随着学校里的工作渐渐进入有序状态，皮埃尔能够考虑再次进行自己的实验研究了。但是实验研究的条件却不理想，他没有自己专门的实验室，也没有空屋可以利用，并且研究经费也毫无着落。在学校工作了好几年之后，幸亏有舒赞贝格的支持，他才得以每年获得一小部分研究经费。另外，也是由于校长的关照，他所需要的实验器材能够从学校教学实验室里的日常开支中划拨，但那所谓的日常开支经费事实上也是少得可怜。他只能占用一点点实验场所。他的部分实验是于学生们不用时的大课堂中进行的。不过，最经常的是他在楼梯底下或者学生实验室里进行自己的实验。就是在这种条件下，他完成了那漫长而又卓有成效的磁学研究。
这种非正常的并且明显不利于皮埃尔的科研状况倒也有其有利的一面，那就是他正好可以借此更多地接触学生，而有时候那些学生也能参与一些他的科学研究。
皮埃尔再次开始实验研究的主要目标是对“直接称量最微小量的精密天平”这一高深的课题进行研究。那是年、年、年间的事。这种天平不用小砝码，而代之以一个测微计，将它装在天平一臂的顶端，并通过显微镜来读数。在这种天平上装有空气阻尼器，能令天平两臂的摆动及时停止，然后便能够立刻读数了。和旧天平相比，它大有改进，特别是它的称量极其快速，在化学分析实验中称量的速度直接影响到它的精确性。所以，在化学分析实验室里，这种新式天平非常受青睐。甚至可以说，这种由皮埃尔发明的天平确实是开创出了天平制造业的新纪元。这种发明并不是完全靠经验的，而是皮埃尔先对阻尼运动研究了一番，并借助于一些学生的帮助，绘制出了一些曲线图表，将他的推论证实之后才获得成功的。
年左右，皮埃尔·居里开始进行他对物体的磁性和温度（从常温到℃之间）的关系长达几年的系统研究。年在巴黎大学的教师会议上，研究结果以博士论文的形式被宣读。皮埃尔将他的研究目的和结果凭借明确而又简洁的语言叙述了出来。他在文章中写道：
根据自身磁性，物体可被明确地分为抗磁性物体、弱磁性物体以及顺磁性物体①三类。乍看上去，这三类物体完全不同。该项研究的主要目的在于探究这三种状态之间是不是存在着一种过渡，能否让某一种物质按照顺序经过这些不同的状态。因此，我对不同温度与磁场下的许多物质进行了研究，并对它们的磁性进行了观察与测量。
我在实验中未能对抗磁性物质和顺磁性物质在性质上的关系进行证实，但实验的结果却显示一些不同性质的原因造成了磁性和抗磁性。相反，铁磁性物质与弱磁性物质的性质却是有着紧密的关系。
在实验方面，这项研究呈现出大量的困难，因为实验需要在温度达到℃左右的装置中测量出极其微小的力（仅有百分之一毫克的重量）。
正像皮埃尔·居里非常清楚的那样，他所取得的结果在理论上看具有很大的重要性。他从中得出了“居里定律”。按照这一定律，物体的磁化系数同它的绝对温度成反比。这个定律十分简单，完全可以同盖-吕萨克的“理想气体的密度同其温度成反比”的定律相媲美。年，保尔·朗之万发表的著名的磁学理论就引用了皮埃尔·居里的这个定律，并从理论上进一步对抗磁性和顺磁性的不同起因进行了证实。朗之万的研究，与后来的P·魏斯的重要研究全都证明了皮埃尔·居里所得出的结果是非常精确的。皮埃尔还于磁化强度和流体密度之间看到了相似状态，因为物质处在顺磁化状态可以同气态相比较，处在铁磁化状态则可以同凝聚状态相比较。
在这项研究工作中，皮埃尔尽力去探求还不为人所知的新现象，他认为这些新现象并不是没有可能存在。他忙着对一种很强的抗磁性物质进行寻找，但并没有成功。他还在探究是不是有一些能够传导磁性的物质，是不是磁性能够像电荷一样呈现自由状态存在。在这一方面，他也没有见到过确定的结果。他从来没有就这些研究发表过什么，这是因为他习惯于这样投入到对现象的追踪中去，经常无功而返，但他就是喜欢对意外的东西进行探寻，而从不考虑是不是要著书立说。
这种对科研完全无私的激情令他并不想要专门利用自己开始的研究成果去创作一篇博士论文。当决心将刚完成的磁性研究方面的见解颇深的成果聚合起来作为博士论文的时候，他已经是岁的中年人了。
对于他进行博士论文答辩时候的情景，我至今记忆犹新。当时我们两个已经友谊甚笃，所以他邀请我前去参加他的答辩会。布蒂教授、里普曼教授同奥特弗耶教授共同组成了评委会。旁听者有他的朋友和他的父亲。他的父亲因为自己儿子所取得的成就而高兴异常。我记得皮埃尔进行答辩时简洁明确而又条理清晰，深受评委们的赞赏。当评委们和皮埃尔进行问答式的交流沟通时，我仿佛在参加一个物理学的研讨会。那一天，小教室里就像是在对人类的崇高理想进行颂扬，这将我深深地打动了。
