19世紀(jì)末到20世紀(jì)初在科學(xué)史上是一個英雄輩出的時代,電子、X射線、鈾射線的發(fā)現(xiàn)開啟了一扇人們認(rèn)識微觀世界的大門,探索原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)也成了眾多科學(xué)家關(guān)注的熱點(diǎn)。
1879年,已是一個孩子母親的居里夫人正在為她的博士論文尋找題目。經(jīng)皮埃爾(Pierre Curie, 1859.05.15-1906.04.19)的啟發(fā),居里夫人選擇了鈾射線作為研究方向。當(dāng)時她自己也沒想到這意味著數(shù)年的艱辛與勞作,也意味著巨大的成功與掌聲。居里夫人收集了很多鈾礦石,并逐一對于它們的放射性進(jìn)行了檢測。當(dāng)她檢驗(yàn)到一種瀝青鈾礦和一種銅鈾云母礦時,發(fā)現(xiàn)它們的放射性強(qiáng)度要比根據(jù)其中鈾的含量所預(yù)算的放射性強(qiáng)度大得多。居里夫人猜測這些礦石中存在新的放射性元素,它比鈾放射性強(qiáng)。1868年6月,居里夫婦開始合作研究。他們最先發(fā)現(xiàn)了釙。12月21日,又發(fā)現(xiàn)了富集于氯化鋇結(jié)晶中的鐳。
12月26日,他們聯(lián)名以書面的方式向法國科學(xué)院做了正式報告。1903年,居里夫婦因放射性研究與貝克勒爾(Henri Becquerel,1852.12.15-1908.08.25)獲得了諾貝爾物理學(xué)獎。
居里夫婦對于鐳元素的發(fā)現(xiàn)和提煉,從拉塞福利到原子分裂都指向了原子彈與核能研發(fā)。鐳元素的發(fā)現(xiàn)表明原子時可以轉(zhuǎn)化為其他元素的某種實(shí)體?,F(xiàn)代粒子物理由此誕生。
19世紀(jì)簡陋實(shí)驗(yàn)室(一個教授加幾個助手)經(jīng)常在沒有任何防護(hù)下進(jìn)行工作。那時候很多東西不知道其危害,經(jīng)常忽視了安全操作。居里夫人的女婿隔了好多年還能從居里夫人的實(shí)驗(yàn)筆記上檢測到強(qiáng)烈的放射性。長期折磨居里夫人的惡性貧血很有可能就是“她的鐳”放射性造成的。很多早期研究放射性物理學(xué)家晚年都患有“惡性貧血”病,居里夫人、貝克勒爾等人就有這個病。后來認(rèn)識到放射性危害后有了防護(hù)措施情況就改觀了。
科學(xué)發(fā)現(xiàn)如果沒有判決性實(shí)驗(yàn),其結(jié)論就會讓人擔(dān)心。當(dāng)年誰都知道地球是圓的,但還是等到麥哲倫環(huán)球后才再無異議;居里夫人正確推測出了鐳,科學(xué)界雖然普遍承認(rèn),但還需要“拿給我看”。經(jīng)過數(shù)年的艱苦她拿出鐳鹽說“看,這就是鐳?!薄茖W(xué)的起點(diǎn)是實(shí)驗(yàn),終極判決也是實(shí)驗(yàn)。雖然數(shù)學(xué)和邏輯能發(fā)現(xiàn)許多隱藏在現(xiàn)象身后的規(guī)律(模型),但還有更多符合邏輯的猜想是錯的。
居里夫人發(fā)現(xiàn)鐳以后無償公布其研究結(jié)果和提煉方法。西方各國立即出現(xiàn)了一大批“鐳騙子”,什么“鐳飲料”、“鐳治病”、“鐳養(yǎng)生”……穆勒出生在美國紐約,早期在哥倫比亞大學(xué)學(xué)習(xí)生物學(xué),期間對遺傳學(xué)產(chǎn)生興趣。1932年,他先到德國柏林,后到蘇聯(lián),并在蘇聯(lián)科學(xué)院研究遺傳學(xué)。后來,穆勒在印地安那大學(xué)教授動物學(xué)課程。
20世紀(jì)初期的遺傳學(xué)家都以果蠅為遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)研究對象。摩根(Thomas Hunt Morgan,1866.09.25-1945.12.04)小組已發(fā)現(xiàn)突變體在遺傳學(xué)研究方面具有重大意義,但是在自然狀態(tài)下獲得突變體的幾率很小,因此不能進(jìn)行大量的突變體定量研究。穆勒是摩根的學(xué)生,他也以果蠅作為研究對象,還用各種方法嘗試著獲得較高的突變率。受溫度能引起基因突變的啟發(fā),他利用X射線照射來嘗試,結(jié)果使突變率成百倍的增長。當(dāng)其他遺傳學(xué)家還只能被限制在實(shí)驗(yàn)群落中所出現(xiàn)的少量自然突變體時,穆勒在短時間內(nèi)就能人工生產(chǎn)出很多突變體。他的研究為人工誘變開辟了重要的新途徑。1927年,他宣布了這一重大發(fā)現(xiàn)。
穆勒主要的理論貢獻(xiàn)是,指出了遺傳物質(zhì)的兩個特性:1、可以自我復(fù)制;2、偶發(fā)突變可以遺傳。