居里夫人:人类看不见的世界,是被科学的光辉照射的实际存在

企业   2024-11-05 12:34   中国香港  

居里夫人,即玛丽·居里,波兰裔法国籍女物理学家、放射化学家。她是放射性现象的研究先驱,也是获得两次诺贝尔奖的第一人。居里夫人还是巴黎大学第一位女教授。1995年,她与丈夫皮埃尔·居里一起移葬先贤祠中。

(图片:公共领域

玛丽·居里原名玛丽亚·斯克洛多夫斯卡,生于波兰,父亲是中学的数学教师,母亲是女子寄宿学校校长。在玛丽年幼的时候,母亲患肺病,不得已辞去女校校长职。为了补贴家用,父亲在家招收寄宿生,辅导学业。玛丽11岁时,母亲去世。玛丽由爸爸和姐姐照顾,她在华沙生活至24岁,1891年追随姐姐至巴黎读书。1903年她和丈夫皮埃尔·居里及亨利·贝克勒共同获得诺贝尔物理学奖,1911年又因放射化学方面的成就获得诺贝尔化学奖。她的长女伊雷娜·约里奥·居里和长女婿弗雷德里克·约里奥·居里于1935年共同获得诺贝尔化学奖。居里一家也成为有史以来,家族成员4人均获得诺贝尔奖的家族。

居里夫人与她的两个女儿Eve 和 Irene(图片:公共领域


居里夫人的成就包括开创了放射性理论,发明了分离放射性同位素的技术,以及发现两种新元素钋(Po)和镭(Ra)。通过她的研究和指导,放射性同位素用于治疗癌症。但也由于其长期暴露在放射性元素下工作,最终罹患白血病去世。


求学与科研

玛丽从小对学习有着强烈的兴趣和特殊的爱好,从不轻易放过任何学习的机会,处处表现出一种顽强的进取精神。

15岁时,就以获得金奖章的优异成绩从中学毕业。她的父亲早先曾在圣彼得堡大学攻读过物理学,父亲对科学知识如饥似渴的精神和强烈的事业心,也深深地薰陶着小玛丽。她从小就十分喜爱父亲实验室中的各种仪器,长大后她又读了许多自然科学方面的书籍,渴望探索科学世界。由于家庭困难无法继续读大学,从19岁起,她开始做家庭教师,同时还自修了各门功课,为将来的学业做准备。这样,直到24岁时,她终于来到巴黎大学理学院学习。她的学习成绩一直名列前茅,也被一开始并不看好女性学生的教授们惊异,入学两年后,她参加了物理学学士学位考试,在32名应试者中,她考了第一名。第二年,她又以第二名的优异成绩,考取了数学学士学位。

成绩的背后是玛丽贫寒生活中的学习付出,为了节省费用,大学时期的玛丽住在学校附近一住房的顶阁。这阁楼里没有火,没有灯,没有水,只在屋顶上开了一个小天窗,依靠它,屋里才有一点光明。

科学的道路从来就不平坦。钋和镭的发现,以及这些放射性新元素的特性,动摇了几世纪以来的一些基本理论和基本概念。科学家们历来都认为,各种元素的原子是物质存在的最小单元,原子是不可分割的、不可改变的。按照传统的观点是无法解释钋和镭这些放射性元素所发出的放射线的。因此,无论是物理学家,还是化学家,虽然对居里夫人的研究工作都感到有兴趣,但是心中都有疑问。尤其是化学家们的态度更为严谨。为了最终证实这一科学发现,也为了进一步研究镭的各种性质,居里夫妇必须从沥青矿石中分离出更多的、并且是纯净的镭盐。

一切未知的世界都是神秘的。在分离新元素的研究工作开始时,他们并不知道新元素的任何化学性质。寻找新元素的唯一线索是它有很强的放射性。他们据此创造了一种新的化学分析方法。但是他们没有钱,没有真正的实验室,只有一些自己购买或设计的简单的仪器。他们出于工作效率的考虑,分头开展研究。由居里先生试验确定镭的特性,居里夫人则继续提炼纯镭盐。

1902年年底,居里夫人提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭,并准确地测定了它的原子量。从此镭的存在得到了证实。镭是一种极难得到的天然放射性物质,它的形体是有光泽的、像细盐一样的白色结晶,镭具有略带蓝色的荧光,在光谱分析中,它与任何已知的元素的谱线都不相同。镭虽然不是人类第一个发现的放射性元素,但却是放射性最强的元素。利用它的强大放射性,能进一步查明放射线的许多新性质。以使许多元素得到进一步的实际应用。

