成功的居里夫人[50]
居里夫人(1867—1934),1911年,因发现元素钋和镭再次获得诺贝尔化学奖,使人们得以将放射性同位素用于治疗癌症。由于长期接触放射性物质,居里夫人于1934年7月3日因恶性白血病逝世。
1891年秋天,一位名叫玛丽·斯科洛道夫斯卡的年轻波兰女孩,兴奋地在巴黎大学文理学院注册选读科学课程。在学校走廊里,小伙子们每当经过这位穿着简朴、腼腆而冷峻的姑娘时,常常会问道:“她是谁?”得到的答案是含糊的:“一个名字令人无法接受的外国人。她上物理课时总是坐在第一排。”小伙子的目光往往目送着她优雅的身影沿着走廊的一端走去,然后,他们就会得出结论说:“漂亮的头发!”那头银灰色的头发和那颗斯拉夫人的小脑袋,在好长的时间里,成了巴黎大学的学生们对他们这位胆小同学的唯一身份证明。
可是年轻小伙子是这位姑娘最不感兴趣的。她完全被她的科学研究吸引住了,并以高度的热情投入科研工作。一分钟不学习,她就失去一分钟。她太腼腆了,无法与法国人交朋友,玛丽·斯科洛道夫斯卡便在她聚居区的同胞中寻得慰藉。该聚居区在巴黎拉丁区构成一个小小的自由波兰的“孤岛”。在那儿,她的生活十分简朴,只专心于学习。她的生活费每月只有40卢布:由她在波兰当家庭女教师自己积攒的储蓄存款,和她默默无闻的教数学的父亲仅能寄给她的小笔钱组成。她每天平均只用3法郎来支付房租、三餐、衣服和大学的全部费用。
玛丽常常会受冻、挨饿。为了节约用煤,她常常忘了生炉子。她在书写数字和方程式时,专注到手指麻木、肩膀发抖都没有意识到。她一度连续几星期只吃黄油面包和茶。她想来次盛宴时,便买两个鸡蛋,或一块巧克力,或一些水果。凭这样的饮食,这个几个月前离开华沙还精神饱满、结实有力的女孩贫血了。她常常一站起身来,就觉得头晕目眩。她刚躺上床,便失去知觉了。苏醒过来时,她认为自己病了,但又不顾她的病,正如她忽视干扰她工作的其他一切一样。她根本没想到唯一的疾病是饥饿。
玛丽已经将爱情和婚姻排除在她的生活程序之外。受她酷爱的科学的支配,26岁的她仍然强烈地坚持着自立。接着,皮埃尔·居里出现了。作为一位法国天才的科学家,他全身心地致力于科学研究,35岁还单身。他高个子,有双修长、敏感的手,蓄着粗硬蓬乱的胡子,样子显得绝顶聪明和不同凡响。1894年他们在实验室首次见面。相互同情的直觉使他们走到一起。皮埃尔·居里发现斯科洛道夫斯卡小姐真是个令人惊奇的人。能用技术术语和复杂的公式来跟一个年轻、迷人的女人交谈,这多奇妙啊……多么甜蜜!
皮埃尔·居里试着跟这个女孩友好交往。他问是否可以去拜访她。她友好却拘谨地在自己的小房间里接待他。在几乎空空如也的顶楼上,玛丽表情顽强,身穿破旧的衣服,她未曾这么漂亮。强烈地吸引住皮埃尔的,不仅仅是她完全献身于研究工作,还有她的勇气和高尚情怀。几个月之后,皮埃尔·居里请求玛丽成为他的妻子。可是,跟一个法国人结婚,永远离开家庭、放弃她所热爱的波兰,对斯科洛道夫斯卡小姐似乎是难以想象的。10个月过去了,她最终才接受他结婚的想法。在他们共同生活的最初日子里,皮埃尔和玛丽用作为结婚礼物送给他们的钱购买自行车到乡下闲逛。他们午餐吃面包、奶酪和水果,在不知名的小旅馆住宿。他们只花费点脚蹬自行车踏板的力气,支付几法郎的乡村住宿费,便奢侈地享受到与世隔绝的、漫长的、令人陶醉的日日夜夜。
这对年轻夫妇在冰川街24号的一小套公寓安顿下来。光秃秃的四壁只用书籍装饰;有两张小椅子和一张白色的木制方桌。桌上放着物理学论文、一盏油灯和一束鲜花,仅此而已。玛丽在家政方面的才智逐渐提高。她发明了一盘盘“自行炖煮”的菜肴。出门之前,玛丽总会以物理学家的精确性调节好火舌,然后以担心的神色往炉火的炖锅瞧瞧,再奔下楼梯,赶上她丈夫。15分钟后,她已在俯身察看实验室的容器,并且以同样仔细的动作,调节实验室燃烧器的火焰。
他们结婚的第二年,玛丽生了女儿艾琳,一个漂亮的婴儿,未来的诺贝尔奖获得者。玛丽甚至从未曾有过在家庭和科学事业两者之间做选择的念头。她料理家务、给小女儿洗澡、把锅放在炉火上,但是她也继续在实验室工作——朝着当时现代科学最重要的方向工作。
1897年年底,玛丽在学术上已经获得两个大学学位、一个研究员职位、一篇有关回火钢的磁化问题的专题文章。下一个目标是博士学位。玛丽正为此到处找科研项目,并被法国科学家安托万·亨利·贝克勒尔[51]最近的出版物吸引住了。贝克勒尔发现铀盐在不曝光的情况下,会自动地发射出一些性质未知的光线。一种铀的复合物放在四周用黑色纸圈住的摄影盘子上,它能透过黑色纸在盘子上留下痕迹。这是对奇怪、不寻常发生的事件的首次观察。后来,玛丽将此现象命名为“放射性”,但放射的性质及其起源仍然是个谜。贝克勒尔的发现强烈地吸引着居里夫妇。他们感到纳闷:铀复合物不断地释放放射物能量的来源是什么。这是一个引人入胜的研究题目——一次进入未知领域的飞跃。
