Ritka az olyan alkalom, hogy valaki már életében is nagy hatást gyakorol a tudományos gondolkodásra, halála után pedig gyökeresen megváltoztatja az emberek mindennapi életét. E szerencsés kivételek egyike a százötven évvel ezelőtt, 1859. május 15.-én született Pierre Curie, aki rövid élete alatt annyi felfedezéssel gazdagította a tudományt, amire ma egy kutatóintézet is kevésnek bizonyulna. Igaz, hogy ehhez mindig akadt egy kiváló társ: korai időszakában Jaques bátyja, a későbbiekben pedig ambíciózus, nagy munkabírású felesége.

A természettudományok és a matematika szeretetét orvos édesapja oltotta a lelkébe, aki tizennégy éves koráig maga tanította. Két évvel később sikeresen jelentkezett a híres Sorbonne egyetemre, ahol tizennyolc évesen kapta meg licenciátusát. Hamarosan az egyetem munkatársa lett, ahol a bizarrnak tűnő preparátori állást töltötte be. Persze nem állatok kitömésével foglalkozott, hanem laboratóriumi kísérleteket készített elő.

Húszévesen kezdett foglalkozni a hőhullámokkal, amelyek hullámhosszára vonatkozó képletet állított fel.  Ennél viszont sokkal fontosabb, hogy 1880-ban Jasques bátyjával együtt felfedezte a piezoelektromos jelenséget, amelynél egyes kristályokban összenyomás hatására villamos feszültség keletkezik, és ennek fordítottját (inverz piezoelektromos jelenség), amikor a villamos illetve mágneses térbe helyezett kristály összehúzódik. Több anyag is mutat ilyen tulajdonságot, közülük a legismertebb a Seignette-só és a kvarc. Az előbbi a hagyományos ? PVC lemezzel működő – lemezjátszóban  a zafírtű rezgéseit   alakítja át villamos jelekké, míg az utóbbi kristály   mindennapi életünk több területén is fontos szerepet játszik: a tűzkő nélküli öngyújtókban és gázgyújtókban villamos szikra keltésére használják,  a kvarcórákban ugyancsak a Pierre Curie által felfedezett jelenség alapján rezeg az órajelet adó kristály. Ennél sokkal fontosabb az orvosi diagnosztika számára: amikor áldjuk a fájdalommentes ultrahangvizsgálat (szakszóval szonográf) előnyeit, egy pillanatra érdemes e francia zsenire gondolni, ugyanis a testbe hatoló ultrahangot ugyancsak rezgő kvarckristály szolgáltatja.

A továbbiakban a mágnesség három válfajával, a  dia-, para- és ferromágnességgel foglalkozott. Ez utóbbi esetében is alapvető felfedezést tett: kiderítette, hogy egy meghatározott hőmérsékleten a ferromágnes elveszti mágneses tulajdonságait, majd lehűtve ismételten visszanyeri. Ez a felismerése a huszadik század végén lett a mindennapi gyakorlat részévé: a számítógépekben és a DVD lejátszókban használatos újraprogramozható lemezek alakjában.   A felfedező tiszteletére ma ezt Curie-pontként tárgyalja az irodalom. A nagyon gyengén mágnesezhető anyagokkal, a paramágnesekkel kapcsolatban – ahol a mágnesség mindig egyforma, bármilyen erős a külső erőtér – megállapította, hogy a mágneses tulajdonság csökken az emelkedő hőmérséklettel, ezt képletbe is öntötte (Curie-törvény).

