從約克里居里的獲獎作品看諾貝爾化學獎的缺失

從約克里居里的獲獎作品看諾貝爾化學獎的缺失

有一名婦女在向原子進攻的戰(zhàn)斗中槍。她是比利的女兒伊倫娜。1934年，她和丈夫約地殼一起用顆粒轟炸鋁，并從自然界不存在的物質(zhì)——元素-磷的輻射同治中獲得。盡管她已經(jīng)和她的丈夫一起接受了1935年諾貝爾化學獎，但由于人工核反應的新人工放射性，她獲得了1935年諾貝爾化學獎。然而，他們發(fā)現(xiàn)自己的錯誤和電子失明與70年前的今天相比，我總結(jié)并記錄了約里奧居里的經(jīng)驗和教訓，這有助于提高科技人員的素質(zhì)，激發(fā)人們的思想，提高他們對自然的感知。1正電子的發(fā)現(xiàn)中子的發(fā)現(xiàn)是一個較長期的過程,并有一段復雜而具有戲劇性的歷史.首先要提的是盧瑟福的中子假說.1920年6月盧瑟福在貝克林講座時所作的報告中提出:“在某些條件下,一個電子有可能更緊密地同H核結(jié)合,從而形成一個中性偶極子.這樣一個粒子將具有很異常的特性.它的外部電場實際上將等于零,除非特別靠近它的核.因此,它能夠很自由地通過物質(zhì).它的存在也許很難用光譜儀進行檢測,也許不可能把它禁閉在密封容器里.另一方面它應能很容易地進入原子結(jié)構(gòu)中,或是同核結(jié)合,或是被核的強場分裂.”盧瑟福還聲稱:“要解釋重元素核的構(gòu)成,這種粒子的存在看來是必不可少的.”盧瑟福的預言轉(zhuǎn)化成為人們尋找中子的行動.向中子的實際發(fā)現(xiàn)邁出第一步的是德國物理學家玻特和他的學生貝克爾.1928年,他們用天然放射性元素釙(Po)放出的α粒子去轟擊鈹,發(fā)出一種穿透力極強的射線,根據(jù)當時所知,由被轟擊物質(zhì)產(chǎn)生的各種形式的射線中,唯一能夠貫穿鉛層且在磁場中運動方向不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的只有γ射線,依據(jù)這個傳統(tǒng)觀念,他們沒有邁出決定性的一步,而是在實驗記錄上寫下“發(fā)現(xiàn)高能γ量子”這樣錯誤的結(jié)論.1932年1月,在巴黎居里實驗室的約里奧·居里夫婦用強釙源重復了玻特和貝克爾的實驗,并測量了由鈹放射出的未知射線對鉛的穿透.他們又在鈹和輻射探測裝置之間放上一塊石蠟,以檢測石蠟是否會吸收鈹輻射.使他們十分驚訝的是,鈹輻射竟能從石蠟里打出質(zhì)子,而且飛出的質(zhì)子有高得驚人的速度!但他們卻錯誤地按γ射線的康普頓效應來解釋這一現(xiàn)象.當約里奧·居里夫婦的觀察結(jié)果和解釋傳到卡文迪什實驗室時,盧瑟福聽了解釋后大聲喊道:“我不相信.”這一大叫反倒使他的學生和助手,英國物理學家查德威克開始重視起約里奧·居里夫婦的實驗來.他用釙加鈹作為輻射源重做了約里奧·居里夫婦的實驗,同時他還用所得輻射去轟擊氫、氦和氮.由于受到他的老師盧瑟福在1920年所提出的中子假說的指導,他沒有簡單地用γ射線來解釋,而是比較它們的反沖現(xiàn)象并進行深入分析,檢驗碰撞的能量關系,并用云室測量鈹輻射的質(zhì)量,結(jié)果發(fā)現(xiàn)這種輻射含有一種質(zhì)量同質(zhì)子相當?shù)闹行粤Ｗ?他敏銳地認識到這就是尋找已久的、盧瑟福所預言的那種粒子,并把它命名為中子.1932年2月17日,也就是約里奧·居里夫婦發(fā)表實驗報告一個月后,查德威克發(fā)表了他的研究結(jié)果,宣布了中子的發(fā)現(xiàn).就這樣,一項重大的發(fā)現(xiàn)在約里奧·居里夫婦手中溜走了.約里奧·居里夫婦還失去了發(fā)現(xiàn)正電子的機會.正電子是人們認識的第一個反物質(zhì)粒子.