釙和鐳的發(fā)現(xiàn)

瑪麗出生于波蘭的一個(gè)小地主家庭，在當(dāng)時(shí)的波蘭大多數(shù)家庭都屬于這個(gè)階層。其雙親都是教師，父親在華沙一所中學(xué)承擔(dān)數(shù)學(xué)與物理的授課任務(wù)，母親則在華沙的一所女子中學(xué)擔(dān)任校長。然而不幸的是，瑪麗的母親在她僅有9歲的時(shí)候因肺結(jié)核去世，丟下悲痛欲絕的丈夫和幾個(gè)孩子。

在父親的教導(dǎo)下，瑪麗對數(shù)學(xué)和物理領(lǐng)悟很快，以至于后來在索邦大學(xué)上學(xué)時(shí)，瑪麗一直堅(jiān)持著這兩個(gè)方向，在1893年，瑪麗以第一等成績獲得物理學(xué)學(xué)位，次年，獲得數(shù)學(xué)學(xué)位。

1894年，瑪麗在一位波蘭同胞的家中第一次見到皮埃爾·居里，兩人當(dāng)晚就科學(xué)與社會(huì)問題進(jìn)行了愉快的討論，雙方心中都留下了不錯(cuò)的印象。過了一段時(shí)間后，皮埃爾開始頻繁往瑪麗住處拜訪，談?wù)撊粘９ぷ髑闆r和一些科學(xué)問題，漸漸地，兩人越走越近，皮埃爾被瑪麗非凡的才智和干勁所吸引，向她求婚。1895年，瑪麗和皮埃爾舉辦了簡單的婚禮，現(xiàn)場只有幾位親朋好友。

婚后，夫妻倆繼續(xù)投身于科學(xué)研究中，當(dāng)時(shí)瑪麗很關(guān)注亨利·貝克勒爾做的關(guān)于稀有金屬鈾所含鈾鹽的實(shí)驗(yàn)。貝克勒爾設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)將鈾鹽放在用黑紙包裹的相片底片上，結(jié)果底片像受到光照而感光留下了許多霧狀細(xì)斑點(diǎn)。這種效果是由于鈾鹽發(fā)出的一種特殊射線，它能穿透黑紙。

但瑪麗發(fā)現(xiàn)鈾鹽發(fā)射的射線似乎違背了能量守恒，因?yàn)殁櫦葲]有表現(xiàn)出可見的化學(xué)轉(zhuǎn)化，也沒有明顯的狀態(tài)變化，至少在肉眼看來是這樣，也就是說其能量來源無法被檢測。最后，瑪麗提出一個(gè)大膽的設(shè)想，即發(fā)射的射線可能是由原子產(chǎn)生的。（現(xiàn)在我們知道自然界不穩(wěn)定核素的原子核可以自發(fā)衰變，同時(shí)釋放出具有穿透力的射線）

于是，瑪麗開始著手測量鈾射線的強(qiáng)度，并使用釷進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)，結(jié)果測量數(shù)據(jù)顯示，鈾和釷發(fā)射的射線強(qiáng)度大幅超出她了解的樣品中元素含量的預(yù)期值，這令她十分困惑。因此，瑪麗認(rèn)為，這些礦物質(zhì)中一定有某種非常活躍的未知物質(zhì)。

1898 年7月，瑪麗在瀝青鈾礦中分離出一種新物質(zhì)，其放射性遠(yuǎn)強(qiáng)于鈾，而且有明確的化學(xué)性質(zhì)。她將其命名為釙，以紀(jì)念她的家鄉(xiāng)波蘭。5個(gè)月后，她發(fā)現(xiàn)了第二種新元素，也就是現(xiàn)在全世界所熟知的鐳。

1903年，居里夫婦與貝克勒爾因?qū)Ψ派湫袁F(xiàn)象和新的放射性元素的發(fā)現(xiàn)，共同獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。

分離純鐳并制定標(biāo)準(zhǔn)

