累了的时候,就坐在岩石上,或者找一块草地睡上一觉。他们总能看到漂亮的夏天野玫瑰花在盛开着。
就这样漫无目的、自由自在地走着玩着,晚上到乡下白色的小旅舍里休息。
玩得最开心的时候,比埃尔常常会高声谈论起一个他很感兴趣的科学问题来。他边走边大声地说话,就像一个兴高采烈的小孩。
回到巴黎以后,玛丽从此变成了真正的居里夫人。他们在一座公寓的五楼买了一套房,但家具很少,甚至如果有客人来的话,他们夫妻俩必须有一个人站着,因为他们只有两把椅子。居里夫人买了一沓本子专门记载家中生活开支,她一心要做一个好太太。她想省下一些钱来作研究费用,而且为了居里开始学习煮菜。她将成功的菜和失败的菜全都记录下来,并找到原因写在后面,就像进行一项新的科学实验。
比如:“10月20日,蛋卷完成后变硬——没把鸡蛋搅匀。”
“11月7日,奶油没有充分加热,所以,蛋卷煎好以后没有弹性。”
玛丽很尽心地做着主妇的事情,但心里却时时感到不安。因为她牺牲了大量的时间和精力去做家庭琐事,然后再做科学研究。所以她经常要到凌晨两三点钟,才能上床睡觉。
1896年夏天,玛丽通过了在当时女性很难通过的中学教师资格考试,而且是第一名。之后他们有了女儿伊莲。后来,玛丽又以优异的成绩,完成了工业振兴协会委托给她的研究工作。
在这些年里,玛丽不但做了人妻人母,而且渐渐成为一个出色的科学家。她从未想过,家庭、事业和孩子之间,到底哪个更重要些。好强的玛丽总是把三者都竭力做得完美无缺。她认为事业、丈夫和孩子,对于她来说,都是重要的,同样必须好好地珍惜。
这是一个在女性中争论最大的问题,许多人都认为三者是互相矛盾的。其实,三者都是一个女人所不能缺少的,或者说是一个完美的女人不能缺少的。
钋和镭的发现
玛丽当时已经算得上是巴黎一流的科学家了,但她并没有满足。她在获得数学、物理学两个学士学位以后,又准备考博士学位了。
为了找博士论文的题材,玛丽仔细研究了世界各国在物理学方面研究的现状,想寻找一个从未被人涉足的空白点。经过半年的反复推敲,玛丽把她的注意点集中到了新元素的发现上。她对亨利·贝克勒尔在1896年发表的实验结果很感兴趣。
贝克勒尔把一块铀矿石放在外面包着黑纸的照相胶片上,发现铀矿透过黑纸在胶片上留下了痕迹。这是人类第一次发现具有穿透能力的奇异光线。
柏克勒尔发现的射线引起了居里夫妇极大的兴趣。铀化合物不断地以辐射形式发出来的极小能量,是从哪里来的?这种辐射的性质是什么?这是极好的研究题目,极好的一篇博土论文!因为这个题目还是个未经开发的领域,对玛丽更有吸引力。柏克勒尔的著作是新的,据她所知,欧洲所有的实验室中还没有人深入研究铀射线。全部关于这个题目的书籍,只有亨利·柏克勒尔在1896年提交科学院的几篇学术报告,玛丽只能以此为研究出发点。这样大胆地去从事一种冒险,进入一个未知的领域,是令人兴奋的!
剩下的问题只是要找个地方,使玛丽能进行试验,而困难就从这里开始。比埃尔向理化学校的校长请求了好几次,得到了一个很一般的结果:玛丽可以自由使用一间在学校大楼底层装有玻璃的工作室。这是一间贮藏室和机器房,狭小局促,潮湿得冒水,技术设备很简陋,更谈不上舒服。
这个青年妇女并不气馁。虽然没有专用的电气设备,也没有开始科学研究所需的一切材料,她仍找到了办法能在这间陋室里运用她的仪器。
这很不容易。精密仪器有许多阴险的仇敌——潮湿和温度的变化。这间小工作室的气候对于灵敏的静电计是致命的,对于玛丽的健康也颇有损害……不过这无关紧要。这个女物理学家觉得太冷的时候,就在她的工作笔记本上记下摄氏温度计指明的度数,作为报复。在公式和数字之间,1898年2月6日的记载是“温度六度二十五分”。
六度,这真是太低了!玛丽加上了十个小惊叹号,表示她的不满。
这个博士第一关心的测量铀线的“电离能力”,即铀射线使空气变为导电体并使静电计放电的能力。她所使用的那种极好的方法,原是她熟悉的两个物理学家——比埃尔和雅克·居里以前为研究别种现象而发明的。玛丽用的设备由一个“电离室”、一个居里静电计和一个压电石英静电计组成。
几星期后有了初步结果,玛丽断定这种惊人的辐射的强度与检查过的化合物铀的含量成正比,这种辐射可以精确测量,不受化合情形或外界环境——“照度”或温度的影响。
这些发现外行人并不觉得有什么了不起,但是对于学者们却有极大的吸引力。物理学上常有一种不可解的现象,经过几次研究之后,却可以归入以前已知的定律,这么一来研究者也就立刻失掉对它的兴趣!