與盧瑟福的中于假說相類似,1931年5月英國物理學家狄拉克在解釋相對論性電子波動方程的負能解時,提出了“電子海假說”,預言存在一種與電子質(zhì)量相同而電荷相反的粒子.可是,狄拉克的這一預言并未引起物理學家的足夠重視,許多物理學家對狄拉克的預言表示懷疑甚至反對.在沒有人專門設計實驗以觀察反電子存在的情況下,美國物理學家安德森在利用云室觀察宇宙線時“不經(jīng)意”地發(fā)現(xiàn)了正電子.1932年,安德森從事宇宙線能量的測量.8月,在他拍的一張照片中,顯示出一個帶電粒子由底部進入.由于云室內(nèi)有強磁場,粒子沿著弧形路徑前進,在穿過6mm厚的鉛板之后,它的速度減慢,因而路徑的曲率增大,路徑的上半部的曲率比下半部的曲率大,這個事實證明粒子的運動一定是自下而上的.知道了粒子運動的方向后,安德森推斷它所帶的電荷是正的.他更進一步,根據(jù)穿過鉛板以后的曲率改變的幅度,證明了這種粒子比質(zhì)子要輕得多.他指出,照片上顯示的徑跡長度超過5cm,而具有這樣曲率的質(zhì)子至多只能有5mm的行程,所以這個粒子不可能有大到質(zhì)子的質(zhì)量.根據(jù)曲率方面的考慮,他排除了兩個獨立的電子徑跡恰好重疊在一起而造成一個粒子穿過鉛板這一印象的可能性,即也不可能是一個光子從鉛板中打出兩個粒子,一個向上,一個向下.分析的結(jié)果,他肯定他發(fā)現(xiàn)了帶有正電荷并具有與自由負電子同量級質(zhì)量的粒子.安德森稱之為Positron(正電子).這個詞是Positive和electron的縮寫.當他的關于存在自由正電子的論文于1932年9月在一個很不起眼的期刊上發(fā)表時,引起了世界性的轟動,因為它第一次證實了狄拉克的反粒子理論,使人們認識到整個世界中存在著反物質(zhì)世界的“半邊天”.實際上,安德森并不是觀察到正電子的第一個人.當消息傳到巴黎,約里奧·居里夫婦迫不及待地翻閱了他們云室照片的檔案,在他們研究用α粒子轟擊鋁(Al)靶時發(fā)現(xiàn),除了發(fā)生(α,n)反應外,還有正電子放出,他們早已經(jīng)拍攝到了正電子徑跡的照片,也就是說他們甚至在安德森之前在云室中看見過正電子,然而,他們未經(jīng)認真思考分析就把它理解為向放射源移動的電子.這樣在半年多的時間里,約里奧·居里夫婦接連錯過了發(fā)現(xiàn)中子和正電子的機會,與諾貝爾物理學獎失之交臂.2放射性磷的產(chǎn)生—成功發(fā)現(xiàn)人工放射性查德威克發(fā)現(xiàn)中子,直接得益于約里奧·居里夫婦實驗的啟示.但據(jù)傳,盧瑟福堅持要把發(fā)現(xiàn)中子的諾貝爾物理學獎發(fā)給查德威克一個人,他說“至于約里奧夫婦嘛,他們是那樣的聰明,不久會因別的項目而得獎的.”果然,不出盧瑟福所料,1934年約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)了人工放射性,次年即獲得諾貝爾化學獎.安德森發(fā)現(xiàn)正電子之后,約里奧·居里夫婦開始用實驗去尋找正電子.在用α粒子逐個去轟擊各種元素時,他們驚異地發(fā)現(xiàn):在受轟擊的元素中,中等質(zhì)量的元素將放射出質(zhì)子,而某些較輕的元素,包括鋁和硼,有時不是放射出質(zhì)子,而是先放射出中子,然后再放射出正電子.為了解釋同類實驗的兩種不同結(jié)果,他們提出了一個假設:一個質(zhì)子是由一個中子和一個正電子構(gòu)成的.1932年10月在布魯賽爾召開的第七屆索爾維會議上,約里奧·居里夫婦報告了他們的實驗和解釋,但出人意料的是報告遭到邁特納女士的反對.雖然玻爾和泡利給與他們一些鼓勵,但大會意見偏于邁特納女士,正如約里奧所言:“到了最后,參加大會的大多數(shù)物理學家都不相信我們實驗的精確性.”