“科學(xué)發(fā)覺有無規(guī)律可循”是一個哲學(xué)問題，但宇宙及大自然的奧妙和一切物質(zhì)的特點(diǎn)需由定量的系統(tǒng)性實(shí)驗(yàn)和檢測拍板定案，則無可置疑。
X射線(X光)于1895年11月8日被美國化學(xué)學(xué)家倫琴(C.R?ntgen，1845—1923)意外發(fā)覺，他因而在1901年獲得了史上第一個諾貝爾化學(xué)學(xué)獎——瑞典物理家諾貝爾恰巧于X射線被發(fā)覺的半個多月前立下遺贈，捐款遺產(chǎn)籌建諾貝爾獎。并且，倫琴拒絕為X射線申請專利，謝絕朋友和同事的建議用自己的名子命名(即使后人有時仍將X射線稱為倫琴射線)，但是回絕了在諾貝爾獎頒獎儀式上致辭。倫琴又在遺贈中，將他獲得的諾貝爾獎金捐獻(xiàn)給了維爾茨堡學(xué)院(ofWü)做為研究捐助，但可惜因?yàn)榈谝淮问澜绱髴?zhàn)以后嚴(yán)重的通貨膨脹，他捐款的獎金后來幾乎形同廢紙。X光一被發(fā)覺，當(dāng)時的醫(yī)學(xué)界立刻認(rèn)識到它的無限醫(yī)療價值，馬上應(yīng)用到診所中。1900年英軍便已配備了聯(lián)通式X光機(jī)，在戰(zhàn)場上醫(yī)療傷兵。
發(fā)覺X射線
19世紀(jì)下半葉，因?yàn)楣I(yè)革命后的電氣工程以及科學(xué)研究的雙重發(fā)展與急迫社會需求，(真空管中的)“陰極射線”和“氣體放電”研究成為了一支圭臬，無數(shù)科學(xué)家參與其間，包括了法國的赫茲(Hertz)、萊納德()和湯姆孫(J.J.)等青史留名的化學(xué)學(xué)家，以及遠(yuǎn)在英國的發(fā)明家特斯拉(Tesla)。在發(fā)覺X光之前，倫琴從未做過任何和陰極射線相關(guān)的實(shí)驗(yàn)，換句話說，他是一位陰極射線和二氧化碳放電領(lǐng)域的菜鳥。并且，在進(jìn)行X射線實(shí)驗(yàn)之前一年，他由于學(xué)術(shù)名聲斐然，被中學(xué)長聘院士評選為維爾茨堡學(xué)院院長，兼任繁雜的行政職務(wù)一年。1895年10月，他卸下院長職務(wù)以后，才開始進(jìn)行陰極射線實(shí)驗(yàn)。所以，值得探問為什么是倫琴而不是他同時代的其他經(jīng)驗(yàn)老到、功力深厚的競爭對手，率先發(fā)覺X射線？尤其，可以相當(dāng)肯定的一件事是，在倫琴進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之時甚至之前一些年，在各地的幾個陰極射線實(shí)驗(yàn)室中，必將早已反復(fù)出現(xiàn)了X光，并且有人聽到了。只是物理學(xué)家憑著發(fā)現(xiàn)X射線的巨大成就，她們因心有瓜葛，又不知其所以然，故“視而不見”，大意失漢中，與珍稀的科學(xué)發(fā)覺及千古榮譽(yù)失之交臂。
為什么是倫琴發(fā)覺了X射線？有一個合理的解釋如下：倫琴是一位優(yōu)秀的實(shí)驗(yàn)化學(xué)學(xué)家，他對儀器的把握與運(yùn)用得心應(yīng)手，在檢測過程中觀察入微，又能否對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)尿?yàn)證及論證。倫琴在學(xué)院時主修機(jī)械工程，專精于二氧化碳的導(dǎo)熱性質(zhì)和蒸氣機(jī)的原理及構(gòu)造(他的熱力學(xué)課程受教于“熱力學(xué)之父”克勞修斯())，他因而喜歡自己設(shè)計(jì)和組裝(簡易)實(shí)驗(yàn)儀器，而且自己進(jìn)行檢測(圖1)。這些研究取向與習(xí)慣，一方面是當(dāng)時的法國學(xué)術(shù)氣氛作祟，讓倫琴有里仁為美之利，得以取法乎上；另一方面則是由于倫琴的人格特質(zhì)的確與同儕有別，他有很強(qiáng)烈的精確實(shí)驗(yàn)意識及偏好，但是極少請助手幫助檢測。總之，倫琴特別注重美洲近代科學(xué)盛行與發(fā)展過程中的實(shí)驗(yàn)傳統(tǒng)，他高度肯定自16世紀(jì)以來實(shí)驗(yàn)和觀測以及客觀邏輯推理(科學(xué)方式)所飾演的關(guān)鍵性和批判性角色。
圖1倫琴在維爾茨堡學(xué)院發(fā)覺X射線的實(shí)驗(yàn)室，相片來自“德國倫琴博物館”(R?)
