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1903年,巴黎
被照亮的裂紋

巴黎,1903年6月的一個夏夜,在第13區克勒曼大道的一個花園,光線從窗戶落到草坪上。一扇門打開了,歡快的聲音傳了出來,然后一小群人走上了碎石小徑。在他們中間有一個穿著黑色衣服的女人,那是36歲的物理學家瑪麗·居里。她那經常緊繃著的臉終于放松了,露出高興的表情。她正在舉辦一場派對,以慶祝她獲得博士學位。

瑪麗正處于她職業生涯的巔峰期。她是法國第一位被授予自然科學博士學位的女性,并且是以“très honorable”的最優等級畢業的,同時她也是第一位獲諾貝爾獎提名的女性。

在瑪麗的身旁,她的丈夫皮埃爾滿心自豪地笑著。圍繞著她的還有她的姐姐布羅尼婭、她的博士生導師加布里埃爾·李普曼、她的同事讓·佩蘭和保羅·朗之萬,以及她的幾個學生。新西蘭物理學家歐內斯特·盧瑟福也參加了這場聚會,他正在與妻子度蜜月——這是個遲來的蜜月,他們三年前就結婚了。盧瑟福和瑪麗·居里是競爭對手,兩人都在研究原子的構造,并且觀點迥異。但這一爭端在這個晚上被擱置在一旁,畢竟這是個慶祝的日子。

通往瑪麗的這個慶祝之夜的道路,始于一個離法國首都很遠的地方,19世紀60年代的華沙。波蘭此前已被普魯士、俄國和奧地利等大國瓜分,華沙處于俄國沙皇的高壓統治之下。任何波蘭人都不得以“波蘭”稱呼他們的故鄉。1867年11月7日,瑪麗亞·斯可羅多夫斯卡在那里出生,她是一對教師夫婦的五個孩子中最小的一個。這家人反對俄國人的占領。父親盡力培養女兒們獨立思考的能力。當曼婭(家里對瑪麗亞的昵稱)四歲時,患有肺結核的母親離開家里,以免傳染給家人。她盡量少和家人聯系,在與病痛長期斗爭后最終去世了——這種疾病在當時還是不治之癥。

曼婭用了十年的時間才恢復對生活的熱情。起初,她在學習中尋求解脫,埋頭苦讀。通過不懈的努力,她以全班第一的成績從帝國中學畢業。15歲時,她在自己施加的壓力下精神崩潰了。她那失去妻子的父親把她送到鄉下休養。在那里,她設法放下了書本,發現了音樂、聚會,學會了調情和徹夜地跳舞。她開始在一所接受女學生的波蘭地下大學學習,并且輕輕松松就讓成績超過了所有同學。為了幫助大她兩歲的姐姐布羅尼婭承擔去巴黎學醫的費用,她在華沙附近的一個甜菜商家里做家庭教師,并愛上了這家人中已成年的兒子,23歲的數學專業學生卡西米爾。這段戀情讓他的父親著實感到震驚。起初,卡西米爾試探性地抵抗父親,但在幾年的徘徊之后,他終于屈服了,讓曼婭孤零零地陷入失落之中。她心中深受創傷,對所有男人充滿了憤怒:“如果他們不愿娶貧窮的年輕姑娘,就讓他們見鬼去吧!”

1891年,曼婭跟隨她的姐姐來到巴黎。布羅尼婭已經結婚了——造化弄人,她的丈夫也叫卡西米爾。夫婦倆都是醫生,都充滿了共產主義的理想。他們在自己的公寓里執業,免費為有需要的病人治療。現在自稱瑪麗的曼婭難以忍受嘈雜的環境,租了一個閣樓,搬了進去。在寒冷的冬夜里,為了保暖,她所有的衣服都要裹在身上。為了省錢,她很少燒煤取暖,只靠茶葉、水果、干面包和巧克力填肚子——但這都沒有關系!她自由了。在19世紀與20世紀之交的巴黎,女性完全得不到平等的對待。“étudiante”一詞既可以指女學生,也可以指男學生的情人。但女性在這里至少可以不受干擾地學習。瑪麗學習起來廢寢忘食。白天,她喜歡在講堂、實驗室和圖書館里度過,晚上則與書為伴,聆聽傳奇科學家亨利·龐加萊的演講。她又一次把自己累垮了,倒在了圖書館里。布羅尼婭把瑪麗帶回家,給疲憊不堪、營養不良的她吃肉和土豆,直到她恢復體力。她一康復就又沖回到她的書本里,最終又一次以全班第一的成績畢業。

皮埃爾和瑪麗·居里夫婦在實驗室,攝于1904年前后。他們在靜電計的基礎上開發了一種測量鈾射線的新方法

接下來呢?女性可以得到許可去學習,但沒幾個男性研究人員愿意身邊有女同事。瑪麗很幸運地獲得了一筆獎學金,得以對不同鋼材的磁性展開研究。她對操控實驗室的設備一頭霧水,一位熟人便將她引薦給一位磁學專家:皮埃爾·居里。他靦腆而善于思考,看上去比實際年齡35歲要年輕。他向她展示了如何使用他參與研發的靜電計。盡管瑪麗在因卡西米爾而心碎之后發誓再也不會戀愛,但她的決心動搖了,她和皮埃爾成了一對伴侶。

