這位年輕的妻子每天料理家務，給幼小的女兒洗澡，用平底鍋做飯。同時，在物理學校那個簡陋的實驗室裡，這位女物理學家正要做出現代科學上最重要的發現。
到了一八九七年底，瑪麗多年奮鬥的結果，是獲得了兩個學士學位、一份中學任教資格文憑、寫出一個關於退火鋼料磁化性能的專論。她分娩後身體剛剛恢復，便立刻回實驗室工作了。
她事業發展的下一階段，按理該是爭取博士學位。在這一問題上，她躊躇了好幾個星期。她必須選一個題目，要有豐富的原始資料。這就像作家確定下一本書的題材時，會猶豫不決地向自己提出許多問題。瑪麗與皮埃爾一道研究最新的物理學著作，尋找一個做論文的題目。
在這種關鍵時刻，皮埃爾的建議具有不可忽視的重要意義。這位年輕女子帶著對丈夫的敬意，把自己看做他的學徒。他是個老物理學家，比她的經驗豐富多了。說得更準確些，他甚至是她的領導人，是她的「老闆。」
但是，毫無疑問，瑪麗的性格和天性在做出這個重大選擇上起著舉足輕重的作用。這個波蘭姑娘自幼便具有探險家的好奇心。正是由於她的這種本能，她才離開華沙來到巴黎大學求學，才寧願獨自待在拉丁區的閣樓裡，而不願住在德盧斯基家舒適的小窩中。她在林中散步時，從來要選擇人跡罕至的荒涼小徑。
這一刻，她就像個旅行者，在思索長途旅行計劃。她低頭望著地球儀，指點著某個遙遠的國度，那個陌生的名稱能激起她的想像力。這位旅行者突然決定不去任何地方，只去那裡。瑪麗翻閱著最近發表的實驗研究報告，一位法國科學家亨利·貝克萊爾前一年發表的著作吸引了她。她和皮埃爾熟悉這部著作，她重新閱讀一遍，以習慣的認真態度仔細研究著。
倫琴發現X射線後，亨利·普安加瑞便產生一個想法，希望確定諸如X射線這類射線是否由「螢光」體在光的作用下放射出來。亨利·貝克萊爾也被同樣的問題所吸引，他研究了「稀有金屬」鈾的鹽類。他沒有觀察到預期的結果，卻發現了另一種完全不同的現象，他無法對此做出解釋。他發現，鈾鹽不必接受光照也能發出一種性質不明的射線。將鈾的一種化合物放在黑紙包著的照相底片上，這種物質能透過黑紙使底片感光。這種令人驚奇的鈾鹽像X光一樣，能讓周圍空氣變成導體，用驗電器可測出其導電性。
亨利·貝克萊爾確信，這種令人驚訝的屬性並非源於日光照射，因為將鈾鹽在黑暗中保存幾個月後，它仍然具有這種性質。這是物理學家第一次觀察到放射現象，後來，瑪麗·居裡給這種現象定名為「放射性」。但是，這種射線的性質及其來源當時仍是個謎。
貝克萊爾的發現讓居裡夫婦感到著迷。雖然鈾鹽發出的射線能量極其微小，但他們想要弄明白，這種能量是從哪裡來的，這種射線的性質如何？這將是個引人入勝的研究課題，將是一篇有份量的博士論文主題！由於這還是個未經開發的領域，這個主題對瑪麗具有強烈的誘惑力。貝克萊爾的研究是最近的事態，迄今為止，她還沒注意到歐洲有人嘗試對鈾射線做深入研究。關於這個專題的所有文獻，僅僅是亨利·貝克萊爾在一八九六年在科學院提交的幾篇論文。以此為出發點，那將是一次驚心動魄的探險，是一場對未知王國的探索。
剩下的問題，就是她該上哪兒去搞實驗。這是個困難的問題。皮埃爾與物理學校的校長交涉了好幾次，得到的結果等於沒結果：瑪麗可以自由使用學校底層一個用玻璃包起來的儲藏室，目前堆著不用的機器設備和雜物。裡面陰冷潮濕，沒什麼技術設備，更沒有舒適可言。
