《二十世纪世界大事实录》条目选登《一九○三年──探讨原子的秘密》（上）

原提要：白克瑞尔发现一种神秘的放射线；居礼夫妇追查这种放射线的来源，直探原子核心
本世纪刚开始时，最令人兴奋的一项现代学术研究的新纪元，像侦探故事一样，在巴黎近郊一间又破旧、又漏雨的木屋中揭开了。皮埃·居礼和玛丽·居礼夫妇在这间木屋里工作多年，从沥青铀矿中搜寻、提炼，并研究放射性的来源。经过漫长曲折的路程，他们终于发现两种新元素，就是镭和钋。在研究过程中，居礼夫妇收集了有关所有元素本质的宝贵知识，并替崭新的放射医疗学奠定了基础。他们不辞劳苦、专心致志的精神，成为科学家的模范。一九○三年十二月，他们夫妇与白克瑞尔联合获得诺贝尔物理学奖。白克瑞尔是法国一位著名的物理学家，曾在一八九六年发现放射性。他在物理学上的成就触发了居礼夫妇的研究。
居礼夫妇与白克瑞尔的工作，创始一个重要的科学发展时期。从一八九五年发现Ｘ射线起到一九○五年爱因斯坦发表相对论止，在这十年中，人类对世界以及对世界上各种基本物质的知识，出现革命性的变化。从前，我们一直以为原子是物质的最基本的结构单元。现在，物理学家证明原子内部是比原子还小的粒子，不停活动的奇特世界。
第一件奇异现象，就是一八九五年十一月德国物理学家栾琴无意中发现的一种肉眼无法看见的神秘放射线。栾琴是符兹堡大学的教授。他在实验中研究阴极射线管，又名克鲁克斯管——因是英国人克鲁克斯发明。高压电流通过射线管时，管壁玻璃发出辉光或萤光，谁也不清楚这是什么道理。
一次实验中，栾琴用黑纸包裹阴极射线管，垂下窗帘，接通电流。房间里一片漆黑，三英尺外凳子上放置的萤光幕，却露出奇异的辉光。切断电流，辉光立刻消失；再通电流，辉光又出现。显然有一种物质，可以透过阴极射线管的玻璃和外面包裹的黑纸，使萤光幕上出现奇异的辉光。
栾琴最后断定，一种看不见的射线造成上述现象，就用代表未知数的字母Ｘ替这种射线命名。然后，他谨慎而有系统地进行研究，发现Ｘ射线几乎能透过任何物体——书籍、木头、橡胶，甚至软薄的金属。栾琴的研究结果公开发表，轰动全世界。
各国物理学家小心研究栾琴的新发现究竟有什么涵义。巴黎方面，自然历史博物馆有一位四十四岁的物理学教授白克瑞尔。他研究萤光矿物是否也会发出Ｘ射线的可能性。在实验过程中，他发现一种和Ｘ射线有关但更令人惊奇的现象——放射性。
白克瑞尔知道有些矿物在阳光下会发出萤光。在栾琴发现Ｘ射线后几星期的一八九六年一月，白克瑞尔就开始着手检验几十种矿物标本，先送到阳光下晒一次，然后，用厚黑纸包裹，放在照像玻璃板上。白克瑞尔根据理论推断，任何射线，只要能透过黑纸，使感光板变成黑色，一定是Ｘ射线。结果，这些矿物标本中，只有铀化合物，名为硫酸双氧铀钾，似乎可以发出这样的射线。后来，白克瑞尔又有了一次奇异的发现。一天晚上，他无意中把一块包了纸的硫酸双氧铀钾放进抽屉，恰好放在一幅没有露光的照像玻璃板上。过了几天，他拿开硫酸双氧铀钾时，发现照像玻璃板已经变成黑色。但这块硫酸双氧铀钾事先并没有受到阳光的照晒，也没有受到其他能源的影响，所以与萤光无关，放射线似乎由它本身内部发出来。借用白克瑞尔声明中的字眼，这次发现似乎“非常重要而且超出了想像中各种现象的范围之外”。
白克瑞尔于是放弃原来的假说，继续检验并发现其他铀化合物都能发出这种放射线。他又发现，铀化合物发出的放射线连续不断，甚至在化合物本身已融解或溶化时，也是一样。到了一八九六年五月，白克瑞尔确立一项结论，纯铀的放射性比铀化合物还要强。两种新元素白克瑞尔的奇异发现，与栾琴的发现一样，很快就传遍各地。巴黎一位波兰出生的青年研究生玛丽·居礼，攻读博士学位时决定研究白克瑞尔发现的放射线。当时，她的丈夫，巴黎大学物理学教授皮埃·居礼，正担任结晶结构方面的教学和研究。玛丽·居礼，继续白克瑞尔的研究，把白克瑞尔的理论再加发扬光大。玛丽·居礼首先检验所有已知元素及其化合物。几个星期后，她发现钍和它的化合物，也会发出白克瑞尔发现的那种放射线。危险的射线镭的神奇疗效比伤人
的危险性容易引人注意。有相当长的一段时期，处理镭的技术人员在毫无防护下工作。还有大批无知的人购用“镭底素”一类所谓万应灵药，据称能医治一百六十种病症。直到很多人因暴露在镭的放射线中生了病甚至丧了命，大家才知道镭有致命的杀伤力。但其他元素似乎都没有这种特性。玛丽·居礼称这种特性为放射性。经过详尽的实验，玛丽·届礼了解，铀和钍发出的放射线来自原子内部，是科学界前所未知的新现象，不是化学特性。
一八九八年春，玛丽·居礼发现含有氧化铀的沥青铀矿，放射性比纯铀更强。可是，她自己的实验和白克瑞尔的实验都确实证明，纯铀的放射性比铀化合物强。因此，玛丽·居礼推测沥青铀矿中一定还有放射性较铀更强的一种元素，因数量很少，所以在过去的化学分析工作中，一直无法发现。
玛丽，居礼决心要确定并提炼出沥青铀矿发出放射性的另外物质。她丈夫皮埃抱着同样的热情，暂时放下结晶结构的研究，帮忙她完成这项艰难任务。他们在一八九八年四月动工时，完全不知道自己预备完成的计划有多艰巨，只保守地假定想找出的那种物质在数量上大概是沥青铀矿的百分之一。但是，实际的数量还不到沥青铀矿的百万分之一。
居礼夫妇用一杯沥青铀矿来研究，慢慢将矿砂分解，然后分析它的成分。这是非常辛苦的工作。他俩除了教书和照料幼女蔼玲外，一直埋首实验室内，常常工作到深夜。首先，他们把沥青铀矿磨成碎粉，放入酸中溶解。再将酸溶液不断煮沸、冰结和沉淀，把沥青铀矿分成很多部分。最后他们从酸溶解的沥青铀矿碎粉中先取出铀元素，进一步把所有无用的元素抛弃。在每步工作中，他们都细心检验，确定留下来的沥青铀矿碎粉仍然具有放射性。（上）