伊雷娜·约里奥-居里

1934 年 1 月，巴黎镭研究所。一片铝箔在钋源前照了十分钟，源撤走以后，盖革计数器还在响，每分钟约 150 下，每三分钟左右减半。在那之前，放射性只属于自然界里大约三十种物质，人既造不出来，也改变不了。

据弗雷德里克后来回忆，他们把第一管人造放射性样品拿给已经病重的玛丽·居里。她把它举到计数器前，听见那熟悉的咔嗒声，脸上满是喜悦——那是她最后一次大的满足。半年后她去世；再过一年，这对夫妇站在了斯德哥尔摩。

在镭的实验室里长大

伊雷娜·居里生在一个放射性刚刚被命名的年代。她十岁那年，母亲和朗之万、佩兰等几位教授嫌学校教得不好，干脆给自家孩子办了一个「教学合作社」，由教授们轮流上课。1911 年玛丽·居里去斯德哥尔摩领第二个诺贝尔奖，十四岁的伊雷娜也在场——二十四年后，给她颁奖的瑞典化学家特意提了这一句：「夫人，那一次您也在场，还是个小姑娘。」

十八岁的放射科护士

一战爆发时她十七岁。1915 年 3 月，她拿到放射科护士资格，随母亲开车去前线的野战医院安装 X 光机，跑过比利时的霍格斯塔德，第二年独自负责亚眠一家医院的放射科。战争后期，镭研究所开班培训放射科技师，共培训约 150 人，理论课由母亲讲，伊雷娜和另两位年轻女性带实操。

几十年后回头看，这几年的 X 射线照射，和后来实验室里的 γ 射线，被认为一起损害了她的健康。

钋的 α 射线

1918 年，她成为母亲在镭研究所的助手。博士论文做的是钋放出的 α 射线：射程怎样涨落、出射速度多大、电离本领如何，1925 年 3 月答辩。钋是她父母发现的元素，而她这一辈子最重要的实验，用的也是钋源。

1925 年，镭研究所来了一位新助手，弗雷德里克·约里奥。第二年 10 月两人结婚；她发表论文时仍署 Irène Curie。两人第一篇联名论文出现在 1928 年。

1932：离中子只差一个解释

1930 年，德国的博特与贝克尔发现，用 α 粒子打铍会放出一种穿透力极强的中性辐射，他们认为是高能 γ 射线。约里奥-居里夫妇手里有全世界最强的钋源，于是接着做。1932 年 1 月，他们发现在这种辐射前面放一层石蜡、水或玻璃纸，电离电流几乎翻倍——石蜡里的质子被高速打了出来。

他们仍然把这种辐射当作 γ 光子，用类似康普顿效应的机制来解释。问题是，按这个机制算，光子能量得有约 5000 万电子伏，而用吸收法估出来的只有 1500 万到 2000 万。论文里写得很老实：差距很大，但「不足以否定这个假设」。

查德威克读到这篇论文后立即动手，一个月内就证明了那是一种不带电、质量与质子相近的粒子——中子。他后来在诺贝尔演讲里说：

通往中子发现的第一步，是约里奥-居里夫妇一个非常漂亮的实验。

哈恩后来回顾时说，γ 射线「不可能」把质子打出这么大的能量。但那是事后的判断，不是 1932 年的共识：他们在原文里恰恰认为光子做得到，只是拿不准。另有一个常被提起的传闻：据说有人提议让他们与查德威克分享诺贝尔奖，卢瑟福反对，还说了一句「约里奥夫妇肯定还会发现别的东西」——这句话连记载它的家族协会自己都加了「据说」。

从光变成物质

1932 年春，他们的云室照片里有些「电子」弯的方向不对，看上去像是在往放射源里跑。那其实是正电子，但他们没认出来——从 20 年代初起，好几个实验室都拍到过这种径迹，都没认出来。

