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数理化通俗演义: 第五十三回错中错却见真成果，新发现又有新牺牲——天然“放射性”的发现
上回说到伦琴为逃避人们潮水般地来访，正要登车出门，忽听后面人声喧闹，他连忙换了一件衣服，快马加鞭终于出走，到瑞士、意大利旅行访问数月才算躲过这场“灾难”。他发现的X射线成为19世纪90年代的物理学上的三大发现之一，为此他于1901年荣获全世界首次颁发的诺贝尔物理学奖。 这伦琴的发现可是非同小可。你想过去的物理现象都是看得见摸得看的，而伦琴突然在未知世界找来一种东西，你看不见它，它却能直看到你的骨头缝里，实在可怕。本来聪明的物理学家们已经大至星球，小至水珠火花无所不通。彷佛世界已全在他们掌握之中，而现在他们面前又突然出现了一个新世界，这个世界一片漆黑，只偶而闪出一丝荧光。于是整个物理学界不安了，立即秣马厉兵要发起一场新的总攻。 1896年1月的一天，巴黎科学院人声鼎沸，那些本来文质彬彬的科学家也在拥挤着，大声争论着，一失往昔的风度。人们还沉浸在伦琴射线引起的激动中。今天是著名数学家和物理学家昂利•彭加勒组织的报告会，会议室墙上布置了许多X光拍的照片，有人体各部位的骨骼，有装在木盒子里的砝码、钱币，有可以看出内部出现裂缝的金属，万物在这射线面前都难遁其形。报告会开始了，彭加勒这位理论家毕竟与众不同，他从现象入手概括出一个猜想；“既然阴极射线管在放出X射线时有荧光出现，那么说明X射线与荧光物质有关，而许多荧光物质是在阳光照射下才会发光的，所以可以这样推论，是否所有荧光物质在太阳光下都能放出类似伦琴射线那样的射线呢？” 真是说者无心，听者有意。科学史原来也是这样惊人的相似，当年法拉第听说奥斯特能将电变磁，便决心要将磁变电，终成电磁学的一代宗师；莫尔斯在轮船上听人谈论电传信号，决心致力于此，终于发明了电报。这彭加勒在台上正大声讲解，却没想到人群中早有一人侧耳将他这话接了过去。这人叫昂利•贝克勒尔(1852－1908年)，他1852年12月15日生于巴黎，祖父是巴黎历史博物馆的教授，父亲是荧光和科学摄影方面的专家，后来他的儿子也成了有名的物理学家。为了物理王国的兴旺，他们真是一门忠烈，看来这次向未知世界的进军也真该从他家选一员先锋的。 话说贝克勒尔一听彭加勒的话便觉言之有理。他自己本就是经常摆弄荧光物的，于是第二天立即找了一块叫硫酸钾铀的荧光物，放在窗台上曝晒。在这块晶体下面他又垫上一块用厚黑纸裹严的胶片。他想太阳光不能透过黑纸，胶片不会感光，如果阳光果真能使晶体发出与X射线类似的射栈，那么这张胶片就应感光。他将这一切都安排好后便拉过一把椅子坐在烈日下眼睁睁地盯着那块耀眼的晶体。一个小时过去了，他头顶冒汗；两个小时过去了，他的衬衣已湿透。妻子叫他吃饭，他好像没有听见。他父亲走过来了，奇怪一向很勤奋的儿子今天怎么不进实验室却在这里晒太阳。老贝克勒尔上前大喊一声：“喂，你在这里傻坐着干什么？” “爸爸，轻点，”贝克勒尔以手一指窗台上的晶体，好像声音会使它震动似的说：“我用太阳光来照射这块硫酸钾铀，也许它能发出类似伦琴射线的射线。” “那你怎么会知道它有没有发出呢？” “您看晶体下面压了一张包黑纸的底片。” 这时贝克勒尔十几岁的儿子听到爷爷与父亲有趣的对话，跑过来伸手就要抽底片看。 “傻儿子”，贝克勒尔在他后脑上轻轻拍了一掌说：“这样露天打开你会甚么也看不到的。” “你也够傻的了”，老贝克勒尔拉过孙子对儿子说：“晶体放到这里还用你也陪着晒太阳吗？难道会有一只老鹰来把它叼去？走，都给我回屋里吃饭。” 贝克勒尔三口两口将饭吞进肚里便钻进暗室去冲胶片，天啊，胶片上竟有一团黑影，真叫彭加勒说准了，难道这就是伦琴射线？难道我就这样轻易地胜利了？老贝克勒尔和他小孙子也围了过来，祖孙三代六只眼睛瞪得溜圆。他们立即又拿出十几块晶体分放在太阳光下，结果底片无一不感光，第二天再实验，第三天再重复，都一一应验。1896年2月24日贝克勒尔在法国科学院正式宣布他的发现：只要阳光照射荧光物就会发出类似X射线的射线。人们欢呼继伦琴之后的这一新发现，称之为贝克勒尔射线。 贝克勒尔陶醉在自己成功的喜悦之中，他准备再多重复几次实验，多拍几张片子。但是天公不作美，2月26日早晨巴黎上空乌云密布，贝克勒尔一推开门立即皱起眉头。他只好返身拉开抽屉，将一句准备好的底片无可奈何地扔进去，膨地一声推上就去干其他的事了。第二天仍然阴雨不绝，第三天仍然浪云不开，直至三月一日浮云才不太情愿地慢慢裂开一丝缝隙。贝克勒尔的心早就被发现的欲火烧得不能按捺，就算阳光弱一点吧，也许可以勉强做成实验。他拉开抽屉取出胶片，拿起铀盐，就要往院里走。可是科学家细心的习惯又将他的腿绊住了；这些胶片包好已经三天，放在这抽屉里会不会跑光呢？他拿起底片又走进暗室。天啊，这回叫他更为吃惊，底片已经感光，更奇怪的是上面还有一个亮亮的钥匙的图影。他急忙拉开放底片的抽屉，果然里面有一把钥匙，这才想起，那天放进底片后顺便往纸包上压了一把钥匙，铀盐是放在桌面上的。这说明它不用阳光直射也能发出类似X光的射线，而且还能穿透桌面。 贝克勒尔坐在椅子里半天手足无措，无言无语。这时外面乌云早已散得一乾二净，晴空万里，可他的心里反倒阴云密布，愁肠百结。他被自己的新发现搞糊涂了，不知道究竟这是对是错，是忧是喜：如果荧光物根本就用不看甚么阳光晒也能发出射线，自己在几天前对巴黎科学界的报告岂不是一场绝大的笑话？想到这其他不觉有点脸红：何必那样急急忙忙地公布实验结果呢？这回要加倍细心了。他立即把铀盐放在桌面上，又包好几张底片，里面分别放了钱币、金属片等各种形状的物件，果然就在屋子里，底片也都被感光而且都照出了这些物体亮亮的影子。他又拿来其他一些分别含硫、磷的荧光晶体但都没有放射性，这说明放射性其实只与铀有关。这铀是1842年才发现的元素，几十年来它只有一个小用途，就是给玻璃、瓷和珐琅着色。只要给玻璃里面添上万分之一的铀，玻璃就会发黄色，再加一点就成暗绿，再加一点就成黑色。想不到这个小配角竟有如此独特的本领，贝克勒尔当时更想不到这铀竟能制成原子弹，这是后话。 1896年5月18日，贝克勒尔重新提出一份报告，他说：“我研究过的铀盐，不论是发萤光的还是不发萤光的，结晶的、熔融的或是在溶液中的，都具有相同的性质，所以我得到以下结论：在这些盐中铀的存在是比其他成分更重要的因素……用纯铀粉进行的实验证明了这一假设。”彭加勒关于阳光照射萤光物就可发出射线的假设错了，贝克勒尔关于在阳光下萤光物可使底片感光的报告也错了，而他在抽屉里的偶然发现倒对了。 正是： 错试错想犯错误，强似守株死待兔， 不怕难题四面堵，东冲西突总有路。 