二　我与约里奥-居里夫妇

（钱三强）

1936年夏天，我告别了水木明净、宁静幽雅的清华园，走上了社会。

在清华物理系的几年学习生活中，我得到了一批良师的精心培育，其中最令人难忘的是吴有训先生。吴先生是我国物理学界的前辈，新中国成立后他担任中国科学院副院长，一直到1977年逝世为止。他在美国留学期间，曾对证实著名的康普顿（A．H．Compton）效应（X射线在电子上的散射）作出过重要贡献。吴先生上课很有特点，他不但能把近代物理学上的高深内容用深入浅出、循序诱导的方式介绍给学生，而且还常常利用一些简单的器材，在课堂上进行演示实验，生动直观地帮助我们理解一些初学者感到难懂的概念。他特别重视对学生实验室技能的培养，1935年在系里开设了“实验技术”这门选修课，手把手地教我们几名学生掌握吹玻璃的关键。吴先生还亲自指导我做毕业论文，论文的内容是制作一个真空系统，试验金属钠的表面对改善真空度的作用。我在试验时，有一次由于热应力不均，玻璃系统发生了爆炸，水银也流了出来，弄得很狼狈。吴先生听到我的报告，没有责备我，只叫我赶快打开窗子，防止水银蒸气中毒。事后才帮我分析原因，并鼓励我继续做下去。在他的关心和指导下，我终于圆满地完成了毕业论文的全部工作。

我毕业后，有两个可供选择的前途：一个是到南京军工署研究机构工作，另一个是到北平研究院物理研究所去。我父亲钱玄同不愿意让自己的孩子与那种军事机构有什么联系，主张我选择后者。吴有训先生也赞成，他写了一封信，把我推荐给当时物理研究所的所长严济慈先生。严先生很高兴，分配我从事分子光谱方面的研究，并兼管研究所的图书室。

严济慈先生也是我国物理学界的前辈。几十年来，在科技界做了许多工作。我在这里顺便说一件小事。他对自然科学名词问题十分关心，20世纪30年代，国民党政府不理睬科学界的正确意见，在度量衡法中颁布了一套会引起许多混乱的计量单位法定名称。严先生发表了一篇题为“论公分公分公分”的文章，寓庄于谐，痛快淋漓地批驳了这种荒唐的做法。最近，我国自然科学名词委员会的《自然科学术语研究》杂志重新刊登了这篇几十年前的文章，读起来还是令人觉得十分精彩。

我在严先生那里开始做分子光谱的实验研究。光谱要用照相，我就在这时学会了照相技术。严先生很关心我的工作，看了我的实验结果，鼓励我把结果写出来，还说可以送给我在清华的老师叶企孙先生看看。

在一个星期六的下午，严先生找我去谈话，问我是不是学过法语。我说在初中（孔德学校）时学过。他就到图书室取来一本法文科技书，让我念给他听听。他听了一会儿，说：“法语程度还不错嘛”！之后，才告诉我为什么要考察我的法文，原来是想让我去考中法教育基金委员会到法国留学的公费生。当时有三个留法名额，其中之一是到居里实验室去学习镭学。严先生希望我能去学习这种当时最前沿的学科。在他的支持和鼓励下，我考上了。

1937年夏天，我离开了祖国，远涉重洋，来到法国的首都巴黎。正在那里参加国际文化合作会议的严济慈先生亲自把我介绍给伊伦娜·居里（Irène Curie），说明公费留学三年，作博士论文。这样，我就进入了世界闻名的居里实验室。

居里实验室

现在的中学生，大概没有人不知道居里夫人大名的。她是镭的发现者，是放射化学和原子核物理学的奠基人。更令人敬慕的是她的崇高品德。她一生的奋斗事迹，永远是青年的有益教材。

居里夫人即使在成名之后，很长时间内也还没有一个真正的实验室。直到她的晚年，法国政府才拨款在巴黎大学建造了一个镭学研究所，由她主持研究工作。居里实验室就是镭学研究所的组成部分。可惜时间太晚了，由于多年劳累，加上早期放射性工作缺少必要的防护而受到的损伤，居里夫人身体日益衰弱，终于在1934年与世长辞。她逝世后，实验室主任由德比尔纳（A．Debirne）担任。德比尔纳也是一位放射化学家，是居里夫妇的老同事，曾在1899年发现第89号元素锕。居里夫人的长女伊伦娜和她的丈夫弗莱德里克·约里奥（Frederic Joliot）继承了前一辈的事业，在新的时期把原子核物理学及放射化学的前沿研究不断推向前进。

第二次世界大战前夕，全世界在科学上走在前列的是西欧国家，主要是英、法、德三国。原子科学也是如此，20世纪30年代，这三个国家各有一个先进的实验室，在原子核研究领域起着骨干作用。在英国，是剑桥大学的卡文迪许（H．Cavendish）实验室。这是一个老的具有光辉纪录的实验室，创立经典电磁场理论的麦克斯韦（J．C．Maxwell）、光学权威瑞利（J．W．S．Rayleigh）、发现电子的汤姆逊（J．J．Thomson），以及原子巨人卢瑟福，先后担任过这个实验室的主任。在德国，是柏林达列姆威廉皇帝化学研究所，以其放射化学实验室而知名。后来，哈恩（O．Hahn）和斯特拉斯曼（F．Strassman）就是在那里发现了原子核的裂变现象。在法国，就是巴黎大学的居里实验室了。当年，这三个国家中还出了非常显赫的理论物理学家：英国有狄拉克，法国有德布罗意（L．V．de Broglie），德国有海森堡（W．Heisenberg）。自然，其他西欧国家也有杰出的原子科学家，各自都做出了重大贡献，成为物理学界的泰斗，例如丹麦的玻尔（N．Bohr）、奥地利的薛定谔（E．Schrödinger）和意大利的费密（E．Fermi）

