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  • 1 # 安好

    居里夫人是波蘭裔法國著名物理學家、化學家。發現鐳和釙兩種天然放射性元素。1903年獲諾貝爾物理學獎,1911年因發現元素釙和鐳獲得諾貝爾化學獎。由於長期接觸放射性物質,居里夫人於1934年因惡性白血病逝世。

  • 2 # 魯超

    歷史上的波蘭是一個悲催的國家,她的國土只是一塊無險可守的大平原,夾在俄羅斯、奧地利、匈牙利、普魯士、德意志這些野心家的中間,成為了“上帝的遊樂場”。1600年到1945年間,波蘭共遭到43次侵略,平均每8年一次。如果你隨便選取過去500年間任意一年的歐洲地圖,很大機率是找不到波蘭這個國家的。

    【波蘭就是一大塊平原,無險可守。】

    這個民族如果沒有英雄,她將註定在地球上淪亡。

    16世紀上半葉,波蘭天文學家哥白尼發表《天體執行論》,提出了日心說,率先改變了人類的宇宙觀。

    【華沙街頭的哥白尼雕像。】

    19世紀上半葉,波蘭輪番遭到沙俄、奧地利和普魯士的侵略,最終被沙俄統治和奴役。音樂才子、大帥哥肖邦拒絕了“俄皇首席鋼琴家”的職位,來到法國巴黎,繼續他的創作生涯。肖邦的樂曲以鋼琴為主,因而被譽為“鋼琴詩人”。如今每五年在波蘭首都華沙舉辦一次肖邦國際鋼琴比賽,這是世界上最權威、級別最高的鋼琴比賽。

    肖邦的樂曲充滿深情,既顯憂鬱,又不失華麗,尤其是在旋律中隨處可以聽到他的愛國熱情,讓人動容!比如他1831年遷往巴黎路上,得知波蘭人民起義失敗,悲憤之餘寫下的《革命》。

    【“鋼琴詩人”肖邦!】

    19世紀末,波蘭有一個叫瑪麗的女孩,她自幼受父親薰陶,尤其熱愛科學,但在沙俄統治下,波蘭女性無法受到高等教育,更不用提科學研究了。於是她隻身來到巴黎,進入巴黎大學,克服種種困難,一邊兼職家庭教師,一邊潛心學習。

    畢業沒多久,她嫁給了法國科學家,物理學教授皮埃爾*居里,從此大家叫她“居里夫人”。他倆堪稱科學史上最偉大的伉儷,沒有之一。他們商量之後,選擇了研究當時科學界最最炙手可熱的鈾射線。

    【在紫外線照射下,發出綠色熒光的鈾玻璃。】

    上篇我們說過,繼倫琴發現X射線之後,貝克勒爾發現了鈾射線。這種射線不需要通電的克魯克斯管,也不像磷光物質那樣需要日光的照射,即使你用黑紙把含鈾化合物包覆一整個月,它依然一秒鐘也不停的發出神秘的射線!

    在那個時代,對放射性的研究剛剛展開,對所有人來說,一切都是陌生的。不用談各種射線的機理,它們的規律,就連它們的性質,對科學家們來說,也完全是一座迷宮。

    “居里夫人”勇敢的鑽進了這座迷宮,她的首要任務是測定射線的強度,任何一門科學嘛,都是從區分有無的定性到比較大小的定量。好在皮埃爾是一位特別牛的物理學家,他發現射線會讓空氣微弱電離,於是他很快設計出了一種儀器,透過測量被電離空氣的微弱電流,就可以十分精確的測量出射線的強度。

    【居里夫婦在實驗室。】

    有了這樣的利器,接下來,居里夫人就把各種物質輪流放到儀器中電容器的金屬片上,觀察電流計的讀數。她把鈾的化合物放入儀器,電流計的指標立馬偏轉起來,說明鈾射線在將空氣電離,皮埃爾做的儀器確實發揮了作用。而當她把鐵、銅、磷等常見物質放入儀器,指標卻分毫未動,看起來大多數物質都沒有放射性,難道這世界上鈾元素是如此特殊的存在嗎?終於有一天,她將一種釷鹽放上金屬片,指標久違的偏轉了。原來,這世界上不止鈾一種元素會發出射線,有了皮埃爾的儀器,他們就可以找到更多有放射性的物質,也許會發現之前從來沒發現的潛伏者。

    【波蘭盧布林,瑪麗*居里大學裡,居里夫人的雕像。】

    居里夫人“不忘初心”,又回到鈾身上。她首先提純鈾,測出了純鈾的射線強度,然後再測量各種鈾的化合物的強度。她發現,射線強度和鈾含量成正比。比如含50%鈾的物質,它的射線強度就是純鈾的一半。而你不用管它是什麼樣的化學形態,氧化物?鹽?鈾酸?或者更復雜的化合物?統統沒有關係。

    我們現在看起來覺得這應該是理所當然的,但在當時,居里夫人的這個發現讓“放射性”這座迷宮一下子簡單了不少。最起碼的,既然“放射性”與化學性質無關,可以少做多少化學實驗啦!