A visszahúzódó természetű, agglegény-tudós magánéletében 1894 hozta meg a forradalmi változást: beiratkozott a szemináriumára egy különös teremtmény, a borotvaeszű, céltudatos Maria Sklodowska, a Sorbonne fizika tanszékének első női hallgatója. Ráadásul a híre megelőzte őt: a híres Becquerel munkatársa, előzőleg pedig Gabriel Lippman laboratóriumában dolgozott. Az emancipált kelet-európai hölgy magánélete sem volt hagyományosnak mondható: épp egy viharos szerelmi kalandot zárt le a nála öt évvel fiatalabb Paul Langevin-nel, a francia fizika nagy ígéretével. A gondot nem a korkülönbség, hanem az a tény okozta, hogy a nős tudós nem volt hajlandó elválni gyermekei anyjától. Különös játéka a sorsnak, hogy a későbbiekben sajátos módon rokoni kapcsolatba kerültek egymással: Marie Curie unokája feleségül ment Paul Langevin unokájához.

Sokak számára ma hihetetlenek tűnik, de a női emancipáció Kelet-Európából indult világhódító útjára. Azt követően, hogy a tizenkilencedik század ötvenes éveiben a zürichi, majd több nyugat-európai egyetem megnyitotta kapuit  a nők előtt, elárasztották a lengyel, cseh, magyar, román, bolgár, orosz és finn hölgyek e tanintézményeket. Felvilágosultságuk, szuverenitásuk, energikusságuk lenyűgözte a helyi férfiakat. Persze Pierre Curie sem tudott szabadulni Maria Sklodowska hatása alól: megismerkedésüket követően alig egy év múltán feleségül vette tanítványát.

Nem sokkal később, 1896-ban Henri Becquerel felfedezte az uránsók természetes rádioaktivitását. Mivel nem tudott a jelenségre magyarázatot adni, hamarosan elvesztette érdeklődését a kérdés iránt. Nem így asszisztensnője, Marie Curie-Sklodowska: nem adta fel a dolgot, esténként lelkesen magyarázta férjének kísérleteit, kérve, találjon megoldást. A fő gond az volt, hogy ha nem külső forrásból ered a sugárzás, akkor az energiamegmaradás törvénye nem érvényes.  Pierre Curie hajmeresztő ötlettel állt elő: a vegyi elemek nem mindegyike állandó, tehát ilyenkor egy magasabb rendszámú elem kisebb rendszámúvá bomlik. Eredetileg vegyész felesége számára ez volt maga az eretnekség netovábbja. Az éles szemű Pierre olyan jelentősnek tartotta felvetését, hogy saját kísérleteit megszakítva csatlakozott feleségéhez. Elsőként egy mozsárban összetörtek egy kilónyi uránszurokércet, ezt kiolvasztották. Az eredmény: semmi. Mivel nyilvánvaló volt, hogy a sugárzó anyag pedig ott van, elhatározták, hogy nagyban kell a szörnyen bűzlő anyagot kotyvasztani. Az egyetem vezetése csak arra volt hajlandó, hogy a Sorbonne udvarán egy fabódét állít fel a házaspárnak, így száműzték őket a tudomány szent falai közül. De ez nekik mit sem számított.

Pierre Curie nemcsak szerelmes férj volt, hanem nagyszerű tudós is, aki biztos volt abban, hogy itt új elemeknek kell lenniük. Ugyanis nem minden szurokérc sugárzott azonos erővel. A legjobbnak a jáchimovi bányák terméke bizonyult.   Közben, a kísérletek kellős közepén, 1897-ben Marie megszülte első gyermekét, Irénet, aki szülei nyomdokain haladva ugyancsak eljutott a Nobel-díjig. Fanatikus hitüket, kitartó munkájukat, emberfeletti erőfeszítésüket végül siker koronázta: hét tonnányi szurokércből sikerült néhány milligram nagyon erősen sugárzó anyagot előállítaniuk, amit Marie szülőhazájáról polóniumnak neveztek el, majd hamarosan egy másikat is izoláltak, amelynek Marie a latin sugárzó szó alapján a rádium nevet adta. Majd hogy teljes legyen a sor, felfedezik a harmadik sugárzó elemet, a tóriumot is.

