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这里有一种异样的气息。空气中弥漫着陈腐的臭氧。漆黑的窗户之间的区隔把实验室隔为大小不一的两个部分。屋子里有物理设备、玻璃杯、控制板、立放着的测量仪，但是还有放在轮子上的照相机似的盒子、玻璃的照相制版一行行地覆盖着墙面——说不清这是摄影师的画室、暗房，或者是发明者、技术巫师的工作室……
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汉斯·卡斯托普看见一些肢体：手、脚、膝盖骨、股骨、胫骨、手臂、部分骨盆。但是，人体这些部分的圆形生命形式只让人觉得像是幽灵、呈气态；像是雾和黯淡的光芒，它姑且环绕着其核心，即骨骼。骨骼清晰可见、细节精确……
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此刻，助手打开了控制开关。有那么两秒钟的时间，恐怖的力量发挥作用，足以穿透物质。汉斯回忆，那是数千伏、上十万伏的电流。被勉强驯服以满足目的的动力寻找别的途径以图重获自由。电流发出射击般的声音。设备周围爆发出闪着蓝光的噼里啪啦声。扩展的闪电沿着墙壁闪烁游走。一只红灯从某个地方像眼睛一样注视着一切，沉默、气势汹汹……然后一切归于寂静；光现象消失了，约阿希姆出了一口长气。结束了。
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这是近乎于奇迹的科学，在分析和宗教意义上都是一种启示，X光的潜在力量令普通大众崇信，也令科学家着迷；在1900年之前的那些年，巴黎科学院60%的文章讨论的都是这个主题。亨利·贝克勒尔决定研究与物质已知品质的一个可能的联系。在X光的产生过程中，真空管释放出一种微弱的、类似某些物质发出的磷光——如果这些物质之前暴露在光下，那么在黑暗中就会发光。作为一位能干的科学家和法国科学科研机构的顶梁柱，贝克勒尔是做这项研究的理想人选：像他的父亲和祖父一样，他也是巴黎自然历史博物馆的馆长，拥有大量的自然标本可以使用。为了检验这些发出磷光的物质是否也释放X光，贝克勒尔首先把它们放在光下，然后把它们放在照相底版之上，看它们是否造成放射阴影。
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当恶劣的天气迫使他中断研究时，贝克勒尔已经采用磷光的铀盐建立了自己的研究。他决定把铀盐包起来放进容器里，照相底版则用黑布裹起来以免曝光，等到阳光充足的时候再说。等他把那堆东西拿出来的时候，他惊奇地发现照相底版在没有光的情况下已经曝光了。铀发出科学未知的辐射。贝克勒尔觉得他的发现很有趣，但是还没有重要到足以让他罢手研究伦琴发现的那些射线的程度。
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当时，正在寻找项目的玛丽·居里是博士研究生，她在一所妇女高职院校担任教师，赚取一份微薄的生活费。她怀着极大的兴趣聆听了贝克勒尔的演讲。她觉得这种未知的射线很重要，并决定接受这份挑战。在作为教师的职责之上，尽管她刚刚出生的女儿主要靠她自己照料，她还是挤出了时间，进行也许算得上是20世纪最艰苦最辛劳的一项科学发现。
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居里后来回忆说，她在极其可怕的条件下从事研究：
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物理学院不能给我们提供合适的场所，由于没有更好的条件，院长允许我们使用废弃的、原来做过医学院解剖室的棚屋。它的玻璃屋顶漏雨；夏天热得要死，冬天，只有靠近铁炉子才可以稍微减轻一点儿严寒。没有获得化学家们普遍使用的、必要的合适的设备。我们只有几张老旧的松木桌子，我们把熔炉和煤气灶放在上面。我们不得不使用相邻的院子，进行那些会产生刺激性气体的化学操作；即便这样，气体还是充斥着我们的棚屋。我们靠着这个设备开始了令我们筋疲力尽的工作。
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……夜间进入工作室是我们的一大乐趣；那会儿，在微弱的光线下，我们看见周围都是装着我们的产品的瓶子和瓶盖的剪影。那个景象真的太可爱了，而且对我们来说总是充满新鲜感。发光的管子散发着微弱的、童话般的光芒。
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为了进一步了解这种神秘的辐射，需要找到释放它的物质，并提炼这些物质。在自然界，它们只和其他元素尤其是盐或者金属化合物共同存在。贝克勒尔已经发现空气接触“铀射线”可以导电。凭借着她丈夫开发的、测量非常微弱的电流的复杂仪器，玛丽亚可以确定她实验室的空气传输电流的程度，从而可以证明辐射的存在。
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居里研究了所有已知的元素，得到两个关键的发现：除了铀以外，钍也可以释放辐射；而且，尽管它们有很不相同的化学性质，含有两种元素的不同化合物释放出同样的辐射量。居里的结论认为，确定辐射强度的不是放射性物质的分子结构，而是其中铀或者钍的含量。换言之，由于铀和钍是特定的原子，是元素周期表的一部分，辐射只能是原子本身的属性，而不是分子结构的属性。这是一个革命性的发现：如果说之前认为是所有物质的可能的最小单位的原子在释放射线，那么，它们的结构肯定比原来的认识更加复杂。
