實驗是最有力的手段

葉　博

1896年1月2日深夜，一份急件送到維也納《新自由報》主編手里，面前是一張奇妙而令人震驚的照片：一個完整的手骨影像，戴在無名指上的戒指也清清楚楚。主編決定在次日報紙的頭版大幅刊登這張奇特的照片。照片轟動了整個歐洲!物理學家教授倫琴的這個重大發(fā)現(xiàn)從此為世人傳誦。

一生隨遇而安

1845年3月27日，倫琴出生在德國魯爾地區(qū)的一個小鎮(zhèn)上。3歲時，倫琴隨父母遷居荷蘭，在那里度過了青少年時代。

1865年秋，倫琴考入蘇黎世大學機械工程系。1868年，他以優(yōu)異的成績獲得了機械工程學學位。倫琴出眾的才華贏得了著名物理學家昆德教授的贊賞，他讓倫琴在物理教研室任助教。1869年，倫琴獲得了物理學博士學位。

倫琴跟隨昆德教授在蘇黎世一起工作了6年，此后，隨昆德教授應邀到斯特拉斯堡市一個學院去任教。倫琴在斯特拉斯堡市住了數(shù)年，主要研究氣體的性質、晶體的電性質及其他一些物理學現(xiàn)象，表現(xiàn)優(yōu)異。

1879年，倫琴在黑森受聘擔任實驗教授，在這里，他從事了10年創(chuàng)造性的科學研究工作，發(fā)表了近20篇專題性論文。1888年，倫琴受聘到巴伐利亞州維爾茨堡大學新設的物理學研究所擔任所長。此后，又擔任了維爾茨堡大學物理系主任。在這里，他用了整整7年的時間，于1895年11月8日，發(fā)現(xiàn)了x射線。

1900年，倫琴應邀擔任慕尼黑大學教授。第一次世界大戰(zhàn)開始后，由于缺少足夠的食物，他要忍饑挨餓。家庭、工作耗盡了這個年逾7旬的老人最后一點精力，1923年2月10日，極度虛弱的倫琴離開了人世。

偶然的偉大發(fā)現(xiàn)

使抽成真空的玻璃管里產(chǎn)生放電現(xiàn)象，就會出現(xiàn)一種奇異的光線，這種光線好像是從負電極(陰極)發(fā)出的，所以人們認為這種現(xiàn)象是由“陰極射線”引起的。這種光線碰擊玻璃管壁時，玻璃就會發(fā)出淡綠色的光，如果把某種化學物品放在玻璃管附近，這種化學物品就會發(fā)出比玻璃更亮的光，這種現(xiàn)象被稱為“冷光現(xiàn)象”。

“冷光現(xiàn)象”深深吸引了倫琴的目光。1895年11月8日，倫琴將房間布置成暗室，用一塊厚絨完全覆蓋住陰極射線，那么即使有強電流通過，玻璃管也是不可能發(fā)光的。但是當倫琴接通陰極射線管的電路后，他驚奇地發(fā)現(xiàn)在離玻璃管相當遠的地方有一張涂著氰亞鉑酸鋇的紙在閃光。氰亞鉑酸鋇是一種熒光物質，它受到陰極射線作用時會發(fā)光。然而，此時陰極射線被厚絨包住了，并不能射到它，這張氰亞鉑酸鋇紙現(xiàn)在為什么發(fā)光呢?

他切斷真空放電管的電源，這張紙就立即停止發(fā)光，重新接上電源，紙又發(fā)光了。他把這張涂有氰亞鉑酸鋇的紙拿到隔壁房間，并關上門，放下窗簾，在真空放電管通電期間，這張紙仍然會發(fā)光。

這一奇異現(xiàn)象讓倫琴很驚訝，此時已是午夜，帶著疑問，倫琴離開實驗室?！瓣帢O射線是不可能透過厚黑絨和墻壁，使熒光紙發(fā)光的。那么，這種穿透力極強的射線是什么呢?”

回到家，倫琴隨手拿起一塊面包正要吃，突然大喊一聲：“好極了，原來是這樣!”放下面包大步流星地跑回了實驗室。像往常一樣，倫琴夫人貝塔只好包上一些食物，給丈夫送到實驗室?？匆娖拮觼砹耍?0歲的倫琴激動得像個孩子一樣：“我發(fā)現(xiàn)了一種新的射線，新的!”

