這是一個獨特生活中的獨特時期。外行人對於研究者和他的發現總有一種完全錯誤的浪漫觀念。
實際上“發現的瞬間”並不是永遠存在的。學者的各種工作都是極為細致的,成功的把握不會在他的艱苦進程中像閃電那樣突然閃現,以它的光芒使人眼花繚亂。
瑪麗站在儀器前麵的時候,也許沒有突然感到獲得勝利之後的陶醉,這種陶醉的心情卻化成了好幾天的堅決工作,為一種極大的希望而興奮。但是在她費腦力進行嚴密推理,證實了自己是在追蹤一種未知的物質之後,她把這個秘密告訴她的姐姐——她的同盟,那時候她一定是高興極了。
這兩個姐妹並沒有說什麼表示親愛的話;然而一定是在一種充滿了回憶的狂喜中重溫了等待的幾年,重溫了她們相互的犧牲,重溫了她們學生時代度過的充滿了夢想和信心的艱苦生活。
四年以前,瑪麗寫過下麵幾句話:
我們任何一個人的生活都不容易,但是那有什麼關係?我們應該有恒心,尤其要有自信!我們必須相信,我們既然有做某種事情的天賦,那麼無論如何都必須把這種事情做成。
這種“事情”,乃是把科學送到一條沒有人料到的路上去。艱苦實驗發現新元素
1898年7月,居裏夫婦開始聯名發表文章。他們第一篇文章的題目是《瀝青鈾礦中的一種新的放射性物質》。
為了將不同的元素分開,需要很好的設備,但居裏夫婦沒有,他們隻好用土法苦幹,先用他們的靜電計設備測定瀝青鈾礦礦石成分具有的放射性強度,以此為線索追蹤放射性元素隱藏在什麼成分中。他們兩人在實驗室常常是通宵達旦地幹,有時連飯也顧不上吃。居裏夫人更加辛苦,她還要給女兒伊倫娜喂奶,一天得往家裏跑幾次。
幾個月過去了,在不知不覺中,實驗室窗子射進的陽光開始灼熱逼人,原來是夏天來臨了。他們沒有白費時光,在這幾乎和外界斷絕來往的幾個月裏,居裏夫婦終於將瀝青鈾礦中所有成分都分離開了。讓他們又驚又喜的是,他們發現的不是一種具有放射性很強的化合物,而是兩種!其中一種是瀝青鈾礦中含鋇的化合物,另一種是含鉍的化合物。這就是說,如果居裏夫婦他們的推斷合理的話,則一種新元素隱藏在含鋇的化合物裏,另一種隱藏在含鉍的化合物裏。
居裏夫婦又進一步確證,在含鉍的化合物中,鉍的放射性並非來自鉍本身,而是混在鉍內的一種極其微量的元素。經過反複實驗,他們認為可以利用兩種金屬溶解度不相同的特點進行再分離。加水使鉍鹽溶解後,從首先沉澱下來的渣滓中找到了放射性特別強的物質。
新的發現正向居裏夫婦熱情地招手!他們懷著激動而急迫的心情,加快了工作的進程。到1898年7月的一天,他們終於在鉍的化合物裏找到了一種新元素。
那天晚上居裏夫婦回到家時,皮埃爾發現妻子陷入了沉思之中,久久地不說一句話,皮埃爾沒有打擾她,知道她一定是在想什麼重大的事情。
突然,居裏夫人激動地抓住皮埃爾的手說:“我僑居在遠離祖國的土地上,可憐的祖國已經從地圖上消失了,但是我要讓祖國的名字永遠銘刻在人們的記憶中。我想把我們剛剛發現的、在某種意義上來說是被解放了的元素叫做釙。”
這一決定充分說明,居裏夫人現在雖然已經是一個法國人了,而且正在嶄露頭角,有望成為一名優秀的物理學家,但她並沒有背棄她青年時期的誌向和熱情,沒有忘記波蘭人仍然在俄羅斯的奴役下痛苦地生活著。她不僅建議把新元素取名為釙,而且還把他們合作的第一篇論文在法國還沒有發表之前,就寄一份給波蘭的表兄勃古斯基。
當初,居裏夫人正是在勃古斯基領導下的實驗室裏迷戀上自然科學和實驗的。她的這一行動,想必一定會使鬥爭中的波蘭人民大受鼓舞,使他們在苦難中看到了光明的未來。
瀝青鈾礦是一種成分複雜的礦石,它以鈾為主,另外則含有多種其他元素的雜質,包括銀、銅、鉍、鋇、鍶和鈷等金屬的化合物,這些雜質中究竟哪一種成分含有放射性呢?這隻能靠化學方法分離後,再用靜電計比較其遊離電流的大小才能鑒別。
這樣,居裏夫婦一邊用物理儀器測試,一邊進行化學分析,結果發現含鉍的成分顯示出強烈的放射性,其強度比同樣質量的鈾強400倍!