但是對鋼材的磁學研究并不適合瑪麗,有比這令人興奮得多的事情等待著被探索。威廉·康拉德·倫琴剛剛在德國南部的維爾茨堡意外地發現了神秘的X射線,即倫琴射線,當時他把手放在一根電子管前,這種射線穿過了他的手。1896年元旦前后,他向他的科學家同行們傳播了一張圖片,圖上是他妻子手的完整骨骼結構,婚戒也在圖上面。以前沒有人見過這樣的東西。X射線圖像在科學界和社會上引發了轟動。

同年,亨利·貝可勒爾在巴黎發現了一種輻射(也是偶然發現的),他稱之為“rayons uraniques”,即鈾射線,因為它是從鈾的樣本中發出的,那個樣本放在一個抽屜里的一塊照相底片上。但貝可勒爾對這些射線的了解也就只有這么多了,他無法解釋它們是如何產生的。他懷疑并希望它與磷光現象有關,因為他和之前的幾代科學家都熱衷于研究這種現象。他發現的射線引起的轟動遠不及倫琴的,而且他那些模糊的照片與印在報紙頭版并能吸引集市和狂歡節人群的X射線照片相比,多少有些蒼白。

然而,瑪麗·居里對貝可勒爾的發現非常著迷。她意識到,這個問題是絕不可能通過貝可勒爾屈指可數的幾個實驗來解決的,他并不是一個真正的工作狂型科學家。她在皮埃爾的靜電計的基礎上開發了一種測量鈾射線的新方法,而且她敢于反駁強大的貝可勒爾。她稱這種射線為“radioactif”而不是“uranique”,因為她確信它們并非鈾元素獨有的。為了證明這一點,她著手檢測新的放射性元素,并在未來幾年內發現了兩種元素:釙和鐳。

此外,瑪麗·居里聲稱這種“無法理解的鈾輻射是原子的一種性質”。這是她在1898年所寫的,挑戰了當時的科學思想。研究者在原子領域沒有多少進展,各種理論層出不窮。化學家眼中的原子是物質的不可分割且不可變的基本單位,它們在化學反應中脫離其化學鍵,重新與其他原子結合。而近來物理學家眼中的原子則像小臺球一樣穿過真空,并在氣體中碰撞產生壓力和熱量。還有哲學家眼中的原子,自德謨克利特的時代以來,他們就認為原子是宇宙中永恒的基本組成部分。然而,沒有一種統一的理論將這些關于原子的不同概念聯系起來,各種理論唯一的共同點是都稱其為“原子”。而現在,瑪麗·居里卻聲稱,這些原子內部是有活動的。

這怎么可能呢?原子產生輻射的機制是什么?實驗顯示,它似乎不受化學過程、光線、溫度、電場和磁場的影響。那是什么觸發了它?瑪麗·居里憑直覺有一個極為大膽的猜想:輻射不是被觸發的。輻射產生的過程是由自身開始的,也即自發的。在1900年巴黎舉辦世界博覽會之際,為國際物理學大會撰寫的一篇論文中,她寫下了一個頗有預見性的句子:“輻射的自發性是一個謎,一個令人深感驚奇的課題。”放射性輻射是自發產生的,沒有任何的緣由。居里以此撼動了物理學的基礎,即因果關系的原則。她甚至考慮推翻能量守恒定律,這一物理學的鐵律。根據這條定律,能量永遠不可能憑空消失,也不可能無中生有。解開居里之謎的人是新西蘭物理學家歐內斯特·盧瑟福。他提出了“放射性變化”理論:當一個原子進行放射性輻射時,它就會從一種化學元素變成另一種化學元素。這個理論讓科學的另一個教條式的支柱也動搖了。這樣的轉變被認為是不可能的,而這種理論則被認為是煉金術士和江湖騙子的歪理邪說。甚至瑪麗·居里也曾長期抵制盧瑟福的理論,但最終事實證明他們都是對的:居里說放射性是自發的,事實的確如此;盧瑟福關于放射性變化的理論也得到了證實。錯的是原來的物理學。

居里夫婦在拉丁區——法國首都學術區——將一間高等物理化工學院的廢棄棚子改造成了他們的實驗室。風從縫隙中呼嘯穿過,地板從未完全干過。以前,學生們在這里解剖尸體,直到他們搬到一個更加衛生的地方。現在驗尸臺已經讓位給了各種奇怪的設備:玻璃燒瓶、電線、真空泵、天平、棱鏡、電池、氣體燃燒器和坩堝。德國化學家威廉·奧斯特瓦爾德曾“迫不及待地請求”居里夫婦允許他參觀他們的窩棚實驗室,在去過之后將其稱為“馬廄和土豆窖的混合體”。“要不是我看到工作臺上的化學儀器,我會以為這是一場惡作劇。”在這里,在這間像是煉金術士用的實驗室里,居里夫婦做出了20世紀初最重要的一些發現。他們沒有想到,在他們漏風的窩棚里,他們將徹底改變物理學解釋我們周遭世界的方式。

