二　诺贝尔奖金获奖演讲辞

Ⅰ.1903年获奖演讲辞：

放射性物质——镭

皮埃尔·居里（1905年6月6日）

首先请允许我告诉大家，我非常高兴今天能在这里向皇家科学院讲演。我们感谢皇家科学院决定把诺贝尔奖这一极大的荣誉授予居里夫人和我本人；但我们感到歉意的是，由于一些我们自己也无法控制的原因，我们未能在1903年12月10日在斯德哥尔摩市同大家见面。

今天我要讲的是“放射性物质”的特性，或者说是“镭”的特性。我当然不可能只讲我们两人的研究工作。1898年，在放射性研究工作开始之初，只有贝克勒尔教授和我们两人对这个问题感兴趣。但是以后，越来越多的人从事这一研究工作，如果不提到这些物理学家的工作，那就无法深入地讨论放射性研究。这些物理学家有卢瑟福、德比尔纳、埃尔斯特、盖特尔、盖斯勒（J．H．W．Geissler，1815—1879）、考夫曼、克鲁克斯、拉姆赛和索迪。我在这儿只谈其中的几位，他们使我们对于放射性的认识有了重要的进展。

关于镭的发现，我想讲快一点，对它的特性也只作简括的介绍，我将把放射性的发现对各个科学分支取得的重大成果作重点介绍。

1896年贝克勒尔发现了“铀”及其化合物有一种特殊的放射性。铀放射出的微弱射线可以在照相底片上留下印迹；这一射线还可以穿透黑纸和金属，可以使空气导电；这种辐射不随时间而变化。但产生这种放射性原因开始并不清楚。

法国的居里夫人和德国的施密特都发现，钍及其化合物也具有这种放射性。1898年，居里夫人又指出，在实验室制备或使用的化合物中，只有含铀或钍的那些物质才放射出一定数量的贝克勒尔射线。我们称这些物质为“放射性物质”。

这样，放射性本身就是铀或钍的一种原子特性。如果某种物质中含铀或钍的量多，它的放射性也就越强。

居里夫人研究了多种含铀或钍的矿物。如上所述，这些矿物当然都有放射性。在测量放射性强度时，她发现有些矿物的放射性强度比它们所含对应量的铀或钍的放射性强得多。居里夫人认为，这些物质中可能含有我们尚未认识到的含有放射性的化学元素。居里夫人和我决定在一种铀矿物（“沥青铀矿”）中寻找我们设想中的新元素。我们对这种矿物首先进行化学分析，然后对分析出的每批矿物的放射性进行检测。这样，我们先发现了化学性质与铋很相似的强放射性物质，我们称它为“钋”；后来与贝蒙特合作，又发现了与钡的化学性质很相似的第二种放射性很强的元素，我们称之为“镭”。最后，德比纳尔又分离出第三种放射性元素“锕”，它属于稀土族。

这些元素在沥青铀矿中只有微量的存在，但它们的放射性却比铀的放射性大200万倍。经过大量的分析处理，我们成功地获得了足够数量的有放射性的钡盐，使我们可以用分馏法提取纯镭盐。镭与钡同是碱土族中的元素，但序数比钡大；它的原子量经居里夫人测定为225。镭有特殊的光谱，首先被德马尔赛发现，后来又由克鲁克斯、朗格（G．D．Runge，1856—1927）、普里希特（Precht）、伊克斯纳（Exner）和哈希克（Haschek）等人进行了研究。镭的光谱反应非常灵敏，但我们无法利用它来发现微量镭的存在，如像利用放射性强度那样。

镭的放射性可以产生很强的一些效应，而且这些效应各不相同。

我们曾经做过以下一些实验：验电器放电，放射线可以穿过数厘米厚的铅板，由镭引起的火花，铂氰化钡、硅酸锌和紫锂辉石受激而发出磷光，射线可以使气体产生不同的颜色，氟受镭辐射后热致发光，镭射线照相，等等。