多亏皮埃尔任教物理学院的主任,让玛丽可以使用一楼的小库房做实验。在这狭小潮湿的地方搞科学研究并不容易。而这儿的气候对于灵敏的精密仪器是致命的,对玛丽的健康也好不到哪儿去。
正当玛丽埋头研究铀的射线时,她发现另一种元素钍的复合物,也会放射如铀一样的自动射线。况且,在某一种情况下,这种放射性,比由包含在化学生成物中的铀或钍所放射的,要强大得多!这非正常的放射物来自何方呢?只有一种解释是合理的:矿物中一定含有少量的比铀和钍更强大的放射性物质。可是是什么物质呢?在实验中,玛丽已检查了所有的化学元素。矿物中一定含有一种放射性物质,这种物质一定是迄今未知的化学元素。
一种新元素!皮埃尔·居里,一直以极大的兴趣关注着妻子快速进展的实验,现在他为了帮助她的实验,而放弃了自己的实验。在那间潮湿的工作室里,两颗脑袋、四只手正在寻找未知的元素。他们分离和计量沥青铀矿中各种元素的放射性。随着他们研究领域的缩小,他们的研究结果说明矿物中存在两种新元素而不是一种。到1898年7月,他们已宣布发现这两种元素中的一种了。玛丽以她心爱的波兰命名为钋。
1898年12月,居里夫妇宣布在沥青铀矿中存在第二种新的化学元素,他们称它为镭——他们相信这是一种放射性巨大的元素。可是谁也未曾见过镭。谁也不知道它的原子量。为了证明钋和镭的存在,居里夫妇辛苦工作了4年。他们希望通过一种方法分离出这些新金属,然而这意味着要处理非常大量的原材料。
隐藏有钋和镭的沥青铀矿,是在波希米亚的约阿希姆斯塔尔矿山处理的,用于提炼制造玻璃的铀盐。它是一种昂贵的矿物,不过根据居里夫妇的仔细分析,提取铀将会把钋和镭完好地保留下来。那么为什么不利用矿山价格低廉的废料呢?
他们从澳大利亚政府那儿获得了一吨这种物质,并在一个废弃的工棚里开始从事这项工作。这棚子离玛丽最初做实验的小房间很近。它没有铺地板,用一些旧餐桌、一块黑板和一个旧的铸铁炉装饰。“然而,”玛丽后来写道,“正是在这个蹩脚的旧工棚里,我们度过了生命中最美好最幸福的岁月,完全献身于科研工作。我有时整天用一根几乎跟我一样高的铁棍,搅动那些滚烫的物质。晚上,我累得筋疲力尽了。”在这种条件下,居里夫妇从1898年干到了1902年。玛丽独自一人身穿布满灰尘和沾满酸液的工作服,头发被风吹拂着,四周是刺痛眼睛和呛人的烟,这就是实际上的工厂。终于在1902年,居里夫妇宣布很可能存在镭的那天之后的45个月,玛丽取得胜利了:她成功地提炼了一分克[52]的纯镭,并测定它的原子量。镭现在正式存在了。
遗憾的是居里夫妇还有别的难事。皮埃尔在物理学院的年薪是1200美元。艾琳诞生后,保姆的费用耗去大量的预算。他们只好寻找新的财源。1898年,巴黎大学有一个物理化学的教授职位空缺,皮埃尔决定申请这一职位,但他被拒绝了。皮埃尔到1904年才获得教授的职位——在全世界都公认他的价值之后。眼下,他只好接受巴黎大学的一个次要的职位。与此同时,玛丽也在凡尔赛附近的女子学院获得一个教授职位。
居里夫妇怀着良好愿望继续教书,教学工作不遗余力。因他们忙于自己的科研工作和兼职,他们常常忘记吃饭和睡觉。有好几回皮埃尔因双腿疼痛难忍而卧床不起。玛丽的身体也垮了,由紧张的神经支撑着。朋友们都被她苍白和憔悴的脸色吓了一跳。放射性的研究取得了进展,与此同时,这对物理学家也为它耗尽了体力。
镭像氯化物那样提纯,看起来像是一种无光泽的白色粉末,很像普通食用盐。但其性能却是惊人的。它的放射线的强度超出一切期望值,比铀的强度强两百万倍。镭的射线能够横越最坚强的和最不透明的物质。只有一层厚厚的铅隔板证明能够阻止其危险的渗透。
最动人的奇迹是镭可以成为人类在抗癌斗争中的同盟者。镭很有用——而对它的提取也不再只是实验上的兴趣了。镭工业即将诞生。利用放射性矿石的计划,已在好几个国家被制订出来,尤其在比利时和美国。可是,只有工程师知道有关的微妙作业法的秘密,才能生产出这种“传奇式的金属”。
一个星期天的早晨,皮埃尔向妻子说,他刚读完来自美国一些技术员的来信。这些技术员想要在美国使用镭,要求提供有关信息。“我们有两种选择,”皮埃尔对她说,“我们可以毫无保留地描述我们研究的结果,包括提纯的全过程……”玛丽做了一个赞同手势,并低声地说:“是的,当然。”
“要不然,”皮埃尔继续说道,“我们可以考虑自己成为镭的‘发明人’,取得处理沥青铀矿的技术专利权,确保我们对全世界镭的制造的所有权。”