儘管沒有正常配電，也沒有開始科學研究所需的各種材料，但她不懈地努力著，最終還是設法在這個洞穴中安裝了自己工作所需的儀器。
在這裡做實驗並不容易。空氣潮濕，溫度變化，這些是精密儀器的大敵。這間小工作室的環境不但對敏感的靜電儀有害，對瑪麗的健康也一樣有不良影響。不過這些都無關緊要。屋子裡冷得無法忍受的時候，這位年輕女子就在筆記本上記下攝氏溫度，解解心頭怨氣。我們發現，在她的記錄冊上，一八九八年二月六日這天的記錄，除了公式和數字之外，還有這樣一條：「這裡的溫度為六度二十五分。」只有六度！瑪麗在後面加了十個小驚歎號，表示自己的不滿。
這位博士學位候選人關心的首要問題是測量鈾射線的「電離能力」，也就是說，鈾射線使空氣變成導體並在靜電儀上產生讀數的能力。她使用的方法特別好，這是她實驗獲得成功的關鍵。這種方法是兩位她熟悉的物理學家為研究其他現象發明的。這兩位物理學家是她的丈夫皮埃爾·居裡和他哥哥雅克·居裡。她用的技術設備只有一個「電離艙」、一台居裡靜電計，還有一台石英壓電靜電計。
幾個星期後，瑪麗獲得了初步結果。她確定出，所研究的鈾樣本重量與這種令人驚奇的輻射量成正比；得到精確測量的輻射量不受外界溫度、光照或鈾的不同化合形式所影響。
一個外行也許不覺得這些觀察結果有什麼特殊，但是這位科學家卻發生了極大的興趣。物理學上常常發生這樣的情況：某個現象若經過幾次研究無法得到解釋，人們便將這種現象歸入已知的定律，這種情況會使研究者失去興趣。這就像讀一本情節組織不佳的偵探小說，讀者在第三章就弄明白，一個外表猙獰的女嫌疑人，其實不過是個誠實的家庭主婦，生活中毫無秘密可言，於是讀者就覺得失望，撇開這本書不讀了。
這種情況在瑪麗這裡並不存在。她對鈾射線研究越深入，就越覺得這種射線是以前基本不為人所知的東西，與任何其他東西沒有相像之處，也不受任何因素的影響。儘管這種射線的能量很弱，卻有非同凡響的獨特性。
瑪麗反覆思索這種神秘性，想要發現真相。她感覺到，這種尚不可知的輻射是原子的一種屬性，不久，她便能證明這一點了。她提出一個問題：儘管這種現象僅僅是從鈾觀察到的，但這並不能證明鈾是唯一具有放射能的化學元素。其他物質為什麼不能具有同樣的能？也許人們發現鈾具有放射性僅僅出於偶然，於是物理學家便認為只有鈾具有放射性。她必須從別的元素中尋找放射性……
說幹就幹，瑪麗撇開對鈾的研究，決定審查所有已知元素，既研究純元素，也研究其化合物。不久她便得到了結果。釷的化合物也能像鈾的化合物一樣自然產生射線，而且強度與鈾的射線相當。這位物理學家的假設是對的：並不是只有鈾才能產生這種令人驚訝的現象，必須給這種現象定個明確的名稱。居里夫人提出了「放射性」這個名字。凡具有這種特殊「放射」能力的元素，就叫做「放射性元素」。
這位年輕的科學家完全被放射性迷住了，她不知疲倦地用同樣的方法研究各種形式完全不同的物質。好奇心是科學家的首要品質，而瑪麗把女子無比敏銳的好奇心發揮到了極致。她並不限於觀察鹽類、氧化物等簡單化合物，她想從物理學校收集的礦石中採集標本，作為自己的一種消遣，用靜電計對這些標本統統作一遍檢查，就像海關檢查一樣不放過任何可疑物質。皮埃爾表示贊成，與她一道挑選她希望檢查的各種礦石，有堅硬的、有易碎的、也有奇形怪狀的。
