伦琴：X射线的发明者

                                                               2019-5-13 青野云麓

威廉•康拉德•伦琴（德语：Wilhelm Röntgen，1845年3月27日-1923年2月10日），德国物理学家。

1895年11月8日发现了X射线，为开创医疗影像技术铺平了道路，1901年被授予首次诺贝尔物理学奖。这一发现不仅对医学诊断有重大影响，还直接影响了20世纪许多重大科学发现。例如安东尼•亨利•贝克勒尔就因发现天然放射性，与居里夫妇共同获得1903年的诺贝尔物理学奖。到今天，为了纪念伦琴的成就，X射线在许多国家都被称为伦琴射线，另外第111号化学元素Rg也以伦琴命名。

1845年3月27日威廉•康拉德•伦琴出生于德国莱茵州莱耐普城（Lennep）。父亲是一个毛纺厂小企业主，母亲是一个心地非常善良的荷兰人，他是独生子。

1848年,当伦琴三岁时父亲把自己的企业搬到了荷兰的阿佩尔多恩,伦琴进入了当地的一家私立学校学习,在学校里他没有表现出任何特殊的才能,父母起初是希望他成为商人,然后作为独生子继承父亲的呢绒事业,但命运并没有按照父母的意愿去安排。

1862年年底,伦琴进入乌德勒支一所技术实科学校,在这里因被诬告画了一位教师的漫画而被不公正地开除学籍,事实上漫画是别人画的,这一事实使他最终失去参加中学毕业证书考试的机会,对他顺利进入大学设立了一道障碍。

1865年年初,在舅舅的帮助下,伦琴以旁听生的身份进入乌得勒支大学,选修了哲学和几门自然科学课程;其中有巴洛特(Balech)讲授的数学分析,里斯(Rise)讲授的物理学,为了能进入大学深造,他去了瑞士的苏黎世,那里不需要中学毕业证书,但对那些没有中学毕业证书的人规定要进行一次专门的入学考试,但当伦琴面试后免去了入学考试,并于1865年11月进入苏黎世工业大学学习机械工程。1869年以论文《气体的特性》获苏黎世大学哲学博士学位。

1895年11月8日夜晚,伦琴发现了一个意外的现象:他在继续实验时为防止紫外线和可见光的影响,不使管内的可见光漏出管外,用黑色硬纸板把放电管严密封好,在接上高压电流进行实验时,他发现1米以外的一个涂有氰化铂酸钡的荧光屏发出微弱的浅绿色闪光,一切断电源闪光就立即消失,这一发现使他十分惊奇,他全神贯注地重复实验,把荧光屏一步步移远,即使在2米左右,屏上仍有较强的荧光出现,当他带着这张涂料纸走进隔壁房间,关上门,拉下窗帘,荧光屏在管子工作时仍继续闪光。当时,伦琴确信,这一新奇的现象是迄今为止尚未观察过的。

在1895年最后的几个星期中,他没有对任何人讲述过自己的观察,无论是协作者,还是同行,伦琴独自工作,以便证实这个偶然的观察是确定的事实,然后他又用木板、纸和书来试验,这些东西对它来说都是透明的。作为一位谨慎的研究者,伦琴当时感受到的是新的、尚未经历过的东西;他希望在提出“完美无暇的结果”之后才去享受这突如其来的幸福,像伦琴后来所说的那样,这突然降临到他头上的“伟大的命运”。在七个星期之内,这位科学家独自在自己的实验室里研究新的射线及其特性,为了排除视力的错觉,他利用感光板把他在光屏上观察到的现象记录下来,他甚至吩咐给他把饮食带到研究所去,并在那里安放了一张床铺,以便无须中断利用仪器、特别是利用水银空气泵进行的研究工作。

1895年12月22日晚上,他说服他的夫人充当实验对象,当他夫人的手放在荧光屏后时,她简直不敢相信,荧光屏上这只有戒指和骨骼毕露的造影就是她自己的手,这种实验对伦琴夫人,也像以后对许多人一样,仿佛产生了一种死亡的征兆。

伦琴深信他的观察是证据确凿的,他确信自己已发现了一种新的神秘射线;1895年12月28日,他给维尔茨堡物理学医学学会递交了一份认真、简洁的通讯,题目为《一种新的射线,初步报告》,那时的伦琴对这种射线是什么确实不了解,这就是他在第一个通报中按代数上的未知数符号“X”命名的原因,伦琴在发现这种射线后说道:“起初,当我做这个穿透性射线的发现时,它是这样奇异而惊人,我必须一而再、再而三地做同一实验,以使绝对地肯定它的实验存在,除去实验室中这个奇怪观象之外,别的我什么也不知道。它是事实还是幻影?我在怀疑和希望之间弄得精疲力尽,也不想让其它思想干扰我的实验”。

