镭的发现是居里夫妇完成的最重要的工作，也是他们对科学做出的最重大的贡献，它在科学界引起了极大的重视。彭加勒甚至说：“‘伟大的革命家镭’登上革命舞台时，它从根本上震撼了经典物理学。”人们这么重视居里夫妇的发现，不是没有原因的。
首先，在门捷列夫发现元素周期表以后，科学界对于找到一种元素，并用它来填补周期表内一个空位，总有十分惊奇的感觉，并因此总是给予极高的评价，把它看成是化学领域里极为重大的进展。更加之当时化学工业正日新月异地对社会产生着重大作用，因此在社会上也特别重视化学的进展。
其次，居里夫妇在提炼镭的过程中，创造了化学界从未用过的分析方法——放射性方法加上分步结晶法，为化学家提供了一种崭新的化学分析方法，这对今后化学的发展有十分重大的意义。
再次，镭的发现为居里夫人所创造的放射性现象这一广义的内涵，提供了坚实的证据，从此放射性现象成了物理、化学中很重要的一个分支、一门学科而受到众多一流科学家的重视。物理学家们一下子面临一个如此崭新的、具有吸引力的课题，即原子内部更复杂的结构和运动规律。预示着科学从此迈入了原子世界。
还有，镭的辐射强度大大超过了铀，而且皮埃还测出，1克原子镭（226克）每小时放出22．5千卡热量，按数量级，这热量与1克氢气燃烧时产生的热量相等（这实际上是人类第一次测出“原子能”）。那么，这么显著的能量是从哪儿来的呢？（这个问题要到1905年爱因斯坦指出“质量是物体中含有能量的尺度”以后才能明白。）还有，这种能量可以为人类所利用吗？这是当时社会上极为关注的重大问题之一。
最后，科学家永远需要有更新的、更复杂的课题的刺激。这时，X射线的研究高潮刚刚过去，而且暂时陷入停滞不前的局面，许多科学家正想寻找新的领域进行研究，恰逢其时，具有极强辐射性的镭被发现了，况且，镭的发现加速了机械论自然观现有统治地位的崩溃。在镭的发现和与此有关的研究被证实后，原子的衰变已是不可怀疑的事实，由此以不变化的“物质”观念为基础的机械论自然观就完全站不住脚了。
正是基于以上几种原因，全世界科学家都把兴奋的目光投到了居里夫妇的研究成果上。1903年5月，居里夫妇接受英国皇家学会的邀请，到英国去做关于镭的演讲。这次演讲是由皮埃做的，演讲的地点是英国著名科学家戴维和法拉第做过演讲的地方。英国有这种“星期五晚上演讲”的优良传统。它的目的是尽量使没有或缺少科学知识的公众们有机会知道科学家们在干什么，并从中学到一些科学知识。这种演讲常常会获得极大的轰动和成功。每到星期五晚上，报告厅所在的那条街上，汽车只能单向行驶，因为汽车和人实在是太拥挤了。男人们穿着考究的燕尾服，女人们身穿夜礼服，满戴首饰、珠光宝气，英国人把听这种报告和德国人出席音乐会看得同样庄重。世界上最有成就的英国科学家要出席演讲会，世界上最杰出的科学家被请来做最出色的科学普及演讲。女性也可以参加这种演讲会，只规定“不体面的女性”不得入内。
皮埃的演讲受到英国科学家极其热烈的欢迎。皮埃演讲以前，居里夫人坐在开尔文的身旁，仍然穿着她那件黑色连衣裙。按照当时的习惯，人们一般是不穿黑色衣服的，但居里夫人穿着黑色衣服却显得十分文雅。英国皇家学会可能没有料到的是，当皮埃上台演讲的时候，居里夫人也随着皮埃一同上了讲台。皮埃在演讲时，居里夫人一直坐在旁边。在英国期间，他们除了见到了开尔文以外，还见到了英国著名科学家克鲁克斯、拉姆赛、杜瓦等人，相谈甚欢。后来皮埃和杜瓦合作，研究镭在低温时的物理现象。居里夫人还结识了爱尔登的妻子赫莎，她们后来成了很要好的朋友。赫莎也是一位很出色的科学家。
