2016年11月6日 星期日

矗立在歷史中的美麗身影─居禮夫人


矗立在歷史中的美麗身影─居禮夫人

文/ 白映俞、 劉育志

希臘神話中,普羅米修斯盜取天上的火種送到凡間,使人類終於可以脫離黑暗,享受光明與溫暖。

一百多年前,有人在棄置的瀝青礦渣中找到了蘊藏巨大能量的物質,揭開另一個時代的序幕。這回,改變人類的不是泰坦巨人,而是為出身貧困的女孩,她曾經飢寒交迫,曾經連念大學的資格都沒有,她是居禮夫人。

來自波蘭的貧女

出生於波蘭的居禮夫人原名瑪麗亞‧斯克沃多夫斯卡(Marie Skłodowska-Curie,1867-1934),移居法國巴黎後才將名字「瑪麗亞」改成同義的「瑪麗」。為了不造成讀者困擾,我們就用「瑪麗」來稱呼居禮夫人。

當時波蘭政局是由俄羅斯、普魯士、和奧地利共同把持,瑪麗住在俄羅斯控管的華沙。由於俄羅斯剝奪波蘭學生學習物理或化學的權力,瑪麗的父親無法繼續教書,家計也陷入困境。遭到高壓統治的波蘭人民生活非常困苦,使瑪麗原本堅強的母親便得意志消沉,與瑪麗的大姊相繼死於肺結核及傷寒。

雖然艱難,瑪麗家的孩子依然勤奮好學,四個孩子中只有三姊是以第二名的成績畢業,大哥、二姊和瑪麗都是第一名,排行最小的瑪麗甚至獲得全校最佳學生金牌獎。不過當時歐洲的女生通常只會接受教育到十四歲左右,之後得回到家中學做家事,等著嫁人、生小孩,在俄羅斯控制下的波蘭甚至不允許女性進入大學。然而瑪麗不願就此放棄,渴望能夠繼續研究學問。於是瑪麗與二姊偷偷加入了隱形大學──「會飛的大學」,這所學校專門為波蘭年輕人提供秘密課程。

為了逃離命運的禁錮,瑪麗決定去擔任家庭教師,以賺錢支持二姊前往巴黎學醫。等到二姊通過畢業、成為正式醫師後,再將瑪麗接去巴黎念書。

一八九一年,瑪麗帶著僅有的四十盧布前往巴黎,二十四歲的她終於如願成了一位大學生。


餓到昏倒的女孩

初至巴黎的瑪麗必須勤練法文,還得趕上學校進度,幾乎所有時間都花在課堂、實驗室與圖書館中。貧窮的瑪麗經常買不起煤炭,寒冷冬夜裡只能將所有的衣物堆到床上,再躲進衣物堆中取暖。不僅買不起煤炭,瑪麗也常常付不出買麵包的錢,一度因為太久沒進食而在圖書館昏倒,得到消息的姊姊、姊夫連忙趕來將瑪麗帶到住處好好餵食。

那個年代念大學的女生堪稱是稀有動物,入學的少,順利畢業的更少,學校中男女比例高達一千比一。屬於「高齡女學生」的瑪麗簡直是背水一戰,有絕對不能輸的壓力。不過瑪麗總是表現地那麼出色,永遠名列前茅,分別取得物理碩士與數學碩士的學位。

一八九四年,在二姊友人的介紹下瑪麗認識了皮耶‧居禮(Pierre Curie,1859-1906)。皮耶於二十一歲時就與哥哥一起發現壓電效應,日後的超音波、電視機、石英錶等發明皆和壓電效應有關。皮耶還發明過幾項擁有專利的精密儀器,在法國科學界佔有一席之地。

認識瑪麗時的皮耶已經三十四歲,但還未婚,他總是擔心自己在陷入愛情後會荒廢研究,所以非常謹慎。然而皮耶在遇上瑪麗後,知道自己遇到了一位「天才女子」,於是把握機會熱烈追求。兩人在一八九五年完婚,攜手走在探索科學的路上。


找出新元素

一八九六年,物理學家貝克勒(Henri Becquerel,1852-1908)發現鈾能隔著厚紙板讓底片感光,證明「放射活性」存在於某些特殊物質中。

生下大女兒伊蓮娜(Irène Joliot-Curie,1897-1956)後,瑪麗開始將研究重心放在這種神奇的放射線上。瑪麗有種預感,放射活性應是起源於原子的性質,而且,除了鈾之外,應該還有其他物質同樣擁有放射活性。

運用居禮先生所發明的「壓電石英天平」,瑪麗對許多礦物進行檢測,她發現瀝青鈾礦具有比鈾化合物或釷化合物更強的放射活性,她推論瀝青鈾礦裡面一定還有其他具有放射活性的元素,而且這種元素應該不在已知的元素週期表中,是全新的元素。

選定目標後,瑪麗開始拿工廠提煉鈾礦剩餘的殘渣來做研究。他們請工人將一大桶一大桶材料運到實驗室,然後瑪麗會攪拌好幾公噸的瀝青,再用五十倍的水量沖洗,再進行蒸餾提煉,過程是極為辛苦的「粗活」。

瑪麗反覆蒸餾瀝青鈾礦,只要每多一次蒸餾,放射活性就會增強。原先放射活性比鈾強十七倍的材料,在兩個星期後已經比鈾強一百五十倍,接著甚至達到三百倍。瑪麗果然找到了新元素!

