安托万·亨利·贝克勒尔：开启原子之门的偶然发现

1896年2月下旬，巴黎天空阴云密布，一位等待阳光的物理学家将他的照相底片和铀盐晶体放进了一个抽屉里。3月1日，他还是冲洗了底片，本以为最多会出现模糊的痕迹。但图像却非常清晰。没有任何东西照射过铀；铀本身就在发光。事实证明，物质可以凭空释放能量，而整洁的十九世纪原子概念随之终结。

贝克勒尔家族的四代传承

安托万·亨利·贝克勒尔（Antoine Henri Becquerel）于1852年12月15日出生在巴黎，出生于一个相当于遗传性物理学教席的家庭。他的祖父安托万·塞萨尔·贝克勒尔（Antoine César Becquerel）是皇家学会会士，发明了一种从矿石中提取金属的电解方法。他的父亲亚历山大·埃德蒙·贝克勒尔（Alexander Edmond Becquerel）是应用物理学教授，也是当时荧光和磷光研究领域的主要权威，即研究物质在受光照射后发光的学科。亨利的儿子让（Jean），出生于1878年，后来也成为了一名物理学家。四代人相继占据了同样的专业领域，并经常占据同一张教授席位。

这种继承关系决定了他研究的内容，更重要的是，决定了他实验室里存放的东西。从1883年起，他开始研究他父亲的课题——磷光，同时还研究光的平面偏振、晶体对光的吸收以及地磁学。

工程师的道路

在进入学术界之前，他接受的是实践训练。他于1872年进入巴黎综合理工学院（École Polytechnique），并于1874年加入了政府的桥梁与道路工程部门（Ponts-et-Chaussées），于1877年成为一名工程师，并于1894年晋升为总工程师。他的博士学位获得得相对较晚，是在1888年。

他同时担任多个职位。从1878年起，他在自然历史博物馆担任助理，接管了他父亲在国立工艺美术学院（Conservatoire des Arts et Métiers）的应用物理学教席，于1892年成为巴黎博物馆的应用物理学教授，并于1895年成为综合理工学院的教授。他于1889年当选为法国科学院院士，后来接替马塞兰·贝特洛（Marcellin Berthelot）担任终身秘书。

巴黎的一个抽屉

1896年1月，科学院听到了来自维尔茨堡的消息：威廉·康拉德·伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）发现了一种他称为X射线的穿透性辐射。会议室里气氛热烈，贝克勒尔从中得出一个符合他自身专长的假设。也许磷光物质在吸收阳光后，会以X射线的形式将其部分重新发射出来。铀盐是显而易见的测试对象；他手头正好有这些物质。

方法很简单。用黑纸包裹照相底片，这样光线就无法到达。在上面放置硫酸铀酰钾晶体。将这套装置放在阳光下。冲洗。如果有什么穿透性的东西从晶体中发出，底片上就会留下它们的轮廓。

确实如此。他得到了轮廓，包括放在晶体和底片之间的铜十字架的轮廓，并得出结论：他已经证实了自己的理论。随后天气发生了变化。由于巴黎阴天，准备好的底片被放进了一个抽屉里，铀盐放在上面，没有经过曝光和刺激。3月1日，他冲洗了底片，几乎没抱什么期望，结果却发现了一张极其清晰的图像。

他于1896年3月2日向科学院宣布：铀盐在没有任何阳光刺激的情况下也能发射辐射。他最初的假设是错误的，而这个错误比假设本身更有价值。

铀的意义

他继续研究。根本不发磷光的铀化合物也能产生同样的效果，这彻底否定了磷光解释。纯铀金属也能产生这种效果。到1896年5月，他已经确定元素本身就是来源：辐射是铀原子的一种属性，与它们的化学状态、历史或任何外部能量供应无关。

最后这一条是整个革命的核心。能量持续地、显然是免费地从物质中释放出来，这是任何化学和经典物理学都无法解释的。原子内部发生了某些事情，而此前人们一直认为原子内部没有结构。

居里夫妇与诺贝尔奖

贝克勒尔并没有将这一发现研究到底；其他人接过了接力棒。从1898年起，玛丽·居里（Marie Curie）和皮埃尔·居里（Pierre Curie）开始研究当时所谓的铀射线，于1898年6月分离出钋，同年12月分离出镭，并发现钍也具有同样的表现。正是玛丽·居里创造了“放射性”一词来描述贝克勒尔偶然发现的这种现象。

1903年，诺贝尔物理学奖被分割：一半授予贝克勒尔，以表彰他发现自发放射性；另一半由居里夫妇分享，以表彰他们对他所发现的辐射的研究。他此前已于1900年成为荣誉军团勋章军官，并是罗马猞猁学院（Accademia dei Lincei）和柏林皇家科学院的成员。

为什么亨利被称为天才

对这一核心品质最诚实的描述并非概念上的大胆。贝克勒尔的假设是传统的，而且是错误的；关键的底片是在坏天气期间一时兴起冲洗出来的。将他与任何其他有过幸运事故的人区分开来的是他在接下来的十周里所做的事情。

纪律体现在后续行动中。面对一个与其自身理论相矛盾的结果，他没有找借口掩盖，而是系统地拆解了自己的解释。他测试了无法产生磷光的铀化合物。他测试了铀金属本身。在两个月内，他将这一效应锁定在元素本身，而不是任何化学排列中，并将整个过程，包括他最初想法的失败，报告给了科学院。关于“机会偏爱有准备的头脑”的陈词滥调，这一次是准确的：贝克勒尔在磷光研究上花费了十三年，确切地知道异常的底片意味着什么。

反面案例很直白，应该说明。他没有为放射性命名，没有分离出放射性元素，没有解释机制，也没有像居里夫妇那样以极大的热忱去钻研这一领域。他继承了他的实验室、课题以及几乎所有的教席。诺贝尔委员会之所以分拆奖项是有原因的。他所提供的是一切事物赖以增长的观察结果，以及违背自身利益进行报告的学术诚信——这在科学家中比才华更罕见。

遗产

他于1908年8月25日在布列塔尼的勒克鲁瓦西克去世，享年五十五岁，距离他做出发现已经过去了十二年，当时还没人了解辐射对接触它的人有什么影响。国际单位制中的放射性单位是贝克勒尔：每秒一次核衰变，这个量很小，以至于普通物体也会记录到数百次。每一次使用示踪剂的医学扫描、每一个反应堆安全数据、每一次放射性尘埃的测量，都以他的名字命名。他留下底片的那个抽屉，正是核物理学存在的原因。