“來，讓我給你的手照一張相”，倫琴拉過夫人的手按在黑紙包好的底片上，然后用新發(fā)現(xiàn)的射線照射，經(jīng)過沖洗，上面顯出貝塔一個完整的手骨影像，連戴在無名指上的結婚戒指也可以看得清清楚楚!

“這是一種神奇的射線，是個未知數(shù)×，就叫它×射線吧?！眰惽僬f。

1895年12月，經(jīng)過反復實驗與整理，倫琴寫出了他的第一篇關于x射線的論文，宣布了這項偉大的新發(fā)現(xiàn)。

1896年1月23日下午，在維爾茨堡大學，倫琴做了一場關于×射線的報告。醫(yī)生、學者、工程師、企業(yè)家、記者、攝影師慕名而來，過道上、窗臺上都擠滿了大學生。

倫琴說：“現(xiàn)在我請凱利凱爾教授到工作臺前來!”“請把您的右手放在感光板上?！?/p>

凱利凱爾教授把右手放在了感光板上，倫琴的助手瓦格涅爾工程師將四周的光遮住，于是倫琴開始重復在實驗室給夫人貝塔做的實驗。當瓦格涅爾將顯影后的感光板拿來之后，所有人都看到了凱利凱爾教授清晰的骨骼影像。幾分鐘的沉寂后，人們報以雷鳴般的掌聲。

此后，×射線又被稱為倫琴射線。

有人曾經(jīng)問倫琴，發(fā)現(xiàn)這種奇異的現(xiàn)象時想了些什么。他回答說“我不想什么，我只做實驗”，“實驗是最有力最可靠的手段，能使我們揭開自然界的奧秘”。其實，倫琴的成功還在于他不會輕易放過任何一個意外的發(fā)現(xiàn)，善于窮根究底，鍥而不舍地鉆研。

開辟物理學新時代

當時，許多科學家認為物理學的大廈已經(jīng)建成了?；鶢柣舴蛟鴶嘌裕骸拔锢韺W將無所作為了?！遍_爾文也曾說“在已經(jīng)基本建成的科學大廈中，后輩物理學家只能做一些零碎的修補工作了?！?/p>

但是，倫琴發(fā)現(xiàn)x射線，使科學家猛然驚醒：大自然還有無窮無盡的奧秘!1896年，亨利·貝克勒爾在做×射線時，又偶然地發(fā)現(xiàn)了更為重要的放射現(xiàn)象。1897年，湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子。新的發(fā)現(xiàn)預示著現(xiàn)代自然科學新的時代的開始，還有極其廣闊的未知領域等待人們去探索。因此，可以說，倫琴射線的發(fā)現(xiàn)，開辟了自然科學尤其是物理學的新時代。

同時，倫琴射線在醫(yī)學領域應用更加廣泛。x射線很容易穿過人體的軟組織，但不易穿透骨骼，對金屬則完全不能穿透。當x射線穿透人體時就會在黑底片上投下骨骼的白影。像子彈、吞下的金屬物體，顯示得非常清楚。因而，醫(yī)生無須手術就可以對人體內部進行一定程度的檢查?！辽渚€既可以看清骨骼上很小的裂痕，也可以發(fā)現(xiàn)關節(jié)疾病和胃里的異物等，還可以尋找剛剛出現(xiàn)的齲齒。x射線使醫(yī)生有了魔術般神奇的眼睛。另外也可用于放射性治療——即用x射線來消滅惡性腫瘤或抑制其生長。

此外，x射線在工業(yè)上的應用也頗為廣泛。它可以用來檢測某物質的厚度或勘察其潛在的裂紋、砂眼等缺陷。在其他許多科研領域，x射線也同樣發(fā)揮著重要的作用。總之，不管在哪個領域，x射線為人們打開了一扇新的窗戶，使人們看到了以前被隱蔽的事物。

1901年瑞典科學院頒發(fā)第一次諾貝爾獎金時，評委們都認為，沒有比倫琴更合適的人選了。因此，倫琴成為諾貝爾物理學獎的首位得主。