    【1903年居里夫婦的合影。】

    再者,根據居里夫人的這個發現,不可能有一種東西的射線強度超過鈾,因為任何物質的含鈾量都不可能超過100%啊。

    可是,就有兩種礦物——瀝青鈾礦和銅鈾雲母——特別反常,它倆在皮埃爾的儀器上的讀數要比純鈾還大的多!只有一種解釋:這兩種礦物裡含有放射性超強的未知元素。

    為了驗證自己的猜想,居里夫人用人工的方法堆砌起了銅鈾雲母,化學成分一絲一毫都不差,可是人工礦物的射線強度只有天然礦物的18%。

    看吧,舍勒拉瓦錫們發現氧的武器是火,電幫助戴維分解出鉀鈉兄弟,本生和基爾霍夫的分光鏡查出了銫銣等一大批新元素的身份證,這一次,神秘的射線就是居里夫人發現新元素的指南針!

    【居里夫婦和他們心愛的女兒:伊蕾娜。】

    居里夫婦將天然銅鈾雲母中的雜質不斷清除,最終得到了一點鉍和新元素的混合物,射線強度竟然達到鈾的400倍!這已經足夠說明新元素的存在了,1898年7月,居里夫婦向法國科學院提交報告,請求用居里夫人的祖國——波蘭——來命名新元素:Polonium,譯為中文是釙。就這樣,波蘭——這個多災多難的國家——的名字留在了元素週期表上。要知道,元素週期表上也沒幾個國家能得到位置啊!居里夫人就這樣和哥白尼、肖邦一起,成為波蘭民族的英雄!

    【波蘭小國,因為居里夫人而在元素週期表上找到一席之地。】

    很可惜,“波蘭元素”並不能給人類帶來什麼好處,相反,釙210是一種放射性極強的同位素,接近它只會受到致命的輻射。居里夫婦再怎麼也不會想到,他們心愛的女兒伊蕾娜*約里奧*居里(1935年諾貝爾物理學獎獲得者)就死於居里夫人最愛的“波蘭元素”。

    1946年,波蘭剛剛從納粹的魔掌中掙脫出來,卻再次淪為蘇俄的附庸。就在這一年,伊蕾娜實驗室裡一小瓶當作α射線發生器的釙洩漏了,她遭到了超大劑量輻射,最終於1956年因白血病逝世。居里夫人在天堂裡看到這一幕不知道會流下什麼樣的眼淚?

    【1925年,伊蕾娜*居里(左)和母親(右)在實驗室。】

    事情遠未結束,進入21世紀,釙210已經成為致命毒藥,由於它的高成本,能“享用”它的都是大人物。

    2004年11月11日,被以色列軟禁三年的巴勒斯坦領導人阿拉法特去世,在這之後,對他死因的傳言就沒有停止過。直到2012年7月,洛桑大學輻射物理研究所釋出報告,他們對阿拉法特的個人用品進行了檢測,發現上面含有大量的釙,可以確定阿拉法特是釙中毒而死。報告中寫道:“在阿拉法特穿過內衣上發現的釙-210含量足以殺死20人。”

    【被譽為“巴勒斯坦人民正義鬥爭旗幟”的阿拉法特。】

    2006年11月1日,已移居英國的前克格勃間諜利特維年科突感不適住院,最終於11月23日被宣告不治身亡,年僅43歲。經過調查,在他的尿液中發現了大量的釙210,很可能是他發病當天下午吃的壽司裡被人下了毒。

    正當壯年的利特維年科原本是一位頭髮飄逸的帥哥,當他臨終前出現在電視上時,看起來竟然如同一個白血病患者,頭髮全掉光了,連眉毛也不剩一根,足見釙元素的威力。

    【出現在電視上的利特維年科。】

    你可能以為這恐怖的“波蘭元素”距離我們很遠吧?你太幼稚了!其實我們身邊到處都是!

