当时的困境
1896 年 2 月，贝克勒尔在追一个错误的线索。伦琴几周前刚宣布发现 X 射线，而 X 射线是从阴极射线管发荧光的那块玻璃上发出的。贝克勒尔家三代研究荧光，他猜想：会不会所有强荧光物质在阳光照射后都能发出 X 射线？
他把铀盐放在阳光下晒，再压到用黑纸包好的照相底片上。底片感光了。假说似乎成立。
然后是那个著名的阴天。巴黎连续几日多云，他把铀盐和底片一起收进抽屉。几天后他冲洗底片，本以为只会有极淡的痕迹——结果影像和晒过太阳的一样强。
铀盐不需要任何外界激发。 荧光假说错了，但错出了一个真现象。
这项发现随即被冷落。X 射线能拍骨头、轰动全欧，而”铀射线”微弱、看不出用处。此后两年几乎无人跟进。
真正的困惑在于能量。一块铀盐放在那里，不吸收任何东西，却持续不断地向外发射射线——月复一月，强度不减。能量从哪来？这在当时看来隐隐违背能量守恒。开尔文等人倾向于认为它一定在从环境中吸收某种未知的辐射。
洞见时刻
1897 年，玛丽·居里正在找博士论文题目。她选了这个几乎无人问津的方向，理由之一恰恰是文献少，不必花几年读别人的东西。
她做的第一件事就与别人不同：不再看照相底片，而是测量。
她用丈夫皮埃尔与其兄长发明的压电石英静电计，测量射线使空气电离而产生的微弱电流——那是当时能做到的最精密的电学测量之一。定性观察变成了可比较的数字。
数字给出了关键事实：射线的强度只与样品中铀原子的数量成正比。把铀做成氧化物、硫酸盐还是金属，加热、冷却、光照、加压，统统没有影响。
化学状态决定的是原子之间怎么结合。既然全都无关，那么射线就不是来自原子之间，而是来自原子内部。
在道尔顿以来”原子不可分割”的共识下，这个推论极其激进。她给这个性质造了一个词：radioactivity（放射性）。
她随即把静电计对准所有能找到的矿物，撞上第二个反常：沥青铀矿的放射性比它含有的铀所能解释的强好几倍。
结论只能是矿石里还藏着某种放射性远强于铀的未知元素。
1898 年 7 月，居里夫妇宣布发现钋（以玛丽的祖国波兰命名）；12 月宣布发现镭。但化学界要的是纯净样品和原子量。此后四年，玛丽在一间四面漏风、冬冷夏热的旧解剖棚里处理了数吨沥青铀矿渣，反复溶解、结晶、分离——1902 年，她得到约 0.1 克氯化镭，测定原子量为 225（今天的值是 226）。
镭的放射性约为铀的百万倍，在黑暗中自发幽幽发光，还持续放热。新元素铁证如山。
涟漪效应
能量从哪来这个问题，1902 年由卢瑟福与索迪回答：放射性伴随着元素的嬗变。一种元素的原子自发变成另一种元素，能量来自这个转变本身。
这个结论在当时同样骇人——那正是炼金术士的梦想，而且被证明是自然界的日常。索迪回忆说，他脱口喊出”这是嬗变啊”，卢瑟福立刻制止他：别叫它嬗变，会被人当成炼金术士轰出去。
放射性此后成了撬开原子的杠杆。卢瑟福按穿透力把射线分成 α 与 β（维拉尔随后加上 γ），又在 1911 年用 α 粒子轰击金箔，从极少数的大角度散射推断出原子核的存在。1932 年查德威克同样用 α 粒子轰出了中子。
衰变的快慢本身也藏着线索。1911 年盖革与努塔尔发现，α 衰变常数的对数与放出粒子的射程的对数成一条直线，三条天然放射系各占一条平行线。这条经验关系跨了二十多个数量级的半衰期，而 α 粒子的能量前后只差一倍出头——一点点能量差为什么能造成如此悬殊的寿命，当时没人解释得了。答案要等到 1928 年：伽莫夫指出 α 粒子是隧穿出来的，而隧穿概率对能量呈指数敏感。这是量子力学第一次解释一条经验定律。
它还送给科学一座天然时钟。衰变服从统计规律，半衰期是常数，与温度压力无关。地质学据此测出地球年龄超过 45 亿年——彻底终结了开尔文根据地球冷却速度算出的”两千万年”，也给了达尔文的演化论所需要的时间尺度。考古学则有了碳-14 测年。
代价也真实。当时无人知道电离辐射的危害，镭被加进牙膏、化妆品和补品；表盘工厂的女工用嘴舔笔尖描夜光刻度，后来大批患上骨癌。玛丽·居里本人 1934 年死于再生障碍性贫血，几乎可以肯定与长期暴露有关。她的实验笔记至今仍有放射性，存放在铅盒里，查阅需要签署免责声明。
如果没有它
肿瘤治疗：放疗至今与手术、化疗并列为癌症三大疗法。今天用的是直线加速器产生的高能射线，但这条路的源头是镭针近距离治疗。
医学影像：核医学的碘-131 甲状腺扫描、锝-99m 骨扫描、PET 扫描里正电子湮灭产生的一对光子——都是放射性的直系后代。
测年：碳-14 定年考古样品，铀铅法定年岩石与陨石，钾氩法定年火山灰层。地球、月球与太阳系的年龄，都是这样测出来的。
能源与工业：核电站、辐照灭菌、工业探伤、烟雾报警器里那一小片镅-241。
基础认识：在此之前，原子是不可分割的最小单元；在此之后，原子有内部结构、有可释放的能量，二十世纪的核物理与粒子物理由此开始。
那间漏雨棚屋里幽幽的蓝光，是这一切共同的起点。