真正属于他们的是下一步。1933 年春，他们在云室里看到一对电子和正电子从同一点出发，确认是硬 γ 光子在铅核附近变成了一对粒子。诺贝尔奖得主大会的研究综述称之为「电磁辐射转化为物质的第一个清晰演示」。

同年 10 月，第七届索尔维会议在布鲁塞尔召开，与会者中第一次出现了三位女性：玛丽·居里、迈特纳和伊雷娜。约里奥-居里夫妇报告铝在 α 粒子轰击下同时放出中子和正电子，结果遭到质疑；据家族协会记载，有两位理论家私下鼓励他们接着做。

三分钟的化学

回到巴黎，他们想找出铝放出正电子的能量门槛，于是逐步调低 α 粒子的能量。中子先停了，正电子却没停；而且把钋源拿开以后，正电子还在一个一个地往外冒，数目按指数衰减，周期三分钟出头，与 α 粒子能量无关。伊雷娜后来在诺贝尔演讲里说，此前所有人工核反应都是「瞬间的现象，是爆炸」，而这一次，「我们面对的是一种真正的放射性」。1934 年 1 月 15 日，他们向科学院报告：

这是第一次能够借助外部原因，使某些原子核获得放射性，而且在激发原因撤走之后，这种放射性还能持续一段可以测量的时间。

光凭计数器，只能说明「有东西在衰变」。他们推测那是磷-30，可一次只能造出约十万个原子，根本没法称量。于是他们让化学来说话：把照过的铝片丢进盐酸，三分钟内溶掉、蒸干，残渣不再有放射性——放射性跟着氢气跑进了收集管。这正是磷该有的表现：初生的氢会把磷变成气态的磷化氢。换成王水（把磷氧化掉），就没有气体带走放射性；再用磷酸锆沉淀，放射性被牢牢抓进沉淀，铝却留在溶液里。硼换成氮化硼也一样，放射性随氨气跑出，衰变周期 14 分钟，是氮。

2 月 5 日的第二篇论文写道：这些结果是「嬗变的第一个化学证据」。他们提议把新元素叫做放射性氮、放射性磷、放射性硅。

他们其实不喜欢「人工放射性」这个名字。据居里博物馆的说法，两人一直强调，他们得到的放射性与天然放射性毫无二致，「人工」的只是放射性同位素的制造过程。

斯德哥尔摩

1935 年 12 月，两人平分诺贝尔化学奖，理由是「合成新的放射性元素」。颁奖词专门讲了盐酸溶铝那一段，还开了个玩笑：这不是把别的金属变成黄金——「除非是间接地，以诺贝尔奖的形式」。

演讲由两人分成两篇，化学证据那一篇由弗雷德里克讲。她特意说明，这样分只是「图方便」，实验都是两人一起做的。二十四年前，她在同一座城市看着母亲领奖。

消息传得极快。据家族协会记载，剑桥、维也纳、伯克利只用了一天就重复出来。伯克利的劳伦斯一组用回旋加速器以氘轰击碳，听见计数器在束流停下之后噼啪作响——那是氮-13，正是论文结尾预言过的反应。据说他们面面相觑：这个发现他们随时都可能做出来。费米在诺贝尔演讲里说，正是读到这篇论文，他才想到 α 粒子未必是唯一的炮弹，转而改用中子。

没有投票权的副国务秘书

1936 年 6 月，布鲁姆的人民阵线政府任命三位女性进入内阁，伊雷娜出任科学研究副国务秘书。那时法国女性还没有选举权。据居里博物馆的说法，她接受这个职务，只是为了证明女性能够担任国家公职。9 月 28 日她就辞职回了实验室，由让·佩兰接任。

1937 年，她成为巴黎大学理学院的无教席教授。此时弗雷德里克已在法兰西公学院另立门户，两人各带各的组。

3.5 小时的谜

1934 年起，费米用中子轰击铀，得到一堆认不出的放射性产物，大家都按同一思路解释：铀核吸收中子变重，衰变成 93 号、94 号这类「超铀元素」。伊雷娜与南斯拉夫物理学家萨维奇从 1937 年起也加入这场追索，盯上了一种半衰期约 3.5 小时的产物。