瑪麗的想法很簡單，如同天才的偶然發現一樣簡單。瑪麗如今站在一個交叉路口。成百上千的研究者也曾來到過這個交叉路口，在這裡不知所措地徘徊過幾個月，甚至許多年。他們也像瑪麗一樣，檢查過所有化學物質，發現了釷具有放射性，他們不斷地自忖，這種放射性是從哪兒來的？然而卻無功而返。瑪麗也向自己提出同樣的問題，也覺得奇怪。但她把驚異轉化成了有成果的行動。她利用了所有可能的證據，如今她要轉向未經探索的領域，轉向未知的領域了。
她預先知道檢查這些礦石可能得到什麼結果，或者說，她以為自己對此是瞭解的：不含釷或鈾的標本，檢查結果準是「惰性的」。而含有釷或鈾的標本則具有放射性。
實驗證明她的預見是對的。瑪麗撇開那些惰性礦石，專心研究其他樣本，測量其放射性。接著，出現了一個引人注目的現象：受檢對象的放射性強度遠遠大於含鈾或含釷標本的正常值！
「準是實驗偏差導致的」這位年輕女子想道。科學家們在實驗中遇到意外現象，第一反應從來是懷疑。
她不為所動，使用同樣的樣品重新開始測量。她重複測量了十次，二十次，最後不得不承認這一事實：她從這些礦物中觀察到的異常輻射強度，絕對不是由於這些礦石含有鈾和釷。
這種異乎尋常的強輻射是從哪裡來的？只有一種可能的解釋：這些礦石一定含有微量的放射性物質，這種元素比鈾和釷的放射性強得多。
但這是什麼物質呢？在瑪麗以前做過的實驗中，她已經檢查過所有已知化學元素了。
這位科學家的回答非常合乎邏輯，更具有傑出思想家的勇氣：這些礦石肯定含有一種放射性物質，而這種物質是一種迄今尚未發現的化學元素，這是一種新的元素。
一種新的元素！這可是一種迷人而又誘人的假說，不過這僅僅是個假說而已。直到此刻，這種強放射性物質僅僅存在於瑪麗和皮埃爾的想像中。但它的確存在。它的存在十分明確。一天，這位年輕女子去看望布羅妮婭時，以勉強克制住的激動聲音對布羅妮婭說：
「你知道嗎，布羅妮婭，我無法解釋的那種射線來自一種新元素。這種元素是存在的，我一定要發現它。對此我們有把握！我們把這現象對一些物理學家說過，可他們都認為我們的實驗有誤，建議我們仔細一些。可我相信我沒弄錯。」
這是她獨特生活中的獨特時期。外行對研究工作者及其發現往往形成虛假而完全錯誤的看法。「發現的瞬間」並非永遠存在。科學家的工作太細緻，太具體，在辛勤勞作中，確定的成功不可能像一道閃電似的忽然展現在眼前，讓他感到眼花繚亂。瑪麗站在自己的設備前面，也許從來沒有體驗過成功帶來的突然陶醉。這種陶醉心情分散在許多天的決定性工作中，變成對極大希望感到的興奮。她經過縝密推理，證實自己追蹤的是一種未知元素，於是她將這一秘密吐露給姐姐，因為姐姐永遠是她的同盟者。那一定是個歡天喜地的時刻……姐妹倆並沒有相互說溫存的話語，但當時一定重溫過自己的生活：等待的年月、相互做出的犧牲、求學時充滿希望與信心的艱苦生活。
僅僅是在四年前，瑪麗曾寫道：
我們誰的生活都不容易。可這又有什麼關係？我們必須堅定不移，最重要的是要對自己有信心。我們必須相信，自己在某種領域有天分，不論需要付出多大的代價，都必須實現自己的目標。
