第9章 青年时期的梦想
皮埃尔·居里在开始进入大学学习,准备拿物理学学士学位时,年龄还很小。他在巴黎大学听大课和上练习课,而且还在前药学院勒鲁教授的实验室帮助他准备物理课的教案。与此同时,他还同他哥哥雅克一起干活,后者当时是里希和赞弗莱什的化学课的教辅人员。
十八岁时,皮埃尔·居里获得了物理学学士学位。上学期间,他就受到高等教育研究实验室主任德桑和副主任姆东的赏识。在他们的推荐下,一八七八年,十九岁时,他便被聘为巴黎大学理学院德桑的助教,带着学生做物理实验。他在这一职位上干了五年,也正是在这一期间,他进行了自己最初的实验研究。
大家会觉得很遗憾,皮埃尔·居里虽说遇到的是一个好机会,但却不得不在十九岁时就当起了教辅人员,而两三年内却不能继续自由地去选修课程。由于实验室的工作以及自己的研究脱不开身,他只好放弃继续去修高等数学课,也不再参加考试了。不过,他也因此而无须服兵役,这是当时对从事公共教育的年轻人的一项优惠政策。
这就是当时的那个高挑修长的年轻人,栗色的头发,表情腼腆而矜持。生活圈子狭小的影响显现在他那张年轻的面庞上,他和父母、哥哥一起照的那张全家福上便可看得清清楚楚。他手支着脑袋,姿态随便,沉于幻想,那双大眼睛像是在盯着内心深处的一个幻影,给人留下深刻的印象。他哥哥的样子则与他截然不同,褐色的头发,目光炯炯有神,神色坚定。
兄弟二人相亲相爱,关系密切,因为他们习惯于一起在实验室里工作,闲暇时又一起去散散步。他们有几个童年伙伴,后来一直保持着亲密的联系:堂哥路易·德普利,后来当了医生;路易·沃蒂埃,后来也当了医生;阿尔贝·巴齐尔,后来当了电信工程师。
皮埃尔·居里在跟我讲起当时度假的情况时总是喜形于色,眉飞色舞。他同哥哥雅克沿着塞纳河河边漫步,有时还下水沐浴,或跳水嬉戏。他同他哥哥都是游泳的好手。他们也能整天整天地漫步,因为他们早就养成习惯在巴黎郊外徒步行走。有的时候,皮埃尔·居里独自一人漫步,这有利于他沉思默想。往往在这种情况之下,他会忘了时间,人都走得快要散架了。他陶醉于对外部事物的观察思考,就不愿去想物质方面的困难了。
在他于一八七九年写的日记中[1],是这样描述乡野对他产生的有益的影响的:“啊!我在这里独自度过了多么美好的时光呀!远离了在巴黎让我心烦意乱的种种恼人的琐碎事情!不,我对在林中度过的白天夜晚毫不感到遗憾。如果我有时间的话,我就要把我当时的幻想全都讲述出来。我还想描绘那恬静宜人的河谷,草长莺飞,花香四溢,湿润清新的美丽卵石堆,比埃弗尔河从中穿过,高高的瀑布形似仙女宫,长满欧石楠的红红的石山丘,躺在上面美不胜收。是的,我将永远心怀感激地记住米尼埃尔河边的树林,那是我至今所见到过的所有地方中我最喜爱的一个去处,我在那儿幸福极了。我经常晚上出发,沿河谷而上,归来时脑子里充满着各种各样的想法。”
因此,在皮埃尔·居里心中,在乡间所感受到的幸福与冷静思考的可能性是联系在一起的。日常生活中忙忙碌碌,干扰分心之事颇多,他无法集中思想,这是他痛苦和焦虑的一个原因。他感到自己命中注定要搞科学研究。对于他来说,深入了解种种现象以创建一种令人满意的理论是一种极其迫切的需要。但是,在试图把自己的精力集中于某一个问题时,他却常常因许许多多的琐碎事情而分心,这些琐事扰乱了他的思绪,使他气馁。在《天天如此》这一标题下,他在日记中叙述了种种琐事,弄得他整整一天都无法干有用的事情。他最后写道:“这就是我的一天,我什么都没干成。为什么呀?”后来,他又回到这同一个问题上来,引用了一位名作家的一句话作为标题写道:
用琐事麻痹想思索的脑子[2]
尽管我很弱,但为了让我的头脑不要随风飘荡,一有风吹草动就不知如何是好,就必须让我周围的一切静止不动,或者让我像飞速旋转的一只陀螺,对外界的事物无动于衷。
当我自身正在慢慢地转动时,我就试图让自己飞速转动起来,但是,一点琐事、一句话、一个叙述、一份报纸、一次来访就让我停了下来,致使我可能会把那个重要时刻永远地推后、延宕,本来只要加快必要的速度,我就会无视周围的一切,集中精力……我们必须吃、喝、睡、懒、爱,必须接触生活中的最甜美的事,但却不可沉湎其中,在做所有这些必须做的事情的同时,坚定不移地抗御本能的思想要占据主导,在我们可怜的脑袋中继续不受干扰地发展下去。必须把生活变成一个梦,再把梦变为现实。