她起初以为那是钍的同位素，后来自己推翻了。1938 年 3 月的论文里，她们用镧作载体把它提了出来，发现它「性质与稀土相似」，结论是：它只可能是锕的同位素，或一种性质与众不同的新超铀元素，而这两种假设「在物理上都面临相当大的困难」。到 9 月的下一篇论文，据哈恩的诺贝尔演讲转述，这种东西已经「更像镧，只能靠分级结晶与镧分开」，她们仍犹豫着把它归进了超铀系列。

哈恩与施特拉斯曼据此回头去找这种 3.5 小时产物，结果在铀的产物里找到了钡。迈特纳与弗里施 1939 年在《自然》上解释裂变时，第一句就写明，哈恩与施特拉斯曼是「跟进居里与萨维奇的一个观察」。站在法国一方的戈德施密特后来回忆，哈恩与施特拉斯曼虽然确信她的结果有误，却不得不据此重审自己的结论。据诺贝尔奖得主大会的研究综述，她没能走出最后一步，是因为那份样品并不是纯的单一同位素，无法证明全部活性都来自镧。

她把问题逼到了墙角，但没有说出「铀核裂开了」那句话。

战争、反应堆与冷战

她患有结核病。德军占领期间，她获准于 1942 年 11 月到次年 5 月去瑞士莱辛疗养院动手术；1944 年 6 月，弗雷德里克已转入地下，她带着两个孩子越境逃到瑞士。

战后，她在 1946 年 1 月接掌母亲创办的居里实验室，同年出任法国原子能委员会委员，参与建成法国第一座反应堆 ZOÉ（1948 年 12 月运行）。弗雷德里克 1950 年 4 月因政治立场被撤去高级专员一职；她的委员任期 1951 年结束，没有续任。

冷战中，她的左翼立场招来了麻烦。1948 年 3 月，她应联合反法西斯难民委员会之邀赴美，为西班牙共和派募款演讲，持有效签证却在埃利斯岛被当作「不受欢迎的人」扣押，经邀请方抗议后才放行。1953 年，美国化学会拒绝她入会。关于理由，现存的是反对者信里的转述：据免疫化学家海德尔伯格 1954 年致学会执行秘书的信，学会方面的律师称她是「公开的共产党员」，另一条理由是「她的政府撤掉了她的一项重要职务」。海德尔伯格反驳说，她是任期届满才离任；又说据她自幼相识的朋友讲，她从未入党，「激进是肯定的，但她作为化学家的能力毫无疑问，我看不出她的政治观点与本会何干」。她是否入过共产党，各方说法不一；家族协会只记载她 1934 年与丈夫一起加入过社会党。

1951 年起，她一次次竞选法国科学院院士，一次次落选——弗雷德里克 1943 年就已当选。据家族协会记载，她从此逢缺必选，用这种方式质问科学院对女性的排斥；科学院方面的理由没有留下公开记录。四十年前，她的母亲也以两票之差落选。直到 1962 年，才有居里实验室出身的玛格丽特·佩雷以通讯院士身份，成为科学院的第一位女性成员。

最后的工程

她生命最后几年的心血，是在巴黎南郊奥赛新建一座核物理中心，配一台 160 MeV 的同步回旋加速器。图纸是她定的，工程在她身后由弗雷德里克接着建。

1956 年 3 月 17 日，她在巴黎居里医院死于白血病，终年 58 岁。居里博物馆说，这病「由她的工作所致」。另有媒体报道，1946 年前后一个密封的钋胶囊曾在她的实验台上爆开，但这一说法找不到实验室记录一类的一手出处。3 月 21 日，法国在索邦大学的庭院里为她举行国葬。两年后，弗雷德里克也去世了。