20世纪30年代的居里实验室，在这种强手如林的情况下，保持了世界上最先进最重要的原子核科学研究基地之一的地位。这并不是依靠了居里夫人的名声，而主要是由于约里奥-居里夫妇的一系列杰出的工作。

弗莱德里克·约里奥和伊伦娜·居里

我到达的时候，已经是约里奥-居里夫妇的时代。能够在弗莱德里克·约里奥和伊伦娜·居里夫妇领导下做研究工作，实在是我的幸运。这里想用一点篇幅，把他们两人简单介绍一下。

弗莱德里克·约里奥生于1900年，原来是郎之万（P．Langevin）的学生。郎之万也是一位杰出的物理学家，是居里夫妇的好朋友。约里奥在大学毕业后，到卢森堡的一家钢铁厂工作，1925年经郎之万推荐，被聘到镭学实验室，在居里夫人身边工作，很快就显示出他的科学才能。1927年，由于他的“放射性元素电化学性质的研究”而获得了博士学位。伊伦娜生于1897年，长弗莱德里克三岁，在1925年就以α射线的研究工作获得博士学位，当时也在她母亲的实验室里当助手。在共同的工作中，约里奥和伊伦娜相爱了，不久（1927年）就结成伉俪。他们两人中，约里奥思路开阔，冲劲很大，而伊伦娜则灵巧细致，踏实稳重。配合起来，真可说是珠联璧合，相得益彰。他们两人的共同研究，如同老居里夫妇一样，在原子核科学史上写下了重要的光辉篇章。

如果说老一代居里夫妇的科学历程像一首悲壮的史诗的话，那么约里奥-居里夫妇就幸运得多了。但是，他们在科学道路上也并不一帆风顺，而是充满了戏剧性的变化。

弗莱德里克·约里奥和伊伦娜·居里共同完成的第一件重要工作，是制备出了当时世界上最强的α射线源。这是那时进行原子核变革实验、研究放射性领域各种新现象的基本手段。没有射线源，就没法做实验，而射线源当然是越强越好。要知道，当时还没有加速器，主要的实验都是用α射线做的。最好的α源是钋-210，因为它的α粒子能量较高，更重要的是半衰期（138天）不长不短，比较合适。弗莱德里克和伊伦娜两人从居里实验室所有的1.5克镭中，想方设法提取了尽可能多的RaD（即铅-210），RaD衰变两次就是钋-210，这样就得到了一定量的钋。通过电解和热驱赶等方法，制备出了非常强的钋-α源，强度达200毫居里，面积为20平方毫米。此外，还建立了一个云室。这都是打基础的工作。“工欲善其事，必先利其器”，后来的一系列研究之所以能取得突出的成绩，与这一强α源是分不开的。

中子的发现

1928年，德国的玻特（W．Bothe）和他的学生贝克（H．Becker）做了一个实验。他们用α粒子去轰击铍，观察到会发出一种贯穿能力很强的射线。他们把这解释为γ射线。在测量了这些射线的吸收系数之后，他们得出了结论：这些γ射线的能量很高，比入射α粒子能量还高，看来发生了核反应。

约里奥-居里夫妇有了强α源，发硎新试，就来研究玻特的“新γ射线”。不过他们并不是依样画葫芦地重复别人做过的事，而是设计了一个新的实验。玻特用的探测器是盖革（H．Geiger）计数管，约里奥-居里夫妇则用了一个顶上有薄窗的电离室，在窗的上方可以放置各种材料做成的板，以研究吸收。他们证实了这种射线的吸收系数非常之小（即穿透能力特别强），并由此推算出其能量为十几兆电子伏。另外，意外地观察到，玻特的“γ射线”能够在石蜡、玻璃纸等含氢物质中打出能量很高的质子（正是因为用了薄窗的缘故，才能观察到它们），接着用云室也证实了这一现象；并且，还观察到可以打出其他原子核（氢核、氦核和氮核）。

约里奥-居里夫妇在文章中把这一现象初步解释为类似于γ射线在电子上散射的康普顿效应。利用这个想法，他们根据实验数据计算出的γ射线能量大得惊人（50兆电子伏）！此外，他们估算了发生这种散射事件的概率，发现实际观察到的概率比用康普顿散射理论计算的结果要大许多倍。

应该说，根据他们得到的一系列实验事实，已经足以推断出：这种所谓的γ射线，实际上是一种质量与质子相近的、不带电的中性粒子流。也就是说，他们已经“在事实上发现”了中子。可惜的是，约里奥-居里夫妇并没有意识到这一点，在理论解释上没有及时地跨出这一步。我清楚地记得，有一天在洗云室照片时，约里奥先生和我说起这段往事，他说：“真笨死了！所有的证据都已经摆在那里了，我们怎么会想不到这一点的呢！”

消息很快传到英国，卡文迪许实验室的查德威克（J．Chadwick，卢瑟福的学生）马上抓住这一现象，做了一系列实验。一个多月以后，就用令人信服的实验证据和分析、计算，宣布了中子的发现。