獲得諾貝爾獎(jiǎng)對居里夫婦是一次巨大的鼓舞，但厄運(yùn)的到來很快將這份熱情熄滅。1906年，皮埃爾行走在大街上，可能是正在思考問題，沒有注意到疾馳而來的馬車，被撞上后不治身亡。

瑪麗因?yàn)檎煞虻乃蓝鴰捉罎?，但她時(shí)常想起丈夫皮埃爾說的一句話：即便他以后不在了，她也必須繼續(xù)研究工作。另外，巴黎科學(xué)院也決定讓瑪麗接替她的丈夫在索邦大學(xué)擔(dān)任副教授，這對瑪麗是一種極大的肯定，也堅(jiān)定了她繼續(xù)追求科學(xué)事業(yè)的決心。

在之后的時(shí)間里，瑪麗花費(fèi)大量時(shí)間制備出了幾分克非常純凈的氯化鐳，并通過鐳發(fā)出的一種名為“射氣”的反射性氣體來測定鐳的質(zhì)量，這種方法可以對極微量的鐳（不到千分之一毫克）進(jìn)行精確測量，而對于更大量的鐳，則使用伽馬射線進(jìn)行測量，測量結(jié)果非常準(zhǔn)確。然而這種測定面臨一個(gè)問題，那就是標(biāo)準(zhǔn)。

除了實(shí)驗(yàn)室之外，在當(dāng)時(shí)，鐳也越來越多地被用于醫(yī)療領(lǐng)域。法國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)鐳射線對于那些繁殖快的細(xì)胞具有破壞作用，用于治療由異常細(xì)胞快速繁殖導(dǎo)致的癌癥效果明顯。這種新的治療方法也稱為“鐳療法”，在法國則被稱為“居里療法”。

不過，只有準(zhǔn)確地掌握鐳的使用量，才能使用鐳療法，因此制定用鐳量的標(biāo)準(zhǔn)至關(guān)重要。于是，瑪麗成了不二人選，她也義無反顧地接下了這份工作。在這期間，瑪麗第一次分離出純凈的鐳，見到了她為之投入十幾年時(shí)間的神秘白色金屬。瑪麗也因分離出純鐳而獲得諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

1911年，瑪麗成功制備出用來測定鐳的原子量的純鐳鹽，這就是基本標(biāo)準(zhǔn)。有了標(biāo)準(zhǔn)，鐳產(chǎn)業(yè)發(fā)展得很快，但由于瑪麗從未申請過提純鐳的專利，于是其他科學(xué)家和美國化學(xué)公司開始加工鐳，并以十萬美元一克的價(jià)格出售，用于癌癥治療和軍事研究。結(jié)果，瑪麗買不起她發(fā)現(xiàn)的元素。但她并不后悔，因?yàn)樵谕渡砜茖W(xué)研究的那一刻，她所追尋的便是真理的身影，而不是為了獲得財(cái)富。在她所熱愛的科學(xué)領(lǐng)域，她仿佛是個(gè)小孩兒，始終保有永不滿足的好奇心，或許這正是科學(xué)的魅力所在。

參考資料

[1]瑪麗·居里.居里夫人的自傳[M].孫伊，譯.天津：天津人民出版社，2018.

瑪麗·居里

瑪麗·居里（1867—1934），也就是我們熟知的居里夫人，原名為瑪麗·斯克沃多夫斯卡，通常被稱為瑪麗或瑪麗博士，波蘭裔法國籍物理學(xué)家、化學(xué)家。她是放射性研究的先驅(qū)者，也是首位獲得諾貝爾獎(jiǎng)的女性，1903年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，1911年獲諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。

她對科學(xué)研究有著常人難以理解的熱情，據(jù)后來與其在實(shí)驗(yàn)室共事的同事稱：她在實(shí)驗(yàn)室待的時(shí)間甚至比陪伴女兒的時(shí)間還要多。