    我真的不騙你,現在已經發現,菸草植株在生長過程中會吸收大量的釙元素,積累在菸草葉中,當菸民抽菸的時候,這些釙元素就會隨著煙霧吸入肺裡。抽菸導致肺癌,釙元素功不可沒,從上世紀60年代開始,這在業內就已是定論。

    在這之後,菸草巨頭們已經投入巨資研究將釙元素排除出菸草的技術手段,很遺憾的是,一篇相關文獻也沒有發表過。

    【如果你想和阿拉法特、利特維年科享受同樣的待遇,就多抽點菸吧。】

    居里夫婦從銅鈾雲母中發現了放射性極強的波蘭元素——釙,僅僅五個月以後,法國科學院又收到了他們的一份新報告,原來他們在瀝青鈾礦中發現了一種更強的新元素,射線強度竟然達到了鈾的900倍。他們乾脆用“放射性”(radioactive)來命名它——Radium,譯成中文是“鐳”!

    由於發現釙和鐳這兩種新的放射性元素,居里夫婦和貝克勒爾三人分享了1903年諾貝爾物理學獎。

    【1903年諾貝爾物理學獎獲得者之一:貝克勒爾。】

    諾獎都拿到了,似乎故事圓滿了?

    其實,對兩位年輕的科學家來說,還只是一個開始呢。當時他們獲得的釙,還是和鉍的混合物,而手頭的鐳,也不過是一大堆鋇鹽裡的“雜質”。不把它們提取出來,化學家們會從手癢到心裡的。

    【居里夫婦在實驗室觀察鐳。】

    看起來,從鋇裡提取鐳要更容易一點,所以他們決定從鐳開始工作。根據他們的粗估,至少得有1噸的瀝青鈾礦,才能得到眼裡看得見的鐳元素。可是他們去哪弄這一噸大傢伙呢?要知道,獲得諾獎的時候,居里夫婦在巴黎大學仍然沒有一間屬於自己的實驗室。拿到諾貝爾獎金後,居里夫人才有錢僱傭她的第一個助手。

    【居里夫婦1903年的合影。】

    貴人出現了,那就是茜茜公主的老公——弗朗茨約瑟夫一世的奧匈帝國政府。

    當時奧匈帝國治下的尤西姆斯塔爾盛產鈾礦,礦工們將需要的鈾提取出來以後,剩下的殘渣就丟棄在提煉廠裡。而對居里夫婦來說,這些殘渣可真是他們的“寶貝”,釙和鐳就在這些殘渣裡。所以他們找到奧地利科學院尋求幫助,奧國政府非常Nice,慷慨的將這一噸廢物送給了居里夫婦。

    可憐的是,兩位諾獎獲得者在巴黎大學連自己的實驗室都沒有,這一噸廢物竟然無處可存。皮埃爾在學校四處奔走,校領導才給了他們一間廢棄不用的舊板屋工作,並保證以後會給他們一間裝修好的實驗室。

    【1903年的居里夫人。】

    居里夫人沒等到她夢寐以求的實驗室,而是得到了丈夫的噩耗。在一個雨天,皮埃爾被一輛馬車撞倒,輪子碾碎了他的頭顱,47歲的教授當場死亡,居里夫人悲痛欲絕。

    一個月後,巴黎大學良心發現,決定把皮埃爾的教授位置保留給居里夫人,她成為了巴黎大學首個女教授。接下來,她化悲痛為力量,隻身一人在破舊的板屋忙碌起來。當年本生髮現銣銫兄弟的時候,借用了工廠裡的大鍋爐,花費了整整六個禮拜。而居里夫人所擁有的,只有她的雙手和與她一般高的大鐵棍。每天從早到晚,她的全部工作只有溶解礦石、蒸餾溶液、沉澱晶體、過濾沉渣,週而復始。

    【居里夫人在實驗室裡。】

    整整兩年如一日,她每天做著如此“骯髒”的勞作,沒有任何懈怠,甚至經常連續幾天住在板屋裡,根本顧不上回家看女兒。在她那深邃的眼裡,只有她的夢想!

    1910年的一天,終於到了決戰的時刻,她已經得到了較純的氯化鐳溶液。她仿效戴維用水銀電極電解鹼土族元素,得到了鐳的汞齊,然後在氫氣氣氛中加熱鐳汞齊,去除了水銀,最終得到了0.1克鐳。想想吧,從1噸廢渣裡提取出0.1克物質,這是化學史上最艱難的分析提取過程,沒有之一!