欣喜的瑪麗為了紀念自己的祖國波蘭,於是將這個新元素命名為代號「Po」的「釙(Polonium)」。瑪麗沒花太多少時間慶賀自己的成就,而是持續攪拌著一大桶一大桶的瀝青鈾礦,反覆蒸餾。幾個月後,放射活性比鈾強九百倍的物質出現了!

由於放射活性之高前所未見,瑪麗決定選用拉丁文中代表「射線」之意的「Radius」替新元素命名,也就是我們現在熟知的「鐳(Radium)」,元素週期表上的第八十八號元素。

瑪麗從開始攪拌瀝青鈾礦,花不到一年的時間,就以「測量放射活性」這種全新的方法找出兩種新元素,並開啟一門改變人類的科學。

發表論文時的瑪麗既沒有名氣,又是個女生,根本不被其他的科學家放在眼裡。但是,瑪麗並不氣餒,於隔年完成博士論文答辯,成為法國史上第一位「女性博士」。

不難想像,瑪麗為了分離出「鐳」,每天都得花很長的時間待在實驗室裡工作。不過,你可能想像不到這個改變世界的實驗室長什麼模樣。來瞧瞧瑪麗自己寫下的描述:「校方給我們的實驗室是間廢棄的大體解剖室。玻璃天花板不能擋雨,夏天讓我們熱到快窒息,冬天又讓人冷到直打哆嗦。」

原來,孕育出諾貝爾獎的實驗室,竟是間廢棄漏水曾經擺滿屍體的大體實驗室。自從女兒伊蓮娜來過這間像廢棄倉庫的實驗室後,就覺得這是個「很悲傷、很悲傷」的地方。

雖然環境如何惡劣,瑪麗還是展現出無人能及的意志力,長時間與瀝青為伍,經過數千次的化學處理及蒸餾後,試管內鐳的濃度愈來愈高。居禮夫婦發現這些試管會在夜裡發出微光,黑暗中的微光讓皮耶及瑪麗深深著迷,還會隨身攜帶裝有溴化鐳的試管。


諾貝爾獎

一九○三年,瑞典皇家科學院將諾貝爾物理獎頒給貝克勒以及居禮夫婦,瑪麗也成為首位拿到諾貝爾獎的女性科學家。

雖然瑪麗的獲獎是實至名歸,但是在一開始,皇家科學院並不打算把獎發給她。當時的社會性別歧視非常嚴重,長久以來科學界都認為男性才算「真正的科學家」,才具有獲獎的資格。即使瑪麗的實驗從發想到實現幾乎是她一手包辦,卻連被提名的份都沒有。後來是由一位通情達理的瑞典數學家居中斡旋,皮耶也直率地表示:「若沒有提名瑪麗,我會拒絕領獎。」,皇家科學院才同意將獎項頒發給貝克勒及居禮夫婦。

不過,貝克勒一人獨得七萬法郎的獎金,而居禮夫婦則是「兩個人一起分享七萬法郎」的獎金,可見皇家科學院依舊把女性得獎者視為男性的附屬。大眾媒體在處理瑪麗獲獎的新聞時,也喜歡把她形容成貧窮的波蘭移民,像灰姑娘般住在閣樓,直到遇上王子皮耶,結為連理後,才得以沾光。

然而,瑪麗的成就是無法被忽視的。為研究不眠不休、甚至曾經流產的瑪麗終於在一九一○年成功分離出了無法在自然界單獨存在的「鐳」。

一九一一年,瑞典皇家科學院決定再度將諾貝爾獎頒給瑪麗,這回是由她一人獨得。

可惜,二度獲得諾貝爾獎的瑪麗,沒有被法國人當成民族英雄,畢竟沒有任何男性能夠超越瑪麗的科學成就,誰能誠心誠意地稱讚這位女性呢?