事隔20多年之后，约里奥本人在总结中子发现史上的德国—法国—英国三部曲时写道：

“（1）1930年，玻特和贝克：用α粒子轰击氢元素，得到穿透力特别强的辐射；

（2）1932年1月18日，伊伦娜·居里和弗莱德里克·约里奥的实验：这种辐射能够打出反冲原子核；

（3）1932年2月27日，查德威克的实验：证实了我们的结果，并且表明这一效应可以解释为此种辐射中含有一种新的粒子——中子。”

在这个时间表上，读者可以想象得出，竞争是多么激烈。结果是查德威克为此获得了诺贝尔物理学奖金，一项划时代的重大发现从约里奥-居里夫妇手中溜掉了。

事后有人分析，原来早在1920年，卢瑟福在英国皇家学会的一次“贝克连”科普演讲中，就设想过有可能存在中子。查德威克在1930年前后曾花了不少力气去寻找中子，但一直没有成功。听到了约里奥-居里他们的实验结果，他自然就往中子方面考虑。而约里奥-居里夫妇却不知道卢瑟福的讲话。薛格雷（E．Segrè，反质子的发现者之一）说得好：“当没有思想准备的时候，眼睛是认识不到的。”

人工放射性的发现

初出茅庐第一仗，遇到这么个结局，说起来真有点啼笑皆非。可是，约里奥-居里夫妇并没有懊丧或停步，而是在短短的时间内，以中子和正电子领域内的一系列新的研究成果来弥补。其中比较重要的有：他们发现了中子能够引起核反应；求出了中子的质量大于质子质量，从而得出中子是不稳定的结论；在云室内首次观察到正、负电子对的产生现象；验证了狄拉克关于正电子会与负电子湮没而产生两个511千电子伏γ光子的预言；等等。正当他们两人埋头苦干，一步一个脚印地前进的时候，一项新的重大发现悄悄地向他们靠近了。

在研究能够导致产生中子的核反应时，约里奥-居里夫妇遇到了新问题。在用α粒子轰击氟和铝而放出中子时，核反应的另一产物应该是钠-22和磷-30。可是，当时不知道有钠-22和磷-30这样的原子核。所以他们就假定，钠-22会俘获一个电子而变成氖-22（这种过程叫做轨道电子俘获，在几年之后才被发现）。后来，他们自己证实了：钠-22会发出一个正电子而变成氖-22。这里说句题外的话，约里奥-居里夫妇发现的具有正电子放射性的钠-22，是一个非常有用的放射性核素。直到目前，它依旧是一个最常用的正电子源。世界上多数用正电子湮没技术进行应用研究的实验室，都用它来产生正电子。

既然用钋的α粒子轰击氢元素，会产生中子和正电子，那么他们就想看一看，第一，产生这两种粒子（中子和正电子）的α能量（是门槛的意思，即α粒子能量高于这个值时，才能产生中子或正电子；低于这个值时，则不能产生）是不是相同的？第二，如果相同，那么，这两种粒子是不是同时产生的？

他们的实验证实了第一点，产生中子和正电子的α能量是相同的。正是在做这个实验的时候，他们观察到，用能量高于值的α粒子照射之后，如果再用吸收片把α粒子的能量降到以下（甚至降到零），则中子立即没有了，但正电子却继续发射。用硼作靶时，正电子的发射可以持续一个多小时；用铝作靶时，是15分钟。

初步的解释是这样的：在α粒子轰击下，一部分硼原子核放出中子而变成了氮-13，而一部分铝原子核则变成了磷-30。这两种产物都是放射性的，以发射正电子而衰变。

接着就证实了：正电子的发射强度，按照指数规律，依一定的半衰期而减弱——恰恰与已知的放射性现象相同。进一步的实验又证明，开始照射后，正电子发射强度逐渐增加，其积累规律也与镭的子体氡的积累规律一样。加上原来已经观察到的正电子能量是连续谱这一点，所有情况都与天然放射性一致。唯一正确的解释就是“人工放射性”。

但是这还不够。接下来，他们用化学方法确证了，这些发射正电子的放射性实体，确实是氮和磷。这也是第一次在化学上确证了原子核反应（一种元素变成了另一种元素）。物理学和化学的紧密结合，使他们能够完美无瑕地完成了这一重大发现。

人工放射性首先是观念上的突破。在此之前，尽管人们发现放射性已经30多年，但所知道的全部放射性核素都是天然存在的，分属于几个放射系列。这些重核素的放射性衰变特性，完全不随物理环境和化学状态等人为因素而改变。从而形成了一个概念，人类对于放射性似乎是无能为力的，没有人想过，人工能产生放射性。诚然，卢瑟福在此之前已经发现了核反应，但那是氮-14加上α粒子转变成氧-17和质子，产物氧-17是稳定的。

现在，既然放射性可以人工产生，那么，人类就有可能掌握比天然放射性种类多得多、性质各异的人造放射性核素。这不可能不对科学技术的各个领域产生巨大影响。历史的发展完全证实了这个设想。当今，人工合成的放射性核素已有两千来种，它们在工、农、医、军事及科学技术等各个部门都有广泛的应用。我们只要举一个例子就够了，在居里夫人时代，治疗肿瘤只能用价格昂贵而又非常不方便的镭，现在已经被人工产生的钴-60代替了。

失之东隅，收之桑榆。约里奥-居里夫妇由于发现了人工放射性而被授予1935年的诺贝尔化学奖金。值得注意的是，在接受诺贝尔奖的演讲中，约里奥提到了“爆炸性的链式核反应”的可能性。原话是这样的：“……我们完全可以想象，研究人员可以按照自己的愿望来合成或破坏化学元素，他们将能实现具有爆炸特性的核反应，真正的链式化学反应。”现在看来，在裂变发现之前三年，这样准确而大胆的预言出自一个青年科学家之口，不能不令人惊异。