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在他们测试的所有自然放射性物质中，沥青铀矿，主要见之于西姆斯塔尔（今天捷克共和国境内的雅克摩夫）的一种富含铀的矿物，是最可能的进一步研究对象，特别是因为它有一个令人费解的特质：它比单纯的铀放射性更强，这表明它可能包含其他迄今未知的元素。皮埃尔放弃了自己的研究工作，和玛丽一起做研究，于是，夫妻俩一起着手取得大量的沥青铀矿（奥匈帝国科学院慷慨的、虽然并不是无私的捐赠矿物帮了很大的忙），用酸分解它们，一再结晶成不同的化合物，其中的一种化合物脱颖而出，1898年，居里夫妇获得充分的信心公布他们的研究，宣称“我们因此相信，我们从沥青铀矿中提取出来的物质包含一种以前不为人知的金属，其分析属性类似于铋。如果这种新的金属的存在得到证实，我们建议以我们其中一人出生国家的名字将其命名为钋。”同年稍晚，他们发表了第二项发现。他们写道，“钡化合物包含另外一种具有更强放射性的新元素。”他们将其命名为镭。
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晕眩年代：1900-1914年西方的变化与文化 诺贝尔奖
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年轻的科学家玛丽·居里的博士论文概述发现了一种属性未知的新元素，科学圈为之轰动。巴黎科学院的成员认为这样辉煌的成就应该获得诺贝尔奖，但是，不是给这位年轻女士的。他们推荐皮埃尔·居里和贝克勒尔共同获奖，瑞典科学院同意了。居里先生得到信邮的正式通知——但他拒绝受奖。他致信颁奖方，表示为自己被提名而感到荣幸，但是，最重要的贡献出自他的妻子，如果没有她，他不会取得如此杰出的成就。经过紧急磋商后，委员会同意皮埃尔和他的妻子共同享有他的那部分奖励，于是，1903年，居里夫人凭着镭的发现而成为诺贝尔物理学奖的联合得主。
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玛丽深受健康欠佳的影响，以至于不能去斯德哥尔摩出席颁奖仪式，而她的丈夫再一次证明他是一个忠诚的人。两年后的1905年，他们才一起前去领奖。在受奖演说中，皮埃尔列举了他对新元素的希望和恐惧：
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如果落入犯罪分子手中，镭会造成极大的危险，由此提出一个问题：人类是否从了解自然的秘密当中受益，人类是否准备好了从中获益，或者这份知识会不会对人造成危害？诺贝尔发现的例子就是典型，因为强力的炸药帮助人类做奇特的工作。但是，它们也是把人类引入战争的犯罪分子手中可怕的毁灭手段。我像很多人一样与诺贝尔有着同样的信念：人类从新发现中获得的好处超过坏处。
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诺贝尔奖为居里夫妇赢得了国际声望，皮埃尔获得了索邦大学的教授职位，也有了相应的单独实验室，这样，他们也终于有了更好的工作条件。突如其来的荣誉也有其不受欢迎的方面。媒体感兴趣于这对夫妇、他们的发现，以及这位凭着单纯的智慧和几乎超人的韧性在男人的游戏中击败了男人的女性。各种晚餐、仪式、采访、记者来访应接不暇——这些都是对研究工作的恼人打扰。镭以其看似神秘的特性抓住了公众的想象力。
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居里夫妇最高兴的是脱离这种马戏团式的场面，埋首于他们的研究。皮埃尔甚至在右臂上绑了一个装着铀盐的玻璃瓶子，观察它的效果，结果他发现它造成烧伤，留下灰色的瘢痕，六个星期后都还不愈合；他还喜欢在背心口袋里装少量的铀，以便给朋友们说明其磷光特性。在茫然不知的情况下，居里夫妇受到大量放射性的无情毒害。
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然而，当灾难袭击科学界最伟大的团队之一员时，放射性所起的作用仅体现在它伤害了皮埃尔生命的这一点。1906年，濯足节周四那天，他穿过一条繁忙的道路。当时天下着雨，他打着雨伞，没看见迎面而来的一辆军需供应马车。他直端端地和马撞了个正着，摔倒在地。马车的一个后轮压碎了他的头。在他葬礼的几天之后，他悲痛欲绝的妻子在日记中写道：“我的皮埃尔，我无时无刻不在想念着你。我的头烧灼如火，我感觉自己快疯了。我无法理解为什么我不得不一个人活着，看不见你，不能对我亲爱的生活伴侣微笑。”玛丽还是活下来了，尽管多年健康欠佳，还要忍受法国保守报纸发起的针对她的仇恨声浪，她仍然继续做她的研究。1911年，她以放射性的研究而获得了第二个诺贝尔奖。1934年，她死于辐射诱发的白血病。
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晕眩年代：1900-1914年西方的变化与文化 确定性的瓦解
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科学对于局外人是个好地方。非同寻常的制高点有时候让人能见其他人之所不见。玛丽·居里从她的祖国波兰一路奋斗到法国科学研究的中心。另一位科学天才的人生始于新西兰的土豆农场。他是一个早慧的男孩儿和有天赋的研究者，他在基督城市上学，申请了剑桥大学的奖学金。传说申请成功的消息传来的时候，他在地里收庄稼。他直起背，说：“这是我挖的最后一颗土豆。”
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