镭这种放射物质是一种可以持续不断提供能量的能源，用它的放射性强度可以表示出它的能量的大小。在我与拉博尔德（Laborde）合作的研究中还发现，1克镭每小时连续释放的能量达100卡。卢瑟福和索迪，朗格和普里希特，还有埃斯特洛姆（A．J．Angstrom，1814—1872），都曾测量过镭释放的热量。据所测量的结果来看，释放能量的强度经过数年后都不会改变，因此，镭释放的总能量将十分惊人。

许多物理学家，如梅耶、斯威得勒（E．Schweidler）、盖斯勒、贝克勒尔、皮埃尔·居里、居里夫人、卢瑟福和维拉德（P．Villard，1860—1934）等人的研究结果指出，放射性物质辐射出三种不同的射线。卢瑟福把它们命名为α射线、β射线和γ射线。三种射线的不同点在于它们在磁场和电场中时它们受到的作用不同：磁场和电场能够改变α和β射线运动的轨迹。

β射线的特性很像质量比氢原子小2000倍的带负电的粒子（电子），这与阴极射线很相似。居里夫人和我已经确定β射线带负电。α射线与戈德斯坦发现的极隧射线（canalrays）相似，其特性是带正电，其重量似乎比β射线重1000位的粒子。γ射线与X射线相似。

有几种放射性元素，如镭、锕和钍，除了它们本身有辐射作用以外，还能使其周围的空气变成放射性的。卢瑟福认为，这些元素向周围空气中放出一种不稳定的放射性气体，他把这种气体叫“射气”。

这种射气的强度随时间自发地作指数规律衰变，这种衰变规律被证实为放射性物质的特征。可以通过测定得出，镭射气每4天衰变为1/2；钍射气第55秒衰变为1/2；锕射气每3秒衰变为1/2。

当我们在放射性物质周围放置固体物质时，这种物质将也会变成有放射性的。居里夫人和我发现的这种现象被称为“感生放射性”（induced radioactivity）。这种感生放射性同射气一样，也不稳定，按各自特定的指数规律自发地衰变。

我们曾做过这样的实验：在玻璃管里装着镭的射气从巴黎运出，其感生放射性的射气到外地后仍可使验电器放电，在射气的作用下硫化锌也可发荧光。

最后，根据拉姆赛和索迪的研究，镭可以连续不断地自发产生氦。

看来，铀、钍、镭、锕的放射性在若干年内是不变的，但钋的放射性却按指数规律衰减着，140天后衰减为1/2，若干年内它就几乎完全消失。

以上所述都是极为重要的实验事实，是由许多物理学家经过不懈的努力而被证实了的。他们已广泛地研究了这些现象。

这些结果的重要意义现正在各门学科中显示出来。对于物理学来说，其意义是十分明显的。在实验室中镭成了进行研究的一种新手段，是一个新的放射源。对于β射线的研究，已取得了丰硕的成果：这项研究已经证明了J．J．汤姆逊和亥维赛（O．Heaviside，1850—1925）关于运动中带电粒子的质量的理论。根据这个理论，粒子的一部分质量是由于真空以太的电磁反作用引起的。考夫曼有关镭的β射线实验得出了一设想：有些粒子的运动速度仅稍低于光速。由汤姆逊和亥维赛的理论，当粒子运动速度接近于光速时，粒子的质量随着速度而增长，而且粒子的整个质量属于电磁性质的。如果物质真是由带电粒子组合而成，那么力学的基本原理（fundamental principles of Mechanics）看来就要从根本上加以修正了。

对于化学来说，认识放射性物质的特性，也许有更重要的意义，它使我们认识了一种维持放射性的能源。

在开始研究的时候，居里夫人和我就认为，这种现象可以用两种不同的一般假设来解释。关于这些假说，居里夫人在1899年和1900年作过阐述（见Revue Generale des Science ，1899年1月10日；和Revne Scientifigue ，1900年7月21日）。