約里奧·居里夫婦回到巴黎,決心把這場爭論弄個水落石出.他們用α粒子去轟擊鋁,并逐漸減少它的能量.他們發(fā)現(xiàn),當α粒子“在達到一個最低速度時,中子放射完全停止了”(這可能正是邁特納所觀察到的現(xiàn)象),但是正電子放射卻仍在進行著,甚至在α粒子轟擊停止以后,正電子還要繼續(xù)發(fā)射一段時間,發(fā)射速度隨時間逐漸降低,最后趨于零.如同天然放射性一樣,正電子衰減規(guī)律具有一個特定的半衰期(3.25min).他們由此判斷這些放射性是人工核反應的產(chǎn)物.為了進一步確認這是一個新的發(fā)現(xiàn),約里奧夫婦通過化學分離獲得了放射性磷(P).他們使用的方法是將照射過的Al溶于鹽酸中,收集放出的氫氣,氫氣中載帶極微量的放射性PH3,引入電離室測量,整個實驗只用了不到3min.測量結(jié)果表明,正電子放射性都集中在氣相中,溶液中殘渣測不出放射性.這樣,就從物理和化學角度證明了新的放射性元素的產(chǎn)生.約里奧·居里夫婦得到的結(jié)論是:Al原子核俘獲α粒子時,產(chǎn)生一個新的放出正電子的放射性元素磷(30151530P),核反應式為:2713Al(α?n)3015P→β+3014Si1327Al(α?n)1530Ρ→β+1430Si.不久,他們用α粒子轟擊硼得到第二個人工放射性元素氮(137N),核反應式為:105B(α?n)137N→β+136C.1934510B(α?n)713Ν→β+613C.1934年1月15日,約里奧·居里夫婦把他們的發(fā)現(xiàn)公布在《報告》上并自豪地宣告“這些實驗第一次做出了人工嬗變的化學證明.”他們的這一發(fā)現(xiàn)為放射化學開辟了新的途徑.3奧羅斯居里夫在諾里的道路上的鼓勵由上可見,約里奧·居里夫婦的諾貝爾獎道路既是成功的又是曲折的.從其成功和失誤的歷程中,我們可以獲得一些有益的啟示.3.1對約形成中性輻射存在的認識理論思維又叫理性思維、辯證思維,它既包括哲學思維,又包括邏輯思維,還包括自然科學中的理論、假說以及聯(lián)想和想像等.約里奧·居里夫婦在實驗中雖然遇到中子但未能辨其性質(zhì),雖已在照片上拍攝到正電子徑跡,卻鬼使神差地未能辨認出,源于他們在研究中忽視了理論思維.首先,科技工作者要學會正確的運用科學假說.恩格斯曾說過:“只要自然科學在思維著,它的發(fā)展形式就是假說.”科學假說是根據(jù)已知的科學原則和實驗事實,對未知的自然現(xiàn)象及規(guī)律性所作的一種假定性的說明.其作用是指出新實驗和新觀測,有時還能指導新發(fā)現(xiàn),甚至在假說本身并不正確時亦如此.約里奧·居里夫婦不知道盧瑟福關于存在中子的假說,也不接受狄拉克關于正電子的預言,這就使他們的理論只停留在γ射線和原子中只有質(zhì)子和電子兩個基本粒子上,而沒有發(fā)揮假說的預見功能,他們原有的理論也就沒有實現(xiàn)突破.解釋性原則也是建立科學假說要遵循的方法論原則之一.解釋性原則要求,假說不應與已知的經(jīng)驗事實相矛盾,不僅能解釋個別事實而且能解釋已知的全部事實,并對已知事實做出自洽的說明.哪怕只有一項事實和假說相矛盾,這個假說也應修改甚至摒棄.在約里奧·居里夫婦用強釙源重復了玻特和貝克爾的實驗時,如果認為那種中性射線是γ射線,則表明質(zhì)子是由于與γ射線產(chǎn)生撞擊而被撞擊出來的,質(zhì)子質(zhì)量與能量都知道,由此可以計算出這種γ射線的能量最少應為55×106eV,但科學家根據(jù)這種中性射線貫穿鉛的吸收情況測定它的能量實際只有700eV.這顯然是違反能量守恒定律的.