1896年年初,伦琴把他的新发现公之于众,立即引起了巨大的轰动,其反应之强烈,影响之迅速,实为科学史上罕见。所有研究机构的物理学家都开始仿造伦琴的实验设备,抓紧时间重复他的实验,伦琴陆续收到了威廉•汤姆生、斯托克斯(Stokes)、彭加勒(Poincaré)、寇尔劳士、玻尔兹曼(Boltzmonn)等著名科学家的来信,这些热情洋溢的信都赞扬他为科学做出了极大的贡献。伦琴曾是科学“普及”的反对者,他担心科学成就将庸俗化;由于这个原因,他自己从未向广大听众作出通俗普及的报导或报告;1896年1月23日,伦琴在他的研究所举行了第一次也是唯一的一次公开报告会,在这次的报告会上,伦琴请求用X射线拍摄维尔茨堡大学著名解剖学家克利克尔(Köllicker)的一只手,克利克尔欣然地同意了这个请求,过了片刻,拍好的干板经过显影以后显示出一位八十岁老人形状优美的手骨,这时全场响起了暴风雨般的掌声,克利克尔立即建议把这种射线命名为“伦琴射线”。同年9月举行的大英科学促进协会年会上,协会主席李斯脱(Lister)提出“按首先明确地向世界揭示它们的人命名”。后来,著名物理学家罗兰认为:“应该把`伦琴射线'和`X射线'的名称并用”,这就形成了现在两种名称混用的原因,同时把X射线(或γ辐射)的照射剂量的单位称为“伦琴”。伦琴的这次报告引起了人们广泛的注意,报告印刷成的单行本在以后若干星期内出版了五次;它还被译成了英文、法文、意大利文和俄文。

1895年12月28日伦琴把《关于一种新的射线》为题的论文送交威茨堡物理学会和医学协会会长手里，他以严密的文笔，将7个星期的研究结果，写成16个专题。这年正是伦琴50年华诞。这是他为人类奉献的一份最珍贵的礼物。

次年1月5日论文副本在《维也纳日报》星期版的头版头条作了详细的报道。这一伟大的发现立即传遍了全世界。1月13日下午5时，伦琴应邀在德皇威廉二世和皇后御前作讲演和表演，德皇与他共进晚餐并授予二级宝冠勋章和勋位，并批准在波茨坦桥旁为他建立塑像的荣誉。1月23日在再作了公开演讲后，他的好友柯立卡，一位解剖学教授建议以“伦琴线”命名此新射线作为纪念，大学生也于当晚举行了火炬游行以示庆祝。但伦琴说：“假如没有前人的卓越研究，我X线发现是很难实现的”。谦虚的态度、高尚的品格，伦琴不愧是我们光辉的楷模。

1901年他成为诺贝尔奖金第一位物理学奖金获得者，他立即将此项奖金转赠威茨堡大学物理研究所为添置设备之用。此后根据不完全统计，他生前和逝世后所获得的各种荣誉不下于150项，若对伦琴的成就作出估价是很困难的。

伦琴的工作是在简陋的环境中完成的。一个不大的工作室，窗下是张大桌子，左旁是个木架子放着日常用品，前面是个火炉，右旁放着高压放电仪器，这就是人类第一次进行X线试验的地方。伦琴一生谦虚谨慎，从不居功自傲，他以一个普通成员的身份进行教学和科研工作。他的X线研究工作从当前的水平来看，已非常完整。他谢绝了贵族的称号，不申请专利，不谋求赞助，使X线的应用得到迅速发展和普及。

自1540-1895年间对X线的发现有关的科学家有25位，其中有波尔、牛顿、富兰克林、安培、欧姆、法拉第、赫兹、克鲁克斯、雷纳德等，伦琴在他们的基础上加上自己的努力探索终于取得了成功。

1923年2月10日伦琴在慕尼黑逝世。

受伦琴的影响，1896年亨利•贝克勒在发光材料的试验中偶然发现了一种新射线的穿透性。这样伦琴的发现间接地影响了放射性的发现。因为该发现1903年贝克勒和居里夫人被共同授予诺贝尔奖。

伦琴射线直到今天最重要的应用领域仍然是医学诊断。用于诊断的射线强度已被大大降低，同时诊断结果可以显示更清晰的细节。在现代数字技术的帮助下，伦琴射线诊断已经可以提供人体内部三维图像。除了在医学上，伦琴射线还应用在微观世界的观察和对太空的研究。另外一个伦琴射线的重大应用领域是材料无损探伤。使用伦琴射线可以检测出金属材料和焊接部位的内部缺陷。

他用双手开辟了向原子物理学进军的道路，医用放射学从此诞生并得到了发展，给人类带来了幸福。 伦琴毕生从事伟大的科学研究事业，他作风严谨，虚心好学，诚恳待人，刻苦钻研，专心致志，坚持不懈，历尽艰辛完成他的理想，这就是他留给我们最宝贵的遗产 迄今为止最重要的化学元素111举行命名仪式，正式将其命名为“錀”（Rg），以纪念发现伦琴射线的第一位诺贝尔物理学奖获得者威廉-伦琴。化学元素111是德国重离子研究中心西尔古德•霍夫曼教授领导的国际科研小组在1994年首先发现和证实的。

2003年，国际化学联合会正式承认了该研究中心首先发现了化学元素111，并在2004年接受了将其命名为Rg的建议。在物理学家伦琴发现伦琴射线111年之际，位于德国达姆斯施塔特的重离子研究中心举行仪式，正式将化学元素111命名为“錀”。