1．第一种假说：放射性物质从外界摄取能量，然后再释放吸收的能量，因此这种放射是二次辐射。空间不断被外来穿透性很强的射线所穿透，在穿透过程中被一定的物质所捕获。这种假说并不荒谬。根据卢瑟福、库克（Cooke）和麦克伦南（J．C．McLennan）最近的工作看来，这一假说有助于解释很多物质极微弱的辐射。

2．第二种假说：放射性物质释放的能量来自物质本身，因此放射性物质处在变化之中，它们逐渐地缓慢衰变，尽管其中有些物质的状态从表面上看并不变化。镭在数年中释放的热量，如果与相同重量的物质在化学反应中释放的热量相比，那是非常巨大的。然而，释放出的这些热量只不过是极少量镭在衰变时放出的能量，这些镭少得甚至在衰变数年后还察觉不出来。这无疑使我们得出以下结论：放射性物质的衰变的原因，要比普通的化学变化深奥得多，因为放射性衰变时元素的转变，意味着原子的存在就会出现问题。

第二个假说在解释放射性元素的特性时，看来更富于创造性。特别是用它可以直接解释钋的自发衰变和由镭产生氦。卢瑟福和索迪大胆地提出并建立了元素的衰变理论。他们认为，放射性元素的原子处于连续不断的、不可逆的解体过程（disaggregation）。在卢瑟福的理论中，这种解体过程一方面会产生有穿透性的射线，另一方面会产生射气和感生放射性，后者是新的、常常是衰变极快的气态或固态放射性物质，它们的原子量都比衍生出它们的原元素原子量小。这样看来，如果镭是从其他元素中分离出来的，那么它的寿命将是很有限的。在自然界中，镭总是与铀共存的，可以设想它是由铀产生出来的。

因此，这是一个名符其实的元素衰变理论，只是它不像炼金术士所描述的那样。无机的物体在漫长的岁月里，总是按照不变的规律在演变着。

放射性现象对地质学也有意想不到的重大意义。例如，人们发现矿物中镭总是与铀伴生，玻特伍德甚至还发现，在所有的矿物中镭和铀的比例是一个常数。这就证实了镭是从铀产生的设想。这一理论也可以推而广之，去解释在矿物中广泛存在的元素共存现象。可以想见，某些元素是在地球表面的一定区域形成的，它们是在一定的时间内由其他元素产生的，这个时间可能就是地质年代的标志。这个新的观点，地质学家们将会加以考虑。

埃尔斯特和盖特尔曾经指出，在大自然中镭射气散布范围很广，它的放射性在气象学中或许起着重要作用，因为空气的电离将引起水蒸气的凝聚。

最后，在生物科学方面，镭射线和镭射气产生了令人感兴趣的效应，目前正在研究这一效应。镭射线已用于治疗某些疾病（狼疮、癌症和神经方面的疾病）。在某些情况下，射线的作用可能有危险性。如果一个人把装有数十毫克镭盐的小玻璃瓶放在木盒或纸盒中，然后放在衣服口袋里几个小时，起初他绝不会有任何感觉，但过15天以后，他的皮肤就会发红，然后疼痛，这时想治愈就很困难了。如果受放射性作用的时间再长，人就会瘫痪和死去。镭必须封在厚的铅盒中传送。

我们可以想象到，如果镭落到了坏人手中，它就会成为非常危险的东西。由此可能会产生这样一个问题：知道了大自然的奥秘对人类是否有益？人类从新发现中得到的是益处，还是害处？诺贝尔的发明就是一个典型的事例。烈性炸药可以使人类创造奇迹，然而在那些把人民推向战争的罪魁祸首的手里，烈性炸药就成了可怕的破坏武器。我是信仰诺贝尔信念中的一员，我相信，人类从新发现中获得的更美好的东西将多于它带来的危害。