1937年，弗莱德里克·约里奥-居里当上了法兰西学院的教授。他离开了镭学研究所，到法兰西学院筹建新的实验室——核化学实验室。在那里建造的主要设备，是一台7兆电子伏的回旋加速器。回旋加速器的发明人，美国伯克莱（Berkeley）的劳伦斯（E．O．Lawnence），派了一个学生帕克斯登（H．Paxton）来巴黎协助建造。（此外，约里奥先生还在法国国家科学研究中心之下筹建一个原子合成实验室。）事实上，分别由弗莱德里克·约里奥和伊伦娜·居里主持的两个研究单位之间，一直保持着紧密的合作关系。

我在居里实验室的前几年

我到了巴黎之后，跟着约里奥先生做博士论文实验设备的准备工作。他当时正在改进云室。一种改进是充气的压力可以调节，这样测量粒子的能量范围也就可以调节。他把这种云室叫做“可变能量云室”。另一项改进是把膨胀速度做得较慢，使有效的灵敏时间拉长，这样一次动作可以收取到较多的事件。约里奥先生叫我在新的云室上工作。我的博士论文内容，就是用云室研究α粒子与质子的碰撞问题。为此，我仿造了一台新的云室，有效灵敏时间达到0.3～0.5秒。约里奥先生又让我做一个自动化照相机构，还可以自动卷片。

在实验室，我尽量多干具体的工作。除了自己的论文工作以外，一有机会就帮别人干活，目的是想多学一点实际本领。我找到伊伦娜夫人，提出希望参加一点放射化学的实验。她把我介绍给化学师郭黛勒（S．Cotelle）夫人，我就协助她一起制备放射源。在清华学到的吹玻璃技术，这时也发挥了作用。由于我工作主动肯干，又比较虚心，所以郭黛勒夫人就对实验室里的其他人说：“你们有什么事做不了，要人帮忙的话，可以找钱来做。他有挺好的基础，又愿意效力。”人家问我，你为什么要这样干？我说我比不得你们，你们这里有那么多人，各人干各人的事。我回国后只有我自己一个人，什么都得会干才行。例如放射源的提取，我自己不做，又有谁给我提取呢？所以样样都得学会才行。

这样，我在实验室里待了两年，东问问，西问问，增加了不少知识和技能。1939年初，伊伦娜·居里夫人又给我一个课题，让我协助她测定铀和钍在中子轰击下产生的放射性镧的β能谱，以证实是相同的裂变产物。关于裂变，我们将在下一节再来详述。

在居里实验室工作的，还有不少其他国家的科学工作者。有苏联的斯科贝尔琴（Д．Скобельцын）和我国的郑大章、施士元等。我去的时候，奥地利的哈尔班（H．VHalban），波兰的柯伐斯基（L．Kowarski），意大利的庞德科沃（B．Pontecorvo），等等已在那里。在约里奥和伊伦娜领导下，大家合作得很融洽，是一个非常好的国际科学集体。

实验室内气氛融洽，确实是一个攻读最新知识、进行科学实验的头等优良的环境。但实验室外面的局势，却总使我心中十分不安。中国正受到日本的侵略，从祖国战场上传来的，都是些坏消息。我的父亲也由于忧愤过度而与世长辞了。不但如此，欧洲也已经战云密布。尽管张伯伦、达拉第一再妥协，委曲求全，采取绥靖主义，牺牲捷克等小国，和平还是没有能够维持住。希特勒在1939年9月终于发动了战争，第二次世界大战全面展开，几乎整个欧洲都沦为战场。英、法军队很快就败下阵来，马其诺防线没有起作用，巴黎也守不住了。

我那时还不太清楚法国战败的严重程度，事实上德军已逼近巴黎。有一天，庞德科沃见到我，说还不快跑。我们就赶快逃难。所谓逃难，就是骑上自行车，向巴黎西南方向逃去。一路上，逃难的人群不少。走了两天多，就不能往前走了，原来德国军队已赶在前面，把我们这些巴黎难民都拦住了。于是，只好坐火车又折返巴黎。

关于这个叫我赶快逃难的庞德科沃，想稍微多说几句。他原来是费密的学生，在意大利时与费密等人一起发现了慢中子活化反应。第二次世界大战结束后，他在英国哈威尔（Harwell）原子能研究中心工作。1948年突然失踪。说是回意大利探亲，从意大利又到了瑞典的斯德哥尔摩，就消失得无影无踪。西方舆论界一时大哗，说他是带了原子武器的秘密到苏联去了。其实他是搞基础研究的，与核武器没有太大关系。1955年他在莫斯科的一次记者招待会上露面，告诉大家他正在苏联研究高能物理。后来一直在联合原子核研究所工作，在中微子研究上卓有成就。1956年，他在莫斯科见到我，曾对我说，他非常想到中国来，因为不能去其他国家了，非常想洗海水浴，能不能到中国南方海边去。可是，后来苏联原子能委员会的人跟我们打招呼，说庞德科沃访华是可以的，但不能去南方，“怕出什么问题”。就这样，庞德科沃来华时也没有能到南方海边去。