Amikor sikerült további kísérletekhez alkalmas mennyiséget kinyerniük, Marie elkezdte azokat a méréseket, amelyek fenekestül felborították a korabeli fizikát. Nagy szerencséjére Pierre és Jaques Curie még a nyolcvanas évek folyamán kifejlesztett egy olyan, nagyon kis áramok mérésére szolgáló elektrométert, amellyel sikerült kiderítenie, hogy sugárzás közben pozitív, negatív és semleges részecskék hagyják el az atomot. Ezt a magfizika legnagyobb klasszikusa, Ernest Rutherford nemes egyszerűséggel a görög ábécé első három betűjével alfa, béta és gamma sugaraknak keresztelte el.

Pierre Curie eredeti sejtése teljes mértékben beigazolódott, így aligha csodálható, hogy a harmadik fizikai Nobel-díjat 1903-ban ők kapták, természetesen Henri Becquerellel megosztva. A Nobel-díj még egy előnnyel járt: 1904-ben végre beköltözhettek az egyetem szent falai közé, ahol Pierre Curie-nek saját tanszéket hoztak létre kísérletei folytatására. Aligha sejthette, hogy milyen kevés idő adatott neki: élete teljében, 1906. április 19-én a párizsi operából távozva  figyelmetlenül az úttestre lépett, ahol egy  megbokrosodott konflisló a felesége szeme láttára halálra gázolta.  Még negyvenhét éves sem volt. Egy kísérletsorozat kellős közepén voltak, amely a fémrádium előállításához vezetett és újabb (kémiai) Nobel-díjat rejtett. Ezt már az özvegy egyedül vette át. A radioaktivitás terén végzett közös kutatásaik mai gyakorlati eredménye a félelmetes rákbetegség ellen használt sugárforrások, valamint a diagnosztikában elterjedt nyomjelzés. Pierre Curie életét kisebbik lánya, Eve írta meg 1923-ban.

Gyakran felvetődik a kérdés, hogy valójában mikor is kezdődött a korszakváltás a fizikában, amelynek eredménye a természettudományos világkép gyökeres átalakulása lett. A legegyszerűbb, hétköznapi fogalmakról derült ki, hogy a valóságban egészen más jellemzőket mutatnak, mint ahogyan azt évezredeken keresztül tudtuk: a fény egyszerre részecske és hullám, a tömeg nagysága, a szilárd testek mérete és az idő múlása a mozgástól függ, ráadásul nem minden vegyi elem állandó, átalakulhat az egyik a másikba. Borzadály belegondolni, de tény, több száz éves fejlődés után a fizika előtt felcsillant a remény, amiben az alkimisták szentül hittek: aranyat lehet készíteni egy értéktelen fémből is. Nem csoda, hogy maguk a tudósok sem akartak hinni a szemüknek. Közöttük a legkiválóbb, forradalmi gondolkodásúak sem, mint amilyen kétségkívül Pierre Curie volt. Egyike azon keveseknek, akik a híres évek, az 1895-98 közötti időszak fizikai forradalmát végrehajtották.

Már egészen fiatalon, huszonegy éves korában megmutatta oroszlánkörmeit: Jaques bátyjával együtt felfedezte a piezoelektromos jelenséget, amelynél egyes kristályokban összenyomás hatására villamos feszültség keletkezik, és ennek fordítottját (inverz piezoelektromos jelenség), amikor a villamos illetve mágneses térbe helyezett kristály összehúzódik. Amikor változó elektromágneses térbe tették, rezegni kezdett. Több anyag is mutat ilyen tulajdonságokat, közülük a legismertebb a Seignette-só és a kvarc. Ez utóbbi mindennapi életünkben fontos szerepet játszik: a tűzkő nélküli öngyújtókban és gázgyújtókban villamos szikra keltésére használják, míg a kvarcórákban ugyancsak a Pierre Curie által felfedezett jelenség alapján rezeg az órajelet adó kristály, a hagyományos lemezjátszóban pedig a zafírtű rezgéseit Seignette-sóból készült elem alakítja át villamos rezgésekké.  De ennél sokkal fontosabb a rezgő kvarckristály az orvosi diagnosztika számára: amikor áldjuk a fájdalommentes ultrahangvizsgálat (szakszóval szonográf) előnyeit, egy pillanatra érdemes e francia zsenire gondolni.