从美国回来以后，居里夫人将要“捍卫”她的博士论文了。从1891年到1903年，已经过去了12年。现在她已经是36岁、有一个女儿的中年妇女了，但她却以惊人的毅力为自己争取到了最后、也是最高的一个学位。
1903年6月25日，星期四，这是居里夫人答辩的一天。布罗妮娅和皮埃也坐在索尔本大学小礼堂的听众席上。布罗妮娅专程从波兰赶到法国来，为的是一睹她的小妹妹夺取最后一个学位时的风采。
评审委员席上坐着李普曼、布蒂、穆瓦桑3位教授。他们3人似乎有点过分严肃地坐在评审席上。今天也确实非同一般，因为索尔本大学还从来没有为一个妇女举行过这种答辩。居里夫人为了让人们知道，一位女性将在今后跻身于科学家之中，所以她特地请佩兰、朗之万和一些赛福勒女子高师的学生来为自己助威。小礼堂真是座无虚席。
居里夫人的论文题目是《放射性物质的研究》。论文有100页，全文除了导言、历史介绍以外，正文共有四节，全面介绍了放射性现象和新的放射性元素。
评审委员们提出一些问题，面色苍白、金黄色头发挽成一个髻子在脑后高高耸起、身穿黑色连衣裙的居里夫人，都一一做了回答。其实，就论文的内容来说，她比评委们知道得更多，因为放射性这个研究领域正是她和皮埃一起开创的。
人们鸦雀无声地听着她的答辩。最后，评审委员会主席李普曼教授站起身来，庄严地宣布：
“夫人，巴黎大学授予您物理学博士的学位，并给予‘极优’的评语。”
他还加了一句很少使用的客套话：“夫人，我谨以评审委员会的名义向您表示最热烈的祝贺！”
全场响起了热烈的掌声和欢呼声。皮埃和布罗妮娅在礼堂外热烈地拥抱着玛丽，向她祝贺。
那天晚上，由朗之万安排了一个小小的庆祝晚宴，客人只有佩兰夫妇。啊，还有一个远道而来的客人。那是英国的卢瑟福。卢瑟福是从加拿大麦克吉尔大学回英国来宣讲、解释他的放射性衰变理论的，也乘此机会陪他妻子到欧洲大陆各国游历一下。6月25日他收到索迪的一张明信片，请他务必去拜访一下居里夫人。卢瑟福立即到那可怜的棚屋去找，但她却因为论文答辩而锁上了实验室的门。卢瑟福吃了一个闭门羹。有趣的是，那天评审委员会主席是李普曼，而李普曼在5年后与今天吃闭门羹的卢瑟福同时获诺贝尔奖（李普曼获物理学奖，卢瑟福获化学奖），而刚刚获得博士学位的玛丽·居里却在半年之后与皮埃、贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理奖！这在诺贝尔奖获奖史上恐怕还是绝无仅有的吧？
不过幸运的是，那天晚上卢瑟福受到朗之万的邀请，参加了由朗之万主办的小小的庆贺晚宴。