1894年1月倫琴卸任維爾茨堡學(xué)院院長時，他一反當(dāng)時的學(xué)界慣例，不在就職儀式上宣讀自己的主要研究成果，而是講演他心目中的(亞洲)近代科學(xué)的發(fā)展歷程。其中，他指出從16世紀(jì)以來，自然科學(xué)家群體就“逐漸產(chǎn)生了如此一個信念，認(rèn)知實(shí)驗(yàn)是探究(叩問)自然奧秘的最強(qiáng)有力又最可靠的手段，實(shí)驗(yàn)更代表了判斷一個假說()是否應(yīng)當(dāng)被保留或是被貶抑的最高權(quán)威”。倫琴肯定的科學(xué)實(shí)驗(yàn)是指這些經(jīng)過悉心設(shè)計(jì)、嚴(yán)謹(jǐn)執(zhí)行，并且對其現(xiàn)象解釋都根基于檢測數(shù)據(jù)(客觀證據(jù))的實(shí)驗(yàn)。后世科學(xué)史學(xué)家覺得，倫琴是一位十分嚴(yán)謹(jǐn)，做事一絲不茍，又觀察敏銳、思路清晰的實(shí)驗(yàn)化學(xué)學(xué)家。
1895年11月8日禮拜五下午(倫琴喜歡在假期下午做實(shí)驗(yàn)，由于可以集中心神，不受朋友或中學(xué)生的干擾)，倫琴首先在陰極射線管外約1m處(一個陰極射線抵達(dá)不了的距離)的螢光屏上發(fā)覺了光亮。他很快地意識到，這個光亮不是任何已知的化學(xué)現(xiàn)象或射線(或粒子流)所導(dǎo)致的光點(diǎn)。他隨后幾度開關(guān)陰極射線管的電源，因而明晰判斷這個螢光的出現(xiàn)或消失是頓時的，來自于陰極射線管的開或關(guān)。這時，他排除了光亮是磷光()的擔(dān)憂，由于磷光的疏密變化是逐步的，須要一點(diǎn)緩沖的反應(yīng)時間。
推測X光是一種穿透性很強(qiáng)的新射線(或粒子流)以后，倫琴立刻采取一系列步驟，努力進(jìn)行各類檢測，想方設(shè)法綜合和歸納它們的化學(xué)性質(zhì)。這是將要降臨的確立和鞏固倫琴的X光發(fā)覺者地位的關(guān)鍵一步，由于事實(shí)勝過詭辯，讓全面的實(shí)驗(yàn)證據(jù)說話是判斷自然科學(xué)真?zhèn)蔚牟欢ㄩT。在此后的6周里，倫琴不斷實(shí)驗(yàn)，他反復(fù)自問，企圖回答下述問題，包括X射線是直線前進(jìn)的嗎？它們會反射或折射嗎？它們與陰極射線有何區(qū)別嗎？它們(的本質(zhì))究竟是哪些？倫琴很快驗(yàn)證了X光的路徑不受磁場影響，因而它們不是陰極射線。倫琴也否認(rèn)了X光的強(qiáng)悍穿透力，以及不僅形成螢光之外，能夠在攝影底片上感光成像。由于才能在底片上成像，眼見為憑，所以X射線的發(fā)覺一經(jīng)公布，就在大西洋兩岸的科學(xué)家與公眾和媒體之間引起震驚。據(jù)悉，如眾所周知，倫琴更吃驚地發(fā)覺，不僅穿透紙張、書本、木頭，和薄金屬片之外，X光還能否穿透人體膚質(zhì)。
其實(shí)很肯定自己發(fā)覺了一種新射線(或粒子流)，而且倫琴心里還是十分恐懼惶恐，他深恐萬一這種屏幕上的光亮只是由于長時間在暗室中工作，因?yàn)楸亲臃αΧ鴮?dǎo)致的幻覺(眼纈)。他害怕得悉倉促發(fā)表了不真實(shí)的虛幻檢測結(jié)果，豈不就聲名掃地，學(xué)術(shù)生涯告終了。因而在反復(fù)自問與測試的過程中，他猶如失魂落難，不與人攀談，但是嚴(yán)禁任何人步入實(shí)驗(yàn)室。直至12月22日，倫琴總算約請他的太太到實(shí)驗(yàn)室，請她準(zhǔn)許他用X光拍攝她的手，這就是科學(xué)史上知名的倫琴太太的拇指頭及離婚項(xiàng)鏈X射線相片的來歷。(在拍攝她太太的手之前，倫琴早已無意間發(fā)覺了X光會穿透他自己的膚質(zhì)，但他一則不愿告訴他人，二則仍有些許害怕這是來自左眼疲勞所導(dǎo)致的幻覺。而當(dāng)毫無心理打算，忽然聽到了自己的手腿骨的相片然后，倫琴夫人雖然驚嚇過度，自此拒絕再步入實(shí)驗(yàn)室。倫琴此時決定立刻公開他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，他對著太太說“特大麻煩來了”(“Nowthedevilwillbetopay”)。)
