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居里夫人：两次荣获诺贝尔奖的伟大科学家
在世界科学史上,玛丽·居里是一个永远不朽的名字.这位伟大的女科学家,以自己的勤奋和天赋,在物理学和化学领域,都作出了杰出的贡献,并因此而成为唯一一位在两个不同学科领域、两次获得诺贝尔奖的著名科学家.
一、靠自学走进巴黎大学
玛丽·居里于1867年出生于波兰华沙,她是家中5个子女中最小的.她的父亲是一名收入十分有限的中学数理教师,妈妈也是中学教员.玛丽的童年是不幸的,她的妈妈得了严重的传染病,是大姐照顾她长大的.后来,妈妈和大姐在她不满10岁时就相继病逝了.她的生活中充满了艰难.这样的生活环境不仅培养了她独立生活的能力,也使她从小就磨炼出了非常坚强的性格.
玛丽从小学习就非常勤奋刻苦,对学习有着强烈的兴趣和特殊的爱好,从不轻易放过任何学习的机会,处处表现出一种顽强的进取精神.从上小学开始,她每门功课都考第一.15岁时,就以获得金奖章的优异成绩从中学毕业.她的父亲早先曾在圣彼得堡大学攻读过物理学,父亲对科学知识如饥似渴的精神和强烈的事业心,也深深地薰陶着小玛丽.她从小就十分喜爱父亲实验室中的各种仪器,长大后她又读了许多自然科学方面的书籍,更使她充满幻想,她急切地渴望到科学世界探索.但是当时的家境不允许她去读大学.19岁那年,她开始做长期的家庭教师,同时还自修了各门功课.这样,直到24岁时,她终于来到巴黎大学理学院学习.她带着强烈的求知欲望,全神贯注地听每一堂课,艰苦的学习使她身体变得越来越不好,但是她的学习成绩却一直名列前茅,这不仅使同学们羡慕,也使教授们惊异,入学两年后,她充满信心地参加了物理学学士学位考试,在30名应试者中,她考了第一名.第二年,她又以第二名的优异成绩,考取了数学学士学位.
1894年初,玛丽接受了法国国家实业促进委员会提出的关于各种钢铁的磁性科研项目.在完成这个科研项目的过程中,她结识了理化学校教师比埃尔·居里,他是一位很有成就的青年科学家.用科学为人类造福的共同意愿使他们结合了.玛丽结婚后,人们都尊敬地称呼她居里夫人.1896年,居里夫人以第一名的成绩,完成了大学毕业生的任职考试.第二年,她又完成了关于各种钢铁的磁性研究.但是,她不满足已取得的成绩,决心考博士,并确定了自己的研究方向.站到了一条新的起跑线上.
二、镭之光
1896年,法国物理学家贝克勒尔发表了一篇工作报告,详细地介绍了他通过多次实验发现的铀元素,铀及其化合物具有一种特殊的本领,它能自动地、连续地放出一种人的肉眼看不见的射线,这种射线和一般光线不同,能透过黑纸使照象底片感光,它同伦琴发现的X射线也不同,在没有高真空气体放电和外加高电压的条件下,却能从铀和铀盐中自动发生.铀及其化合物不断地放出射线,向外辐射能量.这使居里夫人发生了极大的兴趣.这些能量来自于什么地方?这种与众不同的射线的性质又是什么?居里夫人决心揭开它的秘密.1897年,居里夫人选定了自己的研究课题－－对放射性物质的研究.这个研究课题,把她带进了科学世界的新天地.她辛勤地开垦了一片处女地,最终完成了近代科学史上最重要的发现之一－－发现了放射性元素镭,并奠定了现代放射化学的基础,为人类做出了伟大的贡献.
在实验研究中,居里夫人设计了一种测量仪器,不仅能测出某种物质是否存在射线,而且能测量出射线的强弱.她经过反复实验发现：铀射线的强度与物质中的含铀量成一定比例,而与铀存在的状态以及外界条件无关.
居里夫人对已知的化学元素和所有的化合物进行了全面的检查,获得了重要的发现在：一种叫做钍的元素也能自动发出看不见的射线来,这说明元素能发出射线的现象决不仅仅是铀的特性,而是有些元素的共同特性.她把这种现象称为放射性,把有这种性质的元素叫做放射性元素.它们放出的射线就叫“放射线”.她还根据实验结果预料：含有铀和钍的矿物一定有放射性；不含铀和钍的矿物一定没有放射性.仪器检查完全验证了她的预测.她排除了那些不含放射性元素的矿物,集中研究那些有放射性的矿物,并精确地测量元素的放射性强度.在实验中,她发现一种沥青铀矿的放射性强度比预计的强度大得多,这说明实验的矿物中含有一种人们未知的新放射性元素,且这种元素的含量一定很少,因为这种矿物早已被许多化学家精确地分析过了.她果断地在实验报告中宣布了自己的发现,并努力要通过实验证实它.在这关键的时刻,她的丈夫比埃尔·居里也意识到了妻子的发现的重要性,停下了自己关于结晶体的研究,来和她一道研究这种新元素.经过几个月的努力,他们从矿石中分离出了一种同铋混合在一起的物质,它的放射性强度远远超过铀,这就是后来被列在元素周期表上第84位的钋.几个月以后,他们又发现了另一种新元素,并把它取名为镭.但是,居里夫妇并没有立即获得成功的喜悦.当拿到了一点点新元素的化合物时,他们发现原来所做的估计太乐观了.事实上,矿石中镭的含量还不到百万分之一.只是由于这种混合物的放射性极强,所以含有微量镭盐的物质表现出比铀要强几百倍的放射性.
