伦琴：透视全世界的物理学家

文/王残阳

一

威廉·康拉德·伦琴，1845年3月27日出生于德国莱茵州的小城伦内普。他的父亲在当地经营着一家纺织品商店，母亲则是一个心地善良、勤俭持家的荷兰人，一家人生活得还算是比较惬意。3岁时，他随父母来到了荷兰。少年时期的伦琴并没有展现出太多的天赋，但他对大自然十分感兴趣，并热衷于机械设计。

伦琴的中学时代无疑是比较糟糕的。1862年，他进入荷兰的乌得勒支技术学校就读。学校重点教授希腊语、拉丁语等古典语言，这让钟爱理科的伦琴很难调动兴趣。因被误解侮辱老师，他最终被学校开除。转学到其他高中就读后，伦琴期待着拿到高中毕业证书、考取心仪的大学。然而，在希腊语老师等人的反对下，他还是没能拿到毕业证书，这让伦琴非常苦恼。后来，在亲戚的帮助下，他以旁听生的身份进入乌得勒支大学学习物理学。

这时，一位来自瑞士的同学告诉伦琴一个好消息，苏黎世联邦理工学院对学生的高中文凭并没有硬性要求，即使没有毕业证，只要通过入学考试也能开明地予以录取。1865年秋，伦琴通过了入学考试，成为机械工程系的一名新生。他先跟随著名力学家克劳修斯学习，后又当了年轻有为的物理学教授孔特的门生。1868年，他因成绩优异，破格提前毕业，获得了机械工程师的资格证书。

父母希望伦琴毕业后回家经商或者做工程师，但伦琴却为自己的前途而感到迷茫。有一天，他去找孔特诉说了自己的烦恼。孔特觉得他适合做实验工作，于是极力挽留他做自己的助手。在孔特的悉心指导下，伦琴认真研究气体，于1869年6月以论文《论气体的特性》获得苏黎世大学的博士学位。

二

孔特是一个天才的科学家，虽然只比伦琴年长6岁，但早就因为发明了测量声速的方法而名声大振。那段时间，孔特主要研究“声”“光”“热”等现象，经常在知名的刊物上发表科研成果。

1869年底，伦琴随孔特回到德国，在维尔茨堡大学担任助教，很快就在知名学术期刊《布坎都罗夫的物理和化学年鉴》上发表了第一篇论文，这是他进入“学术圈”的敲门砖。

然而，作为一所办学历史悠久的大学，维尔茨堡大学难免有一些陈规旧俗。伦琴因为没有取得高中文凭，无法得到大学教授会的认可，始终评不上讲师。孔特不惜牺牲自己的职务来为伦琴辩护，依然未能成功。

1872年，孔特带着伦琴转往斯特拉斯堡大学，其中一个重要的因素就是，这所大学在普法战争结束后创办，迫切需要各个领域的人才。伦琴把昔日的不快抛于脑后，认真研究起电磁学。经过反复修改，他的研究论文得到了学校的认可，于1874年3月13日顺利当选了讲师。

一年之后，伦琴收到了德国霍恩海姆农学院的邀请函，请他担任物理学和数学方面的正教授。有一年多的时间，他没有做任何实验，只是因为教学需要而认真钻研了数学。

孔特十分清楚伦琴的遭遇，1876年上半年，斯特拉斯堡大学恰好空出了一个物理学副教授的岗位。孔特怕伦琴不愿意从正教授的岗位回来担任副教授，于是给他写了一封情真意切的长信，伦琴收到信后没有片刻犹豫，立即重返斯特拉斯堡大学，继续协助孔特从事物理学研究。

1879年，35岁的伦琴当上了德国吉森大学的物理学教授、物理研究所所长。在此期间，他首次验证了英国物理学家法拉第的设想：由于磁力线的作用，可以产生电流。1888年，曾经拒绝授予他讲师的维尔茨堡大学终于承认了他的地位和价值，教授会一致同意邀请他回来担任物理学教授。

三

1894年，伦琴升任维尔茨堡大学总长。

1895年11月8日傍晚，实验室内一片安静，老师和学生们都走了，只有伦琴依旧在进行着科学实验，内容是当时学术圈讨论最热烈的阴极射线。为了避免外界光线的干扰，能够更仔细地观察克鲁克斯管的放电现象，他关闭了屋内的光源，用黑纸板把管子套了起来，然后用视力受损的眼睛费劲地看着。