根據(jù)科學假說必須能夠解釋全部的經(jīng)驗事實的原則,約里奧·居里夫婦顯然應該認真核算,懷疑原來的理論,但他們?nèi)院筒Ｌ匾粯?把鈹輻射看成是γ射線,沒有顧及解釋的困難而及時放棄這種解釋,因而錯過了發(fā)現(xiàn)中子的好機會.同時,他們也違背了假說解釋的多元性原則.所謂假說解釋的多元性原則就是當人們根據(jù)已有的理論原理去說明事變的原因時,可以從各個不同的角度去解釋事變的原因.也就是說對事實所能做出的理論解釋不是一元的,而是多元的.約里奧·居里夫婦把那種貫穿力很強的中性射線假設為γ射線,在把觀察到的事實解釋為γ射線的康普頓效應時,存在著一個矛盾.γ射線是由質(zhì)量幾乎為零的光子組成的,在一般的康普頓效應中反沖電子很輕,容易被反沖,但在實驗中鈹輻射通過石蠟能打出質(zhì)子,質(zhì)子的質(zhì)量是電子的1836倍,并不容易被反沖.就如一顆彈子撞擊另一顆彈子,這是容易反沖的,但是如果一輛汽車被一顆彈子撞擊,他就不會有明顯的移動了.如果他們按正常的邏輯去思考問題,很顯然,這一中性輻射具有γ射線不具備的功能,根據(jù)上述的矛盾,完全應該懷疑原先的解釋,即應當意識到把那種中性射線解釋為γ射線是根本說不通的,進而應當另尋新的解釋,然而他們卻用“也許是γ射線有一種新的作用”來做勉強的解釋.其次,科技工作者要自覺運用邏輯推理.成功地證明了中子的存在并確定了它的性質(zhì)的查德威克正是把邏輯推理與直觀認識和實驗研究結(jié)合起來,從而得到正確的結(jié)論.他在理論思維的指導下,對觀察到的氫核(質(zhì)子)的軌跡進行仔細的分析,首先確定這種新射線不會被磁場偏轉(zhuǎn),然后確定這種粒子的速度不到光速的1/10,又借助于云室計算出石蠟釋放出的質(zhì)子的能量,從而計算出產(chǎn)生質(zhì)子束的鈹輻射的能量,進而推導出如果假定鈹輻射是γ輻射,那么得出的能量就會大得驚人,從而排除它是某種γ射線的可能性.接著他又巧妙地進行碰撞實驗,通過對碰撞的能量條件進行廣泛的研究和計算,推導出了鈹輻射事實上是由粒子組成,這種粒子的質(zhì)量大約與質(zhì)子相同.而約里奧·居里夫婦雖然在發(fā)現(xiàn)中子的道路上以其卓越的實驗作出了貢獻,但當他們用鈹射線轟擊石蠟或別的含氫物質(zhì)而放出一束強質(zhì)子流時,他們雖已觀察到這一現(xiàn)象,但卻未能靈活運用邏輯推理,因而對實驗結(jié)果作出了錯誤的理解.理論思維指導下進行巧妙設計的還有安德森的實驗.首先他們設計了一臺研究宇宙射線的云室裝置,這樣就可以從宇宙射線粒子在磁場中的偏轉(zhuǎn)曲率來測量它們的能量.為了確切的確定宇宙射線粒子的運動方向,他把一塊鉛板橫著插在云室的中間平面上,這樣獲得的實驗結(jié)果,只有假定粒子帶正電而且質(zhì)量與通常的自由負電子的質(zhì)量同數(shù)量級,才是合乎邏輯的.而約里奧·居里夫婦對中子和正電子的判斷都有些輕率和過于匆忙了.3.2重視交流研究,形成科學的單一性、雙重性的交流研究約里奧·居里夫婦失去發(fā)現(xiàn)中子的原因還在于他們沒有充分認識到學術交流對科學發(fā)展的重要作用.學術交流可以啟迪科技人員的思維,提高創(chuàng)造思維的能力.交流者通過思想的互相“碰撞”,汲取精華,受到啟發(fā),產(chǎn)生靈感.歷史上很多重大的科學發(fā)明,都是科學家集體智慧的結(jié)晶.盧瑟福曾經(jīng)說過:“科學家目前正在進入一個無人境地,要想獲得任何有關科學進展的真實面貌,無疑需要掌握和熟悉大量的情報.”肖伯納也認為:“倘若你有一個蘋果,我也有一個蘋果,而我們彼此交換這些蘋果,那么,你和我仍然是各有一個蘋果.