來,聊五分鐘居裡夫人:關於瑪麗·居裡的20件小事

2021-01-17 果殼

今天是居裡夫人誕辰150周年。居裡夫人是個什麼樣的人呢?

就簡單聊幾件居裡夫人的軼事,紀念一下這位核能開山祖奶奶吧。 資料大部分來自居裡夫人自己寫的自傳,以及居裡夫人小女兒為她寫的傳記。 

提出放射性不是來自分子作用,而是來自原子本身。

「放射性(radioactivity)」這個術語也是她造的。

發現了元素釙(Po)。這個新元素,以居裡夫人的祖國波蘭命名。

又發現了元素鐳。

發現暴露在鐳輻射下的癌細胞死得比健康細胞快——這就是癌症放療的起源。 

居裡夫妻倆不愧「居裡」之名,都很宅。

這夫妻二人基本上整天宅在實驗室裡做實驗,很少交往朋友,只偶爾與來訪的科學家交談,往往居裡夫人還要一邊為女兒縫補衣服。夫人的娘家親戚離得遠,來往不多。只有居裡他哥跟他們來往比較密切。夫妻倆偶爾一起去郊外踏個青,然後就又回去工作了。 

居裡夫人的實驗筆記本,如今依然帶著強烈放射性,不得不被保存在鉛盒裡。 圖片來源:gizmodo.com

家裡缺沙發少椅子,因為不請人來家裡,而且家具多了打掃起來很麻煩。

窮。兩人收入都不多。只好每天記帳。連大女兒出生那天都記:「香檳酒,三法郎。拍電報,一法郎十生丁。醫生和護士:七十一法郎五十生丁。」那個月一共花了四百三十法郎四十生丁,超支了。居裡夫人特地還在月開支底下畫了兩道強調線。 


把非常值錢、極端複雜的鐳提取辦法直接公之於眾,鐳在醫學上應用前景極大。但居裡夫人既沒申請專利,也沒向使用這項方法的人提任何要求。 

她和丈夫居裡共獲1903年的諾貝爾物理獎。但是兩個人都精疲力竭,「總有一個體力不支」,所以一直拖到1905年才去斯德哥爾摩領獎。

在居裡不幸於1906年因意外去世後,她在1911年又獨得了諾貝爾化學獎——無人共享。


居裡夫人第二次獲獎、1911年的化學獎證書,繪有書本、天平等等相關的符號。


一輩子沒被法蘭西科學院選為院士。

她參選過一次。1911年初,當時許多科學家勸她參選。考慮到當院士容易得到研究資助,她就去競選了。結果一些老院士堅決反對女性當院士,最終以幾票之差落選。

她再沒申請過。

法蘭西科學院選出第一位女院士是在半個世紀後的1962年。這位女院士1號叫瑪格麗特·佩裡(Marguerite Catherine Perey),是居裡夫人的學生。


落選法蘭西科學院院士那年年底,居裡夫人第二次得了諾貝爾獎,這次是化學獎。

法國要給她頒法國最高榮譽之一的榮譽團勳章。

她拒了。

因為1911年再得諾獎,所以法國給她建了巴黎鐳研究所。居裡夫人擔任實驗室主任。在她管理期間,研究所出了四個諾獎得主,成為世界四大放射性實驗室之一。 

其中兩個諾獎得主就是她的大女兒和大女婿。約裡奧-居裡夫婦因發現人工放射性,獲得1935年的諾貝爾化學獎。 

居裡一家一共得了五個諾貝爾獎。

二女婿以聯合國兒童基金會總幹事的身份領的1965年諾貝爾和平獎不算在內。

96號元素叫「鋦」(Curium),發現者就是為了紀念居裡夫婦而這樣命名的。(其實要是翻譯成「鋸」更能看出紀念意義,但這就跟常用字混淆了……) 

居裡夫人培養了一個中國學生,叫施士元。施士元是我國最早的核物理研究者,南京大學物理系主任,為我國培養的核物理人才無數。 

施士元還有個學生,叫吳健雄,女,第一個華裔美國科學院院士,美國物理學會的第一位女會長,參與了研究原子彈的「曼哈頓計劃」,最傑出的實驗物理學家之一,她用實驗證明了弱相互作用中的宇稱不守恆,幫助楊振寧和李政道獲得了諾貝爾獎。

吳健雄沒得諾獎,是遺珠之憾。

吳健雄和泡利的合影.Pauli Archive/CERN.


