天然放射性現象的發現同X 射線的發現一樣, 都帶有一定的偶然性, 隻不過X 射線的發現來自對陰極射線的研究, 而天然放射線現象的發現則是來自對X 射線的研究。
X 射線的發現引起了眾多物理學家的興趣。法國科學家彭加勒素以富有想象力而著名, 他提出X 射線可能同真空玻璃管的熒光有關。彭加勒的這個想法後來被證明是不對的, 可是在當時卻激起了他的同胞貝克勒爾的極大興趣。
貝克勒爾的父親是一位專門從事熒光物質研究的化學家, 他的祖父也以研究磷光和熒光現象而聞名於世, 這個家族從事這方麵的研究已有六七十年的曆史了, 他們的實驗室裏有各種各樣的熒光物質。貝克勒爾從他父親的實驗室裏選了一種熒光最強的物質―――鈾鹽, 開始著手實驗X 射線到底與熒光有沒有關係。他用黑紙包住照相底片, 黑紙包上放一層鈾鹽, 然後再讓它們受太陽光的照射。他的設想是, 太陽光不能穿透黑紙, 因此照相底片不會受太陽光照射本身而感光; 但是如果由太陽光照射而激發的熒光中含有X 射線, 這X 射線就會穿透黑紙使照相底片感光。實驗結果如他設想那樣, 照相底片衝洗後顯現了鈾鹽在照相底片上的黑色輪廓。後來, 貝克勒爾在鈾鹽和黑紙之間放上其它材料, 比如鋁箔、銅箔, 結果照相紙片也都感光了。這更加“證明”了X 射線的存在, 因為當時人們除了知道X 射線能穿過這些東西之外, 還不知道有別的射線也具有這種功能。
戲劇性的結果產生在貝克勒爾繼續進行的實驗中。1896 年2 月底, 貝克勒爾在準備進行一次新的實驗時, 碰巧遇上了巴黎一連幾個陰天, 太陽始終沒有露麵。他隻好把鈾鹽連同用黑紙包好的照相底片一起放進實驗室的抽屜裏。3 月1 日, 貝克勒爾想事先檢查一下照相底片是否完好, 以便再進行實驗, 他就衝洗了其中一張底片。但衝洗後卻發現了奇怪的現象: 照相底片已經感光了, 上麵有一個很黑的鈾鹽的影子。這是怎麽一回事呢? 鈾鹽是和黑紙包好的照相底片一起放在抽屜裏的, 可以說是隔絕了外來光線; 而鈾鹽不經太陽光照射是不會發出熒光的。那麽照相底片又是如何感光的呢? 貝克勒爾推斷, 既然照相底片感光與太陽照射和熒光都沒有關係, 那麽很可能是鈾鹽本身能發出一種神秘的射線, 就是這種神秘射線使照相底片被感光了。但他還不知道是鈾鹽中的哪種物質放出的射線, 是硫酸? 是鉀? 還是鈾? 貝克勒爾又埋頭作了進一步的實驗。他用純硫酸鉀做實驗, 照相底片沒有感光, 說明硫酸和鉀都不會放出不可見的射線。他用各種鈾化合物進行實驗, 照相底都同樣感光了。在物理學研究中, 實驗的結果具有極高的權威。貝克勒爾得到結論: 隻要有鈾元素存在, 就有這種射線產生。
X 射線的產生需要氣體放電管和高壓電源, 而鈾鹽無需任何外界作用, 就自動地放射出一種射線。後來, 科學家們就把一些物質所特有的這種能自發放出射線的性質稱為天然放射性, 也簡稱放射性; 把具有這種性質的物質叫做放射性物質。
天然放射性現象的發現在科學發展的曆史上具有重要的意義。它表明, 自然界中有些元素能自發地放出射線來。這些元素又都是由某種原子構成的, 這就表明原子本身可能會發生某種變化。這種變化意味著原子存在著內部結構, 隱藏著某種秘密。因此, 可以說天然放射性現象的發現開始動搖那種認為原子是不可分割的陳舊觀念。
貝克勒爾關於天然放射性的發現, 打開了一個新的研究領域, 吸引了許多物理學家投身於這一方向的研究。下麵將談到的著名科學家居裏夫婦, 就是在這一領域做出重要貢獻的。
貝克勒爾的發現, 不僅具有豐富科學認識的作用, 而且它還再一次向我們展示了“機遇”在物理學研究中的價值。也許有人會想, 貝克勒爾能發現天然放射性是因為他的運氣好。要不是準備實驗的那幾天趕上連陰天, 他就不會把鈾鹽連同用黑紙包好的照相底片一起放進抽屜; 而恰巧放進抽屜這一條件又排除了其它光線使照相底片感光的可能。所以, 貝爾勒爾輕而易舉地發現了天然放射性現象。這種想法似乎表明, 隻要碰上這種機會, 誰都同樣會做出發現, 取得輝煌的成就。物理學發展的曆史, 以至整個科學發展的曆史都表明, “機遇”( 即好的境遇) 確實在科學發現中起一定的作用。但是, 它也僅僅是一部分作用, 或者說它隻是提供了一種成功的機會。然而, 也並不是所有的人在機會麵前都能取得成功, 如同X 射線的發現使一些科學家終生懊悔一樣天然放射性現象的發現也使一些科學家抱恨終生。在貝克勒爾之前, 也有一位研究人員把瀝青鈾礦石和用黑紙包好的照相底片擱在了一起, 而使照相底片感光作廢。可惜的是, 這位研究人員隻得出了一個常識性的結論: 不能把照相底片同瀝青鈾礦石放在一起。這個結論是對的, 也有一定的實用價值。但是, 他就沒有多問一個為什麽, 為什麽瀝青鈾礦石與照相底片放在一起會使照相底片感光, 因而白白放過了能作出一項重大發現的機會。對此, 還是法國科學家巴斯德的名言道出了真諦: “機遇隻偏愛有準備的頭腦。”就是說, 機遇僅僅起提供機會的作用。要做出發現, 還需要由熱愛學習、善於觀察、勤於思考的有心人去認出機會, 抓住機會, 深入鑽研, 才會獲得成功。