一个二十岁的青年人的这种敏锐的分析,惊人的清醒,以一种令人赞叹的方法表述了思想的最高境界。它蕴含着一种真正的教诲,如果明白了这一教诲,它就会为爱幻想的思想开辟道路,使其能够为人类开创新的天地。
皮埃尔·居里所赞赏的思想集中,不仅被他的职业和社会生活所扰乱,而且也被他自己的兴趣爱好所干扰,这种兴趣爱好在促使他向广阔的文学艺术领域发展。他像他父亲一样,喜欢文学,不害怕接触那些难读的文学著作。就此有人对他有所批评,他则回答说:“我不讨厌艰涩难懂的书籍。”这是因为他迷恋着寻求真理,这种真理有时候却是与一种对无趣的东西的思索联系在一起的。他还喜欢绘画和音乐,常常去看画展和听音乐会。
他的日记上还留有他亲手抄写的一些诗歌的片段。
但是,所有这一切都服从于他认为是他的真正使命的任务,当他的科学思考没有充分地调动起来时,他就会感到自己是不完整的。他把焦虑不安用一些动人的话语表达出来,它们是因短暂的消沉期间的痛苦所引发的。他写道:“我以后会成什么样子?我很少完全属于我自己;通常,我身体的一部分在酣睡。我可怜的头脑,你就那么软弱,就无法对我的身子起作用吗?啊,我的思想呀!你真是一文不值!我只有在幻想中才最有信心使自己摆脱窠臼,但我真害怕它已经完全丧失了。”
尽管犹豫不决,疑虑重重,以及时间的丧失,年轻的皮埃尔还是渐渐地找到了自己的路,并坚定了自己的意志。在未来的学者们还只是学生的年龄,他就坚决地投身于科学研究了。
他同德桑合作进行的第一项研究就是关于热波长度的确定。他们借助一个热电堆和用金属丝做成的一个网完成了此项研究。这种全新的方法后来在研究这个问题时经常被使用。
随后,他与他哥哥合作进行了对晶体的研究。他哥哥获得学士学位之后,在巴黎大学矿物系实验室给弗里代尔当助手。这项研究给这两位年轻的物理学家带来了一个巨大的成功:发现了压电的新现象,即通过无对称中心的晶体的压缩或膨胀产生的一个电极上出现这种压电现象。这次的发现绝非偶然的结果,它是由对晶体材质的对称进行的反复思考得来的,这些思考使他们兄弟俩得以预见这种电极出现的可能性。这项研究的前期工作是在弗里代尔实验室里进行的。两位年轻的物理学家以他们这种年龄罕见的实验能力,成功地完成了对这一新的现象的研究,创造了在晶体中产生它的必不可少的对称条件,确定了极其简单的量的规律以及某些晶体的绝对量。好多很有名的外国科学家——罗恩根、康特、乌瓦特、里埃克——都沿着雅克和皮埃尔·居里开创的这条新的道路进行了这方面的研究。
这项研究的第二部分从实验的角度来看则是更加难以完成,它牵涉到压电晶体在受制于一个电磁场的作用时,就会出现变形现象。里普曼曾预见到的这一现象被居里兄弟俩证明了。这项研究的困难之处在于所要观察的变形很微小。德桑和姆东给这兄弟俩提供了从他们完成微妙的实验的物理实验室里弄来的一块材料。
从这些既是理论性的又是实验性的研究中,他们立即推论出一个实际的结果,用的是一种新仪器——压电石英,可以用绝对值来测量微弱的电量,以及弱电压的电流。这个仪器后来在放射性的研究中起了很大的作用。
居里兄弟俩在研究压电的过程中,需要使用一些测电设备。由于无法使用当时已知的诸如象限静电计,他们就动手制作了一件新型的仪器,更加适合他们的研究需要,后来在法国被广泛地加以使用,取名为居里静电计。
一向亲密无间的两兄弟在合作的这几年是幸福的,而且硕果累累。他们的友谊以及对科学的热情对他们来说是一种激励和支持。在共同的研究中,雅克的活跃精力对皮埃尔是一个宝贵的帮助,因为皮埃尔容易沉湎于沉思冥想。
然而,这种美好而亲密的合作只持续了几年。一八八三年,皮埃尔和雅克不得不分开了。雅克去蒙彼利埃大学任矿物学教师,而皮埃尔则在巴黎物理和化学学校任实验室主任。该校是在弗里代尔和舒赞贝格的推动下由巴黎市政府创建的,舒赞贝格成为第一任校长。
雅克和皮埃尔·居里就晶体所进行的卓越的研究很久之后,于一八九五年为他们赢得了普朗泰奖。
注释
[1]皮埃尔·居里没有留下什么真正的日记,只是写过不多的几页,记述了他一生中的一个很短的时期,而且也是随手写写而已。——原作者注。
[2]引自维克多·雨果的《国王取乐》。——原作者注。