Ⅱ.1911年获奖演讲辞

镭与化学中的新概念

玛丽·居里（1911年12月11日）

大约在15年前，铀的射线被贝克勒尔发现了，两年后，首先是由我，然后由皮埃尔·居里和我，将这个现象的研究扩展列其他物质上，这种研究使我们发现了新元素，它们的射线与铀的相似，但要强烈得多。所有放射出这种射线的元素我称为放射性元素，而且在放射中显示出的物质的新特性就被取名为放射性。幸亏发现了新的放射性极强的物质，特别是镭，它使得放射性研究取得了突飞猛进的进展。随后的发现接二连三地出现，它显然标志着一门新科学正在发展之中。通过把诺贝尔物理奖授给这个领域中的先驱开拓者贝克勒尔、皮埃尔·居里和玛丽·居里，瑞典科学院十分善意地颂扬了这门科学的诞生。

从那时起，一大批一往无前的科学家献身于放射性的研究。请允许我向你们提及其中的一位。他通过准确的判断、想象力丰富的假说和他与他的学生们所完成的许多研究，已经不仅成功地增长了我们的知识，而且还对它进行了非常清晰的分类；他通过一个适合于对现象进行研究的十分精确的理论形式，为这门新科学提供了一个主干。我很愉快地回忆起卢瑟福于1908年来到斯德哥尔摩，接受与他研究工作相称的诺贝尔奖。

这门新科学远没有停止，而是沿着一条朝前的道路不断地前进。仅仅在贝克勒尔发现的15年后的今天，我们就面临着一个全新现象的世界，尽管它与物理学和化学有密切的联系，但仍属于一个特别的领域。在这个领域中，从普遍的理论观点来看，镭的重要作用是具有决定性的。这一物质的发现与分离证实了我的假说，按这一假说，放射性是物质的一种原子特性，并且能提供一种寻找新元素的方法。这个假设已导致了现在的放射性的理论，根据它我们可以肯定地预言存在着大约30种新元素，而这些元素我们一般不能通过化学方法把它们分离出来或者用化学方法对它们进行描述。我们还假定，这些元素在进行着原子嬗变，支持这个假定最直接的证据是由实验事实所提供的，即化学元素氦的形成起源于化学元素镭。

从这个角度来看，可以说分离镭的任务是放射性科学大厦的基石。不仅如此，放射性实验室里镭是非常有用而且有力的工具。我认为，正是出于这些考虑，瑞典科学院给予我极大的荣誉，把今年的诺贝尔化学奖授予了我。

因此，我的任务是向大家特别地介绍作为一个新化学元素的镭，而把许多放射性现象的描述搁置一边，它们已在贝克勒尔、皮埃尔·居里和卢瑟福的诺贝尔演讲中叙述过。

在论及这次演讲的主题之前，我应提及的是，镭和钋的发现是由皮埃尔·居里与我共同作出的。在放射性的领域中，有几种基本研究，也要归功于皮埃尔·居里，其中有的是他独自完成的，有的是与他的学生们一起完成的。

离析纯镭盐以及把镭断定为一种新元素的化学工作，主要是由我完成的，但这与我们共同从事的工作有密切关系。因此，我认为我可以确切地作这样的理解：科学院给我的这种崇高的荣誉，是由这种共同的工作的缘故，并且也是对已故的皮埃尔·居里的纪念。

我首先应该向大家提到的是，放射性元素最重要的特性之一是使其附近的空气电离（贝克勒尔）。当把一种铀化合物放在一个金属板A上时，A板对面放着金属板B，A板与B板之间将维持着一个电势差，这样两板之间将出现电流；这电流在有适当的设备时能被精确地测量出来，而且它可以看做是对物质放射性的一种测量。使空气导电的原因可归因于铀化合物放出的射线所造成的空气的电离。

在1897年，我应用这个测量方法研究铀化合物的射线，紧接着又把这种研究扩展到其他物质上，为的是搞清楚其他元素是否也发射这种射线。这样我发现，在其他已知元素中，只有化合物中的钍与化合物中的铀表现相似。