1898年7月18日,居裏夫婦把這一發現提交法蘭西科學院,由李普曼宣讀。但是,科學院不予承認,這主要是人們的保守思想在作怪。
居裏夫婦認為,用放射性方法檢測、尋找新的元素是一種很有希望、很有效的化學分析方法,他們認為這種方法比光譜學分析方法更靈敏。
但是,由於人們對放射性所知不多,因而不大相信可以用放射性方法來尋找、確定新的元素,仍然認為隻有用元素的特征光譜才是確定新元素唯一可行的方法。
科學院也拒絕把放射性方法作為識別元素的依據。除此之外,科學院還認為從化學角度來看,釙的化學特性和鉍的十分相近,未必是一種新的元素。
直到幾年以後,居裏夫婦成功地提煉出純淨的釙鹽,並得到了釙的特征光譜後,科學界才承認了釙的存在。
找到了釙元素以後,居裏夫婦決定休假一次,作為對艱苦工作的報償。他們乘火車去了法國南部奧弗涅,到大山和森林中呼吸新鮮空氣。
在實驗室裏呼吸了幾個月各種化學藥品放出的毒氣後,呼吸到沁人心脾的空氣,真是一種高級享受。他們整天漫步在田野、森林、山丘之中,盡情地在大自然的懷抱中體驗生命和大自然的美麗,讓他們內心的和諧與大自然的神奇產生共鳴。當然,在流連於野外時,他們並沒有忘記討論新元素釙和另一種亟待他們去發現的新的放射性元素。
9月份,居裏夫婦又回到那間小小的實驗室,以新的熱情急不可待地投入到繼續尋找新元素的工作中。但這時發生了一件讓居裏夫人感到傷心難過的事情。
她的姐姐布羅妮婭和德盧斯基大夫決定回波蘭去,在波蘭南部喀爾巴阡山麓的一個地方開辦一所肺結核病療養院。
他們和瑪麗一樣,時刻不能忘懷自己的祖國,因此決定回去為改善波蘭人民的生活貢獻自己的一份力量。瑪麗雖然感到難分難舍,但心中仍然為布羅妮婭他們的選擇而感到驕傲。
1898年12月2日,瑪麗在給布羅妮婭的信中寫道:
你想象不到你給我留下的空虛之感。你們兩個人一走,除了我的丈夫和小孩以外,我對於巴黎一無留戀;而且除了我們的住房和我們工作的學校之外,現在我似乎覺得巴黎已經不存在了。
這時,居裏夫婦正在為尋找另一種放射性新元素而殫精竭慮,除此之外,居裏夫人還得非常用心地照料女兒。他們很窮,收入不高,得精打細算才能讓一家三口人正常地生活下去。她在一本食譜上寫道:
我用八磅果子和等量的冰糖,煮沸十分鍾,然後用細篩濾過,這樣可以得到很好的果凍,不透明,可是凝結得很好。
也正是在這期間,居裏夫婦尋找第二個新的放射性元素又獲得了成功。
1898年12月6日法國的《論文彙編》上發表了他們的第二篇文章《論瀝青鈾礦中含有一種放射性很強的新物質》。在論文中他們寫道:
在研究過程中,我們又發現了第二種放射性非常強的物質,其化學性質與第一種,即釙完全不同。例如,釙在氨的作用下完全沉澱,而新發現的物質和鋇的化學性質很相似,它不會在氨的作用下沉澱。用硫化氫、硫化銨或氨都無法使之沉澱。
而且像鋇一樣,其氯化物溶於水,卻不溶於濃鹽酸和酒精。由它可得到鋇的光譜,那是很好認的。但我們相信,這種物質盡管絕大部分由鋇組成,但必定有一種產生放射性的新元素,其化學性質極其接近於鋇。