但是,倘若你有一個思想,我也有一個思想,而我們彼此交流這些思想,那么,我們每個人將各有兩種思想.”1932年盧瑟福在法國的一次演講中正好講自己關于中子存在的猜想,而約里奧·居里夫婦認為聽人家講不如自己做實驗,沒有去聽那次報告,以至把俯拾即得的機會錯過了.后來,約里奧曾說:“要是我們倆聽過盧瑟福的貝克林講座的話,就不會讓查德威克捷足先登了.大多數(shù)物理學家,包括我們自己在內(nèi),沒有注意到這個假設.但是它一直存在于查德威克工作所在的卡文迪什實驗室的空氣里,因此在那兒發(fā)現(xiàn)了中子,這是合情合理的,也是公道的.”可見,學術交流的作用與意義是重大的,將會產(chǎn)生的現(xiàn)實的和未來的,直接的和間接的,近期的和遠期的效應是不容忽視的.科學家之所以偉大,很重要的一個原因是善于與各方面的學者積極交流研究成果.閉門造車,孤高自傲的人是無法登上科學高峰的.3.3抱有否定新粒子的成見科技史上,傳統(tǒng)觀念一旦形成,人們就習以為常而不自覺地遵循,而這種思維定勢往往束縛人們的思維創(chuàng)新,阻礙人們的科學探索.玻特和貝克爾根據(jù)當時所知,斷定鈹輻射為γ射線,約里奧·居里夫婦囿于傳統(tǒng)的中性射線就是γ射線的觀念,在新的實驗事實與舊觀念發(fā)生矛盾的情況下,不敢提出新的中性粒子即“中子”的新觀念.孰不知,γ射線是中性射線,但除了γ射線自然界中就沒有其他射線是中性射線嗎?γ射線能穿透鉛層,但能否保證自然界中只有γ射線能夠貫穿鉛層呢?約里奧·居里夫婦受傳統(tǒng)束縛太深,當他們用舊的觀念去套新的實驗事實時,即使矛盾重重、漏洞百出,也不敢或不曾懷疑原有的傳統(tǒng)觀念,這樣新的發(fā)現(xiàn)機會就喪失了.另外,像同時代的多數(shù)人一樣,約里奧·居里夫婦抱有否定新粒子的成見,而且他們表現(xiàn)得尤為明顯.狄拉克在談到他的理論所預言的正電子時說:“為什么當時實驗工作者沒有發(fā)現(xiàn)它們呢?因為他們抱有否定它們的成見.那時實驗工作者對粒子在磁場中沿著曲線軌道運動已做了大量實驗,如果我們知道了粒子的電荷符號,那么彎曲的情況就指明粒子沿徑跡和運動的方向.實驗工作者習慣地看到,電子從一個源出來,其徑跡有相應的彎曲.然而,他們也看到了反向彎曲的徑跡.他們就把這些徑跡解釋為偶然有一些電子是朝著源運動的,而不認為是從源發(fā)射出的帶正電荷的粒子.這是當時一般的見解.當時人們否定新粒子的成見如此之深,以致他們從未考察一下這些射入源內(nèi)的電子的統(tǒng)計數(shù)字,也就看不到這種粒子的數(shù)量真是太多了.”抱有很深的否定新粒子的成見,致使約里奧·居里夫婦即使在云室中早于安德森看到過正電子運動的徑跡,也只是把它解釋為向放射源移動的電子.約里奧·居里夫婦后悔的不僅是失去發(fā)現(xiàn)中子的機會,同樣還有正電子.但是,在放射性發(fā)現(xiàn)過程中,他們吸取失去發(fā)現(xiàn)中子和正電子機會的教訓,敢于根據(jù)自己的確鑿實驗事實,大膽質(zhì)疑傳統(tǒng)和權威.在第七屆索爾維會議的大多數(shù)物理學家的猜疑情況下,在遭到邁特納女士等權威的反對時,他們依然堅持自己的見解.他們在之后的實驗中不放棄任何異?，F(xiàn)象,用釙釋放的α粒子轟擊鋁,用靈敏度極高的蓋革計數(shù)器測量,結(jié)果發(fā)現(xiàn),α粒子轟擊鋁原子時,鋁原子放出了正電子(正電子僅存在10-9s).但關閉了釙源之后,蓋革計數(shù)器仍在咔咔作響,這表明正電子還在釋出.當時,約里奧平靜的對妻子說:“我懷疑我們創(chuàng)造了人工放射性鋁.”這時的約里奧·居里夫婦已經(jīng)走出了傳統(tǒng)理論的巢臼,及時獲得了新的發(fā)現(xiàn).