    【1911年居里夫人獲得諾貝爾化學獎的證書。】

    居里夫人把純鐳擺上皮埃爾的射線強度分析儀,查出它的放射性竟然是鈾的幾百萬倍!世界上從來沒有見過如此神奇的物質,在它的放射線作用下,一到夜間,居里夫人的板屋就成了一個精靈的世界,玻璃、紙張、甚至自己的衣服都在閃閃發光。

    鐳一刻不停的釋放著光、熱以及那不可見的、巨大能量的射線,一時間,無數科學家質疑居里夫人的發現,這讓他們腦裡那牢不可摧的能量守恆定律往哪放去呢?

    【含鐳物質總在發射著微弱的綠色熒光,甚為神秘。】

    然而這就是事實,這麼丁點的鐳確實在居里夫人的小板屋裡閃爍著綠色的熒光,發射著似乎無中生有的能量,至於對這種能量的解釋,那是後面的事情了。居里夫人因此獲得了1911年諾貝爾化學獎,“居里”也因此被當做放射性單位一直沿用至今。在諾貝爾獎歷史上,她是第一位兩獲諾貝爾獎的人!她是唯一一名獲得兩次諾貝爾獎項的女性!她是唯一一名跨專業獲兩項諾貝爾獎的人!

    另外劇透一下,她的family還是獲諾貝爾獎最多的家庭!她和丈夫一起獲物理獎,自己單獨獲得化學獎,之後大女兒和女婿又獲物理獎,小女兒則是諾貝爾和平獎。

    【居里夫人應邀參加了索爾維會議。】

    鐳元素給居里夫人帶來了足夠的名譽,但誰能想到,人生巔峰的居里夫人很快就被捲入了兩場漩渦。

    法國最有威望的科學機構——法國科學院竟然拒絕了居里夫人的院士申請,原因有二:一、她是女性;二、她是猶太人。如果說前者是性別歧視,後者則純屬子虛烏有的捏造,誰都知道,居里夫人是一個純正的波蘭人!現在看起來,這似乎有些無厘頭,但當時法國的政治環境非常特別,整個國家因為一名猶太軍官被判叛國罪,反猶太情緒澎湃洶湧,居里夫人也被誤傷了。

    【居里夫人的“鐳實驗室”。】

    【居里夫人的“情人”:郎之萬,他也是一位大物理學家,他們的八卦對今天的我們來說甚是乏味,學習他們的發現更有幫助。】

    幸運的是,雙獎在握,巴黎大學對她的態度也有了改善。巴斯德實驗室也出資援助,她一手牽頭推動的“鐳實驗室”終於落成了,居里夫人終於擁有了自己夢寐以求的工作環境。正當她準備大幹一場的時候,一戰爆發了,實驗室裡一大半男性工程師都被徵召上了戰場,既然無法逃避,她也加入了戰鬥!

    一開始,她打算把諾貝爾金質獎章捐給政府,可是所有的銀行都拒絕了她。她就拿出了諾貝爾獎金全部買了戰爭債券,支援法國的戰爭。

    捐贈財產還不夠,她又親往戰爭的第一線,希望利用她掌握的科學技術拯救傷員。她發揮自己的科學影響力,說服了許多富人掏腰包捐贈,製作了20輛裝備了X射線檢測裝置的“輻射車”。她帶上自己的女兒,招募了更多的婦女,把她們培訓成專業的X射線操作手。沒多久,150人的救援團隊被搭建起來走上了戰場,幫助醫生們進行外科手術。在後方的野戰醫院,居里夫人還監督建設了200個放射室。整個一戰期間,居里夫人的團隊救助了上百萬法國士兵,她又一次感動了全世界,之前對她不利的評價幾乎一夜之間消失了。

    【居里夫人和她的“輻射車”。】

    居里夫人不僅在戰場上拯救士兵,更用她發現的鐳元素嘗試治療癌症,鐳元素髮射出的超強γ射線可以有效破壞癌細胞的遺傳物質,這就是我們經常說的放射性治療,簡稱“放療”。現在“放療”是應用最廣泛的一種癌症治療方法,有超過70%的癌症都可以透過“放療”來救治。

    【正在用放射性療法治療骨盆。】

    由於多年的勞累,加上長期接觸放射性物質,居里夫人身體日益衰弱,終於在1934年與世長辭。我想居里夫人不會後悔,她深信這個世界需要那道綠色的微光,為此她不惜以生命作代價。中國古代計程車大夫曾臨風吟頌:“亦餘心之所善兮, 雖九死其猶未悔。”還有什麼比這句話更能表達那些和居里夫人一樣為科學獻身的人對科學的理想和熱愛呢?

    總之,她的偉大已經無需描述,她是女性在科學史上的一座豐碑!

    【居里夫人是女性在科學領域不可取代的一面旗幟。】

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