我們取得了這種物質的氯化合物,它們的放射性要比類似的鈾化合物強900倍。
德馬爾賽對我們的新物質進行了光譜分析,發現了一條光譜線,這條光譜線不屬於任何已知的元素。這條線的強度隨著含這種物質較多的氯化合物放射性的增加而增加。
種種理由使我們相信,新的放射性物質中有一種新的元素,我們建議將它命名為鐳。
他們在文章中還給出明確的實驗對照:釙和鐳的放射性比鈾和釷大得多。底版在釙和鐳的作用下30秒即可得到極清晰的影像,而如果用鈾和釷就要幾小時才能得到同樣的結果。
鐳的發現為科學家提供了比鈾強幾萬倍的射線源,所以使放射線的研究突然變得十分活躍起來,有關放射線的論文數量大大增加。但是,人們對於居裏夫婦的發現仍有很多非常謹慎的看法。這是很正常的事情,人們也有權利提出問題,而且正是因為人們提出了許多懷疑的問題,才使得放射性釙、鐳元素的進一步研究取得迅速進展。
對於新元素的發現,化學家更是素來十分謹慎的。按照一般的習慣,一種新元素隻有在看見了它、接觸了它、稱量了它,用各種酸加以對比,把它放進了瓶子裏,並確定了它的原子量後,化學家們才會相信它的存在。
而現在沒有一個人見過純淨的鐳和釙,也不知道它們的原子量,因此持懷疑態度的化學家不少。還有一些比較保守的化學家更明白地宣稱:“沒有原子量,就沒有鐳和釙。把它們的原子量測出來了,放在瓶子裏讓我們看見它們的純品,我們就相信,否則無法相信!”
為了平息各方麵的懷疑乃至反對意見,對於居裏夫婦來說,1899年的任務就是設法提煉出純淨的釙和鐳,並精確測出它們的原子量。不懈努力求出分子量
從人群中隨便找到一個人,讓他閱讀關於鐳的發現的科學報告,瞬時間他就會相信鐳是存在的;因為一般人的批評力並不敏銳,同時一般人所受的專業教育也使它更有缺陷,因此他們的想象力總是很新鮮,遇著出乎意料的事實,無論它顯得如何奇特,他們總肯接受它,並且對它表示讚歎。
有一個物理學家,是居裏夫婦的同行,接到這個消息的時候的態度,就稍微有不同了。釙和鐳的特性推翻了幾世紀以來學者們相信的基本理論。這些放射性物體的自發放射如何解釋?這種發現動搖了全部已經得到的基本概念,並且和已經在人們大腦中根深蒂固的物質成分的觀念相反。
因此,這個物理學家要保持謹慎的態度,他對於皮埃爾和瑪麗·居裏的工作極其感興趣,他也看出他們所研究的成果的發展是無限的,但是他還要等得到決定性的結果之後,再表示意見。
化學家們對於居裏夫婦他們所發現的物質的態度甚至更不含糊。依照化學定義,化學家們對於一種新物質隻有在看見了它,接觸過它,感受過它,檢查過它,用其他物質加以對比,把它裝在瓶子裏,並且確定了它的“原子量”時,才會相信它的存在。
但是直至現在,沒有人看見鐳,沒有人知道鐳的原子量;因此,忠於科學的化學家的結論是:“沒有原子量,就沒有鐳;把鐳指給我們看,我們就相信你們。”
為了要把釙和鐳指給不相信的人看,為了要向世界證實他們所發現的新物質是確確實實存在的,也為了要使自己完全有把握,居裏夫婦還要辛苦地工作四年。
