文/陳冠文
日前,2022年諾貝爾化學獎揭曉。三位獲獎者中唯一一位女性科學家卡羅琳·貝爾托齊頗受關注。其實,早在100多年前,居里夫人就曾榮獲諾貝爾化學獎和物理學獎。在科學史上,居里夫婦共同從事核科學研究,并雙雙獲得諾貝爾獎的故事也一直是一段佳話。
瑪麗亞·斯克沃多夫斯卡,也就是后來舉世聞名的瑪麗·居里,于1867年出生于波蘭華沙,是波蘭裔法國籍女物理學家、放射化學家。瑪麗從小就對學習有著強烈的興趣。從上小學開始,她每門功課都考第一。1892年,她來到巴黎大學理學院學習。1893年,她以第一名的成績畢業(yè)于該校物理系。第二年,她又以第二名的成績畢業(yè)于該校的數(shù)學系,并且獲得了巴黎大學數(shù)學和物理的學士學位。
1894年,瑪麗來到李普曼教授的實驗室,開始了科研工作。在這里,她結識了理化學校教師、年輕的物理學家皮埃爾·居里。
皮埃爾·居里1859年生于巴黎一個醫(yī)生的家庭。1880年,他和哥哥雅克一起發(fā)現(xiàn)了電解質(zhì)晶體的“正壓電效應”。1881年,他們又發(fā)現(xiàn)了“逆壓電效應”。1883年,年僅24歲的皮埃爾被任命為新成立的巴黎市理化學校的實驗室主任。
第一次見面,他們就很快談起共同感興趣的科學研究問題。由于志趣相投、相互敬慕,瑪麗和皮埃爾之間的友誼發(fā)展成愛情。1895年,他們結為伉儷?,旣惤Y婚后,人們稱呼她為“居里夫人”。
1896年,法國物理學家貝克勒爾發(fā)現(xiàn)一種鈾鹽能自動放射出性質(zhì)不明的射線,引起居里夫婦的極大興趣。
1897年,居里夫人選定“對放射性物質(zhì)的研究”作為自己研究的新方向。為了精確測定射線的強度,居里夫人設計了一種不僅能測出某種物質(zhì)是否存在射線,而且能測量出射線強弱的儀器。
在實驗中,她發(fā)現(xiàn)一種瀝青鈾礦的放射性強度比預計的強度大得多,她果斷地決定要通過實驗證實它。在這關鍵時刻,皮埃爾·居里也認識到了妻子這個發(fā)現(xiàn)的重要性。他停下了自己關于結晶體的研究,幫她改進測量儀器,一起研究這種新元素。經(jīng)過幾個月的努力,他們從礦石中分離出了一種同鉍混合在一起的物質(zhì),它的放射性強度遠遠超過鈾。后來,居里夫人將它命名為“釙”。幾個月后,他們又發(fā)現(xiàn)了另一種新元素——“鐳”。
為了提高研究工作效率,由居里研究鐳的特性,居里夫人則繼續(xù)提煉純鐳鹽。但是他們沒有錢買提煉純鐳礦石,就四處求援,爭取到了奧地利政府提供的鈾礦殘渣;沒有真正的實驗室,他們在理化學校借到夏天燥熱得像烤爐、冬天凍得結冰的破漏棚屋。在這樣的環(huán)境中,他們奮斗了4年。終于在1902年,從7噸瀝青鈾礦的殘渣中提煉出0.12克的純凈的氯化鐳,并測得鐳的原子量為225。
1903年,皮埃爾·居里夫婦和亨利·貝克勒共同獲得諾貝爾物理學獎。
居里夫婦親密合作的研究持續(xù)了8年。1906年4月19日,皮埃爾在參加一次科學家聚會后,步行回家時,被一輛奔馳的載貨馬車撞倒身亡。
居里去世后,瑪麗強忍悲痛,繼續(xù)進行放射性元素化學特性的研究。1907年,在助手的幫助下,她成功地制備了金屬鐳,并再一次精確地測定了鐳元素的原子量,確定了鐳、鈾鐳系以及鈾鐳系中許多元素的放射性半衰期,研究了鐳的放射化學性質(zhì)。在這些研究基礎上,瑪麗又按照門捷列夫周期律整理了這些放射性元素的蛻變轉化關系。1911年,她榮獲了諾貝爾化學獎。
與此同時,因為對科學事業(yè)的熱愛,也為實現(xiàn)皮埃爾的遺愿,瑪麗勇敢地接替了他生前的教職,成為法國巴黎大學的第一位女教授。為了把放射學這門課教得更好,她建設了一個專業(yè)實驗室,讓更多的青年科學家在這里成長。