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元素的故事

自古以來，人們就希望從混沌的世界中找出一些永恆不變的規律。其中一個引人人勝的問題，就是物質是由甚麼東西組成的。不論在東方還是在西方，很多古代的哲學家都相信，世上千萬種不同的物質，可能只有一個或有限個數的共同本源。我們稱萬物的本源為元素。

在公元前四世紀，古希臘的哲學家相信，所有物質都是由火、土、氣和水四個元素，依不同的組合組成的。這些學者的想法，跟我國道家所倡議的五行學說不謀而合。五行就是金、木、水、火和土。

「四元素說」在西方流行了近二千年。在中世紀，科學在西方並沒有很大的進展。當時的煉金術士，長期試圖把一些普通的金屬，用神祕的方法提煉出黃金。他們的夢想雖然沒有實現，但卻找到了一些從前未有的物質，並掌握了一些提純物質的技術。他們的貢獻包括從酒中蒸餾出純酒精，以及從尿中找到磷。

到了十七世紀，西方科學開始萌芽；其中愛爾蘭物理化學家波義耳成功地使一些物質受熱分解，使它們變為更簡單的物質，他認為元素的數目遠超四個。到了十八世紀中葉，科學家先後發現和提純多種氣體元素，其中包括氫、氧和氮等。他們又進行了很多實驗幫助我們認識清楚這些氣體的特性。當時對化學有重大貢獻的，首推法國的拉瓦鍚；他成功地從水分解出氧和氫，又把它們重新結合成水。

1800年，意大利物理學家伏打成功造出第一個電池。自此之後，化學家就懂得利用電解的方法，把從前認為是不可分解的物質，分解成更簡單的物質。有多種活潑的金屬，包括鈉、鉀和鎂等，都是在這個時期發現的。

1869年，俄羅斯科學家門捷列夫把當時已知的七十種元素，依它們的原子質量順序排列出來。他發現這些元素的物理和化學性質，會出現一個有趣的週期性變化。他把這些元素安排在一個表上，做出最早的週期表。後來科學家更利用表中預留的空格，成功地預測多種未知元素的存在。

居里夫婦

　　比埃爾·居里(Pierre Curie)1859年5月15日生於巴黎一個醫生家庭裏．在他的兒童和少年時期，性格上好個人沈思，不易改變思路，沈默寡言，反應緩慢，不適應普通學校的灌注式知識訓練，不能跟班學習，人們都說他心靈遲鈍，所以從小沒有進過小學和中學．父親常帶他到鄉間採集動、植、礦物標本，培養了他對自然的濃厚興趣，學到了如何觀察事物和如何解釋它們的初步方法．居里14歲時，父母爲他請了一位數理教師，他的數理進步極快，16歲便考得理學士學位，進入巴黎大學後兩年，又取得物理學碩士學位．1880年，他21歲時，和他哥哥雅克·居里一起研究晶體的特性，發現了晶體的壓電效應．1891年，他研究物質的磁性與溫度的關係，建立了居里定律：順磁質的磁化係數與絕對溫度成反比．他在進行科學研究中，還自己創造和改進了許多新儀器，例如壓電水晶秤、居里天平、居里靜電計等．1895年7月25日比埃爾·居里與瑪麗·居里結婚．

　　瑪麗·居里(Marie Curie)1867年11月7日生於沙皇俄國統治下的華沙，父親是中學教員．16歲她以金質獎章畢業于華沙中學，因家庭無力供她繼續讀書，而不得不去擔任家庭教師達六年之久．後來靠自己的一點積蓄和姐姐的幫助，於1891年去巴黎求學．在巴黎大學，她在極爲艱苦的條件下勤奮地學習，經過四年，獲得了物理和數學兩個碩士學位．

　　居里夫婦結婚後次年，即1896年，貝可勒耳發現了鈾鹽的放射性現象，引起這對青年夫婦的極大興趣，居里夫人決心研究這一不尋常現象的實質．她先檢驗了當時已知的所有化學元素，發現了釷和釷的化合物也具有放射性．她進一步檢驗了各種複雜的礦物的放射性，意外地發現瀝青鈾礦的放射性比純粹的氧化鈾強四倍多．她斷定，鈾礦石除了鈾之外，顯然還含有一種放射性更強的元素．

　　居里以他作爲物理學家的經驗，立即意識到這一研究成果的重要性，放下自己正在從事的晶體研究，和居里夫人一起投入到尋找新元素的工作中．不久之後，他們就確定，在鈾礦石里不是含有一種，而是含有兩種未被發現的元素．1898年7月，他們先把其中一種元素命名爲釙，以紀念居里夫人的祖國波蘭．沒過多久，1898年12月，他們又把另一種元素命名爲鐳．爲了得到純淨的釙和鐳，他們進行了艱苦的勞動．在一個破棚子裏，日以繼夜地工作了四年．自己用鐵棍攪拌鍋裏沸騰的瀝青鈾礦渣，眼睛和喉嚨忍受著鍋裏冒出的煙氣的刺激，經過一次又一次的提煉，才從幾噸瀝青鈾礦渣中得到十分之一克的鐳．由於發現放射性，居里夫婦和貝可勒耳共同獲得了1903年諾貝爾物理學獎．

　　1906年，比埃爾·居里因車禍不幸逝世，年僅47歲．

　　比埃爾·居里去世後，居里夫人忍受著巨大的悲痛，接任了她丈夫在巴黎大學的物理學教授職位，成爲該校第一位女教授．她繼續放射性的研究工作．1910年，她和法國化學家德別愛爾諾一起分析出純鐳元素，確定了鐳的原子量和在元素周期表中的位置．她還測出了氡和其他一些放射性元素的半衰期，整理出放射性元素衰變的系統關係．由於這些重大成就，又榮獲1911年諾貝爾化學獎，成爲歷史上僅有的兩次獲得諾貝爾獎的科學家．

　　居里夫婦親自體驗了鐳的生理效應，他們曾不止一次地被鐳射線燙傷．他們與醫生一起研究將鐳用於治療癌症，開創了放射性療法．第一次世界大戰期間，她爲了自己的祖國波蘭和第二祖國法國，參加了戰地衛生服務工作，組織X光汽車和X光照相室爲傷兵服務，還用鐳來治療傷兵，起了很大的作用．

　　大戰結束後，居里夫人回到巴黎她創建的鐳學研究所，繼續自己的研究工作並培養青年學者．晚年完成了釙和錒的提煉．居里夫人在無任何防護設施的情況下從事了35年的鐳元素研究，加上大戰期間四年建立X射線室的工作，射線嚴重地損害了她的健康，引起她嚴重貧血．1934年5月她不得不離開自己心愛的實驗室，並於1934年7月4日與世長辭．

　　居里夫婦一生澹泊、謙虛，不喜歡世俗的恭維與讚揚，不關心個人的名利和地位．在發現鐳和提煉成功以後，他們不請求專利，也不保留任何權利．他們認爲，鐳是一種元素，應該屬於全人類．他們向全世界公開他們的提鐳方法．對他們花費十幾年製備出來的、約值十萬美元的一克多鐳，全部交給了鐳學研究所，不取分文．對美國婦女界贈獻給她的一克鐳，也不據爲私有，一半給了法國鐳學研究所，一半給了華沙的鐳學研究所．在將鐳用於治療癌症時，他們本可以一夜之間成爲百萬富翁，但是他們商定，不要他們的發明帶來的一切物質利益．他們辛勤勞動的目的，是爲人類從新發現中獲得幸福