她說的這種「天分」如今要把科學推上一條迄今無人問津的道路。
她提交給科學院的第一篇論文是由李普曼教授轉交的，發表在一八九八年四月十二日的《學報》上。「瑪麗·斯科洛多斯卡·居裡」在論文中宣佈，在瀝青鈾礦石中可能存在一種具有強放射性的新元素。在通往發現鐳的探索旅程中，這是她走完的第一階段。
這位女科學家的直覺告訴自己，這種奇妙的物質肯定存在。她已經宣佈了它的存在，但它的面紗還有待揭開。現在，她要通過實驗證實自己的假說，把這種物質分離出來。她必須確切地宣佈：「它的確存在。」
皮埃爾·居裡帶著熱情密切關注著妻子在實驗中的迅速進展。雖然他沒有直接參與瑪麗的工作，但他不斷地幫助她，提出自己的評論和建議。由於她的實驗結果性質驚人，他毫不遲疑地決定暫時停止自己在結晶方面的研究，努力幫助她尋找這種新物質。
在這項緊迫而宏偉的任務需要得到合作時，一位偉大的物理學家來到瑪麗身邊，這位物理學家就是她生活中的伴侶。三年前，愛情讓這位傑出的男子與這位傑出的女子結合在一起，讓他們結合在一起的也許不僅僅是愛情，還有某種神秘的預見，某種共同事業的崇高本能。
在拉赫芒德路上那間潮濕的小工作室裡，如今的研究力量增加了一倍。兩個頭腦和四隻手聯合在一起，共同尋找那種未知的元素。從這一時刻開始，在居裡夫婦的共同工作中，就不可能辨別出哪一部分工作屬於哪一個人的成績了。我們知道，瑪麗將鈾的射線選為自己的博士論文題目，後來卻發現其他物質也有放射性。我們還知道，她檢查了許多礦石之後，宣佈存在一種放射性很強的新化學元素，由於這一結果具有極端重要性，因此皮埃爾·居裡決定中斷自己性質完全不同的研究，以便與妻子一道分離出這種元素。從一八九八年五六月份起，兩人的合作持續了八年之久，最後，發生了一件不幸事故，才使這種合作終止。
至於在這八年的工作中，哪一部分成績該歸功於瑪麗，哪一部分歸功於皮埃爾，我們不能分開，也不應該分開，這是這對夫婦絕對不願意的事情。從皮埃爾·居裡在這種合作前取得的獨創性成就中，我們已經瞭解到他的個人天才。從他妻子在這一發現中最初的直覺和才華橫溢的開端，我們也領略到她的天才。後來，不幸成為寡婦的瑪麗·居裡不屈不撓地獨自挑起這門新科學的重擔，通過一步步研究，將這門新科學推向和諧的廣泛應用，她的個人天才於是再次為我們所認識。我們因此有證據認為，這個男人與這個女人在這種傑出的合作中，彼此投入的智慧與精力是平等的。
願這種確定無疑的事實能滿足我們的好奇心，並讓我們感到欽佩。我們不該嘗試把這對相愛的人分開。在他們寫滿公式的工作筆記中，兩人的筆跡混雜在一起；在他們發表的科學著作上，差不多都簽著兩個人的名字。在這些著作中，處處都有「我們發現……」和「我們觀察到……」之類字眼。有時由於不得不清楚區分是誰的工作，他們便會使用如下動人的措辭：
某些含有鈾和釷的礦石（瀝青鈾礦、銅鈾雲母、雲母鈾礦等）由於能發出貝克萊爾射線，因此具有很強的放射性。在以前的一篇論文中，我們中的一位指出，其放射性甚至遠大於鈾和釷的放射性，並陳述自己的觀點，認為這一結果是由於這些礦石中含有微量放射性非常強的物質。
（皮埃爾·居裡和瑪麗·居裡，
科學院《學報》一八九八年七月十八日）