迅速發(fā)表，孤篇壓卷
確立了X光的穿透性和拍攝了手影像以后，倫琴迅速地簡略寫出了他的驚人發(fā)覺，他把論文題目定為“OnaNewKindofRays：A”。并且，倫琴并沒有把論文投遞到當(dāng)時學(xué)術(shù)地位崇高的全省性知名數(shù)學(xué)刊物，如，而是在12月28日(新年節(jié)周末期間)交由當(dāng)?shù)氐某霭妫嵌撍齻兤评略掠⌒小＿@時的倫琴年滿50歲，他似乎僅是陰極射線領(lǐng)域的一位菜鳥，卻早已不是一位學(xué)術(shù)界的泛泛之輩，或蕓蕓眾生而已。其實(shí)，倫琴深知優(yōu)先發(fā)表在科學(xué)史上的無可取代的指標(biāo)性與絕對意義。他想必經(jīng)過深思熟慮及一番內(nèi)心熬煎，在思忖現(xiàn)實(shí)以后，明智地選擇當(dāng)?shù)?地方性)刊物順利完成發(fā)表任務(wù)，因而摘取了不容改寫的“X射線發(fā)覺者”的頭銜。
1896年1月23日，倫琴在Wü的例行大會上宣讀了他的論文，這是他一生中第一次、也是最后一次關(guān)于X射線的即將講演。接著，在1896和1897三年，他又同樣在各發(fā)表了一篇X射線論文。這三篇論文和惟一一次公開講演有如是他的“孤篇壓卷”，隨后倫琴從未再就X射線留下任何片言只字。1900年，倫琴離開維爾茨堡學(xué)院，轉(zhuǎn)任克拉科夫?qū)W院“實(shí)驗(yàn)化學(xué)研究所”所長，并重拾他早年的興趣，再次集中于晶體化學(xué)性質(zhì)的研究。
圖2倫琴在講演當(dāng)場拍攝的知名解剖學(xué)家科險勝的手的X射線合照，取自X-ray|Wiki|()
在Wü的大會中，倫琴當(dāng)場為參加講演的當(dāng)時知名的解剖學(xué)家科險勝(vonK?)拍攝了他的手，這張射線相片雖然以100多年后的明天的標(biāo)準(zhǔn)來說，仍是影像清晰透徹的(圖2)。也是在這一場講演中，K?建議把X光命名為“倫琴射線”。
促進(jìn)阿姆斯特丹學(xué)院“理論化學(xué)研究所”的創(chuàng)立
筆者覺得，倫琴的兩大科學(xué)貢獻(xiàn)，一是發(fā)覺X射線(這一貢獻(xiàn)是大眾所熟知的)，二是于1900年代中期在阿姆斯特丹學(xué)院費(fèi)力爭取創(chuàng)立了“理論化學(xué)研究所”(這一貢獻(xiàn)可能是鮮為人知的)。先是1890至1894年短暫4年期間，玻爾茲曼()以前兼任蘇黎世學(xué)院的理論化學(xué)講堂院士，但自玻爾茲曼離開以后，法蘭克福學(xué)院的理論化學(xué)院長職位就懸缺多年，直至“理論化學(xué)研究所”成立，索末菲()應(yīng)聘成為第一任院長。因?yàn)樗髂┓频牡絹?1906年)，幾年后“慕尼黑學(xué)派”形成了上與“哥廷根學(xué)派”和“哥本哈根學(xué)派”三峰并峙的輝煌局面，為20年后量子熱學(xué)的發(fā)展完成，寫下了燦爛多彩的英雄事跡。倫琴鼎力爭取在“實(shí)驗(yàn)化學(xué)研究所”之外，于法蘭克福學(xué)院籌建“理論化學(xué)研究所”物理學(xué)家憑著發(fā)現(xiàn)X射線的巨大成就，以便理論與實(shí)驗(yàn)互相切磋，彼此密切合作，這是他對近代數(shù)學(xué)學(xué)發(fā)展的又一項(xiàng)重大貢獻(xiàn)，值得后人的崇敬與懷思。
頁腳
1)X光的英語經(jīng)常寫為復(fù)數(shù)Xrays，所以這兒英文用“它們”。
2)全宋詞中，張若虛僅剩兩首，他的《春江花月夜》被譽(yù)為是“孤篇壓全唐”。
雜記
倫琴在遺贈中要求銷毀他生前的所有個人的及科學(xué)方面的通信——來往信函，他(在發(fā)覺X射線以后)內(nèi)心所呼喚憧憬的，雖然是一種功底深厚而默默無聞的學(xué)者人生，有如(唐)盧照鄰《長安意趣》詩中寫的：“寂寂寥寥揚(yáng)子居，年年歲歲一床書。獨(dú)有南山槐花發(fā)，飛來飛去襲人裾。”