基于这个事实，我坚持认为，铀和钍化合物的放射性看来是元素铀和元素钍的一种原子特性。含有铀和钍的化合物或者混合物的放射性，只与这些金属在其中的含量有关。这个放射性既不受物理状态的改变也不受化学的变化而破坏。

我测量了许多矿物的放射性，所有具有放射性的矿物均包含有铀或者钍。然而，一个意外的事实被我注意到了：某些矿物（沥青铀矿、铜铀云母、钙铀云母）的放射性比它们所含铀或钍所对应的辐射要强很多。含二氧化铀75％的某矿物的放射性是氧化铀的大约四倍。铜铀云母（铜和铀的磷酸盐晶体）的放射性大约是铀的两倍。这显然与这样的观点相矛盾，即任何矿物的放射性均不会比金属铀强。为了解释这一点，我从纯净的产品中人工合成了铜铀云母晶体，而它的放射性完全符合于其中含铀量所对应的辐射，它的放射性是铀的一半。

因此，我认为天然矿物的极强的放射性，可能是由其中存在着少量的、具有极强放射性的物质决定的，而这物质不同于铀、钍或其他已知元素。这还使我想到，如果真是这样的话，我也许能够通过一般的化学分析方法从矿物中提取这种物质。皮埃尔·居里和我立即着手这项研究，希望新元素的含量比例能达到百分之几。实际上这个比例比预想的要低得多，以致我们花了几年的时间才明确地证明，沥青铀矿物中至少含有一种强放射性的物质，从化学依附于术语的意义上来说，这种物质是一种新元索。

我们因此创造了寻找新元素的一种新方法，一种把放射性看做是物质的一种原子特性的方法。每次化学分离后都紧跟着对获得的产物的放射性作一次测量，用这个方法就可能从化学角度确定放射性物质的变化。这个方法已得到广泛的应用，在某种程度上与光谱分析相似。由于放射的射线是多种多样的，因而这个方法能够加以改善并扩展，使它不仅可用来发现放射性物质，而且还可以相当准确地区别它们。

利用上述方法我们还发现，实际上可以通过化学方法浓缩放射性物质。我们发现，沥青铀矿物至少包含两种放射性物质，其中一种伴随着铋，取名为钋；另一种与钡配偶，取名为镭。

从那以后被发现的其他放射性元素有：锕（德比尔纳）、放射性钍和新钍（MsTh，哈恩）、Io ⁽¹⁾ （ionium，玻特伍德），等等。

我们相信，我们所发现了的物质都是化学新元素。这个信念仅仅是基于放射性的原子特性。然而，从化学角度来看，一开始我们发现的物质一个好像是纯铋，另一个好像是纯钡。但根据与元素踪迹相连的放射性特征，否定了铋和钡。下一步要做的事情是要分离出预期中的元素。尽管离析镭的工作完成得相当成功，但还是花去了几年的不断努力。纯镭盐的制造已经工业化了，而其他新的放射性物质还没有达到这种程度。

含有放射性的矿物正被非常详细的研究着，因为镭的存在使它们相当有价值。它们既可以通过静电测量法识别，也可以通过它们使照相底片感光来识别。最好的镭矿石是来自奥地利圣约阿希姆斯塔矿的沥青铀矿石，它们长期地被利用来加工铀盐。在加工之后，矿石的残渣仍含有镭和钋。我们经常利用这种残渣作为我们的原材料。

第一步处理是提取含有放射性的钡的化合物和伴随钋的铋的化合物。这步处理，最初在实验室进行时只用几千克的原材料（大约20千克），后来在一个工厂里进行时则需要用好几吨。实际上，我们从实践中逐渐认识到，原材料中含镭的比例是每吨几分克（1分克＝1/10克）。从一吨的残渣中大约可以提取10至20千克未经提炼的含镭的硫酸钡。这些硫酸盐的放射性是等量铀的30至60倍。硫酸盐经过精炼后成为氯化物，在这种钡和镭的氯化物的混合物中，镭的含量仅占十万分之三。在法国的产镭工业中，由于经常利用非常低等的矿石，所得到的比例还要低很多。为了从钡中离析镭，我对氯化物采用了一种分段结晶法（溴化物也可以采用这个方法），比钡盐难溶的镭盐逐渐浓缩成晶体。分段法是一个漫长而又有序的操作，其结果是逐渐除去了钡。为获得极纯的镭盐，我不得不进行几千次的结晶。分段法的进程要受到放射性测量的监视。