Egy ideig tanársegédként dolgozott Alma Materében, az École de physique et de chimie főiskolán, de hírnevének megalapozása után átcsábította őt a világhírű Sorbonne, ahol a ma kissé bizarrnak ható preparátori állást kínálták fel neki. Persze nem állatokat tömött ki, hanem fizikai preparátumokat készített. Ekkor már a mágnesség jelenségeivel foglalkozott. Ezen a területen ugyancsak alapvető felfedezéseket tett. Kiderítette például, hogy a ferromágnesek egy meghatározott hőmérsékleten elvesztik mágneses tulajdonságaikat. Lehűtve ismételten visszanyerik. Ez a felismerése a huszadik század végén lett mindennapi gyakorlat részévé: a számítógépekben és a DVD lejátszókban használatos újraprogramozható lemezek alakjában, ahol a Curie-pont fölé, lézersugárral felhevített ferromágnes pontocska elveszti mágneses tulajdonságát, majd lehűlve, erős villamos térben egészen más irányba fordul el a pólusa, így eltérő szögben veri vissza a fényt, mint a környező felület.   A felfedező tiszteletére ma ezt Curie-pontként tárgyalja az irodalom. A nagyon gyengén mágnesezhető anyagokkal, a paramágnesekkel kapcsolatban – ahol a mágnesség mindig egyforma, bármilyen erős a külső erőtér – megállapította, hogy a mágneses tulajdonság csökken az emelkedő hőmérséklettel, ezt képletbe is öntötte. Nem csoda, hogy ugyancsak róla nevezték el Curie-törvénynek. A Sorbonne magánéletét is alaposan felforgatta: a visszahúzódó természetű, agglegényéletet élő tudós 1894-ben találkozott egy különös teremtménnyel, a borotvaeszű, céltudatos Maria Sklodowskával. Mégpedig az egyetem falai között, ugyanis a varsói lány beiratkozott hozzá a fizika szemináriumra. Különlegességét az adta, hogy ő volt a Sorbonne fizika tanszékének első női hallgatója. Ráadásul nem akárki: a híres Becquerel munkatársa, aki előzőleg Gabriel Lippman laboratóriumában dolgozott. Az említettek valamennyien néhány év múltán a még nem létező Nobel-díj kitüntetettjei lesznek (A svéd gyáros ekkor még jó bőrben van, csak a következő évben, egészsége hanyatlásával hozza meg világraszóló végrendeletét). A két nagyszerű tudós találkozásából szerelem lesz, a következő évben összeházasodnak.

