同位素這個名詞的西文isotope是英國人索迪(F. Soddy,1877-1956)於1911年開始使用的。後來,另一位英國人阿斯頓(F. W. Aston,1877-1945)在1919年製成了質譜儀,可以用來分離不同質量的粒子,並且測定它們的質量。這就把研究同位素的方法提高了一大步。阿斯頓先後利用質譜儀發現了很多元素的同位素,他在71種元素之中,陸續找到了202種同位素之多,這為我們認識同位素,開始積累了大量資料。
以上簡單地敘述了一下氘和重水,是想由此引起人們對這位化學家尤里的重視。他是1981年一月六日才以八十六歲的高齡病故的。下面(此文發表於1982年—編者注)扼要地介紹他的生平和業績,表示我們對他的敬念。哈羅德·克萊頓·尤里(Harold Clayton Urey)於1893年4月29日生在美國西北部印第安納州的一個農民家庭里。中學畢業之後,他先在一個農村的國小里教了三年書。後來才進了蒙大拿州立大學,他當時的主修課是生物學,以化學作為副系。可是他一生的主要成就,卻由副系化學提供了基礎。他畢業後得到了獎學金,從1921年到1923年在美國加州大學進修。成績優異,三十歲時,取得了博士學位。1923年他又得了出國進修的獎學金,去丹麥跟波爾教授專門研究原子結構理論。尤里回國以後,先在約翰·霍普金斯大學擔任講師。1929年到哥倫比亞大學擔任化學系副教授,他在這裡和別人合作,寫了一本專著,書名是《原子、分子和量子》(Atoms、Molecules and Quanta)。這是用英文寫的關於量子力學的名著之一。這說明了尤里對於量子力學和熱力學,以及核結構的成就,本來早已經達到相當高的水平了。在這期間,他用光譜法發現了驚人的氫同位素之一,氘。尤里從此以後,成為同位素化學方面公認的權威。經過他的研究,使同位素的分離開始有了化學方法。由於這種方法的成功,很多同位素才成為化學的、生物學的、地質學等方面的示蹤物。在二次世界大戰時,他利用同位素化學的豐富知識對最後戰勝日本起了重大的作用。過去同位素的分離,只是在極小的範圍內,用實驗室的規模進行的。二次大戰期間,尤里領導了一批助手,使重水分離和鈾同位素的大規模分離,這一技術方面的成功,便使第一批核子彈的生產成為可能。戰後,尤里接受了芝加哥大學的聘請,擔任教授。在這裡,他發表了一篇極重要的論文,這篇論文的題目是《同位素物質的熱力學性質》。此後,尤里利用了高度精確的質譜儀,來檢驗地質和海洋中的氧同位素的百分比。由於這項技術的成功,他能相當準確地計算出七千萬年前海洋的溫度。
他在1952年發表了宇宙間元素豐度的數據,發展了元素起源和宇宙學理論。地的專著《行星:其起源和發展》(The Planets:Their Origin and Development)一書中,從化學過程來討論太陽系演化的學說,指出行星是由圍繞在原始太陽周圍的塵埃聚集成的。地球的原始大氣應當和木星大氣相似,主要由甲烷、氨和氫所組成。地球的大氣是經幾個長期階段的變化形成的。1953年尤里和學生米勒(Stanley L.Miller)設計了一套儀器,模擬原始地球大氣的成份和條件,在甲烷、氨、氫和水蒸氣混合物中,連續進行了一星期的火花放電後,形成了十多種胺基酸。這說明了原始大氣產生蛋白質的可能。這為研究生命起源問題開展了重要途徑。1968年他六十五歲時,被加州大學聘為海洋研究所的高級研究員,他又提出了太陽系由隕石形成的理論,並認為在別的行星上也可能產生生命。尤里還是研究月球表面的專家。阿波羅登月取回月岩的樣品,就是由尤里主持參加研究的。在海盜號火箭探索火星計畫中,尤里又擔任重要顧問。尤里在四十一歲時榮獲諾貝爾化學獎外,他還先後得到各國政府、學術團體和科學組織授予的三十多種獎章和獎品,美國一些大學授給他十六個榮譽博士學位,其他國家的大學也曾授予他九個榮譽學位。這說明了世界上學術界對他的科學成就之重視。在尤里一生的最後十年中,他把很多精力放在反對原子武器的破壞作用上。他早就認為美國不可能獨占核武器,他主張美國和蘇聯都應當減少原子武器,使世界長期和平可能達到。他在臨終之前,還一再強調,原子能只能用於和平目的。他多年來所做的大量公開講演講和文字呼籲,曾經得到美國好些知識分子的同情,儘管有人不同意尤里的一些觀點,但沒有人懷疑,他的主張是真誠的和發自內心的。哈羅德.尤里的業績將永垂於化學史上。