首次证明镭元素的存在是由光谱分析提供的。由结晶法富集的一种氯化物显示出一条新谱线，德马尔赛把这条新谱线的出现归因于这种新元素。当放射性进一步浓缩时，这条新谱线更加鲜明，而且出现了其他一些谱线；与此同时钡的谱线却开始模糊。当纯度达到极高时，钡的谱线几乎看不见了。

在光谱分析下，我反复从它的盐中确定这种金属的平均原子量。方法是在已知数量的无水氯化物中确定银白色的氯化物中的氯的含量。我发现，只要天平能很快地平衡，从而避免在称量过程中碱土金属的盐吸收水分，这种方法甚至对质量很小的物质（0.1至0.5克）都可以给出非常好的结果。随着光谱显示镭的含量在增加，原子量也在增加。已成功获得的原子量：138；146；174；225；226.42。这个最后的值是用0.4的非常纯的镭盐于1907年获得的。一系列测定的结果是：226.62；226.31；226.42。这些已被新近时期的实验所证实。

制备纯镭盐和确定镭的原子量已经毫无疑问地证实，镭是一种新元素，在元素周期表中它有一个确定的位置。在碱土金属家族中，镭是在钡下面的一个同族元素，与铀和钍在同一横排中。镭的光谱现在已非常确切地知道了。这些关于镭的确定结果使化学家们十分信服，并使放射性物质这门新科学因此而建立起来。

从化学上来看，镭和钡几乎没有什么差别；这两个元素的盐是同构的，只是镭盐比钡盐通常难溶一些。十分有趣的是，镭的强放射性与化学性质反常无关，化学性实际上是根据其原子量而在周期表中的位置来决定。固体盐中镭的放射性是同等质量铀的500万倍。由于这种放射性，它的盐是不断发光的。我还应该提到，镭所发出的能量可以以热的形式被测量，每克镭每小时大约放出118卡的能量。

镭已被离析成金属态（玛丽·居里和德比尔纳，1910年）。采用的方法是，在纯氢中蒸馏镭的混合物，该混合物是利用一个水银阴极电解氯化物的溶液而形成的。我们只处理了一分克的盐，并且遇到了相当多的困难。金属镭大约在700℃时达到熔点，在此温度之上开始蒸发。它在空气中极不稳定，并使水剧烈地分解。

如果我们假定镭盐的放射性是镭的一种原子特性，而且这种特性不受化合状态的影响，那么，镭的放射性特性就能准确地预言。确定这一点是十分重要的，因为怀疑一直存在着，对怀疑者来说，放射性的原子假设仍然不能让他们信服。

尽管至今只获得数量极少的镭，但我们完全可以肯定地说，它是一个完全确定并且已经详尽研究过的化学元索。

不幸的是，对钋还不能这么说，尽管有相当多的努力花费在它上面。这里最大的困难是矿物中钋的比例要比铀的比例小5千倍。

在预言这个比例的理论根据不是很明确的时候，我曾为浓缩钋作过几次极其艰难的操作，而且已获得了具有极强放射性的产物，但没有达到像镭那样的肯定结果。困难被这样的事实加重了，即钋在不断地蜕变，140天蜕变了一半。我们现在知道，镭也没有一个无限的寿命，只不过蜕变速度很慢（它的半衰期为2千年）。利用我们的仪器设备，我们几乎没有希望确定钋的原子量，因为理论预言，一种富矿石每吨只含有百分之几毫克的钋，但是，我们能有希望观察到它的光谱。浓缩钋的操作过程，正如我后面要指出的那样，只不过具有理论上的巨大兴趣。