Feleségével Marie-val munka közben

Tudni érdemes, hogy ebben az időben az atomelmélet csupán feltevésként létezett, senki nem sejtette, hogy hamarosan minden megváltozik, sikerül tudományággá válnia. Az első nagy felfedezést Wilhelm Conrad Röntgen tette, a róla elnevezett sugarak felfedezésével. Hamarosan John Joseph Thomsonnak sikerült tisztáznia, hogy a röntgensugarak keltéséhez használt katódsugárcsőben negatív töltésű részecskék áramolnak. Ezzel 1896-ban igazolta az első elemi részecske, az elektron létét. Azt is megállapította, hogy az atomon belül is helyet foglal ez a részecske. Ekkor dolgozza ki az első atommodellt, amit legtehetségesebb tanítványa, Ernest Rutherford  kedveskedve mazsolás pudingnak (magyarán: kalácsnak) keresztelt el, mivel a derék angol úgy gondolta, hogy az anyagok külsőleg amiatt mutatnak villamosan semleges állapotot, mert a pozitív töltésű anyagmasszában csücsülnek az apró, negatív elektronok. Innen a találó hasonlat. E két felfedezés hatására felbolydult a fizika világa: szinte mindenki katódsugárcsövet szerzett. Nem így Henri Becquerel, ő folytatta édesapja fluoreszcenciával foglalkozó kísérleteit. Több olyan vegyületet ismerünk, amely napfény hatására fényt bocsájt ki. Vagyis a felvett energiát még egy bizonyos ideig látható fény formájában sugározza szét. Becquerel, nagy szerencséjére uránsót is használt, amely ugyancsak képes fluoreszkálásra. Természetesen a rutinfeladatok elvégzését Maria Sklodowskára bízta. Egy véletlen folytán olyan felismerésre jutottak, amely új elmélet kidolgozásához vezetett: a napfényről behozott urándarabot véletlenül a becsomagolt fényképlemezeken hagyták. Előhívás után a kifényképezett lemezt megtekintve Becquerel döbbenten tapasztalta, hogy a sódarab alakjának megfelelő fekete folt tette tönkre a felvételt. Azonnal szimatot fogott: ezt a fluoreszkálás teszi, amely rokon tulajdonságokat mutat a mindenen áthatoló röntgensugarakkal. Ugyancsak a véletlen segítette hozzá, hogy rájöjjön: képtelenség, amit gondol. Ugyanis egy alkalommal napokig nem sütött a Nap, így nem tudott kísérleteket végezni, ennek ellenére az előhívott fényképek ugyanolyanok voltak, mint amikor órákon keresztül gyűjtötték az uránsóval a napsugarakat. Tehát itt valami mást kell keresni. Csakhogy erre a másra nem volt magyarázat: ugyanis ha nem gerjesztett sugárzásról van szó, akkor csak saját belső energiaforrásból tudja az urán fedezni a sugárzást. Ez pedig ellentétes az anyagmegmaradás törvényével. Kísérleteinek eredményét 1896-ban hozta nyilvánosságra a francia akadémia lapjában a Comptes Rendus-ben. Ezt követően elvesztette az érdeklődését a kérdés iránt, inkább az erős elektromágneses térbe helyezett fényforrásokkal kezdett foglalkozni. Biztos ítélőképességéről tanúskodik, hogy rájött: itt valami nagyon fontos dologról van szó. Nem tévedett: a második Nobel-díjat Pieter Zeeman ezért kapta meg, egy évvel Röntgen után. Mindenesetre az általa felfedezett sugarakat róla nevezték el. Asszisztensnője, Marie Curie-Sklodowska nem adta fel a dolgot: lelkesen magyarázta férjének kísérleteit, kérve, találjon megoldást. Az ügy tudományos részét tekintve tiltakozott az ellen a feltételezés ellen, hogy a sugárzás következtében az anyag elbomlik, ki hitte volna el Pierre Curie-n kívül, hogy bizony a vegyi elemek nem mindegyike állandó, az eredetileg vegyész asszony számára ez volt maga az eretnekség netovábbja. Semmivel sem volt könnyebb laboratórium szerzése: amikor kiderült, hogy uránszurokércet kell nagyban hevíteni, az egyetem vezetése csak arra volt hajlandó, hogy a Sorbonne udvarán egy fabódét állít fel a házaspárnak. Pierre Curie nemcsak szerelmes férj volt – mint ahogy rosszakarói állították és próbálták elgáncsolni -, hanem nagyszerű tudós is, aki biztos volt abban, hogy itt új elemeknek kell lenniük. Ugyanis nem minden szurokérc sugárzott azonos erővel. A legjobbnak a jáchimovi bányák terméke bizonyult.  Gyakorta volt gúnyolódás tárgya a házaspár, különösen a feleség, aki babakelengye készítése és vacsorafőzés helyett kondérszámra kotyvasztotta a bűzös folyadékot. Közben, a kísérletek kellős közepén, 1897-ben megszülte első gyermekét, Iréne-t, aki szülei nyomdokain haladva ugyancsak eljutott a Nobel-díjig. Fanatikus hitüket, kitartó munkájukat, emberfeletti erőfeszítéseiket végül siker koronázta: a hét tonnányi szurokércből sikerült néhány milligramm nagyon erősen sugárzó anyagot előállítaniuk, amit Marie szülőhazájáról polóniumnak neveztek el, majd hamarosan egy másikat is izoláltak, amelynek Marie a  latin  sugárzó szó alapján a rádium nevet adta. Majd hogy teljes legyen a sor, felfedezik a harmadik sugárzó elemet, a tóriumot is. Tiszteletükre a radioaktivitás mértékegységét róluk nevezték el: egy curie sugárzás egy gramm rádium egy másodperc alatti bomlásával egyenlő.