瑪麗和皮埃爾在一種名叫瀝青鈾礦的礦石中尋找這種「放射性非常強」的物質，這種礦石在未經提煉狀態下，放射性比從中提純的二氧化鈾強四倍。但是，這種礦石的精確成分，人們很久以前便瞭解。因而，這種新元素的含量一定非常少，因而科學家還沒有注意到，化學分析也沒有找到它。
真正的物理學家總是從兩種可能性中挑選比較不引人注意的一種。他們做出了計算——那是一種「可悲的」計算。這兩位合作者認為，在這種礦石中，新元素的含量充其量不過百分之一。他們認為這一含量太少了。假如他們原來就知道，他們尋找的這種放射性元素在瀝青鈾礦中的含量僅有百萬分之一，他們該有多麼驚愕啊。
以放射性為基礎，他們使用一種自己發明的化學研究方法，開始耐心尋找。他們通過普通化學分析法，將瀝青鈾礦石中的所有元素分離出來，然後測量得到的各元素的放射性。逐一排除之後，他們發現「反常的」放射性物質隱藏在礦石的某些部分。隨著他們的進展深入，調查範圍漸漸縮小。這與警察搜索一個街區採用的方法完全相同，搜索一座座房子，將罪犯藏身處的範圍縮小，最後抓到罪犯。
然而，他們要找的罪犯不止一個：瀝青鈾礦的放射性主要集中在兩個不同的化學部分裡。居裡夫婦認為，這顯示出，存在著兩種新元素，而不是一種。在一八九八年七月，他們宣佈肯定發現了其中一種元素。
「你得給它定個名字。」皮埃爾對他年輕的妻子說。他的口吻彷彿是請她為自己的女兒艾萊娜取名字。
婚前名叫斯科洛多斯卡小姐的女科學家默默思索了片刻。她的心飛向了自己的祖國，如今，在世界版圖上，她的祖國已經被抹去了。她朦朧想道，不知這個科學事件是否會在俄羅斯、德國和奧地利這幾個壓迫者的國家受到宣傳。她怯生生地回答道：
「我們叫它『釙(1)』好嗎？」
在一八九八年七月科學院的學報上，我們讀到以下這一段文字：
我們相信，我們從瀝青鈾礦中提取的物質中，含有一種迄今尚未發現過的金屬元素，其分析特性與鉍相近。如果這一新金屬元素的存在得到確定，我們提議將它命名為釙，這個字根源自二作者之一的祖國國名。
瑪麗為新元素選擇這一名稱，證明她雖然成了法國人，成了一位物理學家，卻並沒有背棄她原先的愛國激情。另外一件事也能證明瑪麗的愛國心：她的論文《論瀝青鈾礦中所含放射性新元素》在科學院的《學報》上發表之前，她將一份手稿寄回了祖國，寄給約瑟夫·博古斯基。博古斯基是工農業博物館那個小實驗室的主任，瑪麗曾在那裡做過她平生第一次實驗。這篇論文剛剛在巴黎發表，華沙就在一份名叫《瑞阿特羅》的畫報月刊上幾乎同時刊登出來。
在格拉西埃爾路上的那所房子裡，生活一如既往。只是瑪麗和皮埃爾比往常更加忙碌。夏季的暑熱到來時，年輕的妻子抽空到市場上買回幾籃水果，按照居裡家的傳統方法，煮好醃製起來供冬天食用。她將窗戶上的百葉窗關上，擋住外面能把樹葉都烤焦的炎熱。然後到奧爾良火車站托運走兩輛自行車，像成千上萬的巴黎年輕女子一樣，與丈夫和孩子一道外出度假。
這一年，這對夫婦在奧佛涅地區的奧胡克斯租了一所農家的房子。離開拉赫芒德路的有害環境，他們很高興能呼吸到這裡新鮮的空氣。居裡一家到蒙特、勒皮、克勒蒙、多雷爾山等地旅遊。他們登山、鑽山洞、在河裡游泳。他們單獨待在鄉下時，就天天談論他們叫做「新金屬元素」的釙和尚待找到的「另外一種元素」。到了九月，他們就要回到那間潮濕的工作室，以飽滿的熱情重新研究那些沒有光澤的礦石……