忽然，他发现附近一块涂了氰亚铂酸钡（一种化学物质）的纸板出现了一些微弱的荧光。他确信这个现象绝不是阴极射线造成的，因为它只能穿透几厘米厚的空气。由此伦琴断定存在着一种新的肉眼看不到的射线，他十分兴奋，并进行了反复的研究。伦琴努力地捕捉着这种射线，并且对它有了更多的了解。他发现这种未知的射线容易透过纸、木头等密度小的物质，但无法穿透密度大的物体，而且铅可以阻挡这种射线。

他把自己的手掌放了进去，发现纸板上出现了自己手掌骨骼的模糊图像，就像是几根黑糊糊的干树枝，这也是人类第一次能够透过血肉观察自己的身体构造。伦琴彻底进入了亢奋的工作状态，连续几周吃住都在实验室里，偶然间他还发现这种射线能够让照相底板显影。当妻子很久没有见到丈夫、放心不下追到了实验室时，伦琴抓起妻子的手，拍下了那幅此后经常在教科书和博物馆展出的照片——世界上第一张人类活体骨骼的照片，上面还套着一枚象征爱情的戒指。

妻子惊讶地问道：“这是怎么回事？”伦琴说：“这是一种穿透力很强的新射线作用的结果。”妻子又接着问：“这种新射线叫什么名字？”伦琴摇了摇头回答说：“不知道，它是一个未知数，就叫它X射线吧。”随后，伦琴在照相底片上用钢笔写上了拍摄日期——1895年12月22日。

四

1895年12月28日，伦琴用《一种新的射线——初步报告》这个题目，向维尔茨堡物理学医学协会作了报告，宣布他发现了X射线，阐述这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。1896年1月4日，柏林物理学会成立50周年纪念展览会上展出X射线照片；翌日，维也纳一家报纸率先刊登了这一重要科技新闻，尔后世界各大媒体纷纷报道，立即引起了强烈的反响。他的论文《初步报告》被翻译成多个语种，3个月内印刷了5次，一时间洛阳纸贵。

1896年1月中旬，伦琴应邀走进德国皇宫，当着威廉二世和王公大臣们的面，做了X射线的演示。德皇对这一发现高度赞许，邀请他共进晚餐，并授予他二级宝冠勋章和勋位，并给予了准许在波茨坦桥旁为他建立塑像的荣誉。

1月23日，伦琴在公开场合进行了唯一的一次关于X射线的公开演示，现场为年近八旬的解剖学教授克利克拍摄了右手骨骼的X射线照片。兴奋的克利克教授提议以“伦琴射线”来命名，但伦琴谦虚地拒绝了。

X射线这种实用性很强的成果，马上被世界各地的医生们以超乎想象的速度运用到临床实践之中。很快，医生们就用它来诊断骨骼的病理异常、发现遗留在体内的针或弹头，很多病人的生命得到了挽救。

1901年，以“炸药大王”诺贝尔命名的诺贝尔奖展开了首次评选。评奖委员会认为，X射线具有重大的影响力和广泛应用性，最终把第一个物理学奖颁给了伦琴。伦琴虽然前往瑞典斯德哥尔摩领奖，但他拒绝在颁奖大会上致辞，回德国后他很快宣布把所得奖金全部捐献给维尔茨堡大学。

1900年，伦琴在德国巴伐利亚州政府的强烈要求下，前往慕尼黑大学任物理学教授。随着第一次世界大战的爆发，伦琴要服从食品定量分配法令，连基本生活都难以保障。更不幸的是，陪伴他40多年的妻子身患重病，他却没有足够的钱和药品来缓解她的痛苦。1919年10月，妻子去世。第二年，他辞去了物理学教授的职务，只保留了研究室的研究工作，以期对毕生所学进行整理。这之后，他的生活日渐窘迫。

1923年2月10日，78岁的伦琴因肠癌在慕尼黑去世。就在去世的前3天，他还拖着羸弱的身体前往研究室开展研究。