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2.3 論文、釙與鐳的起點#

1895 年 12 月,倫琴發現 X 射線;1896 年初,法國物理學家貝克勒(Henri Becquerel)發現鈾鹽能自發放出穿透性射線,使包黑紙的底片感光。這一現象被當時主流視為 X 射線的變體或磷光效應的餘波,研究迅速降溫。

Marie 正需一個博士論文題目。1897 年她在皮埃爾建議下選定「鈾射線」為題,關鍵的創新在於測量方法:她不用感光底片(定性),而用壓電石英靜電計測量射線使空氣導電的電流(定量)。這一選擇把模糊的物理好奇轉為可量化的科學對象。

1898 年初她得出兩項關鍵結果:其一,射線強度只與鈾含量成正比,與化合物形式、溫度、光照無關——她由此提出「放射性」概念,指出這是原子本身的性質;其二,釷也具有放射性。更重要的線索出現在 1898 年 4 月:她測得瀝青鈾礦(pitchblende)的放射性遠超其鈾含量所能解釋的程度,推論礦石中必含一種(或多種)放射性遠強於鈾的未知元素。

\[I \propto n_{\text{U}}, \quad I_{\text{pitchblende}} \gg I_{\text{純鈾等量}} \;\Rightarrow\; \text{存在未知強放射性元素}\]

因果分析:此節是全書的技術樞紐。「定量測量」這一方法論選擇,是發現鏈條的起點——正因為測得準,才測得出異常;正因為異常確鑿,才敢推論新元素存在。貝克勒提供了現象,倫琴提供了氛圍,皮埃爾提供了儀器,Marie 提供了把三者組織成「可檢驗假說」的方法論。第 3 章的一切,都由這條不等式驅動。