為了提煉出純淨的釙和鐳,居裏夫婦在此後的四年中進行了科學史上最艱難的拚搏。
他們托奧地利一位教授從聖約阿希姆斯塔爾礦那兒免費弄到一噸礦渣,礦方同意把儲存在一片鬆林中的瀝青鈾礦殘渣免費送給居裏夫婦。接著又有一個問題得立即解決,原來的小實驗室放不下這一噸礦渣,怎麼辦?這時舒琴柏克校長主動出麵幫他們尋找合適的實驗室。
那是一個怎樣的實驗室啊!是一所既類似馬廄,又宛若馬鈴薯窖那般簡陋的房子。實驗室就跟一間漏雨的棚子一樣,冬天潮濕,而在溫和的天氣裏就會感到非常之熱。
若不是在工作台上看到一些化學儀器。它沒有具備任何一種不可缺少的化學實驗室的條件,比如化學實驗室用的各種防護罩。從健康的角度出發,這裏完全不適合做這種放射性化學實驗。但是,在當時既沒有人知道放射性的危險性,而他們也沒有更好的條件。
居裏夫婦根本沒有條件考慮這種種困難,他們完全被一種為科學獻身的精神所激勵。他們反而認為,這個被認為放死屍都不合格的棚子有一個最大的好處,那就是它那麼破舊,那麼沒有吸引力,因此絕不會有任何人會不允許他們自由使用。
礦渣運來了,這些氣味不好聞的渣滓竟成了居裏夫人眼中的寶貝,路上的行人不免奇怪地瞧著她,因為她像得了什麼寶貝似的那麼高興。
一天早晨,一輛像運煤車的載重馬車停在婁蒙路的學校門前。有人通知了居裏夫婦,他們穿著實驗室的工作服,不戴帽子就跑到外麵來了。皮埃爾仍然保持他一貫的平靜態度,但是瑪麗看見人們辛苦地把一些口袋往下卸的時候,按捺不住自己快樂的心情。
這是瀝青鈾礦,是她的瀝青鈾礦,幾天以前貨車站已經通知她運到了!她的好奇和急躁使她很興奮,她要立刻看看她的寶貝。她剪斷繩子,打開那個粗布口袋,把雙手伸進那暗無光澤的棕色礦物,裏麵還夾雜有波希米亞的鬆針。
鐳就藏在那裏麵,居裏夫人要從這種像街上的土一樣沒有生氣的東西裏麵提煉出鐳來,即使她必須煉製一座山那樣多,她也一定要做到。
居裏夫婦作了分工:皮埃爾身體不好,繼續研究鐳的特性;瑪麗則負責從礦渣中提取純的鐳鹽。瑪麗幹的是連男人幹起來也嫌累的重體力活,她每次要把20公斤的礦渣放進一個大鍋裏,用水加熱直至沸騰,然後把這些沸騰著的溶液從一個罐子倒進另一個罐子。
提煉需要硫化氫,而硫化氫是一種有毒的氣體,那灼熱的、有毒的、刺鼻的蒸汽嗆得她劇咳不止,眼淚也不停地流向兩頰、頸上,她沒辦法拭去淚水,還得趕緊用一根很沉的鐵棒攪拌這些熔化了的礦渣。
沒有通風罩,居裏夫婦隻好把這道工序放到院子裏麵露天進行。如果碰到雨天,他們隻好把實驗設備搬到室內,把門窗全部敞開,讓空氣流通,否則他們會被刺鼻的濃煙嗆得無法繼續工作。點火、熔化、過濾、沉澱、倒出、再熔化。每天,居裏夫人像一個鍋爐工一樣幹著沉重的體力勞動。
皮埃爾開始感到全身疼痛,有時連起床和行動都感到困難。瑪麗更慘,她麵無血色,渾身無勁,有時像得了嗜睡病一樣,整日昏昏沉沉的。他們兩人真是將自己的付出用到了生命力的極限。有一次,皮埃爾在筋疲力盡的一天過去後,沉重地對瑪麗說:“我們選擇的生活是多麼艱難啊!”