Kísérleteik eredményét Marie Curie-Sklodowska doktori disszertációban foglalja össze. Ez a rövid dolgozat hamarosan tudománytörténeti jelentőségűvé válik: az első a sorban, amiért kiadják a legnagyobb tudományos kitüntetést. Ugyanis a hamarosan, 1901-ben először kiosztott Nobel-díj “várakozási” listáján a francia házaspár előkelő helyen szerepel. Olyannyira, hogy a harmadikat meg is kapják. Természetesen Henri Becquerellel megosztva,, akinek első kísérletei vezettek el az új tudományág létrejöttéhez. Számunkra külön érdekesség, hogy ezt a művet Zemplén Győző, Eötvös Loránd tanársegéde ültette át magyar nyelvre, szép példájaként annak, hogy a korabeli Magyarországon milyen élénk figyelemmel kísérték a legfontosabb felfedezéseket.

Marie Sklodowska-Curie lányaikkal: Eve (az ölében) és Iréne

A Nobel-díj még egy előnnyel járt: 1904-ben végre beköltözhettek az egyetem szent falai közé, ahol Pierre Curie-nek saját tanszéket hoztak létre kísérletei folytatására. Aligha sejthette, hogy milyen kevés idő adatott neki: élete teljében, 1906. április 19-én – épp száz éve – este a párizsi operából kilépve egy megbokrosodott konflis ló halálra gázolta. Marie szeme láttára. Még negyvenhét éves sem volt. Egy kísérletsorozat kellős közepén voltak, amely a fémrádium előállításához vezetett és újabb Nobel-díjat rejtett. Marie, férje halála után is bizonyította, amiről Pierre megismerkedésük kezdetétől meg volt győződve: milyen kivételes asszony. Egyedül nevelte lányait, átvette a megüresedett egyetemi katedra és a Rádium Intézet vezetését, közösen elkezdett kísérleteiket befejezve 1910-ben megírta Traité de radioactivité szakmunkáját, a téma első nagy összefoglaló művét. A következő évben a – tudománytörténetben a mai napig páratlan módon – átvehette, ezúttal a kémiai Nobel-díjat. (John Bardeen ugyan szintén dupla Nobel-díjas, de ő egy tudományágban kapta mindkettőt. Ez viszont külön történet: a múlt század hetvenes éveinek elejéig érvényben volt az a határozat, amely szerint egy tudományágban csak egy Nobel-díj osztható ki ugyanannak a kutatónak. Arról már Bardeen nem tehet, hogy a tranzisztor feltalálása után meg kellett neki adni a szupravezetés területén tett felfedezéseiért a második kitüntetést is).

Ha valaki elmondhatja magáról, hogy értelmes életet élt, Pierre Curie nyugodtan megteheti. Jelentős felfedezésekkel járult hozzá a tudomány fejlődéséhez, felismeréseivel döntő mértékben befolyásolta a későbbi korok életét, családapaként pedig büszkén tekinthetett le odafentről, amikor felesége után Iréne lánya és mindkét veje átvehette a Nobel-díjat.