在他們的窩棚里,居里夫婦想制備一種直到不久前他們的許多科學家同行仍認為不可能存在的物質:純鐳。他們不會變戲法,必須從某種原材料中提取鐳。在漫長的實驗中,瑪麗發現了瀝青鈾礦。他們需要大量這種礦物,但在巴黎搞不到,就算搞得到他們也沒錢買。皮埃爾在歐洲各地打聽,聽說在波希米亞森林深處的約阿希姆斯塔爾礦區中有瀝青鈾礦,那個礦區以出產“塔勒”(thaler,后來轉音為dollar)銀幣所用的金屬而出名。他得知那里開掘出大量瀝青鈾礦,但被當作廢料,于是他設法說服礦主給了他11噸這種礦物。運輸則由埃德蒙·詹姆斯·羅斯柴爾德男爵資助,他因父親是著名銀行家而腰纏萬貫,但他對藝術、科學和賽馬的興趣遠超過了對他父親的銀行業務的興趣。

1899年春天,當小山一樣的瀝青鈾礦被送到窩棚前的院子里時,瑪麗拾起一把“混合著松針的褐色灰塵”,貼到了自己的臉上。現在可以開始了。

這是個不折不扣的體力活:瑪麗拖著沉重的水桶,把試劑倒來倒去,用鐵棒在冒泡的坩堝里不停攪拌。瀝青鈾礦必須用酸、堿鹽以及上千升的清水沖洗。為了提純,居里夫婦還開發了一種叫作“分步結晶”的技術。他們反復煮沸原料,讓其冷卻并結晶。輕的元素比重的元素結晶速度快,所以居里夫婦可以通過這種方式逐漸積累鐳。這需要精細的測量和巨大的耐心,但無論工作如何辛苦,他們都非常高興。每晚在從實驗室走回家的路上,他們都想象著純鐳的樣子。隨著他們提取的鐳的混合物純度越來越高,晚上從玻璃燒瓶中發出的光芒也越來越強。1902年的夏天,努力終于得到了回報,他們獲得了十分之一克的鐳。瑪麗成功地測定了該元素的原子量,并在元素周期表上把它放到了第88號的位置。

但家里有個人不那么開心:他們的女兒伊雷娜,她在居里夫婦建立窩棚實驗室的兩年前出生。她沒什么機會看到爸爸媽媽,他們回到家時也已經是筋疲力盡了。爺爺尤金一直照料著伊雷娜,這個小女孩身上帶著所有分離焦慮的跡象。只要她的媽媽瑪麗準備離開房間,她就會緊緊抓住媽媽的裙子哭起來。有一天,她問爺爺為什么媽媽很少在身邊。于是,爺爺拉著她的手,帶她走進了窩棚實驗室。伊雷娜對“這個無比悲哀的地方”深感震驚。她注定又是一個思念母親的女兒。30年后,伊雷娜·約里奧—居里將因其對放射性的研究獲得諾貝爾獎,成為繼其母親之后第二位獲此殊榮的女性。而她的女兒海倫也將成為一名核物理學家。

在1903年6月的克勒曼大道的那個晚上,瑪麗·居里不知道她的家庭即將遭遇不幸。她為這次聚會特意準備了一件新衣服,用黑色布料做的,這樣在實驗室留下的污漬就不那么明顯了。還有她那腹部隆起的曲線。幾周后,她和皮埃爾一起騎自行車去旅行。他們喜歡騎自行車穿越鄉村,甚至騎自行車去度蜜月。但現在瑪麗已經懷孕五個月了,她的身體已無法承受自行車在碎石路上的顛簸。她流產了。為了逃避悲傷,她比以往更加賣命地投入工作,直到她再次崩潰。她無法前往斯德哥爾摩接受她和皮埃爾因發現放射性而與亨利·貝可勒爾一起獲得的諾貝爾獎,斯德哥爾摩的舞臺完全屬于虛榮的貝可勒爾。他在走上舞臺的時候,身著綠底繡金長禮服,胸前佩戴著勛章,身側掛著一把軍刀。

在瑪麗博士畢業聚會的那個夏夜,當她與皮埃爾手挽手從沙龍的門里走出來時,客人們向他們舉杯致敬。這對夫婦走出了閃耀的燈光,此刻只屬于他們二人。在星空下,皮埃爾伸手插進他的馬甲口袋,取出一個裝著溴化鐳的玻璃瓶。瓶中的光輝照亮了他們那酒后通紅且滿是幸福的臉頰,還有皮埃爾手指上被燒傷、布滿裂紋的皮膚——這既是輻射病的最初征兆(它將有一天奪去瑪麗的性命),也是居里夫婦所探索的知識中隱藏著的力量的最初跡象。

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