我回到巴黎之后，心情很是沉重。不但祖国被入侵，家园沦陷，法国也落入希特勒法西斯之手。进退乏路，报国无门。再有，就是现实的困难，到八月份，中法教育基金会的公费就断了。回国不能行，留下来也没有生计，怎么办呢？有一天，我在一条小路上散步沉思，突然抬头看见约里奥先生正向我走来。我立刻吃了一惊，因为我没想到他也没有走，竟然留在了沦陷后的巴黎。

事后我才知道，弗莱德里克·约里奥和伊伦娜·居里夫妇原来是决定要走的，并且已经离开了巴黎，到了法国南方的克莱蒙弗朗（Clemont-Ferrand），准备上船。可是，临时他们想想，不能走。“我们走了，法国怎么办”于是，他们把当时能够弄到的重水（重水是当时认为可能制造原子堆所需要的重要材料）托付给两个可靠的学生（哈尔班和柯伐斯基）运走，自己却回到了巴黎。

当时我见到了约里奥先生，向他诉说了自己的处境。他听了之后说，既然是这样，那还是想法留下吧。只要我们自己能活下去，实验室还开着，就总能设法给你安排。当时的居里基金，约里奥-居里夫人尚可以支配，就把我留到他的实验室继续工作了。

上面说过，约里奥先生的实验室属于法兰西学院（法兰西学院并不是一所普通的高等学校，而是一个讲学的机构），名叫核化学实验室。是巴黎市中心的一座高楼，地下有两层，最底下是欧洲大陆上第一台回旋加速器。到1940年，加速器就可以用了。而德国那时还没有可以工作的回旋加速器。巴黎沦陷后，德国人也占领了法兰西学院的核化学实验室。名义上占领这个实验室的是那个德国的核物理学家玻特教授，但实际上管事的是他的一个学生，名叫根特纳（W．Gentner）的。此人态度还好。也有盖世太保在实验室监视，但一般情况下不干涉约里奥-居里及其手下人的科学工作。只有要用回旋加速器的时候，需要得到德方的同意。因为德国的回旋加速器还不能工作，德国人也来用法国这台回旋加速器。约里奥先生做学术报告时，玻特教授也来听听。表面上似乎和平相处得不错。所以社会上有一种说法，说约里奥先生与德国人“合作”了，意思就是妥协投降了。

但实际上，约里奥先生却在从事地下救亡活动。法国当时国内的抵抗运动有两个组织。一个组织的主要成员是天主教会、农民和小学教师，国内领袖是比杜，这是戴高乐派。另一个组织的参加者主要是科学工作者、教授和其他高级文化人士，这个组织的领袖就是约里奥-居里先生。这些当然是不公开的，但我隐约也有一点感觉。而且，有一次我还偶然发现过他的假护照。约里奥先生的助手和学生中，许多都是法国共产党的党员，后来跟我一起工作的沙士戴勒（R．Chastel）和微聂隆（L．Vigneron）也都是法共党员。

就这样，约里奥-居里的实验室，表面上是处在德国占领之下，德国人根特纳是实验室的监督；实际上却是地下活动的据点。根特纳本人也是一个核物理学家，他用磁云室做实验。20世纪70年代，他担任了联邦德国马克斯·普朗克（Max．Planck）学会的副主席，率领学会代表团来华访问。我在人民大会堂见到他时，他居然立即认出了我，说在巴黎见过。

我留在约里奥先生的实验室里，继续进行实验研究。伊伦娜·居里夫人又给我一个课题，让我做一个氙气电离室，用以测量AcK（即钫-223）的低能γ射线的强度。元素钫的发现也是居里实验室的一个贡献。德比尔纳在1899年发现锕元素后，在锕系放射性研究中做了不少工作，但直到20世纪30年代末，总觉得锕系中还有些不够清楚的地方。在德比尔纳和伊伦娜·居里的指导下，一位法国女科学工作者名叫佩蕾（M．Perey）的，经过仔细的研究，弄清楚了锕的一种衰变子体AcK，其实是第87号元素。她们把这个元素定名为钫（Fr，Francium），意思是“法国素”，以纪念法国。这样，不但解决了二三十年没弄清的问题，而且在门捷列夫周期表中填上了一个空格。但她们同时还发现，AcK会放出一种能量很低的γ射线。所以伊伦娜·居里就让我来研究这种γ射线。我通过这个工作，又掌握了电离室技术，并且研究了各种气体对电离室性能的影响。此外，我还与别人合作，完成了几项其他的研究。

来到里昂

我在沦陷后的巴黎，度过了1940年和1941年。虽然在科学工作上又有了不少长进，但心中总是很不安，一直思念着自己的祖国。这时，从里昂方面传来一个消息，说法国南方还有船开往中国，但不定期，要等机会。听到有这种可能性，我就决定回国。1941年底，我从巴黎来到里昂，在那里暂停，住在中法大学宿舍里，打听船的消息。谁知道一打听又说是走不成了，根本没有这种可能性。里昂大学物理系有个物理研究所，我就到那里临时做点工作。有一位比利时的物理学教授，名叫莫朗（M．Morand），也留在那里。他问我有没有放射性物质带出来，我说只有很少一点。他就让我带一个大学生做毕业论文，并帮助我申请国家研究中心的经费。里昂大学条件还算可以，图书馆很好。可是，能做什么实验呢？我带有一点钋α源，寿命虽不长，还可以用一两年。可是探测器就不行了。想来想去，什么条件都不具备，制作云室、电离室、计数管、磁谱仪，都是几乎完全不可能的。那又怎么办呢？我想起来，照相底版恐怕是可以找得到的，是不是就先研究一下α粒子在照相底版上的作用。刚好里昂有生产照相底版的工厂，可以去弄到不同品种的照相版。我们做了一个扁的真空盒，让α粒子以比较小的掠射角平射到底版上。实验结果发现，钋的α粒子能够在照相底版上留下八九个黑点。这已经有点像云室中的粒子径迹了。于是，用不同品种的片子来试验，发现含银量不一样，黑点的大小和数目也不一样。再有，改变底版的处理方法或条件，也可以改变点子的粗细程度。我在里昂物理学会报告了这一结果，照相版工厂的人也来参加听讲。当时世界上其他国家也有人进行类似的实验，水平都差不多。没有想到，我在里昂的这段工作，后来在原子核乳胶工作中起了作用。