在对年至年间，皮埃尔·居里一生中的这一时期进行回忆的时候，我们可以看到，作为实验室主任，他在学术上的成就。在这几年的时期，他成功地将实验室组建成为一个全新的教学单位，并将一系列重要的理论性文章与一流的实验研究报告进行了发表，还制作了一些非常精确的新仪器，而所有的这一切全部都是在设备不完善、经费不充足的情况下完成的。所以，我们可以认为他克服掉了青少年时期的怀疑和犹豫，并将自己的研究方法进行了规范，充分调动了自己不平凡的才能。
由此他在国内外的声誉日增。在一些学术团体的会议上，包括物理学会、矿物学会以及电气工程师学会等等，他经常将自己的研究成果拿出来同他人进行交流，并且在对各种科学问题的讨论中踊跃发表自己的看法，到会者全都洗耳恭听。
这一时期对他进行高度评价的外国科学家中，首先能够举出的是英国著名物理学家开尔文爵士。他于一次科学讨论会上同皮埃尔进行了交流，从此以后，他就一直对皮埃尔赏识而又亲切。开尔文爵士于他的一次巴黎之行期间，参与了物理学会的一次会议。在会上，当谈到装有保护环的标准的电容器的构造与使用时，皮埃尔主张用电池对保护环里的中央圆板进行充电，而保护环则同地面连接，这样就可以将另一块电板上所感应到的电荷用来计量。尽管这种构造令电线的空间分布非常复杂，但它的感应电荷却能够运用静电学中的定理来计算。这一过程中所运用的公式和普通电容器于均匀电场中所运用的公式同样简单。另外，按照皮埃尔的方法，电容器的绝缘性能更好。刚开始的时候，开尔文认为皮埃尔的推论并不精确，但是，到了第二天，他不顾自己年龄已大，亲自来到皮埃尔的实验室里对年轻的实验室主任进行了拜访，同皮埃尔在黑板上进行了讨论。后来，他彻底信服了，并且很高兴地对皮埃尔推论的正确性进行了称赞。②
令我们感到惊讶的是，尽管皮埃尔·居里成绩斐然，但年间却一直担任着小小的实验室主任。毫无疑问，这是因为无人举荐关照，没有得到有权势者的帮助的人，是非常容易被人遗忘的。还因为他对为达到升迁的目的而四处奔走，求人帮忙的行为是深恶痛绝的。他向来性格独立，光明磊落，他是绝对不会为了升迁而去活动的。为此，他只能屈于此职，（每月拿三百法郎的薪水），同体力劳动者没有什么差距，只是勉强能够维持简单的生活而已。尽管处境如此糟糕，他却始终没有放弃过自己的研究工作。
关于这一问题，他曾经在给我的一封信中提道：
有人对我说，我校的一位教授可能要辞职，如果是这样的话，我就想接替他所留下的职位。不过，任何职位都需要自己申请，这可是件令人头疼的事，我实在是不习惯做这种使人难堪的事情。我认为没有比这么干而去听别人说三道四的事更不像话的了。我很遗憾和您谈到这种事情。
如果说皮埃尔不渴望强求晋升的话，那他则更是不追求荣誉声望。涉及到名誉、奖赏的问题，他的态度尤为坚决，他不但不认为它们具有任何的用处，还相信它们有百害而无一利，谁要将全部心思都用在对荣耀的追求上，就必将自寻烦恼，还会将人的最崇高的目标放到次要的地位，这个目标就是为了爱好而从事的科学研究，这是人类最为高尚的情操。他的道德观念向来真诚而又高尚，所以他的行为举止同他的思想保持着一致，从来都是言行一致，表里统一的。舒赞贝格曾经想要提议授予皮埃尔共和国一级教育勋章，虽然获此殊荣会带来很多好处，但仍被他婉言谢绝了。他给写信给校长舒赞贝格说：
获悉您再次推举我获取这一殊荣，我不胜感激，但我真诚地请您千万不要这么做。如果您真的成功地为我申请了这一荣誉，那会令我处于尴尬的境地，因为我已下定决心不再接受任何荣誉了。请校长先生谅解我并撤消您的提议吧，免得使我赔笑大方。如果您希望向我表达您的关怀，那么您以前为了使我无后顾之忧地进行研究工作所做的努力就已经是对我很大的关怀了，这远远胜过为我去争取虚名。但是，我仍对此向您表示不胜的感激。
皮埃尔从来没有违背过自己的意愿。年，政府曾经准备向他授予“荣誉勋章”，但是也被他婉言谢绝了。虽然他并不愿意为了自己的晋升而四处活动，但在年时，他还是得到了升迁。法兰西学院著名的物理学家马斯卡尔教授感佩于皮埃尔·居里的才干，又听到开尔文爵士对他所作的高度评价，便竭力向舒赞贝格保荐皮埃尔，他聘请皮埃尔为教授，在物理和化学学校开了一个物理学讲座，使他的才能得到充分地发挥。但是，这一时期，皮埃尔的研究缺乏经费的问题并没有由此而得到任何的改变。
①同铁相类似，顺磁体的磁化作用有时为极强的磁化（铁磁化），有时为较弱的磁化。抗磁体系是指物体的磁化作用非常微弱，并且和铁在相同磁场中具有相反的磁化极性。——原作者注
②在访法期间，著名物理学家，英国的开尔文爵士给皮埃尔写了一封信，内容摘要如下：
亲爱的居里先生：
十分感谢您周六的来信，对于信的内容，我感到非常有趣。如果我明天上午点到你的实验室拜访，你应该会在吧？我有两三件事情想和你进行讨论，并且还想看看你所绘制的在不同温度下的铁的磁化带曲线圈。
开尔文
年月
Chapter III Prime Research
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