那天晚宴上，由朗之万慷慨大度，把陈年佳酿和上好干酪都拿了出来，向居里夫人表示祝贺。大家情绪极佳。卢瑟福是第一次见到居里夫人，他真正被居里夫人那种朴实无华的风度吸引住了，她虽然毫不注意自己的打扮（布罗妮娅曾多次劝她买一件新上衣，但她就是不理睬这一劝告），但却依然那么婀娜多姿。居里夫人吸引住卢瑟福的原因，恐怕还因为是他遇到了一个与他旗鼓相当的对手的心态有关。居里夫人已是众人公认的放射性王后，而卢瑟福又决心在放射性领域里大显身手，而且目前他正在写《放射性》一书。居里夫妇对卢瑟福放射性衰变理论持有异意；而卢瑟福则认为居里夫妇并没有把放射性进一步发展成一个有确定意义的理论，他还认为“关于放射性现象，居里夫妇只有一般的知识”。的确，居里夫人一直把提炼镭元素作为自己主要的任务，在一段时期里，对放射性现象的规律没有给予足够的重视。
那天晚宴上，皮埃兴奋地从上衣口袋里拿出一只盛有镭的小玻璃管子，管壁镇有一层硫化锌。在4月的夜色中，镭所发散出的幽光让在座的所有人感到惊讶不止。皮埃激动地说：
“这就是未来之光呀！”
卢瑟福从幽光中注意到，皮埃的手粗糙得不像一位学者，倒像一位搬砖工人的手，而且明显地在发炎、红肿，似乎快握不住小玻璃管了……卢瑟福羡慕地看着那试管中神奇的物质，心中感慨万千。他正是用皮埃送给加拿大的一点有足够强度放射性的物质，完成他最珍视的a射线试验的。从卢瑟福的手没有像皮埃那样受到放射线伤害来看，卢瑟福拥有的放射性物质的放射性活性，一定比皮埃的差多了。想到这一点，他心中不免感叹不止。不过让卢瑟福感到高兴的是，他从此与居里夫人结下了终生不渝的友谊。
过了不久，一个星期天的上午，皮埃告诉玛丽，说美国有一家公司来信谈到他们将创立一家炼制镭的工厂。
皮埃说完后，玛丽似乎对这件事并不感兴趣，说：“那和我们有什么关系呢？”
“我们得在两种决定中采取一种：要么毫无保留地把提炼镭的专门技术公之于众，谁愿意生产镭尽管去生产；要么我们申请生产镭的专利，这毕竟是我们发明的。”
“皮埃，我想你一定不会采取后一种决定。我们不能申请专利，那是违反科学精神的。”
皮埃想让玛丽把利害关系搞清楚，因此又冷静而客观地分析说：
“我们要慎重。有了专利，我们可以生活得舒适一些，不必再去干那些太辛苦、损害我们身体健康的活，而且关键的是，我们将会有一个好的实验室……”
玛丽想了一下，平静地说：
“科学家无权把他们的发现当做摇钱树，镭属于世界上所有的人。而且，它可以用来治疗癌症，在这种情况下，我们更不能以此牟利，是吧？”
居里夫人的话，使我们想起了几十年以前，英国科学家H·戴维说过的一句话。那时戴维发明了一种矿井用的安全灯，人们极力劝他申请专利，这项专利将给他带来每年相当于10万美元的收入，但他拒绝了：“我的钱已经够用了……更多的财富既不会增加我的名声，也不会给我带来更多的幸福。”
十几年前，伦琴也做出相同的决定。那是伦琴发现X射线之后，因为X射线在医疗上的巨大用途，柏林通用电气协会建议以高价换取伦琴未来的一切物理发现用于技术的专利权，但伦琴坚决拒绝了这项建议。他对前来洽谈的董事说：
“专利是什么？它是怎么回事？打算把‘X射线’一个人独占吗？我不是‘发明’了X射线，只不过是发现了而已，它属于全人类，不过如果您的公司制造出有更大效能的真空放电管的话，那我真是太高兴啦……”
现在，居里夫人几乎是用相同的话表达了自己的想法。皮埃听了她的意见后，说：
“是的，我们不能从我们的发现中牟取私利，这是违反科学精神的。在答复美国的要求之前，我想知道你的想法是否与我一致。好啦，今晚我就给美国写回信……现在，让我们去呼吸一下新鲜空气吧！”
他俩骑上显得破旧的自行车，向郊外驶去。