好奇心的驱使,她几乎检查了所有的盐类、化合物、矿物质、软的、硬的以及各种奇形怪状的东西。她明白了:大凡含有铀或钍的物质,都会有放射性。

玛丽就专门研究那些有放射性的矿物,她发现,有一种铀沥青矿石的放射性,比其中照铀的含量算出来的应有的放射性大得多。难道是仪器不准, 或是操作有毛病?可是反复几十次,证明测量没有错。这种过度的放射性是哪儿来的呢?玛丽想:在这种矿石中,一定含有一种放射性比铀或钍强得多的新元素。

玛丽的惊人发现使皮埃尔也感到惊奇,他决定暂时停止他自己在结晶学方面的研究,用他的全部力量和玛丽一起研究这种神奇的新元素。

这种强放射性既然是由一种新元素所产生,就一定要把它找出来。可是铀矿石的成分早就化验过了,并没有发现什么未知物质。由此可知,这种新元素在矿石中的含量一定非常非常少,以致于当时所用的分析方法都发现不了它。他们悲观地估计,至多不超过百分之一。

玛丽和皮埃尔用化学的方法,把这种矿石的各种成分分开,然后个别测量它们的放射性。经过反复的搜查,发现放射性主要集中在两种化学成分里, 这是两种不同的新元素存在的象征。他们认为,现在已经可以宣布发现了这两种元素之一。

皮埃尔对玛丽说:“你给它起个名字吧!”

玛丽的祖国波兰当时已经不存在了,她喃喃地说:“为了纪念我的祖国, 把它叫做‘钋’(钋是波兰的意思)吧!”

玛丽把这一发现,写在 1898 年 7 月给理科博士院的报告里。同年 12 月, 在另一份报告里写道:“还发现另一种有强放射性的新元素,它放出的射线强到了是纯铀的九百倍。我们提议叫它‘镭’(镭是放射的意思)”。

这个发现使当时的物理学界大为惊奇,有人高兴,也有人怀疑。也有人毫不客气地提出来:“你说你发现了新元素,可是我们没有看见,你能把它

放在瓶子里,用酸来化验它?它的原子量是多少?把新元素拿给我们看看, 我就相信。”

为了把补和镭指给不相信的人看,玛丽和皮埃尔决心要把它提炼出来。根据以往的试验,钋是一个不稳定的东西,提炼起来比较困难,他们决

定先提取镭。可是手头的沥青铀矿石太少了。按照他们当时作百分之一含量的“悲观”估计,要想提取看得见的一点镭,估计至少也得一吨矿石。哪儿去弄那么多原料呢?过去的研究全是花他俩自己的钱,政府并没有给他们一文经费。他们打听到在波希米亚的一个矿上正在用这种矿石提炼制玻璃用的铀盐,剩下的残渣就作为废物不要了。这些废物中一定也可提炼出镭来。皮埃尔请维尔纳科学院的著名地质学家绪斯教授向这个矿的经理说情,能否以廉价购买一吨残渣。回音出乎意料的使人兴奋,这位好心的经理决定赠送一吨残渣给这两个“疯子”使用,并答应以后如果还想再要,可以用便宜的价格卖给他们。

玛丽雇了一辆运煤的马车搬运。残渣像小山一样地堆在矿口附近一片松林里。搬运工人把这些废物装进几十个大麻袋里,拉到玛丽在学校的那间小工作室前。残渣运到的那一天,玛丽高兴极了。她立刻解开口袋,双手捧起那些灰褐色的东西,还夹杂着不少松针和泥土。玛丽仿佛看到,镭就在里面。

那么多大麻袋只好卸在露天。得找个地方来进行提炼镭的试验呀!皮埃尔去找理化学校的校长,请求他给一间屋子。校长一向是支持皮埃尔工作的, 可是他摊着双手表示:哪儿有空屋子呢?