玛丽的研究绝不是这样。她越深入研究铀射线,越觉得它不寻常,具有一种未知的性质,同任何东西都不相像,也不受任何东西影响。虽然它的能量很弱,却有一种特殊的“个性”。
她对这种奥秘反复思考,追求真相,同时加快步伐,不久就确定这种不可解的辐射是一种原子的特性。她又自问虽然只观察到了铀有这种现象,但是没有什么理由可以证明铀是可发出射线的化学元素。为什么别的物质却没有同样的能量呢?
居里夫人费尽辛苦找到了一个狭小阴暗的储藏室,于是这个地方便成了今后科学界重大发现的摇篮。
几个星期后,居里夫人断定这种惊人的辐射的强度与检查过的化合物中的铀的含量成正比,并且不受化合情形或外界环境的影响。她越深入研究铀射线,就越觉得它不同寻常,具有一种未知的性质,同任何东西都不像。不久以后她断定这种不可解的辐射是一种原子的物性。于是她就开始检查所有已知的化学物质,结果又一种物质——钍——的化合物也可自发发出射线,居里夫人此时清楚地认识到这种现象不只是铀的特性,必须给它一个不同的名称。居里夫人提议把它叫做放射性。铀和钍这些有这种特殊“辐射强度”的物质,就叫做放射元素。
放射性简直迷住了这个女物理学家,她毫不疲倦地永远用同样的方法研究各种极不相同的物质。在她的性格里,好奇心,妇女的非凡的好奇心,学者的第一种美德,发展到了最高程度。像其他的研究者一样,居里夫人也到了科学发现的十字路口,但她却断续将研究转化为有结果的行动。她开始抛开那些不放射的矿物,专心研究含铀或钍的标本。在测量中,她有一个戏剧性的发现:这种放射性的强度,比通常根据其中铀或钍的含量预计的强度大得多!学者们对于出乎意料的现象的第一个反应,总是怀疑这是由于实验的错误。然而在反复测量之后,她找到了唯一的解释:这些矿物中一定含有少量的一种比铀和钍的放射性强得多的物质。
但这个女学者以极其伟大的心智所特有的把握和极大的勇气提出了大胆的假定,这是一种今日还不知道的一种化学元素——一种新物质!
1898年在一篇交给科学院的科学报告里,居里夫人宣布很可能有一种新物质存在,这便是镭的发现的第一期。
比埃尔·居里热切地关注着他妻子的实验,鉴于玛丽实验结果的惊人的重要性,他决定暂时停止自己在结晶体方面的研究,一同和妻子开始了寻找这种新物质的工作。人们没有想到命运的机缘不仅把两个伟大的科学家结合在一起,而且还促成了重要的科学发现。三年前,把这个与众不同的男子和与众不同的女子结合在一起的爱情也许是一种神秘的预见,是合作者的正确本能。
化学家们对于一种新物质只有在看见了它,接触到它,称过它,用酸加以对比,把它放在瓶子里,并且确定了它的“原子量”时,才相信它的存在。
居里夫妇在含铀的一种矿石——沥青铀矿里找寻这种“放射性很强的物质”,发现未经炼制的沥青铀矿的放射性,比其中所含纯二氧化铀的放射性强了四倍。但是这种矿石的成分已经精确地知道了……那么这种新元素的含量一定很少,所以一直到当时学者们还没有注意到,严密的化学分析也没有发现它!
真正的物理学家在两种可能性中,总是采取不甚吸引人的一种,比埃尔和玛丽就是这样。据他们的“悲观的”计算,这种新物质在矿石中的含量,至多不过百分之一。他们想这是太少了……如果他们知道这种未知的放射性元素,在沥青铀矿里的含量只不过百万分之一,他们是何等沮丧啊!
他们耐心地开始探索,用的是他们根据放射性发明的一种方法,他们先依照化学分析的普通程序,把组成沥青铀矿的各种物质分开,然后逐一测量所分开的物质的放射性。连续淘汰几次之后,他们渐渐能够看出来那种“反常的”放射性,是隐藏在这种矿石的某几部分中。他们的工作愈向前进展,探索的范围就愈缩小。这正是警察使用的方法,他们总是把一个地区中所有各点逐一搜查,以期找到罪犯的踪迹并加以逮捕。
但是,这里面不只是一个罪犯,放射性主要集中于沥青铀矿的两个化学部分里面。居里先生和夫人认为这是有两种不同的新物质存在的迹象。到1898年7月,他们已经可以宣布发现了这两种物质之一。
比埃尔对他的年轻的夫人说:“你应该给‘它’定一个名字!”
