一 诺贝尔奖金授奖辞
Ⅰ.1903年授奖辞
(1903年12月10日)
瑞典皇家科学院院长E.G.托奈布赖德博士
陛下、殿下、女士们、先生们:
在过去10年里,物理学在科学发现方面,已经作出十分突出的成就,不仅令人钦佩而且出乎人们的意料。皇家科学院受托的任务之一,就是从物理学获得巨大发展的这一时期开始,实现诺贝尔在他遗嘱中表达的崇高意愿。皇家科学院决定授予今年诺贝尔物理学奖的这一伟大发现,标志着一个光辉发展的阶段,而且它同1901年获得诺贝尔物理学奖的那个发现 (1) 有着密切联系。
在X射线发现之后出现了一个问题:为什么这种射线不能在不同于第一次产生的条件下再产生?H.贝克勒尔教授在这方面进行实验研究时,得到了一些新的发现,不仅回答了上述问题,而且导致了一种新的发现。
当高度稀薄气体放电管放电时,管中会出现一种辐射。这种现象被称为阴极射线(cathode rays)。当阴极射线撞到物体上时就产生伦琴发现的X射线。这种当射线与物体相撞而产生发光的现象,被称为荧光和磷光。贝克勒尔的实验正是想从这种发光机制入手,对X射线进行深入的研究。贝克勒尔思考:物体发射的荧光从哪儿来的?利用普通光作用一段时间,为什么不发射X射线?为了解决这一问题,贝克勒尔利用X射线使底片感光的性质,进行实验研究。这种方法是大家十分熟悉的方法。他将一张铝箔放在感光底片上,然后把涂有荧光物质的玻璃片放在铝箔上,看是否有辐射通过铝箔作用到底片上,因为只有性能与X射线相似的射线才能穿透金属箔。贝克勒尔的研究表明,照相底片对于所有的含铀盐的荧光物质能够感光。于是,贝克勒尔就证明了这些含铀盐的物质能发射一种特殊的射线,它不同于普通光线。进一步实验,他发现了一个更不寻常的结果,即底片感光并不需要事先照射含铀盐的物质,这就是说这种特殊的射线与荧光并没有直接关系,荧光物质并非产生这种特殊射线的特质。进而,这种辐射的物质似乎能以不变的强度不断地放射这种射线,其能量的来源不同于任何已知的能源。贝克勒尔就这样发现了天然放射性,以及与他的名字连在一起的射线。这一发现揭示了物质的一种新的特性,也发现了一种起源不明的新能源。显然,这一发现必然会在科学界引起极大的兴趣,大量新的研究等待人们去彻底研究:贝克勒尔射线的性质,以及贝克勒尔射线的起源等等。正是在这一方面,居里夫妇率先进行了最广泛、最系统的研究。为了寻找具有铀的惊人特性的新物质,他们利用许多简单物质和大量矿物进行了大量实验。结果,居里夫人发现钍也有铀的特性,其辐射能力与铀相同;与她同时作出这一发现的还有德国的施密特(G.C.Schmidt)。
在上述研究过程中,科学家们充分运用了贝克勒尔射线的特性,即它可以使在一般环境中不导电的物体变成导电。如果这种射线射在带电的验电器上,那么根据验电器放电的快慢可以确定放射性的强弱。这样,验电器检验物质的放射性强弱,在一定的程度上可以起到用光谱仪寻找新元素的作用。居里夫妇正是利用验电器的这一功能,发现沥青铀矿的放射性比铀还强。于是他们得出结论,沥青铀矿一定含有一种或几种新的放射性物质。他们把沥青铀矿分解成它的化学组分后,再用验电器测出其放射性强度,最后再用一系列溶解、分馏方法将放射性特别强的物质分离出来。为了达到这一目的他们需要做大量工作,其工作量之大举一个例子就可想见:1000千克的原料只能得到十分之几克这么少量的放射性物质。从这少量离析出的物质中,居里夫妇发现了钋,他们同贝蒙特合作又发现了镭,德比尔纳发现了锕。在这些物质中,至少镭已经表明是一种元素。
贝克勒尔通过研究铀的放射性,指出了这种射线的一些最基本性质。然而,只有用上面提到的放射性更强的物质,才可能更广泛地研究贝克勒尔射线,以及更深入地观察其表现出来的特性。我们看到,在实现这一目的的科学家当中,走在最前面的是贝克勒尔和居里夫妇。
