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课本里的科学家丨居里夫人:放射性研究的先驱者

📅 2026-06-23 06:34:10 👤 admin 👁️ 9205 🏷️ 713

从波兰少女到巴黎学者

玛丽·居里,原名玛丽·斯可沃罗多夫斯卡,1867年11月7日出生于波兰华沙的一个知识分子家庭。父亲是中学物理与数学教师,曾任副督学,母亲曾任女子中学校长。尽管家境并不富裕,但家庭中浓厚的学术氛围和民族责任感深深影响了她。

玛丽自幼聪颖好学,16岁时以金奖章毕业于华沙中学。因当时华沙大学不收女生,她与姐姐布罗尼斯拉瓦约定,先工作资助姐姐赴巴黎学医,待姐姐毕业后再支持她求学。于是,玛丽开始了长达六年的家庭教师工作,期间从未放弃自学,利用业余时间阅读数学和物理书籍。

1891年,24岁的玛丽终于如愿进入巴黎大学理学院学习。她租住在顶楼小屋,冬天寒冷,食物简单,她却如是说:“那种自由与独立的感觉,给了我极大的精神满足。”1893年,她以第一名的成绩获得物理学学士学位,次年又获得数学学士学位。

玛丽·居里与丈夫皮埃尔·居里来源:视觉中国

也是在巴黎,她遇见了一生中最重要的事业与生活伴侣——皮埃尔·居里,一位同样沉醉于科学研究的物理学家。1895年,两人结婚,从此开启了共同探索科学奥秘的旅程。

棚屋中的四年与镭的发现

1896年,法国物理学家亨利·贝克勒尔发现铀盐能自发地发出一种新型射线。这一发现引起了居里夫妇的极大兴趣,玛丽决定以此作为博士论文课题。

通过精心设计的实验,玛丽发现这种辐射强度仅与铀的数量有关,而与化学组成或物理状态无关。她将这种特性称为“放射性”。更令人惊讶的是,她发现某些矿物(如沥青铀矿)的放射性比纯铀强得多,预示着这些矿物中含有未知的放射性元素。

皮埃尔意识到妻子发现的重要性,放下自己正在进行的晶体研究,与玛丽一起寻找这种新元素。1898年7月,他们宣布发现了第一种新元素,玛丽为纪念自己的祖国波兰,将其命名为“钋”。

同年12月,居里夫妇宣布发现了第二种放射性更强的新元素——“镭”。但科学界要求提供实物证据,为此他们需要从数吨沥青铀矿渣中提取出足够的纯镭盐。

接下来的四年里,居里夫妇在巴黎市理化学校一个简陋的棚屋中工作。这个棚屋玻璃顶棚漏雨,夏天闷热如温室,冬天寒冷如冰窖,设备极其简陋。玛丽后来回忆道:“那个棚屋只有一个好处——它那么破旧,那么简陋,不会有人不允许我们使用。”

处理矿渣的工作极其繁重:玛丽每次要搅拌20公斤的原料,连续几小时不停歇;还要进行大量的溶解、沉淀、过滤和结晶操作。她后来写道:“有时候,我整天用一根几乎和我一样高的铁棒,在大铁锅里搅拌沸腾的物质,到晚上已经筋疲力尽。”

1902年,处理了8吨沥青铀矿渣后,居里夫妇终于成功提取出0.1克氯化镭,并测定出镭的原子量为225(现代值为226),向世界证实了镭的存在。

《美丽的颜色》一文生动描述了发现镭的那个夜晚:“有一天晚上,夫妇俩又回到了棚屋,他们还没有开门,居里夫人就说:‘不要点灯!’然后他们轻轻走进房间……在黑暗中,镭不仅‘自动发光’,而且在居里夫妇看来,它还散发着蓝色荧光,美丽极了。他们悄无声息地注视着那光芒,居里夫人的身体微微前倾,热切地望着这缕她付出如此巨大代价才获得的蓝色荧光。”

1903年,居里夫妇与亨利·贝克勒尔共同获得诺贝尔物理学奖,表彰他们对放射性现象的研究。

双重诺奖与科学精神的传承

悲剧发生在1906年4月19日,皮埃尔·居里在巴黎街头被马车撞倒不幸身亡。玛丽强忍悲痛,接替了丈夫在巴黎大学的教职,成为该校第一位女教授。

1910年,居里夫人成功分离出金属镭,并测定其各种物理化学性质。她还倡议建立镭的放射性标准,这个标准后来成为国际标准单位。1911年,因发现钋和镭、分离出纯镭并研究其性质,她独自获得诺贝尔化学奖,成为第一位两获诺贝尔奖的科学家。

玛丽·居里与医护人员 来源:视觉中国

第一次世界大战期间,居里夫人意识到X射线对战场救护的重要性,她组织了移动X光机组,培训了150多名操作员,亲自奔赴前线为伤员服务。据估计,超过百万士兵接受了她的X光机检查。

战后,居里夫人继续在巴黎大学镭学研究所从事研究工作。她指导了许多来自世界各地的科学家,其中就包括我国著名物理学家施士元。在她的指导下,研究所共发表了约500篇科学论文,其中包括她女儿伊雷娜和女婿弗雷德里克·约里奥-居里在人工放射性方面的开创性工作。

长期接触放射性物质严重损害了居里夫人的健康。1934年7月4日,她因再生障碍性贫血在法国上萨瓦省逝世,享年66岁。直到今天,她留下的实验笔记本仍具有放射性。

居里夫人一生淡泊名利,她曾表示:“在科学上,我们应该关注事而不是人。”她没有为镭的提取方法申请专利,而是将之公之于众,以便全世界的科学家都能继续研究。当有人建议她申请专利以确保财富时,她回答:“镭是一种元素,它属于全世界。”《美丽的颜色》入选中学语文教材,正是希望青少年学习居里夫人那种追求真理、坚韧不拔、无私奉献的科学精神。正如课文最后所写:“那略带蓝色的荧光照亮了黑暗的棚屋,也照亮了科学的未来,更照亮了无数科学探索者前行的道路。”

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