各位读者，科学发现常常离不开机遇。这机遇有两种，一是本来要寻找的东西没有得到，却找到一件同样重要或更重要的，谓之“种瓜得豆”，如我们前面请到的氦气等惰性气体的发现；二是一次不小心的失误却倒撞着了某个机关，导致一项发明发现，谓之“因祸得福”，如珍妮夫妇吵架一脚踢出一个纺纱机。这贝克勒尔偶将底片与铀盐放在一起正属后者。但是无论哪种机遇，总之是要努力去找，这里应了两位伟人的话。生物学家巴斯德说：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”物理学家亨利说：“伟大的发现的种籽经常飘浮在我们身边，但它只曾往有心人心中扎根。” 却说贝克勒尔发现只要将一点铀静静地放在那里，不用煮，不用烤，不用加酸加碱，它自己即可放出射线。这就是后来居里夫人命名的天然放射性，它说明原子自己在不断地发生变化而放出某种物质。过去人们认为原子已是物质最小的不变的微粒，贝克勒尔的发现掀开了原子物理学的序幕，将导致人们对世界哲学体系的重新估价，其意义非同小可。可是他自己当时并未能估价到这种深刻的意义，只是觉得这实在是一个还未揭开的奥秘，就拚命来解这个难题。他收集各种铀盐，将它粉碎，加热，用酸溶解，做各种对比试验。他爱这种荧光物质赛过珍珠、钻石，桌上摆着，家里供着。甚至床头、书架上也常有一块。他用手摸，用鼻子嗅，仔细端详，仔细捉摸。但是他没有想到，他这个最喜欢的宝贝却在暗暗地来谋杀他了。当时人们对放射性给人体造成的危害一无所知。贝克勒尔整天生活在射线中，他五十岁刚过便渐渐感到浑身瘫软，头发脱落，手上的皮肤常像烫伤一样疼痛。 这天他的一位医生朋友专门上门来为他治病。可是当时已知的病症都不能解释这些现象。于是医生想到万能的X光，就用X光照了他的手，照了他的胸，仍没有任何异常。他那里想到他这是在给病人身上又如了更多的射线啊。两个好朋友沉默地对坐着，皆医生难过地说： “你对社会有这样伟大的发现，可是上帝怎么让你得这样的怪病呢？” 贝克勒尔倒很不在乎，他幽默地说：“凡是想窥探上帝造物奥秘的人，上帝都会狠狠地报复他的。牛顿发现了宇宙的秘密，晚年受胆石症的折磨；达尔文发现了生物界的秘密，晚年受头痛症的折磨；我现在又要敲开上帝的一块禁地，理当受到这惩罚。” “不，这不是上帝的惩罚，是科学家自己付出的牺牲。你们的光热都已变作了为人类探路的灯火，这个有限的身躯又不是一架不要动力的永动机，怎么能不虚弱，怎么能支持得了呢？所以找劝你换个环境，离开这里到海滨去疗养一段时间，这样你的身体会重新恢复的。” “不，除非将我的实验室也挪到海边去。否则我决不离开这里。医生离开病房，病人只有等死；我离开实验室，那些仪器也会诅咒我的。我知道自己得的是一种怪病，好在我这一生总算为科学发出了一点光，虽然只是一点萤光。我希望抓紧时间，再将这点光亮燃得大一点，好让人们看清，天然物质竟能自己放出射线。我真不明白这到底是甚么东西在做怪呢？” 医生未能劝动他，摇摇头无可奈何地走了。但贝克勒尔也从此一病不起。1908年8月25日他逝世于克罗西克，是第一位被放射物质夺去生命的科学家。贝克勒尔留下的问题到底由谁来回答呢？且听下回慢慢分解。 |
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