这个原叫斯可罗多夫斯基小姐的物理学家,默默地想了一会儿,她的心转向那已经从世界地图上消失了的祖国,她隐隐约约地想到,这件科学大事将会在俄罗斯、德意志、奥地利等压迫者的国家发表,于是她想把这种元素定名为“钋”,因为“钋”元素的名词PoIonium的词根与波兰国名的词根相同。这个成为法国人和物理学家的女子并没有背弃她青年时期的热情。
五个月以后,他们又将另外一种放射性较强的元素命名为“镭”。
但是,当时法国科学界的权威却不承认居里夫妇的发现。他们一定要居里夫妇将新元素的纯物质提取出来。
居里夫妇决定再投入到更艰巨的提取工作中去,但是他们手头的研究经费已所剩无几。重新提炼工作,需要更多的沥青铀矿。这种矿石在法国很稀少,私人几乎无法弄到。
他们只好写信去请求大量提炼那种矿石的奥地利科学研究院的帮助。由于奥地利科学研究院出面周旋,奥地利政府决定免费送给他们已经提炼出铀之后的矿渣。
有了材料以后,他们又为实验室发愁。他们原先的实验室太小,但面积大而设备较好的实验室要价昂贵,非他们的经济能力所能负担。他们找了好久,但不能如愿。最后,还是原先实验室所在的物理化学学校的校长把废弃的医学院解剖室借给了他们。
那间屋子很破旧,屋顶又是用玻璃做的,夏天闷热,冬天严寒,地上只铺了很薄的一层柏油,一碰上下雨天,整个房子就又潮湿又泥泞。而且房间里没有排气设备,烟囱装在暖炉上面。他们只能在屋外用石头搭了一个灶,像草原上的牛仔一样支锅熔炼矿石。大锅里浓烟滚滚,散发出刺鼻的气味。到下雨天不能在室外工作时,室内的空气就更加难闻,几乎令人窒息。
但玛丽没有怨言,每天高高兴兴地在那破旧漏风的房间里做实验。她的工作是从矿石里提取纯的镭盐。她把药品放进一口很大的铁锅内,加入沥青铀矿的粉渣,再用一根一人高的大铁棒在锅里不断搅动,整天在浓烟和臭味中忙个不停。本来,这样初级而又艰苦的工作应该是工人来做的。但在一切都没有成功的时候,玛丽就得自己干。
有的时候,玛丽觉得自己很像童话故事里那个在大锅里煮毒苹果的林中巫婆。她为自己的想象乐得笑出声来。
在这样艰苦工作的日子里,居里夫妇不会客,不娱乐。他们每天每天,就这样工作着工作着。一吨残渣用完了,他们还没能提取到纯的镭盐。于是他们又申请到第二批残渣,再重复那样看上去漫无尽头的艰苦的提取工作,他们就这样,又足足做了两年。
1902年,在居里夫妇宣布镭可能存在之后45个月,玛丽终于成功地提炼出一分克纯镭,并测定了它的原子量!镭正式存在了。居里夫妇在寂静的黑暗中望着那射线的神秘来源,望着具有“美丽的颜色”并且会自动发光的镭,玛丽永远记得看荧光的这一晚,记得这种神仙世界的奇观。
但是居里夫妇却不得不花时间和精力在职位及生活方面奋斗,比埃尔无奈只好接受了巴黎大学的一个下等职位,玛丽在凡尔赛附近的赛福尔女子高等师范学校执教。居里夫妇劲头十足地、毫无怨言地继续从事教学工作,同时还要进行自己的研究,常常忙得废寝忘食。当放射科学在成长发展时,而赋予放射科学的生命的这对物理学家却渐渐地精疲力竭了。
镭的放射强度为铀的200万倍,其射线可以穿透最坚硬,最不透光的物质,然而一层薄薄的铝板就可以阻止这神奇的穿透力。
在黑暗中,一点儿镭发的光就可足够读书照明用。
更令人惊喜的是,这不可思议的镭是人类与病魔搏斗中的强大同盟军,它可以治疗一种残酷的病症——癌症。
于是利用镭的新型工业——制镭工业就要应运而生了。有好几个国家计划开采,比利时和美国尤为积极。但是工程师们需要了解制纯镭的秘诀,否则便无法造出这种“神奇的金属”。
一个星期天上午,比埃尔向妻子说起了这些情况,他刚看完美国一些技术人员写来的信,想开发利用镭,请求居里夫妇提供技术情报。