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关于居里夫人的生平和科学贡献

更新时间:2024-06-16 08:16:51

居里夫人原名玛丽·斯克洛多夫斯卡。1867年11月7日生于华沙,1934年7月4日殁于法国上萨瓦省。波兰-法国化学家。

玛丽·斯克洛多夫斯卡的父亲是一位物理教师,母亲是一所女子学校校长。她从小受父亲熏陶,相信科学,热爱科学,但1885年她为了补贴家庭生计,只得作了家庭教师。在波兰的语言文化处于俄国统治之下时,她似乎一直在热情追求民族革命政治,不过她这时的主要兴趣似乎仍是科学。在19世纪80年代的波兰,任何女孩都没法受到任何形式的高等教育,因此她1891年继她的姐姐之后来到巴黎。她生活简朴,学习刻苦,1893年以第一名成绩在索邦物理系毕业。她得到波兰一份奖学金后,使她能够又攻读数学一年,并以第二名成绩毕业。

1894年她遇上了皮埃尔·居里(PierreCurie),第二年他们结了婚。他是一位比较知名的物理学家,已经作出几项重要发现,并担任实业理化学校实验室主任的职务。玛丽此时正在寻找一个研究课题以求更高一级的学位。她的丈夫全完同情她继续研究的意愿,这是与19世纪末叶法国一般人所持的态度迥然不同的。她也有幸于赶上时机和课题选择:研究放射性。1896年亨利·贝克勒耳(HenriBecquerel)发现了铀的放射性,玛丽·居里有理由相信贝克勒耳处理过的沥青铀矿样品中可能还有新的元素,但首先她需要有地方工作和铀矿供给。她得到同意她可以在她丈夫的实验室内工作。她的第一个任务是看看除铀之外还有没有其它物质是放射性的。她的方法是把物质放在皮埃尔设计的灵敏静电计的一块平板上,看看两块平板之间是否有电流产生。不久,她发现钍也是放射性的。

她的下一项发现不管从哪个角度来说都是最重要的。她试图了解铀或钍的不同化合物是否具有不同量的放射性。她的结论是,铀不论与什么化合,不论是湿的或干的,粉末或溶液,放射剂量都没有差别,所要考虑有唯一因素是含铀量。这就是说,放射剂必定是铀本身的一种性质,而不是铀与别的物质相互作用的结果。放射性应当是一种原子性质,很快就被认识到是一种原子核效应。

1898年,玛丽·居里又取得了进展,她发现沥青矿和铜铀云母这两种铀矿比铀本身有更强的放射性。她由此得出正确结论,这两种铀矿必然含有新的放射性元素。她立即开始寻找,到了年底,她证明了存在两种新元素镭和钋,两种新元素都是强放射性的。由于那时没有认识到这两种元素的有害效果,就没有对各种级别辐射采取预防措施(实际上,居里夫人那段时间的记录本至今仍然无人敢动,太危险了)。

她的下一个目标是制备一定量的纯镭。其中的困难在于,镭在沥青矿中含量极少,需要大量沥青矿才行。多亏奥地利政府出面斡旋,居里夫妇才设法从波希米亚矿山廉价买到几吨沥青矿。她的实验室太小,无法堆积这样多的材料,终于设法在校园内又弄到一间破旧解剖室。这间破屋冬日严寒,夏日酷暑,正如威廉·奥斯特瓦尔德(WilhelmOstwald)后来所述,是牛棚加马铃薯地窖的混合。工作繁重而且单调,由于设备限制,每批只能处理20公斤,每次都必须细心地溶解、过滤、使之结晶。这种程序一月继一月,冬春夏秋雨雪阴晴从不间断,一直进行到1902年初,她终于制备了0.1克氯化镭。她把它带给欧仁·德马尔赛(EugeneDemarSay),他以前曾用光谱法鉴别过新元素。这样,德马尔赛就可以完全足够确定镭的原子量,经过计算是225.93。

这些新元素发现之后引起的重要问题是,这样发出的辐射的本质是什么?有人认为至少有两种不同的射线,一种可以被磁场偏转,另一种不受磁场影响而走过几厘米后消失(这是欧内斯特·卢瑟福(ErnestRugherford)确认的α射线和β射线)。另一个问题是能源的本性,因为皮埃尔·居里指出1克镭每小时放出大约100卡热量。那时还有一个谜是发现了感生放射性,他们发现金属平板只是靠近镭样品,并没有接触,但金属平板却变成了放射性的,而且保持一段时间。

放射性的奥秘不是居里夫妇而是卢瑟福及他的学生解释清楚的。虽然玛丽·居里不是伟大理论家,但她却是伟大实验家,她坚忍不拔,专心致志,对重要而乏味的实验程序长年紧追不舍。她在1903年提出了博士论文,成为法国第一位获得高级科学研究学位的妇女,同年她和丈夫以研究放射性而与贝克勒耳共获诺贝尔物理学奖。

1904年,皮埃尔·居里在索邦得到一个讲座,玛丽也在塞夫勒的一所女子师范学校得到一个兼职物理教师职位。同年她的第二个女儿艾芙(Eve)出生,大约也在这时她第一次感到患上了辐射疾病。这些情况使我们不难理解,居里夫人在完成了她的博士论文之后,好多年都没有时间从事研究。1906年,皮埃尔不幸因车祸去世,索邦推举她继任丈夫的讲座,从此以后她主要就是组织研究和募集资金。1921年和1929年她到美国作了两次长途旅行。在第一次旅行中,有人问她最喜欢得到的是什么,她的回答是她要1克镭,后来她从美国带着1克镭回到法国,价值10万美元。她还得到过卡内基学会5万美元的赠款。1912年索邦开始修建居里实验室以专门研究放射性,1914年建成后适逢第一次世界大战,居里夫人的时间主要用于培训放射学员,实验室的实际工作战后才得以开始。后来,她的拥有1克镭的实验室变成世界主要研究中心之一。

她在法国的位置是有点奇特的,她是外国人,又是妇女,法国一直不知道怎样对待她才好。她是尽人皆知的出类拔萃的科学家,因为她发现镭和钋,1911年她第二次获得诺贝尔奖,这次是化学奖。她的突出地位是得到承认的,创建居里实验室就说明了这点。但几乎与此同时她感到她受到法国科学院的排挤。她答应了把她的名字在1910年提出来作为第一位重要女性院士候选人,但落选了,这无疑伤害了她的感情,她拒绝再把她的名字提出来参加候选,并且10年中拒绝允许法国科学院刊物登载她的作品。

居里夫人最后还受到一种荣誉,1910年,放射性物质活动性的量度单位以她而命名为居里。她特别坚持她自己来定义这种单位。她出版的主要著作是两大卷本的《论放射性》(TreatiseonRadioactivity,1910)。居里夫妇的女儿伊伦(Irne)和她的丈夫弗雷德里克·约里奥-居里(FrédéricJolio-Curie)继续进行关于放射性的开拓性工作,他们自己也荣获了诺贝尔物理学奖。

──选自(美)丁·丹第斯等:《科学家传记百科全书》,四川辞书出版社1992年版