居裡夫人的大女兒,艾萊娜·約裡奧-居裡也培養了一個中國學生,叫錢三強。 

後來錢三強成了中國兩彈元勳。鄧稼先都是錢三強推薦的。

錢三強的夫人何澤慧,也是核物理學家,推動我國高能物理研究的大牛人物。

何澤慧先生也有一個學生,就是現在常常在果殼網上科普引力波的物理學家——張雙南。

感覺居裡夫人好像一個武林門派的開山宗師,徒子徒孫的殺傷力極其巨大。

艾萊娜與居裡夫人在實驗室裡。圖片來源:smartbitchestrashybooks.com

「一個人在條件不甚滿意的情況下,仍然可以想法改善條件,心情愉快地工作。」

「我們誰的生活都不容易。可這又有什麼關係?我們必須堅定不移,最重要的是要對自己有信心。我們必須相信,自己在某種領域有天分,不論需要付出多大的代價,都必須實現自己的目標。」

這兩句真的都是居裡夫人說的,寫作文時可以用。 

居裡夫人回憶中最美好的日子。 

那是1897年,居裡夫人要開始做自己的博士論文,夫婦倆一起注意到了另一個科學家在鈾鹽方面的實驗,決定就以這個為博士課題。

那是他們研究放射性的開始。 

他們一起努力,從鈾鹽研究到釷元素,再到其他有放射性的礦石。他們一起製造了能夠定量測量放射性強度的儀器,他們的實驗筆記裡,處處都是「我們」——「我們發現……」,「我們觀察到……」

1898年中,夫婦倆從鈾瀝青中發現了新元素釙。1898年底,夫婦倆又在鈾瀝青裡發現了鐳。 

但是這只是通過放射性特性的「發現新元素」,接下來還要分離提純。

而那是極其困難的一步。

他們沒有實驗助手,沒有正規的分析實驗室,沒有好的設備,甚至沒錢買分離所需的原礦——後來好不容易才搞到了一個奧地利煉鈾廠冶煉後的廢渣,頗費周折地運到法國,解決了實驗原料問題。

請原諒我大幅摘錄居裡夫人自傳裡的段落,因為這些段落以我的能力無法轉述,一旦轉述,就失去了那熱烈的光芒——

「幸運的是校長準許我們使用先前作為解剖教學用房的一間廢棄的木棚。木棚頂上有一個很大的玻璃天窗,只不過有多處裂痕,一下雨就會漏水。棚內夏天悶熱潮溼,冬天陰冷難忍。


此外,我們還得自己掏錢購置一切必備的儀器裝置。木棚裡只有一張破舊的松木桌和幾個爐臺、汽燈。做化學實驗時,常會產生有毒氣體,刺鼻嗆人,我們不得不把這種實驗移到院子裡去做,就這樣,仍舊有毒氣進到棚內來。

我們就是在如此惡劣的條件之下,拼命地幹著。儘管如此,我們卻覺得在這個極其簡陋的木棚中,度過了我們一生中最美好最快樂的時光。


有時候,實驗不能中斷,我們便在木棚裡隨便做點什麼當做午餐,充充飢而已。有的時候,我得用一根與我體重不相上下的大鐵棒去攪動沸騰著的瀝青鈾礦。傍晚時分,工作結束時,我已像是散了架似的,連話都懶得說了。還有的時候,我又得研究精密的結晶。進行分離,必須待在灰塵四起的室內。灰塵會影響濃縮鐳的程序,難以保存好分離出來的東西,讓我苦惱至極。


唯一讓我覺得滿意的是,沒有人前來打擾,我們可以安安靜靜地做我們的實驗。實驗做得很順利,眼看令人滿意的結果即將獲得時,我們會激動不已,說不盡的歡欣鼓舞。但有的時候,幹了半天卻不見成效,沮喪失望的心情也在困擾著我們。不過,這種情況持續不一會兒,我們就又去考慮新的設想、新的工作了。工作間歇,我倆便一邊在木棚中踱來踱去,一邊冷靜地思考、討論正在做的實驗,那種喜悅心情也是難以表述的。


有時候,我們夜晚也跑到木棚裡去,這也是令我們高興的事。我們可以在玻璃瓶或玻璃管裡看到我們提煉、分離出來的寶貝在向四周散發出淡淡的光彩,真是美麗動人,令我們既欣喜又激動。那閃爍著的奇光異彩,宛如神話中的神燈的光芒。」


即使在最富含鐳的原礦裡,一噸原礦石含的鐳也不到1克。 

居裡夫婦這樣一起做了四年,居裡主要負責研究鐳射線的物理性質,居裡夫人則負責提煉純淨的鐳,終於在1902年,提純出了0.1克的氯化鐳。這是證明鐳為獨立元素的必要證據。

這就是他們一起獲得1903年諾貝爾物理獎的背景。

獲獎人:皮埃爾·居裡和瑪麗·居裡。圖片來源:yurtopic.com


一直有人說,要不是居裡堅持跟自己的夫人一起獲獎,居裡夫人可能根本拿不到這一個諾貝爾獎。 

然而,難道她所做的一切工作,配不上這個諾獎嗎?

即使1903年她沒有獲獎,也絕不是因為她配不上諾獎。 

是當時的世界,配不上她。

年輕時的居裡夫人。圖片來源:mirfaces.com

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