1902年3月28日,居裏夫人在記錄本上興奮地寫下:“Ra=22593,即一個鐳原子的重量。”
當這幾千次分步結晶的產物最終提煉出來時,他們兩人雖然已經精疲力竭,但他們的興奮之情難於言表!
這天夜晚,瑪麗穿上衣服準備出門,皮埃爾知道她又想到實驗室去看她的寶貝,於是也戴上帽子跟了出來。外麵漆黑一片,他們順著幾年來閉著眼也會走的路來到實驗室,打開門走進去。
瑪麗輕聲說:“千萬不要開燈,你瞧!”
寶貝就在他們麵前的桌子上,一縷略呈藍色的熒光在那兒愉快地閃耀著,宛若神話中的小仙子在黑暗中向她揮手致意。
“我的夢應驗了,我曾多少次在夢中看見它熠熠發光,現在它果然發光了。”居裏夫人激動地小聲說。
居裏夫婦找到一張有草墊的椅子坐下,麵向那發出神秘熒光的地方。瑪麗身體微向前傾,熱切地望著小仙子體內流溢出的寒光。瑪麗無聲地抽泣起來,皮埃爾用手輕輕地撫摸著她的頭發。他們倆就這樣靜靜地坐著,看著那小仙女翩翩起舞。
居裏夫人把最終測定的鐳原子量,在法國科學院以《論鐳的原子量》為題宣布了。科學界再也沒有人懷疑鐳的存在了!雖然純金屬鐳還沒有提煉出來,但鐳有它的特征光譜,有確定的原子量,和它所特有的種種奇異特性,還能懷疑它不是一個新元素嗎?
居裏夫婦的實驗成果終於引起了法國和世界各國科學界的極大重視,在法國,他們兩人一時成了巴黎各個豪華沙龍的中心話題。法國科學院立即撥款兩萬法郎,用於提煉放射性物質。
無孔不入的記者們也開始把他們的目光瞄向這兩位貧困而卓越的科學家,居裏夫婦一夜之間成了1902年的明星。
就在他們取得輝煌成就的時候,1902年5月從華沙傳來噩耗,說瑪麗的父親因膽囊開刀出了意外,要瑪麗馬上趕回華沙。
瑪麗在趕到家中時,隻見到了已放進棺材的父親。父親那毫無表情的臉似乎因為在臨死前沒有見到小女兒而萬分遺憾。瑪麗一頭撲到父親的身上,失聲痛哭起來。
瑪麗是兄妹中最受父親疼愛的一個,她曾經跟父親約好一畢業就回來和他團聚的,可是,現在瑪麗遠嫁他鄉,遠離了自己的父親,連生前的最後一麵都沒有見到。瑪麗像一個小孩子一樣哭著請求父親的原諒。
瑪麗聽哥哥姐姐們說,父親讀了自己發表在巴黎學士學院的實驗報告之後,高興得不得了,這成為瑪麗的父親去世之前的一大安慰。
斯可羅多夫斯基先生如果再多活19個月,他就會知道他的女兒為波蘭人爭得了更大的光榮,因為1903年,居裏夫婦榮獲了諾貝爾物理學獎!
如果是那樣,他該會多麼自豪、多麼高興啊!
上帝對於斯可羅多夫斯基先生的憐憫,似乎是太吝嗇了一點。