贝克勒尔发现了什么(贝克勒尔发现了什么物质)

历史上很多科学发现都带有偶然性，但仔细考察其过程，又会发现很多偶然实际上是必然中的偶然。比如今天要说的法国物理学家亨利·贝克勒尔发现物质的天然放射性，就是一个典型的例子。

贝克勒尔家族四代物理学家谱系

贝克勒尔家族是法国巴黎的一个物理学世家，发现天然放射性的亨利·贝克勒尔是家族的第三代。他的祖父安东尼·塞瑟尔·贝克勒尔是个实验物理学家，在法国科学历史上也属于响当当的人物，至今其名字还被镌刻在埃菲尔铁塔第一层的72法国科学家名人录中。他以研究电学、电化学、矿物质及其荧光著称，曾经发明了一种精密的电流检流计和化学电池。在1837年被选为英国皇家学会会员之后，1838年，当他50岁时，巴黎的自然历史博物馆专门为他设立了一个实验室和研究席位，从此这个席位就被贝克勒尔家族的四代人所垄断。

埃菲尔铁塔上的法国科学家名人录

第二代贝克勒尔物理学家是埃德蒙·贝克勒尔。他年轻时期就跟随父亲研究物理学，特别醉心于荧光物的发光问题研究。1839年，当他只有19岁的时候就与父亲一起发现了沉浸在导电液体中矿物电极的发光效应。他一生中收集和分析了大量的磷光矿物，甚至可以说包办了这个领域中的研究。在他所收集的矿物中，就包含了铀的化合物。而且，他还发现，在所有的荧光矿物中，能“产生最耀眼荧光效应的物体是铀的混合物”。这是他在1858年所做出的评论。这一年，第三代贝克勒尔家族的物理学家、即后来发现天然放射性的亨利·贝克勒尔只有6岁。

埃德蒙·贝克勒尔及其1858年的著作《电学与磁学在科学与艺术中的应用》

埃德蒙·贝克勒尔是个高产科学家，出版了大量科学著作。1878年，当他父亲塞瑟尔以90岁高龄去世时，埃德蒙接替了父亲在巴黎自然历史博物馆的物理学研究员职位。这时候，他已经58岁，而他的儿子亨利·贝克勒尔也已经26岁，并从巴黎综合理工学院铁路和桥梁专业毕业，担任了铁路工程师。埃德蒙继承了父亲培养儿子的传统，也从小就开始培养自己的儿子亨利·贝克勒尔对于荧光矿物的各种知识。而亨利·贝克勒尔也对物理学和矿物有很大兴趣，他在1888年完成的博士论文就是研究偏振光及其对矿物的荧光效应。可以说，亨利·贝克勒尔从祖父和父亲对荧光矿物的持续研究中获得了丰富的家学渊源积累，为日后的科学发现埋下了伏笔。他自己后来也没有忘记祖父和父亲的功绩，认为如果没有两位先辈的工作为基础，他不可能做出重大发现。

