物理学家、化学家居里夫人

20 世纪初期,在自然科学领域内,发生了一件轰动世界的大事,玛丽·居里夫人和她的丈夫比埃尔·居里一道,发现了放射性元素——镭。这个划时代的发现带来了物理学的革命。正是由于镭的发现和放射性元素的研究,人类才得以发现和利用原子能。镭还带来了医治癌症的新疗法,拯救了无数人的生命,可是,终身研究镭元素的居里夫人,却被镭夺去了生命。居里夫人是举世闻名的女科学家,是世界上第一个两次获得诺贝尔奖的人。她在科学上的巨大成就和她那崇高的思想品质,赢得了世界人民的普遍尊敬和高度赞扬。

居里夫人(玛丽·斯可罗多夫斯卡)原籍波兰,1867 年 11 月 7 日,出生在华沙市的一个知识分子家庭,幼名玛妮雅。她的父亲乌拉狄斯拉夫·斯可罗多夫斯基曾在圣彼得堡大学深造,后来在华沙一所中学教数学和物理, 是一位富有爱国心的教员。母亲布罗尼斯洛娃·柏古斯卡·斯可罗多夫斯卡也受过良好的教育,曾任女子寄宿学校校长。玛妮雅是他们的第五个孩子。由于家中人口多,特别是在沙皇统治下的知识分子备受歧视,收入低微,全家的生活相当清贫。

然而,父母教育子女们要十分珍视知识,使他们懂得,压迫者是无法从人们头脑中把知识夺走的。在父母的熏陶下,玛妮雅从小就酷爱学习。4 岁时和姐姐玩字母纸片游戏学会了拼音,并能流利地朗读课文。6 岁那年,玛妮雅进了小学。每天晚上,她和哥哥姐姐,还有父亲招的寄宿生,坐在桌旁复习功课,不管室内声音多么嘈杂,一捧书本,便会忘掉周围的一切。这样, 玛妮雅的学习成绩总是名列前茅。中学毕业后玛妮雅为了掌握更多的知识, 决定去上大学。但当时波兰的大学不招收女学生,她便想报考法国的大学。可是,父亲正失业在家,从哪里弄到去国外深造的费用呢?她用在学校获得的优等生奖状毛遂自荐当辅导教师。通过登广告的办法,玛妮雅招到了几个学生,这些学童大部分是富家子弟。她辛勤劳动了 6 年,也是她刻苦自学的

6 年,白天教书,深夜,人们都已进入梦乡,她却仍在孜孜不倦地钻研着各门学科。

1891 年 9 月,玛妮雅如愿以偿,她终于积攒了一笔费用,辞别了慈爱的老父亲,启程去巴黎求学。她考入了梦寐以求的索尔本大学(即巴黎大学) 理学院物理系,开始了为实现自己的理想而奋斗的艰苦历程。上课时,她总是到得最早,坐在第一排,如饥似谒,全神贯注地学习着。课余时间,她除了学习,还要帮助学校干杂活或到实验室里去工作,以便弥补学习费用的不足。她很快就爱上了那散发着浓郁的化学药品气息的宁静的实验室。在实验室里,她敏捷的头脑和那灵巧的双手得到了充分的发挥。

1894 年玛妮雅偶遇巴黎市理化学校实验主任比埃尔·居里。此后,他们经常相约在星期天一起散步,玛妮雅发现,比埃尔不但为人和善,平易近人, 而且才华横溢。她对这位法国青年产生了一种信任感。比埃尔对玛妮雅热衷于科学及严肃认真的态度留下了深刻印象,并被这位风度优雅姑娘的才华所打动,两人很快便结合并生活在一起了。

在科学研究中,居里夫人有着非常敏感、顽强和富有好奇心的特点。那时,物理学家柏克勒尔发现了铀盐会自动地放射出一种性质不同于 X 射线的射线。既然铀和铀的化合物能够不断放出射线,向外辐射能量,那么,这些

能量从哪里来的呢?这种放射的性质又是什么呢?是否只有铀这种元素才能放出射线呢?居里夫人立志解开这个谜。经过数周大量反复的实验研究,她终于发现这种放射作用是铀原子的一种特性。她又想,其他的元素有没有同样的能力呢?她决定向前人未探索过的新领域迈进。她利用简陋的仪器,认真地逐个检验一切已知的化学元素。不久,她发现,另一种元素钍和它的化合物也能自动放出射线,与铀的射线相似,其强度也相像。这就说明了这种现象决不单是铀的特性。她给这种特性起了个名称,叫作放射性。铀、钍等能放射的物质叫做放射性元素。接着,她又对沥青铀矿、辉铜矿和铀云母矿进行了测定。结果,发现了一个令人十分惊奇的现象:有些矿物的放射强度要比铀或钍的放射强度大二三倍。她反复实验结果相同。居里夫人得出了一个科学上有重大突破意义的结论:在这些矿物中,一定隐藏着某些不为人们所知的新元素,这些未知新元素的放射性肯定要比铀和钍强得多。