戰場上的小居禮

第一次世界大戰爆發之後,所有人都沒辦法置身事外。瑪麗的首要任務就是要保護鐳。她隻身搬運沉重的行李廂,將所有的鐳帶到德軍無法取得的地點,完成任務後又回到巴黎。

瑪麗聽說許多前線士兵因為醫療資源不足而喪命後,想到了「行動X光車」的點子,希望能夠協助前線醫師做診斷。要打造「行動X光車」,當然要有車子以及X光機。瑪麗先到各地尋找因為醫師或技術師受徵召入伍而無人操作的X光機,再四處募集車子。

這些車子都會經過一番大改造,先安裝發電機與X光機,再畫上紅色十字。為求能夠獨立作業,瑪麗趕緊惡補了幾堂解剖學,再學習X光操作技術,同時也學會開車和修車,然後便帶著底片前往戰地。

原本法國禁止女性駕駛及技師上前線,但瑪麗硬是說服了長官。這時瑪麗已經快要五十歲了,不過仍像小夥子一樣隨時待命,只要接到電話,就開著「行動X光車」出發,幫助醫師確認傷患體內的彈殼或骨折位置。

由於X光檢查對前線醫師的幫助很大,於是瑪麗繼續奔走,最後募集到約二十輛救護車隊與許多X光機,這些「行動X光車」後來就被稱為「小居禮」。瑪麗並訓練了一百五十位女性,讓她們學會開車及操作X光機,可以直接到戰地服務。瑪麗的大女兒伊蓮娜十七歲就前往戰場,在隆隆砲聲中獨立操作X光設備。

一次大戰期間,「小居禮」們走遍戰場,幫助超過一百萬名傷兵,拯救了無數性命。


奪走性命的怪病

一次大戰結束後,瑪麗又全心投入研究,她曾多次與醫師合作,測試鐳對不同疾病的療效,可惜最後都宣告失敗。雖然多數人依然相信放射線可以強身治病,但在一九二○年代,鐳研究所內出現了不尋常的怪病,一位三十五歲的工作人員死於嚴重貧血,一位四十一歲的工作人員死於白血病,而其他地區長期暴露於放射線的醫師也遭遇類似的狀況。至此,開始有人對「自然界的能量釋放」提出疑慮。

更大規模的傷害發生在美國,當時放射性商品大行其道、五花八門,有間公司聘請了大約四千名的女工,專門替手錶表面塗上含鐳的顏料,好讓數字可以在黑暗中發出光芒。

這些女工都很年輕,年紀最小的是十五歲,每個星期需要工作五個全天加上一個半天,工作時她們都與稀釋六十萬倍的鐳顏料為伍。為了畫出漂亮的數字,女工們習慣用嘴唇或舌頭舔順筆刷。不久後,這些女工開始生病,許多人的下顎出現難以癒合的傷口,短短三年內便有十五個女孩死亡。僥倖活下來的女工也不好受,她們年紀輕輕卻舉步艱難,而且很容易骨折,經常需要拐杖才能站立。

另外一個聳動的案例是位百萬富豪,他原本是高爾夫球冠軍,身強體壯。為了提神顧身體,他經常飲用含鐳飲料,結果越喝越虛弱,最後瘦得像根竹竿,且上下顎潰爛,死時面目全非。

隨著相關報導變多,社會大眾開始出現「反鐳」的聲浪,擔心放射線會對身體造成傷害。為此,廠商們總會把瑪麗搬出來當無敵擋箭牌,他們總是說,「這世界上有誰接觸的鐳比居禮夫人還多呢?她不是活得好好的?」

其實不然,瑪麗的健康狀況持續惡化,身體非常虛弱,經常有氣無力,臉色蒼白的像張紙一般,而雙眼近乎失明,可是醫師卻完全不曉得問題所在,當然也無從治療。因為長期接觸鐳,瑪麗的手指已經灼傷麻痺,有時候傷口還會流出膿水。

後來,大女兒伊蓮娜接掌瑪麗的位置,成為鐳研究所的所長,接手後續的研究。瑪麗則在小女兒伊芙的陪伴之下,前往白朗峰附近的療養院休養。一九三四年的夏天,瑪麗高燒不斷,也被診斷為再生不良性貧血,如今我們曉得這是因為過量的放射線摧毀了骨髓,使骨髓失去造血的能力。最後,瑪麗在高燒與昏迷中停止了心跳,享年六十七歲。

我們永遠不會曉得,經年累月研究鐳的瑪麗究竟承受了多少輻射,但是瑪麗留下來的衣服、食譜、日記、實驗記錄等日常用品,即使經過了一世紀,仍有輻射殘留,想要閱讀的人還得做好防護呢!

愛因斯坦曾說:「居禮夫人大概是世界上唯一一個不被盛名腐化的人。」她的熱情、投入與執著留給人類的是豐碩燦爛的科學資產,和一個矗立在歷史中的美麗身影。



難道他非死不可:現代福爾摩斯解密死亡醫學

作者:劉育志、白映俞 

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