既然不可能回祖国，在里昂长住下去总不是办法，于是想能否再回到巴黎去。但回去可不是那么容易的事。因为法国当时被分为“自由”区和占领区，巴黎属于德国直接占领的地区，而里昂却属于维希政府（傀儡政府）管辖的地区。来往于两者之间是要签证的，等于出入国境一样。我已到了“自由”区，就不容易回巴黎了。

我给约里奥先生写了一封短信，问问情况。当时伊伦娜夫人身体很不好（与她的母亲一样，是受了放射性的影响之故），每年冬天都到法国瑞士边境的一个疗养区休息养病。她在疗养地（属于“自由”区）写信给我，约我去谈谈。我到那里去陪伴了她两三天。她说既然你回国无路，只要你愿意，约里奥可以帮你弄到回巴黎的签证。1943年1月，我得到了签证，回到巴黎，在居里实验室继续进行我的研究工作。

在这段时期的工作中，值得提到的有：我用云室仔细研究了电子径迹末端的弯曲，并用理论计算求出了弱能量电子的“真射程”与其能量的关系，然后与实验值比较。一方面，这对实验工作者有参考价值，另一方面也验证了贝特（H．A．Bethe）关于带电粒子与物质相互作用的理论。对我自己来说，这项工作是理论联系实验的一次锻炼。此外，在罗森布鲁姆（S．Rosenblum）系统地研究α能谱精细结构之后，我与两个法国化学工作者用电离室与线性放大器相联接，测量了“原锕”的α能谱的精细结构。我还与γ谱仪专家弗里莱（M．Frilley）、β谱仪专家许力克（J．Surugue）等合作，完成了其他几项实验。

总起来说，我在居里实验室的头八年中，在那样一个学术空气的熏陶下，通过多样化课题的研究，获得了原子核物理学和放射化学的基础知识，积累了科学工作的经验，掌握了各种类型的探测技术、实验技巧和理论分析能力；从一个对原子核科学尚未入门的青年，逐步成长为能够独立进行前沿研究的科学工作者。

不久，希特勒在战场上节节败退。1944年8月，巴黎解放。第二年，第二次世界大战结束了。不论是世界还是我个人，都进入了一个新的历史时期。

告别约里奥-居里夫妇

1946年7月下旬至1947年春，何泽慧、法国两个研究生沙士戴勒、微聂隆和我一起在居里实验室做的有关重原子核三分裂和四分裂的发现和证实，在原子核裂变的研究历史上，占有一定的地位。它不但揭示了裂变反应的复杂性和多样性，而且提供了研究处在断裂点附近的原子核各种特性的可能性，而这是很重要的，因为没有别的可用的替代手段。

约里奥先生和伊伦娜夫人对我们的工作十分支持。他们给我们提供许多方便，并且一直热心地注视着每一步的进展，对我们取得的成绩感到高兴。

在全部研究结果正式公布之前不久，约里奥先生参加了在巴黎召开的一次国际科学会议。他在会上首先宣布了这项发现，并且说：“这是第二次世界大战以后物理学上的一项有意义的工作。它是由两位中国青年科学家和两位法国青年研究人员共同完成的，是国际合作的产物。我们遵循国际科学界的准则和传统，决定立即公开发表它。我们反对某些国家把基础科学研究列入保密范围的做法，反对独占各国都作出贡献的知识成果！”

约里奥先生头天讲了这番话，第二天就有记者上门来访问我们。报纸上登载了消息，鲍威尔等著名科学家也来信祝贺。从此，三分裂和四分裂的发现，就为各国科学界所知了。

1947年夏，我的职务晋升为“研究导师”。外国科学工作者如果得到了这样的地位，一般说来，都留下来不回自己的国家了。周围的人们也以为我们将会长期在居里实验室工作下去。

可是，我们有自己的想法。我和泽慧都很清楚，继续留在巴黎，对自己的科学工作当然是十分有利的；回到贫穷落后、战火纷飞（当时中国正处在解放战争将进入转折阶段之时）的中国，恐怕很难在科学实验上有所作为。不过，我们更加清楚的是：虽然科学没有国界，科学家却是有祖国的。正因为祖国贫穷落后，才更需要科学工作者努力去改变她的面貌。我们当年背井离乡、远涉重洋，到欧洲留学，目的就是为了学到先进的科学技术，好回去报效祖国。我们怎能改变自己的初衷呢？应该回到祖国去，和其他科学家一起，使原子核这门新兴科学在祖国的土地上生根、开花、结果。我们渴望着回到离开了十年之久的故土，决心为祖国的富强、进步，贡献自己的力量。在法国和英国期间，我们接触到一些中国共产党人，看到了新中国的曙光，也看到了中华民族的希望。那时，泽慧有孕了。我们两人商定，等孩子生下来一段时间后，就尽早回国。为此，要赶快把这项研究课题做完。我着手把有关三分裂和四分裂的全部工作，整理成一篇详细的综合论文。论文写完，孩子也生下来了，这就是我们的第一个女儿祖玄（为纪念我到法国一年多以后死去的父亲钱玄同，他与祖玄年龄差六十岁）。