玛丽原来的小工作室对面有一个院子,院子的一侧有一个小木板屋,原来是大学的医学院当解剖室用的。现在这间屋年久失修,玻璃天窗漏雨,板壁破裂透风,连停放死尸都认为不合适了,很久没有人愿意使用这个破屋子。屋里只有一张会摇动的桌子,一个没有门的柜子,一个铁火炉,一截锈烂了的烟囱。墙上挂了一块小黑板,留有几个粉笔字的残迹。

当皮埃尔向校长提出可否使用那间破木屋时,校长说:“那间破屋子还能用吗?你们觉得能用就用吧!”这一对夫妇已经感到满意了,赶紧向校长致谢,并不断地说:“那就行了,我们自己会去安排的。”

他们立刻在那木屋里忙碌起来,没有什么大型的器械,只有坩埚、烧杯、曲颈甑、大大小小的瓶子,还有两双手。他们把矿石残渣一公斤一公斤地加热、蒸干、结晶。这种工作是在院子里的空地上做的,因为有难闻的气味和烟雾。玛丽身穿粗布衣服,沾满了灰尘和酸渍,手拿一根大铁棍,一连几个小时地搅动着呛人的溶液。她的头发被风吹得飘起来,眼睛和咽喉被烟刺激得红肿。皮埃尔则在木屋里专心做他的试验工作,因为他善于摆弄仪器。

下雨的时候,只好匆匆忙忙地把这些东西搬到木屋里来,把门窗打开, 好让那些烟散出去。碰到下雨天,雨水透过天棚一滴一滴地落下来。他们只好用粉笔在地上划出记号,把仪器放在不滴水的地方。冬天,那个铁炉子尽管烧得发红,也只有离炉子很近的地方才感到有些热,稍远一点就如冰窖。

偶尔有一些物理或化学方面的同行来看看镭提炼得怎么样了。理化学校一个实验室工人叫伯弟,出于个人的热心,自愿给他们帮些忙。另一个青年化学家安德烈·德比尔纳对提炼镭很感兴趣,常常到木屋来看他们。

玛丽一锅一锅地提炼着这些谁也不要的东西,一吨残渣用完了,又去运来了许多。一次又一次的蒸浓、结晶,可是所得的非常少。他们当初所作的悲观估计只有含量为百分之一,其实实在是太过于乐观了,看来最多只有百万分之一。这种无休止的奋斗,使皮埃尔产生了暂停这项工作的念头。可是玛丽非常坚决,她把全部体力劳动都承担起来,到了晚上简直筋疲力尽。她独自一个人就是一座工厂,这使皮埃尔大为感动,也下决心干到底。这种枯燥的工作日继以月,月继以年。有一次玛丽对皮埃尔说:“我真想知道,镭会是什么样子?”皮埃尔眯起了眼睛说:“我不知道⋯⋯不过,我相信它会有很美丽的颜色。”

从宣布镭存在的那天起,时间已过去三年零九个月了。他俩经过漫长的艰苦奋斗,终于从三十多吨残渣里,提炼出 0.1 克的镭,并且测定了它的原子量。人们可以想象,在这漫长的岁月里,有多少个艰苦劳动的白天,有多少个不可名状的焦心期待的黑夜。这需要有钢铁般的意志,还要有坚韧不拔的毅力。

那天晚上九点钟,玛丽坐在她四岁的小女儿的床边,一直等到这小女孩发出了均匀的鼾声。她站起身来,轻轻地走下楼去,手里拿着针线,坐在皮埃尔对面,缝着小女儿的衣服。可是她老是安不下心来,总记挂着刚刚提炼出来的镭。她对皮埃尔说:“我们到那儿去一会好不好?”

皮埃尔的心情和她一样,他们立刻穿上外衣,出了门,挽臂步行。谁也没有说话,默默地穿过街道,进入那个熟悉的院子。皮埃尔把钥匙插入锁孔, 听到那扇板门转动时轧轧作响过几千次的声音。

在漆黑的小屋里,一个放在桌上的极小的瓶子里发出闪烁的、淡蓝的荧光。玛丽和皮埃尔没有点灯,她俩坐在木凳上,身体向前倾斜,久久地望着这神秘的微光。那就是人们一再要求他们拿出来看看的,新发现的放射性镭所发出来的。

他们在科学的道路上携手共进,攻克了一道又一道难关,终于在 1902 年从沥青矿渣中提炼出了现代物理化学中最宝贵的放射性元素——镭,从而揭开了原子时代的序幕,成为现代科学史上一项划时代的伟大发现。

居里夫妇的长女伊伦,从呱呱坠地起,她就得到了父母的爱抚。她的妈妈玛丽·居里,既是严谨的学者,又是慈爱、温存的母亲。玛丽即使在工作最忙的时候,也要挤出时间照料孩子。