医学研究发现,镭射线对于各种不同的细胞和组织,作用大不相同,那些繁殖快的细胞,一经镭的照射很快都被破坏了。这个发现使镭成为治疗癌症的有力手段。


淡泊名利

在聘书、荣誉、诺贝尔奖接踵而来的情况下,法国巴黎大学于1903年授予居里夫人以物理学博士学位。1904年巴黎大学理学院才为彼埃尔开设了讲座。1905年彼埃尔才被推举为法兰西科学院的院士,只讲奉献不求索取的居里夫妇并不计较这些在他们看来是没有价值的问题。伴随着荣誉而来的是繁忙的社交活动和频频的记者采访。他们的工作和生活,以及他们的女儿都成为新闻成为时髦酒馆的谈话资料。对此他们感到烦恼和不安,他们需要的是安静,是继续工作,而不是骚扰。为此他们不得不象逃难者一样,化了装,躲到偏避的乡村去。当一个美国记者机警地找到他们后,玛丽很坦率地告诉他:“在科学上,我们应该注意事,不应该注意人。”一些要在美国创立制镭业的技师要居里夫妇申请这项发明的专利时,他们夫妇商议后作出决定:“不想由于我们的发现而取得物质上的利益,因此我们不去领取专利执照,并且将毫无保留地发表我们的研究成果,包括制取镭的技术。若有人对镭感兴趣而向我们请求指导,我们将详细地给以介绍,这样做,对于制镭业的发展将有很大好处,它可以在法国和其他国家自由地发展,并以其产品供给需要镭的学者和医生应用。”

居里夫人一生共获得10项奖金,16种奖章,107个荣誉头衔,却全不在意。有一天,她的一位朋友来她家做客,忽然看见她的小女儿正在玩英国皇家学会刚刚颁发给她的金质奖章,于是惊讶地说:“居里夫人,得到一枚英国皇家学会的奖章,是极高的荣誉,你怎么能给孩子玩呢?”居里夫人笑了笑说:“我是想让孩子从小就知道,荣誉就像玩具,只能玩玩而已,绝不能看得太重,否则就将一事无成。”

科学精神

居里夫人和皮埃尔·居里1899一1904年之间,居里夫妇共发表了32篇学术论文,集中反映了他们在开拓放射学这个新的科学领域的贡献。当他们正以倍增的热情继续前进时,1906年4月19日,丈夫皮埃尔在参加了一次科学家聚会后,步行回家横穿马路时,被一辆奔驰的载货马车撞倒,失去了宝贵的生命。居里夫人接替了皮埃尔生前的教职,成为法国巴黎大学的第一个女教授。当她作为物理学教授作第一次讲演时,听课的人们挤满了那个梯形教室,塞满了理学院的走廊,甚至因挤不进理学院而站到索尔本的广场上。这些听众除学生外,还有许多与玛丽素不相识的社会活动家、记者、艺术家及家庭妇女。

授课的同时,玛丽继续进行科学研究,经过深入而细致的研究,玛丽在助手们帮助下,制备和分析金属镭获得成功,再一次精确地测定了镭元素的原子量。她还精确地测定了氧的半衰期,由此确定了镭、铀镭系以及铀镭系中许多元素的放射性半衰期,研究了镭的放射化学性质。在这些研究基础上,玛丽又按照门捷列夫周期律整理了这些放射性元素的蜕变转化关系。1910年9月,在比利时布鲁塞尔举行的国际放射学会议上,为了寻求一个国际通用的放射性活度单位和镭的标准,组织了包括玛丽在内的10人委员会。委员会建议以1克纯镭的放射强度作为放射性活度单位,并以居里来命名(1975年,第十五届国际计量学大会通过以贝克勒尔为国际单位制单位,原单位居里废止)。1912年该委员会又在巴黎开会,选择了居里夫人亲手制备的镭管作为镭的国际标准,直到现在它还放置在巴黎的国际衡度局内,作为世界上镭的第一个标样。由于居里夫人在分离金属镭和研究它的性质上所作的杰出贡献, 1911年她又荣获了诺贝尔化学奖。

玛丽曾说:“人类看不见的世界,并不是空想的幻影,而是被科学的光辉照射的实际存在。”她也曾倡导人们在每一时期都可以过有趣而有用的生活,竭尽所能的做事。

爱因斯坦1935年11月23日在纽约罗里奇博物馆举行的居里夫人悼念会上发表的演讲。他没有复述居里夫人一生在科学事业上所取得的伟大业绩,而是盛赞居里夫人所产生的重要影响,演讲内容如下:



在像居里夫人这样一位崇高人物结束她的一生的时候,我们不要仅仅满足于回忆她的工作成果对人类已经做出的贡献。一流人物对于时代和历史进程的意义,在其道德品质方面,也许比单纯的才智成就方面还要大,即使是后者,它们取决于品格的程度,也许超过通常所认为的那样。

我幸运地同居里夫人有20年崇高而真挚的友谊。我对她的人格的伟大愈来愈感到钦佩。她的坚强,她的纯洁,她的律己之严,她的客观,她公正不阿的判断——所有这一切都难得地集中在一个人身上。她在任何时候都意识到自己是社会的公仆,她的极端谦虚,永远不给自满留下任何余地。由于社会的严酷和不公平,她的心情总是抑郁的。这就使得她具有那严肃的外貌,很容易使那些不接近她的人发生误解—这是一种无法用任何艺术气质来解脱的少见的严肃性。一旦她认识到某一条道路是正确的,她就毫不妥协地并且极端顽强地坚持走下去。

居里夫人的品德力量和热忱,哪怕只有一小部分存在于欧洲的知识分子中间,欧洲就会面临一个光明的未来。

她一生中最伟大的科学功绩—证明放射性元素的存在并把它们分离出来—所以能取得,不仅是靠着大胆的直觉,而且也靠着难以想象的极端困难情况下工作的热忱和顽强,这样的困难,在实验科学的历史中是罕见的。

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