最近，在德比尔纳的合作下，我处理了几吨的铀矿残渣，以期制备钋。处理工作的初期是在工厂进行的，后来又移至实验室，最终获取了几毫克的物质，这物质的放射性比同等质量的纯镭的放射性要强50倍。在这物质的光谱中，观察到一些新的谱线，它们似乎应归因于钋，其中最重要的谱线的波长是4170.5埃。根据放射性的原子假设，钋的光谱应与放射性活性同时消失，这一事实可以被实验证实。

到此为止，我只把镭和钋作为化学物质来考虑。我已经证明了，放射性是物质的一种原子特性的这个基本假设，如何导致了新化学元素的发现。我现在将要叙述这个假说的范围，是如何通过原子放射性嬗变理论建立过程中的深思熟虑和实验事实，得以巨大的扩展的。

因为放射性现象涉及能量来源，因此这个理论的起点必须从这儿去寻找。当一种射线产生热、电和光现象时，这能量就变得明显了。在不知道任何激发原因下放射性物质不断发射能量时，为解释这能量的释放，各种各样的假说就被提了出来。由皮埃尔·居里和我在我们研究开始提出的一个假设是：假设辐射是物质的一种放射，它伴随着放射物自身重量的减小；能量取自于物质自身，这说明物质的演变还没有完成 ⁽²⁾ ，还在进行一种原子的嬗变。这个假说发表之初，还有一些其他假说与它同样有说服力，而现在它已具有绝对重要的意义，最终确定了它在我们心中的地位，这是因为一个重要的实验事实证实了它。这个事实基本情形介绍如下：在一系列放射性现象里，放射性产生的物质数量是极小的，而且无法称量，而且辐射不是持久的，它们以不同的速度随时间消失。例如钋，射气和感应放射性的沉淀物。

还在某些事例上可以确定，观察到的放射性随时间而增加。这发生在新近制备的镭、刚刚引入测量设备的射气，和除去钍X的钍等情形中。

对这些现象进行仔细研究后，可以得到一个十分令人满意的一般解释，只要我们假定：每一次观察到放射性递减，那就一定伴有放射性物质的毁灭；每一次观察到放射性的递增，那就一定伴有放射性物质的产生。这些消失或出现的射线除了有极不相同的特性以外，我们还可以确信每一种射线可以标志出放出它的物质，而且与该物质同时出现和消失。

由于放射性在本质上是原子的另一种属性，因此，放射性增强或减弱的明显不同，就对应于一种放射性物质原子的产生或毁灭。

最后，如果假定放射性能量来自原子嬗变，那么我们就可以推测，每种放射性物质都进行这种嬗变，尽管它们对我们来说好像是不变的。在这种情形下嬗变进行得非常缓慢，例如镭和铀就是如此。

我刚才概述的理论是卢瑟福和索迪（Soddy）的研究成果，他们称之为原子蜕变理论（theory of atomic disinter-gration）。在 ⁽³⁾ 通过应用这个理论可以得出结论：一种初始放射性物质，例如镭，进行着一系列原子的嬗变，由镭原子开始产生一连串原子量越来越小的原子，只要产生的原子还有放射性，就不可能达到一种稳定的状态。稳定只有在非放射性物质中达到。

从这个观点来看，这个理论最成功之处是预言：在放射性矿物中总会出现的气体氦，可以看成是镭演变的最终产物之一；当镭原子以辐射出α射线的形式蜕变时，氦原子就形成了。如今，镭原子的产物氦已被拉姆赛（Ramsay）和索迪的实验所证实。已经确定的化学元素镭导致另一个已经确定的化学元素氦形成，这再没有什么可争论的了。不仅如此，卢瑟福和他的学生的研究已经证明，由镭发射的带电荷的α粒子也以氦气的形式被发现，这些氦气处于α粒子所经过的空间。