正如約里奧從切身體會總結(jié)出來的一句至理名言“實驗結(jié)果離理論越遠,那就離諾貝爾獎越近.”3.4人工放射性的發(fā)現(xiàn)—科技工作者要正確認識和處理理論與實驗的關系對于理論與實驗的關系,實驗物理學家丁肇中教授曾說:“做實驗確實非常重要.因為任何理論沒有實驗證明,是沒有用的.實驗可以推翻理論,理論絕對不能推翻實驗,……”物理學中的實驗不僅僅是現(xiàn)象的觀察,還是這個現(xiàn)象的理論詮釋.也就是說,只要實驗持續(xù)著,理論就應該等待,在嚴格的秩序下呆在實驗室大門之外.當科學家直接面對事實時,理論應該保持緘默,遠離科學家而不去打擾他.科學家必須毫無先入之見地觀察事實,審慎的收集事實,不管它們?nèi)《€是反駁理論的預言.20世紀30年代初,居里夫人的鐳研究所一直在研究α粒子轟擊輕元素后引起的核反應.由于約里奧·居里夫婦精湛的實驗技能,他們在這方面一直處于領先地位.但他們卻在1932年1月發(fā)表了關于中子的錯誤解釋的實驗報告,在云室的照片中未能認出正電子.他們沒有正確處理理論與實驗的關系,對于他們原有的理論和觀念過于自信,在實驗觀察中,忽略了與他們意圖無關的東西,避免可能出現(xiàn)的與他們觀念不同的任何東西,僅把適合他們意圖的東西吸收到他們的實驗結(jié)果之中.用對其實驗結(jié)果錯誤的解釋捍衛(wèi)在新的條件下不成立的理論.但經(jīng)歷了兩次失誤后,約里奧·居里夫婦在實驗觀察中能自覺客觀地對待實驗事實,慎重地對待實驗事實的解釋.正如上文所介紹的人工放射性的發(fā)現(xiàn)過程,就是這種嚴謹?shù)闹匾晫嶒炇聦嵉姆绞胶蛻B(tài)度促成了他們的成功.吸取失敗的教訓,這一次他們并不急于發(fā)表自己的重大發(fā)現(xiàn),他們繼續(xù)做實驗驗證自己的結(jié)論,他們使用同樣的方法,通過用α粒子轟擊硼而獲得放射性氮,通過轟擊金屬鎂的兩種同位素得到了放射性硅和放射性鋁.新的理論經(jīng)過實驗的反復檢驗后,1934年1月15日他們才向法蘭西學院公布自己的發(fā)現(xiàn).正如丁肇中教授的觀點:任何人都可以提出不同的觀點,但是必須經(jīng)過實驗的驗證.3.5第一次擊穿石蠟的實驗方法科學實驗手段包括科學的實驗方法、技術、儀器設備等.20世紀物理學許多重大進展都是以實驗手段的突破為轉(zhuǎn)機的.約里奧·居里夫婦雖在實驗中沒有正確的判斷出中性粒子的性質(zhì),但其實驗方法是非?？扇〉?他們用α粒子轟擊鈹發(fā)射出中子,但不能辨其性質(zhì),于是他們用認不出的東西當炮彈轟擊石蠟發(fā)射出質(zhì)子,其中第二次轟擊石蠟的實驗方法是非常巧妙的——可命名為“黑彈方法”(相對于黑箱方法).其次,約里奧·居里夫婦具有十分精湛的物理實驗技能,查德威克在1957年,即發(fā)現(xiàn)中子25年后,論及約里奧·居里夫婦對科學事業(yè)的貢獻時,曾特別提到他們夫婦倆的實驗確是一個“提供發(fā)現(xiàn)中子線索的非常奇妙的途徑”.另外,約里奧·居里夫婦也非常重視實驗儀器的作用,他們改進了威耳遜云室,提高了蓋革-米勒計數(shù)器等工具的性能.1934年1月19日,他們在用釙產(chǎn)生的α粒子轟擊鋁箔時,發(fā)現(xiàn)若將放射源拿走,正電子的發(fā)射也不立即停止,鋁箔保持放射性,輻射像一般放射性元素那樣以指數(shù)律衰減.它們發(fā)射出中子和正電子,最終生成放射性磷.用同樣的方法他們還發(fā)現(xiàn)了其他一些人工生成的放射性物質(zhì),此即人工放射性.這些實驗現(xiàn)象的觀察和捕捉?jīng)]有精密的實驗儀器是做不到的,因而人工放射性的發(fā)現(xiàn)與他們運用精密的儀器進行縝密的觀察是分不開的.3.6人工物質(zhì)與“意外”人類對客觀世界的認識過程是曲折復雜的,科