回国的日子终于来到了。约里奥先生和伊伦娜夫人尽管舍不得我们走，为我们要离去而惋惜，但却很理解我们，表示赞同我们所作的决定。约里奥先生说：“我要是你的话，也会这样做的。祖国是母亲，应该为她的强盛而效力。”伊伦娜夫人送给我们两句临别赠言：“要为科学服务，科学要为人民服务。”他们还把当时还是保密的重要核数据告诉了我们，并将一些放射性材料及放射源给了我们，让我们带回国。

1948年5月2日，我们抱着半岁的女儿，登上轮船，离开法国，启程东返。四十天之后，船到上海港码头，我们终于又踏上了中国的土地。在苏州泽慧家中休息一段时间后，8月回到北平（现在的北京），我到清华大学教书，兼任北平研究院原子学研究所工作，泽慧担任原子学研究所研究员，一直到迎接北平的和平解放。

四十年后的回顾

岁月流逝，自从我们结束了三分裂的研究，告别居里实验室和原子核化学实验室，离开法国，回到自己的祖国以来，一转眼间，已经四十年过去了，在这段不算太短的时间里，世界有了巨大的变化，原子核物理学有了长足的进展。我们自己，也经历了许许多多重大的事情，只是始终没有机会再来进一步研究三分裂。

我觉得，现在（1988年）是回过头来检验一下我们当年工作的合适时机。归纳起来，我深刻体会到以下几点：

科学发现需要胆识，科学发现更需要勤奋。科学需要积累，科学需要合作。

我还想谈谈原子核物理学家本身。约里奥-居里夫妇现在已经作古，与老一辈居里夫妇一起，长眠在巴黎附近梭镇基地了。第二次世界大战结束后，他们的后半生也是很有意义的。由于在政治上站在进步的方面，尤其是由于他们站出来组织保卫世界和平运动（包括支持组织“调查在朝鲜和中国的细菌战事实国际科学委员会”），反对军国主义的核武器政策，他们受到了极不公正的待遇，先后被剥夺了在法国原子能总署高级专员的领导职务，最后只能从事与原子能利用没有直接关系的高能加速器研制，生物物理研究和培养干部的工作。但为此却赢得了全世界科学界和广大普通人民的崇敬和爱戴。其实，即使像美国原子弹研制计划的主要负责人奥本海默（R．Oppenheimer），后来也受到了美国麦卡锡法西斯主义的迫害。应该说，大多数原子核科学工作者都是爱国的、进步的、关心人类命运的。

科学研究要有好的传统。或许，科学界最重要的好传统就是：学术与道德的统一。善良、正直、谦逊、实事求是、永远进取与创新、热忱帮助年青一代、热爱祖国、关心人类的前途等，这些就是一个优秀的科学工作者的基本品质。这也是我从弗莱德里克·约里奥和伊莱娜·居里两位导师那里得到的最重要的基本教益。顺便说一句，我国历代的学者大都也具有高尚的品德，从来是讲究道德与文章并重，而且道德先于文章的。我觉得在这一点上，东、西方文化传统是类似的。

最后，做科学工作需要献身精神。有志于从事科学研究的人们，不独要摒弃金钱和名誉的渴求，把自己的全部精力都用在真理的探索上，牺牲掉许多常人物质生活上的享受和“幸福”，而且有时还要冒生命的危险。布鲁诺由于坚持真理而被烧死，高士其为研究病菌而终生残废，原子核科学的先驱者们身体受到放射性的损害，这是大家所熟知的。（当然，最后这个问题曲于保健物理的发展，目前已经相当安全了，“恐核病”是完全不必要的。）我国的许多原子核事业工作者，长期在条件十分恶劣的环境中艰苦奋斗，甘当无名英雄，即使在十年动乱中受到了骇人听闻的迫害和摧残（这一点迄今鲜为人知），仍然义无反顾，甘心为祖国的繁荣富强而继续在艰苦条件节奋斗下去。我认为这种牺牲精神是值得人们敬佩和学习的。

科学技术的发展进程，具有巨大的“加速度”，确实是越来越快了。现在一年的工作，抵得上过去几年、甚至几十年。尽管如此，从长远来看，近代科学还只有短短几百年的历史，人类可能还处于“蒙昧时代”（多少年后的子孙们大概会这样看待我们今天的时代吧）。今后的发展肯定会远远超过以往。不知有多少新现象、新事物等待着人们去发现、去创造、去应用。年青的朋友们，世界是属于你们的，科学是属于你们的，美好的未来要由你们去实现。愿你们努力奋斗！

（1988年12月 于北京）

附：

约里奥-居里夫妇对钱三强的评语

（原为法文）

物理学家钱先生在我们各自领导的实验室——巴黎大学镭研究所和法兰西学院核化学实验室从事研究工作，时近10年，现将我们对他各方面优点的看法书写知下，以资佐证。

钱先生与我们共事期间，证实了他那些早已显露了的研究人员的特殊品格，他的论著目录业已很长，其中有些具有头等的重要性。他对科学事业满腔热忱，并且聪慧，有创见。10年期间，在那些到我们实验室并由我们指导工作的同代人当中，他最为优异，我们这样说，并非言过其实。在法兰西学院，我们两人之一曾多次委托他领导多名研究人员。这一艰难的任务，他完成得很出色，从而赢得了他那些法国与外国学生们的尊敬与爱戴。

