对于像威廉·伦琴那样清醒和不喜抛头露面的人而言,1895年的冬天必定是一段令人不知所措的时光。起初他怀疑自己是否发疯了,最后他却成了世界上最著名的科学家。
11年来,伦琴一直在德国维尔茨堡的一所地方大学工作。在同事眼里,他是一个勤奋的物理学家,但算不上伟大。他肯定不想站在镁光灯下。1895年11月的一个夜晚,伦琴在他的实验室里看到了一种与众不同的神秘的光,他不情愿地被推到了镁光灯下。
奇异的光
当时伦琴正在用一种叫克鲁克斯管的装置做实验。这是一种早期的阴极射线管,能将图像投射到老式的电视屏幕上。
克鲁克斯管是一根被部分抽空的玻璃管,两端置有电极。将足够高的电压施于电极,负电极对面的玻璃会发出荧光。我们现在知道,这种效应缘于被电场(阴极射线)加速的高能电子撞击玻璃原子。
但伦琴看到的光距离他的克鲁克斯管很远。它出现在几米外的实验室另一侧,一小块涂有荧光材料的纸板上。这对阴极射线来说太远了。
伦琴开始做实验。他用一块黑色的纸板遮住真空管以阻挡可见光,但屏幕仍然会发光。接下来的几周,伦琴几乎没有离开过实验室,他试图确认光的来源。他后来写道:“我没有跟任何人提起我的工作,只告诉了我妻子。别人要是听说这件事,会说伦琴疯了。”
到了圣诞节的时候,伦琴确信自己是清醒的。真空管内正在产生某种之前不为人知的辐射。那究竟是什么还不清楚,因此伦琴称之为X-射线。已经清楚的是,它不仅可以穿透纸板,还可以穿透木头和人的皮肉,但穿不过骨头:有一次,伦琴把手放在真空管与屏幕之间,瞥见了自己的骨骼。
1895年12月28日,伦琴将自己的发现低调地发表在当地科学学会的杂志上。但他知道这是一个重大发现。1896年元旦,他将那篇文章的复印件寄给了全欧洲的物理学家们。其中12份包含的一张附加页也许暴露了伦琴隐秘的自我宣传能力:他的妻子安娜·贝尔塔的手的X-射线照片,她的骨头和结婚戒指清晰可见。
此后事情发展得很快。伦琴学生时代的一个朋友弗朗茨·艾克斯纳是收到世界上最早的X光照片的人之一,他当时是维也纳大学的物理教授。他爱好交际,朋友圈里有维也纳畅销报纸《新闻报》的编辑。
头条新闻
1896年1月5日,《新闻报》的头版标题是“一项激动人心的发现”。这可能是圣诞节过后一则滞后的新闻,不过他们抢先报道了,尽管情急之下把伦琴的名字拼错了。
“伦琴教授在维尔茨堡的发现在维也纳学界引起了轰动,”文章开篇说,“如果这项发现被证明是真的……我们将面对精确科学一项具有划时代意义的发现,它将给物理学和医学领域带来引人注目的成果。”全世界的报纸都转载了《新闻报》的独家新闻,X-射线成了第一个与科学相关的引发国际媒体热烈关注的新闻。
待售的X-射线
这篇文章正确指出了X-射线日后最重要的应用:能够看到人体内部。不用多久,X-射线就会履行承诺。这在很大程度上要归功于伦琴的谦逊:他拒绝用自己的发现赚钱,说它“属于全世界,不应通过专利、许可以及诸如此类的东西为某些企业所专有”。初始报道问世20天后,柏林一家公司就开始向医生销售“伦琴管”。
弄清楚X-射线究竟是什么尚需时日。直到1910年,人们才发现X-射线可以极化,1912年发现X-射线可以折射。这两项发现都暗示,X-射线像光一样,仅仅是另一种形式的电磁辐射——不过X-射线波长很短,能量极高,因此可以不受阻碍地穿透很多材料。
在此之前,伦琴已于1901年获得了诺贝尔物理学奖,不过他没有出席颁奖仪式,并把奖金捐献给了他的大学,这是典型的伦琴作风。
1923年,伦琴死于癌症,但他不大可能是自己的研究工作的殉道者,因为他一般会小心地不让自己在X-射线中暴露过长时间。他去世后,根据他在遗嘱中表达的意愿,他的科学论文被销毁了。
今天,很少有人没有接触过X-射线,无论在医院、牙医的椅子上还是机场的安检扫描仪前。特殊的望远镜会收集X-射线,拍摄出关于宇宙中剧烈活动的照片,比如星系的碰撞、黑洞的毁灭。这些射线使我们看得更远。
不情愿的X先生
伦琴是一位不愿出名的科学家,但他所在的当地学术团体——维尔茨堡物理-医学学会决定推销他和他的X-射线。发现X-射线一个月后,该学会举行了盛大的庆祝活动。在庆祝会上,学会主席建议将X-射线重新命名为伦琴射线,该建议受到了热烈欢迎。伦琴以其特有的谦逊,坚持使用原来的名称,英语世界遵循了他的意愿。然而,德语和其他大多数欧洲语言却采用了学会的建议。谷歌现在将德语“Herr R?ntgen”(伦琴先生)恰当地翻译成英文“Mr.X”(X先生)。
第一张X-射线照片,X夫人的手。