贝克勒尔射线在许多方面都有与光相同的性质,如直线传播,能引起荧光等。但也有许多方面与光有根本之不同,如它可以穿透金属和其他不透明的物体,能使带电体放电,不能像光一样反射、折射和干涉。在某些方面贝克勒尔射线十分类似X射线和阴极射线,然而人们又发现,贝克勒尔射线并非单一的射线,它由不同的几种射线组成。其中有一些射线像X射线一样,在磁场和电场中不偏转,另一些则像阴极射线或戈德斯坦射线(Goldstein rays),在电场和磁场中偏转。贝克勒尔射线和X射线一样,有很强的生理效应,例如能灼伤皮肤,对眼睛发生作用等。
最后,有些放射性物质有一种特殊性能,即它能产生一种射气(emanations),使它周围所有的物体也具有暂时的放射性。
毫无疑问:贝克勒尔射线与X射线和阴极射线一定有密切关系,用于解释阴极射线的现代电子理论,也可以十分成功地解释贝克勒尔射线。我们要结束对贝克勒尔和居里夫妇在这方面的发现的介绍了,因为我们已经概述了他们在1903年以前所得到的主要研究成果,他们因此被授予1903年诺贝尔奖。我们上面所介绍的重要性,说明他们确实值得给予这一奖励。这些发现告诉我们,在稀薄气体放电中出现的特殊辐射,是一种广泛存在的自然现象。我们由此获得了一种有关物质性质的全新认识,这种性质就是自发地发射奇妙射线的能力。我们获得了一种无比优越的方法,利用它可以解决这一领域中任何疑难问题。最后,我们发现了一种新的能源,虽然我们暂时不能对比作出全面的解释,但我们确信在物理学和化学中一种最有价值的新的研究,即将蓬勃展开。
贝克勒尔和居里夫妇的发现,可以说是开创了物理学史上一个新的纪元。现在我们只能谈居里夫妇近年来在这方面出色的实验研究,他们发现镭会自发地释放出大量的热。这些发现与卢瑟福和拉姆塞关于镭放射氦的实验结果一起,对于物理学家和化学家来说,都具有重大的意义。由贝克勒尔发现而引起的希望,看来不久将全面得以实现。
贝克勒尔和居里夫妇的发现和研究,是相互密切相关的,居里夫妇当然是众所周知的共同合作伙伴。瑞典皇家科学院认为,在对天然放射性的发现授予诺贝尔奖的时刻,不应当对这几位杰出科学家区别对待。因此,皇家科学院决定将1903年诺贝尔物理学奖金的一半授予H.贝克勒尔教授,以奖励他对天然放射性的发现,另一半授予居里教授及其夫人,以奖励他们对H.贝克勒尔首先发现的射线进行验证时所作出的伟大贡献。
贝克勒尔教授,放射性的光辉发现向我们表明,人类在利用不屈不挠的才智“射线”穿过茫茫无垠的空间去探测大自然的奥秘时,取得了胜利。您的胜利是对以前的一种论调——“我们现在不知,将来也永远不知”——的一个最有力的驳斥。科学的发现唤起了希望,即科学的辛劳将开辟出新的天地,这是人类不可缺少的希望。
居里教授和夫人的伟大成功,证实了一句古老的格言:“团结就是力量”。这使我们想起了上帝的一句话。这句话现在应该这样理解:“一个人在世界上孤独无援不好,我将赐予他所期望的援助。”
我要讲的当然还不止这些。这两位博学的人的结合,代表了不同民族的合作精神,这是人类在发展科学中合作的力量的象征。
非常遗憾的是,这两位获奖者由于他们所承担的工作太忙,不能和我们一同欢庆。幸运的是,我们的贵宾法国代表M.马晋德部长非常愿意代替他们接受授予他的同胞的奖金。
Ⅱ.1911年授奖辞
(1911年12月10日)
瑞典皇家科学院院长、国家图书馆馆长
E·W·达尔格伦博士
陛下、殿下、女士们、先生们:
皇家科学院于今年11月1日决定,将1911年诺贝尔化学奖授予巴黎大学理学院的教授玛丽·斯科罗多夫斯卡·居里女士,以表彰她在化学发展中所作的贡献:
发现了化学元素镭和钋;
确定了镭的特性并分离出纯金属镭;
最后,研究了这个著名元素的化合物。
1896年,贝克勒尔发现铀元素的化合物中放出射线。这射线使照相底片感光,使空气导电。这一现象被称为放射性现象,导致这现象的物质被称为放射性物质。
稍后,人们发现化合物中的另一种元素,即由伯齐里乌斯(Berzelius)发现的钍元素,也具有相同的特性。
因为发现和研究这种被称为铀射线或者贝克勒尔射线,皇家科学院把1903年的诺贝尔物理奖授给了贝克勒尔和居里夫妇。