一樁傷心事打攪了瑪麗對工作的陶醉心情：德盧斯基一家就要離開巴黎了。他們打算定居在奧地利屬下的波蘭地區，在喀爾巴阡山區的扎科巴納建立一個肺結核療養院。分別的日子到了，瑪麗和布羅妮婭相互道別，心裡懷著悲苦。瑪麗失去了一位朋友，失去了一個保護人，第一次產生了離鄉背井的感覺。
一八九八年十二月二日，瑪麗在寫給布羅妮婭的信中說：
你想像不出你在我的生活中造成多大的空虛。你們兩人走後，除了我丈夫和孩子外，我在巴黎失去了值得眷戀的一切。我彷彿覺得巴黎都不復存在了，那裡只剩下我們住的房子和工作的學校。
請向德盧斯基老夫人詢問，你們留給我的觀賞植物是否應該澆水，每天應該澆幾次？這種植物是否需要高溫和陽光？
雖然天氣很糟糕，下雨不斷，道路泥濘，不過我們都好。艾萊娜要長成個大姑娘了。她吃東西很挑剔，除了牛奶和木薯粉，其他東西都不好好吃，甚至不好好吃雞蛋。請來信告訴我，照她這麼大的孩子，什麼食譜比較合適……
居里夫人在那值得紀念的一八九八年寫下一些筆記，儘管平淡無奇，但也許正因為平淡，才更值得我們引述。有些筆記是寫在一本名叫《家庭烹飪》的書裡，密密麻麻寫在書的頁邊上，說的是如何做醋栗果醬：
我用了八磅果子和等量冰糖。煮沸十分鐘後，用細篩過濾，得到十四罐非常好的果醬，雖然並不透明，卻「凝結」得很漂亮。
在一本灰色布封面的學校筆記本上，年輕的母親逐日記載了小艾萊娜的體重、食物內容、乳牙生長的情況等。在宣佈發現釙之後過了一個星期，一八九八年七月二十日這天的記載中，有如下內容：
艾萊娜會用手勢表示「謝謝」了。她現在四肢著地爬得很好，會說：「格格利，格格利，格。」她整天都待在西奧克斯的園子裡，在一塊地毯上翻滾，爬起身，坐下去。
八月十五日在奧胡克斯寫下這樣的內容：
艾萊娜已經長出第七顆牙齒了，這顆牙在左邊下面。她能獨自站住半分鐘。過去三天，我們在河裡給她洗澡。每次洗澡她都哭，不過今天是第四天，她不再哭了，還用小手打水玩。
她跟貓兒玩耍，還追著貓兒大聲嚷叫。她不再害怕生人。喜歡唱個不停。把她安頓在椅子上，她就往桌子上爬。
三個月以後，瑪麗在十月十七日用自豪的口吻寫道：
艾萊娜會走路了，從此不再爬。
在一八九九年一月五日的記載中，有這樣的句子：
艾萊娜長出第十五顆牙齒了！
在一八九八年十月十七日提到艾萊娜不再爬的記載和一月五日說她長出第十五顆牙的記載之間，在關於醋栗果醬的記錄之後，還有一段記錄值得一提。
這是一篇由瑪麗·居裡、皮埃爾·居裡和一位名叫格·貝蒙特的合作者共同撰寫的論文。準備投給科學院，在一八九八年十二月二十六日的《學報》上發表。這篇論文宣佈，在瀝青鈾礦中存在有第二種新元素。
我從論文中摘錄以下幾行：
根據以上列舉的種種理由，我們因此相信這種放射性的新物質中含有一種新元素。我們建議將它定名為鐳。
這種放射性新物質中肯定含有大量的鋇，儘管如此，其放射性仍相當強，因此，鐳的放射性一定非常強烈。
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(1) 釙（Polonium）：這個元素名字的詞根與波蘭（Poland）的詞根相同。居里夫人以此發現紀念她的祖國。