科学的道路从来就不平坦.钋和镭的发现,以及这些放射性新元素的特性,动摇了几世纪以来的一些基本理论和基本概念.科学家们历来都认为,各种元素的原子是物质存在的最小单元,原子是不可分割的、不可改变的.按照传统的观点是无法解释钋和镭这些放射性元素所发出的放射线的.因此,无论是物理学家,还是化学家,虽然对居里夫人的研究工作都感到有兴趣,但是心中都有疑问.尤其是化学家们的态度更为严谨.为了最终证实这一科学发现,也为了进一步研究镭的各种性质,居里夫妇必须从沥青矿石中分离出更多的、并且是纯净的镭盐.
一切未知的世界都是神秘的.在分离新元素的研究工作开始时,他们并不知道新元素的任何化学性质.寻找新元素的唯一线索是它有很强的放射性.他们据此创造了一种新的化学分析方法.但是他们没有钱,没有真正的实验室,只有一些自己购买或设计的简单的仪器.他们出于工作效率的考虑,分头开展研究.由居里先生试验确定镭的特性；居里夫人则继续提炼纯镭盐.
有志者事竟成!大自然的任何奥秘都会都会被那些向它顽强攻关的人们揭开.1902年年底,居里夫人提炼出了十分之一克极纯净的氯化镭,并准确地测定了它的原子量.从此镭的存在得到了证实.镭是一种极难得到的天然放射性物质,它的形体是有光泽的、象细盐一样的白色结晶.在光谱分析中,它与任何已知的元素的谱线都不相同.镭虽然不是人类第一个发现的放射性元素,但却是放射性最强的元素.利用它的强大放射性,能进一步查明放射线的许多新性质.以使许多元素得到进一步的实际应用.医学研究发现,镭射线对于各种不同的细胞和组织,作用大不相同,那些繁殖快的细胞,一经镭的照射很快都被破坏了.这个发现使镭成为治疗癌症的有力手段.癌瘤是由繁殖异常迅速的细胞组成的,镭射线对于它的破坏远比周围健康组织的破坏作用大的多.这种新的治疗方法很快在世界各国发展起来.在法国,镭疗术被称为居里疗法.镭的发现从根本上改变了物理学的基本原理,对于促进科学理论的发展和在实际中的应用,都有十分重要的意义.
三、金子一般的心灵
由于居里夫妇的惊人发现,1903年12月,他们和贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖.他们夫妇的科学功勋盖世,然而他们却极端藐视名利,最厌烦那些无聊的应酬.他们把自己的一切都献给了科学事业,而不捞取任何个人私利.在镭提炼成功以后,有人劝他们向政府申请专利权,垄断镭的制造以此发大财.居里夫人对此说：“那是违背科学精神的,科学家的研究成果应该公开发表,别人要研制,不应受到任何限制”.“何况镭是对病人有好处的,我们不应当借此来谋利”.居里夫妇还把得到的诺贝尔奖金,大量地赠送别人.
1906年,居里先生不幸因车祸而去世,居里夫人承受着巨大的痛苦,她决心加倍努力,完成两个人共同的科学志愿.巴黎大学决定由居里夫人接替居里先生讲授物理课.居里夫人成为著名的巴黎大学有史以来第一位女教授,还是在他们夫妇分离出第一批镭盐的时候,就开始了对放射线各种性质的研究.仅1889年到1904年间,他们就先后发表了32篇学术报告,记录了他们在放射科学上探索的足迹.1910年,居里夫人又完成了《放射性专论》一书.她还与人合作,成功地制取了金属镭.1911年,居里夫人又获得诺贝尔化学奖.一位女科学家,在不到10年的时间里,两次在两个不同的科学领域里获得世界科学的最高奖,这在世界科学史上是独一无二的事情!
1914年,巴黎建成了镭学研究院,居里夫人担任了学院的研究指导.以后她继续在大学里授课,并从事放射性元素的研究工作.她毫不吝啬地把科学知识传播给一切想要学习的人.她从16岁开始,成年累月地学习、工作,整整50年了.但她仍不改变那严格的生活方式.她从小就有高度的自我牺牲精神,早年她为了供姐姐上学,甘愿去别人家里做佣人.在巴黎求学期间,为了节约灯油和取暧开支,她每天晚上都在图书馆读书,一直到图书馆关门才走.提取纯镭所需要的沥青铀矿,在当时是很贵重的,他们从自己的生活费中一点一滴地节省,先后买了8、9吨,在居里先生去世后,居里夫人把千辛万苦提炼出来的,价值高达100万金法郎以上的镭,无偿地赠送给了研究治癌的实验室.
1932年,65岁的居里夫人回到祖国,参加“华沙镭研究所”的开幕典礼.居里夫人从青年时代起就远离祖国,到法国求学.但是她时刻也没有忘记自己的祖国.小时候,她的祖国波兰被沙俄侵占,她就非常痛恨侵略者.当他们夫妇从矿物中分离出新元素以后,她把新元素命名为钋.这是因为钋的词根与波兰国名的词根一样.她以此表示对惨遭沙俄奴役的祖国的深切怀念.
1937年7月14日,居里夫人病逝了.她最后死于恶性贫血症.她一生创造、发展了放射科学,长期无畏地研究强烈放射性物质,直至最后把生命贡献给了这门科学.她一生中,共得过包括诺贝尔奖等在内的10种著名奖金,得到国际高级学术机构颁发的奖章16枚；世界各国政府和科研机构授予的各种头衔多达100多个.但是她一如既往地那样谦虚谨慎.伟大的科学家爱因斯坦评价说：“在我认识的所有著名人物里面,居里夫人是唯一不为盛名所颠倒的人.”