当伊伦到了入学年龄时,玛丽·居里对她施行了一种不循惯例的教育。她认为小孩子在学校里太累了,儿童正是长身体、长知识的年龄,把她们整天关在空气污浊的教室里,消耗过多的精力是野蛮的。她对孩子教育的原则是:孩子要学得少些,但要学得好些。玛丽这种想法得到了朋友们的支持和

赞赏,一群有才华的学者都把自己的子女聚集在一起,实施这种新的教育方法。

当时包括伊伦在内共有十来个孩子,每天都去听一种课程,由特邀的老师讲授。这种教育方法既使孩子们兴奋,又使孩子们感到有趣。比如,第一天,孩子们听化学课,第二天,又听另一个教师的数学课。他们还学各种语言,自然科学,雕塑和绘画。最令人兴奋的是听玛丽·居里的物理课。

玛丽利用星期四下午给年幼的学生们讲初步的物理知识,她把书本上抽象而枯燥的概念变成了生动而存趣的语言。玛丽还把她对科学的热爱和严格的治学作风都传授给伊伦和其他孩子们。就这样,当伊伦还是一个几乎不会写不会读的孩子时,就接受了母亲和其他学者的教诲。可以说,伊伦从小就受到了第一流的科学教育。

伊伦所受的这种特殊教育一直继续了两年,直到玛丽·居里及其他孩子的父母实在忙得无暇顾及时,她才被送进一所学校。

在那个初春阴冷的日子里,居里的幸福家庭遭受了巨大的不幸。1906 年4 月 19 日,当伊伦还不满 9 周岁时,她的父亲皮埃尔·居里在巴黎街头不幸被马车辗死了。深深的悲痛笼罩着居里全家。玛丽失去了志同道合的亲密伴侣,伊伦和妹妹失去了敬爱的父亲。

皮埃尔的去世,把居里一家的生活秩序完全打乱了,玛丽被这突如其来的不幸压倒了。今后怎么办?她想起皮埃尔生前的一句话:“无论发生什么事情,一个人也得照常工作。”丈夫的嘱咐为她指出了继续奋斗的方向。

年幼的伊伦是个懂事的孩子,她常常依偎在妈妈的怀抱里,安慰悲伤的母亲。父亲的不幸去世给小伊伦留下的印象太深了,她唯恐母亲再发生什么不幸。她常跟随母亲去实验室,依伴在母亲的身旁。也正是在这里,伊伦渐渐对物理及化学实验发生了浓厚的兴趣。

伊伦的另一位良师是她的祖父居里大夫。在皮埃尔不幸去世的那年,已经 79 岁高龄的居里大夫决定留在儿媳和孩子们中间,用他的爱使失去亲人的玛丽平静下来。他总是竭力让这个失去欢乐的家庭气氛活跃,而不愿作无益的悔恨。老人确实使这个家庭重新获得了欢乐。

若是没有这位祖父,伊伦和她的妹妹一定会感到十分悲哀和寂寞。老人非常喜欢酷似儿子的小伊伦。他教伊伦读博物学和植物学,还把他对于作家雨果的热爱也传给了她。他用各种方式启发她的智力。

伊伦有一种反对教权、同情贫苦人的品德,正是来源于她的祖父。

约里奥是同伊伦一起在实验室里工作的同事。玛丽·居里虽然失去了忠实的伴侣皮埃尔,而现在又有了两个助手。

伊伦与约里奥结婚后在生活和工作中相敬相助。1934 年,他们用阿尔法粒子轰击铅、硼、镁,也就是通过核反应的方法,由人工制造出放射性同位素,从而首次产生了人工放射性物质。

1939 年,差不多在同一个时期里,约里奥·居里、费米、西拉德、玻尔

等分别完成了铀链式反应的实验。共同为原子能的释放作出了贡献。

伊伦与约里奥培养了不少优秀的科学家,中国的钱三强,即发现铀三分裂的核科学家,中国放射化学家杨承宗等都是他们的学生。

约里奥·居里还是著名的国际和平战士。1951 年,夫妇俩得知杨承宗准备离开法国回国参加建设,特地约见杨,对他说,你回国后,请转告毛泽东主席,你们要反对原子弹,你们必须要有原子弹。原子弹也不是那么可怕的。原子弹的原理也不是美国人发明的。约里奥·居里夫人还将亲手制作的 10 克含微量镭盐的标准源送给杨承宗,作为对中国人民开展核科学研究的一种支持。