我们的国家承认钱先生的才干，曾先后任命他担任国家科学研究中心专任研究员和研究导师的高职。他曾荣获法兰西科学院颁发的奖金。

钱先生还是一位优秀的组织工作者，在道德、学术与技术方面，他具备研究机构的领导者所应有的各种品德。

原子能专署高级专员、法兰西学院教授弗莱德里克·约里奥-居里

巴黎理学院教授伊伦娜·约里奥-居里

1948年4月26日于巴黎

G．P．汤姆孙致约里奥信 （译文）

1945年6月4日于伦敦

我亲爱的约里奥：

钱三强先生通过一位朋友申请到我的实验室来工作。他出示了您和夫人的证明信。他是一位相当有能力的人，我也十分愿意接受他。只是你们信中未曾提及他的个人品德，不知是否有意忽略。我们不时发现某人在科学上有重大成就，但他却不断与身边的同事产生矛盾。这样的事例，你我都可在一些名人中找到。因为我的研究室将会有许多新人加入，并且重新开始研究活动，将会遇到许多困难，因此，我很不愿意使自己困扰在这类的麻烦之中。很可能我的这种担忧是多余的，但是如果我有机会接受他来工作的话，我将会在这方面加以注意。

很遗憾，上次您来英格兰我错过了与您会面。此前那次与您和居里夫人面晤，是那样的令人愉快。

您忠诚的

G．P．汤姆孙

伊伦娜·约里奥-居里回汤姆孙信 （译文）

1945年6月12日于巴黎

亲爱的汤姆孙教授：

您应当对钱三强先生的情况放心。他是一个和蔼可亲的人，而且他又是一个人才。他在我们实验室工作期间，约里奥和我本人同他相处得极其愉快。

请接受最良好的祝愿。

伊伦娜·约里奥-居里

钱三强致约里奥-居里信 （译文）

1949年12月3日于北京

敬爱的老师们：

我从布拉格回国以后，所有的进步人士都被吸收到国家各个组织的重建工作中。我的工作主要是从事科学领域和青年方面的工作。有的时候，我感到有些担心，因为我不知道是否我还可以重新从事我的研究工作，但从另一方面说，我知道人民的胜利不是件容易的事情，为了能获得彻底的的胜利，每一个人都应当作出自己的贡献。全国的每个爱国同胞都作出了牺牲，如果我能够用我一生的某个阶段来参加国家的重建工作，这将也是为“胜利而牺牲”（这是约里奥-居里二战时为拯救法兰西提出的口号——注）。现在我们的政府已经建立了，同时每个人也在开始他们的职业活动。我被应召到中国科学院，属政府组织内一个独立机构，负责承担组建原子核物理研究所的工作，包括准备组建一个原子核物理实验室，一个宇宙射线实验室，一个原子核化学实验室，以及一个涉及宇宙射线和原子核研究的理论物理实验室，后者将由彭桓武先生来领导（他曾指导了Morette女士的博士论文）。除此而外，我还负责着科学研究领导办公室（研究计划局——注）的工作，这是一个负责科学研究工作的机构。

在最近召开的全国工会大会上，我们听说世界科学工作者联盟准备在中国召开其下一届代表大会。我们讨论了这个问题，并一致地热情地接受这项使命。我们把这个科学工作者们的意见，反映给了理事会主席，他对我们的计划立刻表示同意。同时，他还问了我们需要多少经费预算，其中包括旅费。为了符合世界科学工作联盟的条文和正规手续起见，他建议我给您写一封正式的信件，而且他还要去请吴玉章先生（一位70岁的中国共产党老革命，全国科学工作者协会主席，加香（Cachin）先生和保罗·郎之万先生的朋友），以他个人的名义再给您写封信半官方表达这个意愿。这两封信，理事会秘书长已经看过了，并委托萨杨（Saillant）先生转交给您。如果科学工作者联盟最后决定这们做，则请您正式给我们来函表示在中国召开该会的意向。我们将一定会给您肯定的答复。实际上，我们已经开始做这个会议的准备工作了。

今后几年，我们的经济条件不可避免的还会遇到困难，在这种情况下，我们科学院决定明年将仅仅建设原子核物理研究所，其他的几个所将暂时维持战前的状态。正因为此，我们愿意把世界科学工作者联盟大会纳入计划，以便能同时邀请众多的“客人”来中国，显然多数的“客人”将是原子核物理、宇宙射线和理论物理领域的科学家。我们已经初步考虑了一个名单：约里奥-居里夫妇、玻恩（Born）、海特勒（Heitler）、布莱克特（Blackeit）、罗森菲尔德（Rosenfeld）、莫勒（Moller）、鲍威尔（Powell）、奥基亚勒（Occhilini）、鲍林（Pauling）、冯·卡门（Kārmān）、沙普利（Shapley）、李约瑟（Joseph Needham）（F．M．T．S．的成员未在此处列出。）我们请您考虑并请邀请他们。你们是否同意来参加此次大会？这些被邀请的人中能有人给我们作一些系列性报告。

此外，可否请您问一下瑞士的厄利孔（Oerikon），了解一下在达拉尔（Dallars）像您学院里那台回旋加速器的价格是多少（美元）？

谨向您致以最诚挚的敬意，我将再给您写信。

您诚挚的

钱三强

（以上3封原件在巴黎居里实验室档案馆）