[科普中国]-威廉·康拉德·伦琴

人物生平家世背景

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2。

少年时期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。31869年以论文《气体的特性》获苏黎世大学哲学博士学位。

师从名师苏黎世工业大学有许多著名的教授,对广义相对论的形成起了很大作用的克利斯托维尔(Cristowell)和在热力学方面做出了卓越贡献的克劳修斯(Clausius)都在这里任教,伦琴跟随克劳修斯学习热力学课程。

克劳修斯1868年离开苏黎世工业大学受聘为维尔兹堡大学教授,接着是孔特(Kundt1839_1894)继任;孔特;这位柏林大学著名教授马格努斯(Magnus)的学生,当时才29岁,1866年因发明用粉尘图形测量声速的方法而名声大振,他那敏锐的洞察力和非凡超群的实验才能,使他很快进入了19世纪德国第一流的实验物理学家的行列,孔特教授在课堂上总是板着面孔,严肃认真;讲课条理清晰,深入浅出,富有吸引力,实验讲究程序,注重方法,追求精确性,他在学生中以毫不留情,严格要求而著称,伦琴开始听孔特主讲的光的理论课程,并在孔特的实验室里做关于气体的种种不同属性的实验,伦琴对孔特老师特别尊重,把孔特老师奉为自己的人生楷模。3

1868年8月6日,伦琴由于毕业成绩优异,破格提前获得了机械工程师的资格证书,并成为孔特主持的实验物理研究所的助手,孔特老师事必躬亲,言传身教,并对伦琴特别信任和厚爱,在协助孔特实验半年后,伦琴开始独立选定了他一直在关注“空气的比热”问题的课题,这是克劳修斯教授所探讨过的。3

1857年克劳修斯在他的著名论文《论热运动形式》中,初步讨论了比热理论,但是还没有人精确地测出定容比热和定压比热的比值,伦琴准备完善克劳修斯的热力学理论,他在孔特老师的支持下于1869年6月22日以《各种气体的研究》的杰出论文获得哲学博士学位,并成为了苏黎世工业大学的助教,他的学位论文的评语中写道:伦琴先生“在数学物理学方面具有丰富的知识和表现出独立的创造才能”。4

返回德国

1869年,在维尔茨堡大学任物理学教授的克劳修斯接受了波恩大学的邀请;维尔茨堡大学极力聘请孔特接替克劳修斯的职务。1870年,孔特接受这一职务并邀请伦琴一同前往。3

1871年随他到维尔茨堡大学和1872年又随他到斯特拉斯堡大学工作。

1872年随孔特到斯决司堡大学并升任讲师和副教授。

1879年由于杰出的研究工作在济森大学取得了教授职衔。在这里主要是研究“光”和“电”的关系。

1888年又回到了威茨堡麦米伦大学，继孔特之后，任物理研究所所长。

出任校长1894年被选任威茨堡麦米伦大学校长。这时欧洲的物理学家们和伦琴都在研究真空放电现象和阴极射线。伦琴在克鲁克斯高度真空管通高压电流时看到阴极射线，电子碰在管壁上发生蓝白色的荧光，还发现玻璃管外也有荧光。于是便产生疑问，或许这是一种肉眼看不见的未知射线。只有真正工作细心、认真踏实的人才能注意并进一步去探索这种细微的变化。

发现X线

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。3

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”5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”5。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。3

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。3

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”。6

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”。7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”6,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。3

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。

1900年任慕尼黑大学物理学教授和物理研究所主任。

诺贝尔奖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日在慕尼黑逝世8。

主要贡献伦琴一生在物理学许多领域中进行过实验研究工作，如对电介质在充电的电容器中运动时的磁效应、气体的比热容、晶体的导热性、热释电和压电现象、光的偏振面在气体中的旋转、光与电的关系、物质的弹性、毛细现象等方面的研究都作出了一定的贡献，由于他发现X射线而赢得了巨大的荣誉，以致这些贡献大多不为人所注意。

1895年11月8日，伦琴在进行阴极射线的实验时第一次注意到放在射线管附近的氰亚铂酸钡小屏上发出微光。经过几天废寝忘食的研究，他确定了荧光屏的发光是由于射线管中发出的某种射线所致。因为当时对于这种射线的本质和属性还了解得很少，所以他称它为X射线，表示未知的意思。同年12月28日，《维尔茨堡物理学医学学会会刊》发表了他关于这一发现的第一篇报告。他对这种射线继续进行研究，先后于1896年和1897年又发表了新的论文。

1896年1月23日，伦琴在自己的研究所中作了第一次报告；报告结束时，用X射线拍摄了维尔茨堡大学著名解剖学教授克利克尔一只手的照片；克利克尔带头向伦琴欢呼三次，并建议将这种射线命名为伦琴射线。

伦琴射线是人类发现的第一种所谓“穿透性射线”，它能穿透普通光线所不能穿透的某些材料。在初次发现时，伦琴就用这种射线拍摄了他夫人的手的照片，显示出手骨的结构。这种发现立即引起很大的轰动，为伦琴带来了十分巨大的荣誉。1901年诺贝尔奖第一次颁发，伦琴就由于这一发现而获得了这一年的诺贝尔奖物理学奖。

伦琴的原始论文《一种新的X射线》在50天后也就是1895年12月28日被出版。1896年1月5日 奥地利一家报纸报道了伦琴的发现。伦琴发现X射线以后，维尔兹堡大学授予他荣誉医学博士学位。在1895年到1897年间他一共出版了总计3篇关于X射线的论文。伦琴治学十分的严谨，到如今为止还没有发现他的学术论文里面存在错误。

