19世纪末，正当物理学家们为经典物理学的辉煌胜利举杯祝贺时，正当一部分科学家宣称物理学的大厦已经最初建成之时，从1895年玛丽和皮埃尔·居里结婚的那一年起，一系列从未预料到的伟大发现突然相继涌现。
德国物理学家伦琴发现X射线；法国物理学家贝克勒尔发现铀元素的天然放射性；英国物理学家汤姆逊又发现了电子。这一系列发现，在物理学家、化学家面前展示出了一个光怪陆离、变幻莫测的神奇世界。
居里夫人正面临的一个任务，就是选择博士论文研究的课题，于是她在大量文献中寻找她感兴趣的研究课题。在阅读了近几年的科学期刊后，居里夫人注意到了贝克勒尔教授的关于铀射线的论文。
这种铀射线颇有点神秘色彩，而且有一个问题让她不明白：铀射线的能量是从哪儿来的？这个问题也是一直以来困扰贝克勒尔和许多科学家的一个问题。
居里夫人觉得这个问题很值得研究。她曾说过：这项研究很有吸引力，它是全新的，还没有人做过深入的研究。在与皮埃尔商量了以后，她决定以这个问题作为自己博士论文的研究课题。
“从明天开始，我要到巴黎所有的图书馆去查一查，我们手头的资料太有限了。”玛丽和皮埃尔商量。
“是啊，是该去查一查。”
对研究方面非常有经验的皮埃尔总是像玛丽的老师一样，给她提出很多很重要的忠告。于是，玛丽一刻不停地奔波着，跑遍了所有的图书馆，查阅了所有最新的研究报告。
居里夫人的决定聪明而又大胆。
首先，这个能量来源的问题十分棘手，用已有的科学概念几乎无法对它作出解释，可玛丽偏偏选中这种难度大、内容新颖的研究课题，非大智大勇者不敢为也！
其次，当时世界上还没有任何一个女人想要成为理科博士，她明白，要想同男人建立平起平坐的关系，她的论文必须有独特的内容和实质性的科研成果。
再次，居里夫人也许是怀着又惊又喜的心情发现，贝克勒尔的重要发现尚未被人们重视，几乎还没有人做进一步的研究，因此选这个题目做研究，取得成功的机会会比较大。
但与此相随的困难是参考文献太少，几乎一切都得自己从头干起。玛丽还发现除了贝克勒尔1896年提交的几篇学术报告以外，再也找不到其他参考资料了。
1897年底，居里夫人在皮埃尔的帮助下，在理化学校找到了一间以前用来存放东西的小房间作为她的实验室。
刚启用时，房里到处是厚厚的灰尘，霉气的味道足可以让人闻了就立即作呕。
小房间里什么都没有，而且是临时加盖的，没有地板，玻璃板的屋顶遇到下雨天的时候就会漏雨。房间里冬冷夏热，只有一具坏了的火炉，四张长短不齐的桌子和一个非常破旧的黑板。
居里夫人对这些困难都不在乎，她为有了可以做实验室的地方而满心喜悦：“好了，我开始有了自己的第一个实验室！”
是的，这儿的确是居里夫人的“第一个实验室”。以后她又换过许多次实验室，但这儿却是起点站，而且她要研究的是如此重要的课题，因此，她兴奋而满意的心情是完全可以理解的。
当居里夫人精确地、定量地测定了铀射线以后，她作为一位优秀科学家的素质在这时充分地显露出来了。她越是研究的深入，越是感到铀射线具有一种非同寻常的性质，与以前所有的研究结果大不相同。
于是，居里夫人正好在贝克勒尔止步的地方勇敢地向前迈出了一步，即虽然现在只观察到铀可以自动发射“铀射线”，但是并没有任何理由可以证明只有铀元素是唯一能发出这种射线的化学元素。
别的元素就不能发射这种射线吗？贝克勒尔也许是由于一种偶然的原因先在铀元素里发现了它，但若因此就把它设定为只有铀元素才具有的发射本领，那未免有些以偏赅全了。
于是，居里夫人决定检查当时知道的所有元素。她先找来几种矿石和化学物品做了试验。初步结果表明，放射性是一种原子特性的表现，她据此推断有新元素的存在。
玛丽的直觉告诉她自己这种未知的物质一定存在，她也已经宣布了它的存在；但是她还需打开它的秘密。现在她必须以实验证实假定，把这种物质分离出来才能够公布：“它在这里，我已经看见它了。”
她知道要从矿石中提炼出这种极其微量的元素绝非轻而易举的事，但她下定决心要投入到这一艰难而又意义重大的化学分析中去。
发现一种新元素，这是一个色彩斑斓的和美丽的梦想，是一个非常吸引人的研究目标！从古至今几千年，也不过才发现80种左右的元素，每种新元素都使发现它的幸运者在科学史上永久驰名，如果她能再增添一种，那该是一件多么有价值的、多么吸引人的研究啊！
皮埃尔热切地关注他妻子实验的迅速进展，他虽然没有直接加入工作，可是时常以他的意见和劝告帮助玛丽。鉴于玛丽的研究有重大价值，于是决定暂时中断他自己在晶体方面的研究，与她合作共同寻找这隐藏得很深、很巧妙的未知元素。
一种新物质！这是一个引诱人的假定。不过，它仍只是一个假定而已。直到此刻，这种放射性很强的物质只在玛丽和皮埃尔的想象中存在，但是它很稳定地存在着！
有一天玛丽用一种勉强克制着激动的声音对布罗妮娅说：“你知道，我不能解释的那种辐射，是由一种未知的化学元素产生的……这种元素一定存在，只要去找出来就行了！我们确信它存在！我们对一些物理学家谈到过，他们都以为是试验的错误，并且劝我们谨慎。但是我深信我没有弄错！”
这是一个独特生活中的独特时期。外行人对于研究者和他的发现总有一种完全错误的浪漫观念。
实际上“发现的瞬间”并不是永远存在的。学者的各种工作都是极为细致的，成功的把握不会在他的艰苦进程中像闪电那样突然闪现，以它的光芒使人眼花缭乱。
玛丽站在仪器前面的时候，也许没有突然感到获得胜利之后的陶醉，这种陶醉的心情却化成了好几天的坚决工作，为一种极大的希望而兴奋。但是在她费脑力进行严密推理，证实了自己是在追踪一种未知的物质之后，她把这个秘密告诉她的姐姐——她的同盟，那时候她一定是高兴极了。
这两个姐妹并没有说什么表示亲爱的话；然而一定是在一种充满了回忆的狂喜中重温了等待的几年，重温了她们相互的牺牲，重温了她们学生时代度过的充满了梦想和信心的艰苦生活。
四年以前，玛丽写过下面几句话：
我们任何一个人的生活都不容易，但是那有什么关系？我们应该有恒心，尤其要有自信！我们必须相信，我们既然有做某种事情的天赋，那么无论如何都必须把这种事情做成。
这种“事情”，乃是把科学送到一条没有人料到的路上去。