青年时代的安东尼·亨利·贝克勒尔

埃德蒙在1891年当他71岁时去世，第二年，亨利·贝克勒尔就继续继承了巴黎自然博物馆的应用物理学研究职位，这时候，亨利也已经整整40岁。

继承了父亲的职位后，亨利陆续进行了各种物理学的研究，包括矿物的荧光和地磁场等等，但没有什么重大的发现。转机发生在伦琴发现X射线之后，当法国科学家知悉了伦琴的发现之后，1896年1月20日在法兰西科学院举行了一场报告会，会上庞加莱在介绍了伦琴的工作后，贝克勒尔向他提问，X射线究竟是怎么产生的？庞加莱回答说应该是从阴极射线管壁上的荧光亮点向各个方向发射出来的。这个答案正好击中了亨利·贝克勒尔所熟悉的领域——荧光物。他立即想到是否任何荧光物都能产生X射线？带着这个疑问，他第二天就着手开始实验，检查手头所有的荧光矿物是否能发射出X射线。他的实验安排是这样的：用两层非常厚的黑纸包住照相底板，在上面放置要检验的可发光矿物，然后一块儿放在太阳底下晒几个小时，最后将照相底板显影，结果发现了矿物的轮廓阴影。但他认为这是矿物本身经过太阳光激发后所产生的荧光所致，所以提交的论文题目是“论磷光的辐射”，认为这种磷光辐射也有穿透黑纸的能力，应该跟X射线无关，所以他没有提到X射线。但在之后的实验中，情况发生了很大的变化。当亨利继续将铀化合物与照相底板放一起准备在太阳底下暴晒时，发现巴黎是阴天，根本没有太阳。所以只好先将底片和铀盐放在严密不透光的小厨箱里，等有太阳时再拿出来晒。结果一连几天都是阴天，3月1日，太阳终于出来了，贝克勒尔将底片拿出来准备重新暴晒时，铀盐与底片放在暗箱中已经好几天。他突发奇想，没等晒太阳就先将底片冲洗出来，结果令人大吃一惊：铀盐矿物已经使得底片强烈感光，不但其轮廓清晰可见，而且两者中间放置的铜制十字遮挡了透射光，呈现出反白影像！这与过去荧光矿物必须经过光照才能发光的认识相悖，很可能是一种新的射线！

亨利·贝克勒尔最早发现天然放射的实验照片。

在此之后，亨利·贝克勒尔经过反复实验，最终确定铀盐的确可以自己发出强烈辐射，并不用其他光线来照射激发，似乎是一种天然的辐射。作为一个保守的科学家，他持续进行了多种检验，比如用不同的铀化合物进行实验、变换铀盐与照相底板的距离、增加两者放置一起的时间，等等，结果无不应验。而且他发现，这种天然辐射可以使验电器放电、随着距离的增加而减小强度、与磷光无关、单独的铀元素就能产生，等等。当然，最让他操心的是放射的能量到底是从哪儿来的，这是个当时令他百思不得其解的问题。

贝克勒尔在1896年3月2日提交的研究论文

然而，令人奇怪的是，这么重要的发现，实际上在当时却没有引起科学界足够的重视！为什么会出现这个情况？有人认为恐怕与这种天然辐射的能量来源问题没有着落有关，在能量守恒定律已经深入人心的19世纪末期，不能讲清楚能量问题，就很难让大家信服。所以贝克勒尔的发现实际上被人忽视了，只有一个人例外，这个人就是当时准备申请博士学位，正在寻找合适研究课题的皮埃尔·居里的新婚妻子：玛丽·居里，即我们后来所熟悉的居里夫人。她选择亨利·贝克勒尔做自己的导师，准备申请博士学位，很自然会关注到导师的工作，并且认为这个课题很有意义，值得进一步深入做下去，看看究竟什么物质会发出神秘的射线。

居里夫妇在实验室深入研究贝克勒尔开启的天然放射性课题

后面发生的事情大家已经知道，居里夫人与丈夫一起分离出新的放射性元素，并证明新元素自己就会不断自动的放射出辐射来，而且这种辐射有带正电的、有带负电的，还有不带电的，从而彻底揭开了天然辐射的神秘面纱。最后于1903年，居里夫妇与亨利·贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖。

倒是贝克勒尔本人因为大家的忽视而兴趣索然，很快就将自己的研究转移到有一个新发现的现象塞曼效应方面去了。后来在科学界因为居里夫妇的工作而重新认识天然放射性的重要意义时，他又将自己的成就归功于祖孙三代的科学积累：没有从祖父到父亲再加上他自己一共60年在包括铀盐方面的持续研究，就不会有最后的收获。最后的偶然发现，实际上已经包含在60年努力的必然当中。

亨利·贝克勒尔在实验室

亨利·贝克勒尔于1908年、当他只有55岁时因心梗而猝然离世，他儿子金·贝克勒尔接替了他在巴黎自然历史博物馆的应用物理学研究职位，直到他1948年退休，贝克勒尔家族世袭了110年的这个研究职位才终于由其他人接替。第四代贝克勒尔除了发现偏振光在磁场中的旋转效应外，在物理学研究方面成绩平平，未有更多的建树，也许是因为他的父亲已经用完了家族的积累，没有给他遗留下更多的运气吧。

巴黎自然历史博物馆应用物理实验室墙上的亨利·贝克勒尔纪念碑，标示1896年3月1日发现了天然放射性