我在这里必须说，对镭和氦之间存在的关系的富有想象力的解释，完全依赖于这样的事实：镭，就像其他已知元素一样，有权利被看做一个化学元素；而不能再把它看做是氦和其他元素相结合的一个分子。这表明：在这种情形下为证明镭的化学独立性所完成的研究是多么的重要，并且我们还可以看出，放射性的原子性质的假说和放射性嬗变理论，导致了首例原子嬗变实例的实验发现。这一事实的意义是任何人也无法否认的，从化学家的角度来看，它毫无疑问地标志着一个时代的开始。

在放射性嬗变理论的指引下，已发现了近30种新的放射性元素，根据初始物质的不同可把它们分为4个系：铀系、镭系、钍系和锕系。铀系和镭系实际上可以合并，因为似乎可以证明镭是铀的一个衍生物。在镭系中，最后已知的放射物是钋，钋是镭的一个产物现在已是一个被证明了的事实。锕系同镭系很可能有关。

我们已知氦气是镭分解的一个产物。氦原子是从镭原子分离出来的，是嬗变过程中的衍生物。一般认为：镭原子在分离出4个氦原子后，就产生一个钋原子；在分离出第五个氦原子后，就形成一个原子量为206的非放射性物质（其原子量比镭少20个单位）。根据卢瑟福的观点，这个最终的元素只能是铅。这个猜想在我的实验室里正处于实验证明阶段。由钋产生氦已被德比尔纳证实。

相当大量的钋已由居里和德比尔纳制备出来，并被用于一个重要的研究。这些研究包括为钋发射的大量的α粒子计数；收集并测量其对应的氦的体积。因为每一个α粒子对应一个氦原子，根据给定的体积和测量的质量，氦原子的数目就可以确定。这也可使我们推断，一克分子的分子数。我们知道这个数就是非常重要的阿伏加德罗常数。对钋进行的实验已经为这个数提供了第一批值，它与用其他方法得到的数值很好地吻合。α粒子的计数被卢瑟福用静电测量法做过，这个方法现在由于有了照相记录仪，已得到改善。

最近的研究表明，钾和铷也发射出一种非常微弱的射线，它与铀和镭的β射线相似。我们还不知道，我们是否能将这些物质看成真正的放射性物质，即处于嬗变中的物质。

最后，我想强调放射化学这门新学科的特性。为了从矿物中提取镭，成吨的矿石被处理了。在一个实验室利用的镭的数量，只在一毫克数量级，最多在一克数量级，其价值为每克40万法郎。以前在处理含镭的物资时，镭的含量通常无法用天平称量，甚至不能为光谱所测量。如今，我们已有了非常完善和灵敏的测量方法，使我们非常准确地知道我们正在使用的镭的数量。通过静电测量法的放射性分析，使我们能计算十万分之一毫克以内的镭，并可以在几克矿物中探测到含10-10克的镭。这个方法是唯一的能导致在矿物中发现镭的方法。这些方法的灵敏性对于镭射气更加引人注意，它们能够探测到数量仅在10-10立方毫米的射气。对于类似的射线，当一种物质的特殊放射性反比于平均寿命时，其结果是：如果平均寿命很短，辐射的反作用将获得一种空前的灵敏性。我们现在已习惯在实验室中处理这些仅仅由放射性才知道它们存在的放射性物质，不过，我们还可以从它们的溶液和电解沉淀物中测定、溶解和重新沉淀它们。这意味着，我们这里拥有一门完全独立的化学。在其中我们通常的应用的工具是静电计，而不是天平，我们也许可以把这门化学称之为无法称量的化学（chemistry of imponderable）。

————————————————————

(1) Io为钍的同位素Th230。——译者注

(2) M．Curie，Rev．Gen．Sci，（1899）；Rev．Sci.， （1900）

(3) 译文中“蜕变”是disintegration，“嬗变”是transformation。——译者注