比埃尔认为这是一个重大的发现。他立刻中止自己在晶体方面的研究来协助玛妮雅。他们首先制定出了分析沥青铀矿的新方法。为了将不同元素分离开,他们将沥青铀矿装进几个大桶中,加入化学试剂及酸一起煮沸,再进行分离。烧煮时,还要用一根沉重的铁棒不停地对这些沸腾的粘稠混合液进行搅拌。加热煮沸只能在室外进行。居里夫人累得腰酸腿疼,但她坚持不懈, 不停顿地探索。每分离出一种新元素,她就朝解开这个神秘之谜的大门前进了一步。1899 年 7 月,他们终于从沥青铀矿中发现了一种新的放射性元素。它与铋的化学性质相似,其放射性比纯铀强 400 倍。为了纪念自己的祖国, 她用波兰的名字命名这一新元素,叫做钋。

他们并没有沉醉于成功的喜悦之中。仍然继续从沥青铀矿中提炼钋,很快又惊喜地发现,除铀矿中分离铋的化合物外,又分离出具有强烈放射性的钡化合物。这说明和钡元素同时分离出来的是又一种未知的放射性元素,他们把这个元素称为镭。

1898 年 12 月居里夫妇向法国科学院写出报告,宣布了这一发现,但是许多人不承认这一发现,因为居里夫人没有让人们看到镭,也没有提出令人信服的镭的原子量。

为了证实镭的存在,居里夫妇决心提炼出镭来。他们以百折不挠的意志、惊人的毅力在院子里坚持试验。从早到晚,居里夫人总在棚屋外忙碌着,她装桶,用沉重大铁棒搅拌,来回倒腾铀矿的浸出液,照料着沸腾混浊的混合液。大桶大桶的铀矿渣被煮沸,冒着泡,散发着难闻有害的浓烟。为了不中断工作,他们就在试验现场进餐。实在累极了,他们便席地而坐,边休息边谈论着实验工作,展望成功的那一天。

居里夫妇整天紧张地忙碌着。如同生活在梦境中一般。忘却了时间,不论严冬或盛夏,不分黑夜和白天。两年过去了,他们还没有见到镭的影子。比埃尔常常生病,居里夫人也日渐消瘦,她每天既是科学家、技师、大学教师,又是工人和苦力,同时,还是家庭主妇和孩子们的母亲,这一切没有使他们灰心。一次次检验,一次次失败,一次次憧憬⋯⋯直到连续提炼完了第八吨矿渣。1902 年,经过 45 个月,几十万次提炼的辛勤劳动,他们终于从废铀渣中提炼出 0.12 毫克氯化镭。这种镭盐的放射性竟是铀盐的 200 万倍! 经初步测定,镭的原子量是 225。

1903 年居里夫人获得了博士学位。同年,因对放射现象研究有突出贡献,居里夫妇荣获诺贝尔物理学奖。

1906 年,居里夫人遭到人生中一次最沉重的打击,与她相濡以沫的共同事业的伴侣比埃尔·居里遭车祸去世。居里夫人强忍受着巨大的悲痛,坚持在科学的道路上奋斗。

1910 年,居里夫人和德比俟尔内合作,用电解氯化镭的方法制成了世界上第一块纯的金属镭,最后确定镭的精确原子量为 226.45,并测定出其物理、化学性质、镭的存在得到了证实。

在此以后,居里夫人还测定了氡及其他许多元素的半衰期,据此整理出放射性元素蜕变的关系,发表了《放射性元素分类》,和《放射性常数表》。由于发现了钋和镭并提炼出纯镭,居里夫人又于 1911 年获得了诺贝尔化学奖,成为世界上第一个两次获得诺贝尔奖的杰出的物理学家和化学家。

1934 年 7 月 4 日,居里夫人因患白血病与世长辞,享年 67 岁。

居里夫人一生中在科学上作出了卓越的贡献。她虽然早离人世,但她的名字和她亲手发现的镭将永远放射出夺目的光辉。