在研究许多含铀和钍的化合物的过程中,居里夫人发现放射性强度与这些元素在化合物中的比例成正比。但是,某些天然矿石,例如沥青铀矿石,却表现出意外情况:它的放射性强度大大超出了其中铀放射性所能达到的预期值,实际上甚至比铀元素自身的放射性还要强。
合理的结论是,这些矿石中一定含有一种那时还未知的元素,且该元素有极强的放射性。的确,经过系统地利用十分复杂的化学程序,玛丽和皮埃尔·居里从几吨的沥青矿石中,最终成功地提炼出——坦白地说是少量的——两种新的放射性强的元素的盐,他们称这两种元素分别为钋和镭。
其中之一的镭元素,化学性质与金属钡相似,能够通过一条特征光谱而识别,一直被认为是可以分离成纯金属态的。它的原子量由居里夫人确定为226.45。直到去年(1910年),在一个合作者的帮助下,居里女士才成功地分离出纯金属镭。尽管有各种相反的假说,她还是一劳永逸地确定了镭作为一个元素的位置。
镭是一种银白色且发光的金属,能剧烈地分解水,当与有机物例如纸接触时,它能使之烧焦。它的熔点是700℃,比钡更易挥发。
根据化学家的观点,镭和它的衍生物最显著的特点是,在不受外界条件影响下,它们将不断地释放出一种射气(emanation),这是一种放射性气体,在低温下可以凝聚成液体。这种被建议称为氡的气体,似乎在各方面都具有元素的特性,化学性质与所谓的惰性气体非常相似,它的发现者当时就获得了诺贝尔化学奖。事情还没有结束,这种气体还不断地自行分裂,在它的产物中,诺贝尔奖获得者拉姆塞爵士发现了气态的氦元素,后来其他著名的科学家也发现了氦。这种元素曾经在太阳的光谱中被观察到,在地球上也可少量地找到。
这个事实在化学史上首次表明,一种元素真的可以转变成另一种元素。而且,正是由于这一原因使镭的发现有了更为重大的意义:它引起了化学革命,开创了化学的新篇章。
化学元素绝对不变的理论不再有效了,因为科学家已经揭开了一些至今还遮盖着的元素演变的秘密。
炼金术士最感亲切的嬗变理论,意外地死而复生,不过这次是以一种精确的形式,排除了任何神秘的要素。具有这种嬗变功能的点金石不再是一种神秘而费解的炼金药液,而是现代科学所称的能量。
可以假定,由镭原子构成的粒子系统中一定包含着巨大的能量。当原子分裂时,这些能量以光和热的形式不断释放出来。这正是镭的特征。
由于以上成就,我们论及的不再仅仅是个别或者特殊的现象了。放射性更强的镭和钋元素的发现,已经导致许多其他寿命或长或短的放射性元素的发现。通过这些发现,我们的化学知识以及我们对自然界物质的了解得到很大的扩展。
的确,镭的研究近年来导致科学的一个新分支的诞生,即放射学(radiology)的诞生。在巨大的科学王国里,放射学已经拥有自己的研究机构与杂志。
由于和其他自然科学,例如物理学、金属学、地质学和生理学有许多结合点,这个自身很重要的学科又具有更多的重要性。我们知道,因为镭的生理作用,镭在医疗方面找到了应用。许多应用者认为,放射性治疗法在治疗癌症和狼疮方面有良好的效果。
镭的发现,首先对于化学,接着对人类知识的许多其他分支和人类活动,都有巨大的意义。有鉴于此,皇家科学院有理由认为,应当将诺贝尔化学奖授予两位发现者的唯一幸存者——玛丽·斯科罗多夫斯卡·居里夫人。
居里夫人,1903年瑞典皇家科学院荣幸地把诺贝尔物理奖部分地授给了您和您的丈夫,以表彰你们在放射性方面的发现。
今年,皇家科学院决定授予您化学奖,以表示对您为这个学科付出巨大劳动的赞赏。您发现了镭和钋,您描述了镭的特性和它的分离,您研究了这一著名元素的化合物。在诺贝尔奖颁发的11个年头里,这是第一次将此殊荣赐给以前的获奖者。现在,夫人,请您允许我在这种场合下,用我们科学院对您近年来发现的关注,表明您的发现的重要性。请您接收国王陛下的授奖。
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(1) 即伦琴发现的X射线。——译者注