X线影响X射线诊断开创医疗影像技术的先河。1895年，德国物理学家威廉·康拉德·伦琴发现了X射线，为人类利用X射线诊断与治疗疾病开拓了新途径，开创了医疗影像技术的先河。但是第一批X射线照相机发出的X射线很弱，曝光进一小时才能成像，且对医生的身体健康有影响，所以为了使医生可以更清晰对人体内脏器官的病灶和症状进行观察、更好地对症下药，迅速、彻底地解除病人的痛楚，同时保护医生的健康。世界各国科学家孜孜不倦的对医疗影像技术进行着研究和改进。

20世纪70年代中期，电子计算机的应用为医疗影像带来了第一次革命性的创新，结合了电子计算机技术的第一台医疗影像设备——CT扫描仪诞生了！利用电子计算机X射线断层成像（CT），可以更好的分辨人体内部结构图像，大幅提高了疾病诊断的准确性，成为为20世纪医学诊断领域所取得的最重大的突破之一。此后，医疗影像技术迅猛发展，核磁共振成像（MRI）、计算机放射成像（CR）、数字放射成像(DR)、发射式计算机断层成像（ECT）等各种数字化医疗影像新技术不断涌现，组成了功能强大的放射成像信息系统（RIS），成为医疗诊断必不可少的重要基石。电子计算机技术的发展、普及及其它在医学中的应用日益广泛，最终形成了一门多学科交叉的新兴学科——医药信息学（Medical Informatics），而医药信息学在医学应用中的最大领域就是医院信息系统（Hospital Information System，HIS）。HIS使用计算机和通讯设备采集、存储、处理、传输和输出门诊、住院患者医护和管理信息，包括临床辅助科室的信息，形成网络系统，实现信息共享，提高医院工作质量和效益。在世界发达国家的大医院里，早在20世纪80年代初期就建成了完善的HIS，实现了现代化医疗管理。随着HIS的快速发展，传统的医疗影像资料和数据的存储和处理方式已经不再满足需要，于是在欧洲、美国等发达国家在80年代中期开始研究更先进的医学影像存档及通讯系统（PACS），并于90年代初期与RIS组成PACS/RIS陆续应用到HIS之中。以数字化医疗影像技术为基础，建立PACS/RIS，完善HIS，构成了当今世界数字化医疗的新格局。在这股汹涌而来的数字化医疗浪潮中，而柯达公司正是这股浪潮中提供高新科技的先躯，其实，柯达公司在1976年就开发出了数字相机技术，并将数字影像技术应用于航天领域，在数字影像领域积累了雄厚的技术实力。

X线应用1896年X线便应用于临床医学，第一次在伦敦一妇女手中的软组织中取出了一根缝针。身体的任何部位、组织、器官都可以用X线显示并发现异常。

主要影响受伦琴的影响，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”。

人物评价伦琴的发现不仅对医学诊断有重大影响，同时也影响了20世纪许多重大科学成就的出现。

伦琴他在科学上的最大贡献是发现X射线，后来也有人称为伦琴射线。X射线的发现给现代物理学提供了一种新的研究手段，在光电效应研究、晶体结构分析、金相组织检验、材料无损探伤、人体疾病的透视与治疗方面都具有广泛的用途。伦琴因发明X射线而闻名于全世界，1901年获得了第一届诺贝尔物理学奖。还获得普鲁士二级王冠勋章、英国皇家学会伦福德奖章、哥伦比亚大学巴纳德奖章等。伦琴于1923年去世，他一生在物理学许多领域都进行过研究，50年中共发表50多篇论文。

后世纪念伦琴奖金（具体内容参见词条：伦琴奖金）

1974年韦茨拉尔的阿图尔·普法伊费尔股份有限公司和霍伊歇尔海姆－吉森的顺克·埃贝股份有限公司共同设立了“伦琴奖金”，伦琴奖金以德国物理学家威廉·康拉德·伦琴的姓氏命名，是为了纪念他对现代物理学作出的巨大贡献，这两家公司为伦琴奖金一直担保了6年（到1980年），该奖是由德国吉森尤斯图斯·利比希大学颁发，每年颁发一次，奖金金额为5000马克，主要授予年青科学家（可授予一人，也可由几人分享），奖励他们在放射物理学与放射生物学领域基础研究中所写的优秀论文或其它形式的杰出贡献。

伦琴卫星（具体内容参见词条：伦琴卫星）

1990年6月1日伦琴卫星用德尔塔II型火箭在美国卡纳维拉尔角发射升空，这是德国、美国、英国联合研制的一颗X射线天文卫星，为纪念发现X射线的德国物理学家伦琴而命名，1999年12月12日伦琴卫星停止工作。

伦琴射线（具体内容参见词条：伦琴射线）

为了纪念伦琴的成就，X射线在许多国家被称为伦琴射线。

化学元素（具体内容参见词条：錀）

第111号化学元素錀（Roentgenium （Rg））也以伦琴命名。

伦琴纪念碑

在伦琴的祖国，德国有许多以伦琴命名为学校，街道和广场。由于伦琴在物理学的杰出成就，在德国的吉森市，柏林市和伦琴的出生地伦内普（Lennep）（雷姆沙伊德）都建有伦琴纪念碑。 9