威廉·康拉德·伦琴（德国物理学家）

简介

生平

威尔姆·康拉德·伦琴（Wilhelm Konrad Rontgen），德国物理学家。1845年3月27日生于德国莱纳普（Lennep）。3岁时全家迁居荷兰并入荷兰籍。1865年迁居瑞士苏黎世，伦琴进入苏黎世联邦工业大学机械工程系，1868年毕业。1869年获苏黎世大学博士学位，并担任了物理学教授A·孔脱的助手；1870年随同孔脱返回德国，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。1894年任维尔茨堡大学校长，1900年任慕尼黑大学物理学教授和物理研究所主任。1923年2月10日在慕尼黑逝世。

1895年11月8日，时为德国维尔茨堡大学校长的他在进行阴极射线的实验时，观察到放在射线管附近涂有氰亚铂酸钡的屏上发出的微光，最后他确信这是一种尚未为人所知的新射线。有人提议将他发现的新射线定名为“伦琴射线”，伦琴却坚持用“X射线”这一名称，产生X射线的机器叫做X射线机。伦琴的名字英文一般写为Roentgen（德文名字Röntgen的另一种拼法），很多英语文献和资料使用这一拼写。1901年，首届诺贝尔奖颁发，伦琴获得诺贝尔物理学奖。

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。

人物成长

少年时期

伦琴1845年3月27日生于德国莱茵州莱耐普城。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。他的小学、中学是在荷兰读完的。17岁就读于荷兰乌屈克市技术学校。伦琴于20岁进入瑞士苏黎世工业大学，1868年毕业，取得了机械工程师称号，次年，以论文《气体的特性》获得哲学博士学位。27岁时与安娜·别鲁塔·鲁德维希缔结良缘。他工作认真仔细，被当时著名物理学家孔德邀做助手，在威茨堡市麦米伦大学物理研究所工作。他选择物理学为终生事业也是受孔德的影响，并得到了他很多的帮助。

师从名师

1872年随孔德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，即孔德之后，任物理研究所所长。1894年被选任威茨堡麦米伦大学校长。这是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，伦琴把实验室的门关的紧紧的，一个人在那里进行阴极射线的研究，在出现阴极射线时，旁边涂有氰化铂钡的荧光屏上，似乎也发出点蓝白色的光。阴极射线是不能通过玻璃管壁的，尤其是伦琴自己精心制造的装置，阴极射线漏出来也是不可能的。伦琴把玻璃管用黑纸紧紧地蒙上，通电后阴极射线发出的光被遮住了，氰化铂钡却依然发亮。断电时就不见了，伦琴用10张黑纸包着玻璃管或以铝板把玻璃

管和荧光屏隔开，荧光屏仍亮着；把厚铅板夹在里面试试，亮光突然消失，铅板一拿开，又重新发亮。伦琴把手插进去一看，在荧光屏上模模糊糊有手骨的形象，手的轮廓也隐约可见，由于这是一种性质不明的新射线，就姑且称为“X线”。为了仔细研究X线，伦琴把床也搬进了实验室，整整7个星期，伦琴埋首在“X线”中。圣诞节前夕，夫人别鲁塔来到实验室，他把她的手放到照相底板上用“X线”照了一张照片，这是人类的第一张X线照片，伦琴亲自在照相底板上用钢笔写上1895，12，22。别鲁塔看到照片惊叹不已，问：“这个圆环是什么？”，“是我们的结婚戒指！”。这时他们完全沉醉幸福之中了。

伦琴于1895年12月28日把《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年伦琴转任慕尼黑大学物理系主任和教授。

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。

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。伦琴于1919年辞掉了行政职务，专做科学和教学工作，他以研究结晶物理学为基础，直到去世前三天还在研究室工作。伦琴的晚年是很寂寞坎坷的，饱受第一次世界大战的困境和战后的影响，曾是他体重减轻了50磅。

他患胃肠道病，在急性脑病后3天，于1923年2月10日，安静地结束了78年光辉的人生旅程，人类的一颗巨星陨落了。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“伦”（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“伦”。

X射线

发现

1895年间伦琴使用他的同行赫兹、西托夫、克鲁克斯和勒纳德设计的设备研究真空管中的高压放电效应。11月初伦琴重复着雷纳德管试验，这个雷纳德管加入了一个很窄的金属铝做的窗口，允许阴极射线从管子射出来，另外有块纸板覆盖住铝窗口保护它不被产生阴极射线的强电场区破坏。他知道纸屏能够防止光线逃逸，但是观察到当他用涂了氰亚铂酸钡的小纸屏靠近铝窗，看不到的阴极射线能够在纸屏上产生荧光效应。这让伦琴想到，比雷纳德管的管壁更厚的Hifforf-Crookes管可能也会导致荧光效应。

1895年11月8日下午晚些时候，他决定试验他的想法。他仔细的做了一个跟雷纳德管试验类似的黑纸屏，并用这块版覆盖住Hifforf-Crookes管并把电极放到一个Ruhmkorff（鲁姆科夫）线圈中来产生静电电荷。在用氰亚铂酸钡屏验证他的想法之前，伦琴把房间弄暗以检测是不是他的纸板漏光。当他把线圈穿过管子的时候，确定板子确实不透光，并着手进行下一步实验。就在这时，他从距离试验管几米远的地方注意到微弱的光。为了确定他的发现，他试着重复上面的操作，每次都能看到同样的微光。擦燃一根火柴，他才发现是他放在工作台上准备下一步使用的氰亚铂酸钡发光。

接下来的几个小时伦琴一遍一遍的重复着试验。他很快确定出一个距离管子特定的距离，从这里能够观察到比前面的试验更强的荧光。他推测可能发现了一种新的射线。11月8日是一个星期五，伦琴利用这个周末重复试验并做了第一次记录。在接下来的几个星期他吃住在实验室里研究了他暂时命名为 X射线的新射线的差不多所有性质，并用对未知的部分给出数学表示。尽管最终新的射线用他的名字来命名为伦琴射线，但是他总是首选最初的术语X射线。伦琴发现X射线并非偶然，他也不是独自工作。

据调查，当时多个国家不少人都在进行这方面的研究而且，发现时间也很接近。事实上，2年前宾夕发尼亚大学就已经制造出X射线和和它的影像记录。然而，那里的研究人员没有意识到这一发现的重要性，只是把他们归档了事，因此也就失去了获得最伟大物理发现的赞誉的机会。他碰巧在屏上发现的东西把他的注意力从原来的研究中引开了。他当时已经计划在下一步的试验中用那个屏，那之前很短时间他就取得了这一发现。

当他研究不同材料对这种射线的阻挡能力, 就把这一小片材料放到射线产生的地方。可以想象当看到第一张呈现在他制作的屏幕上的X光影像上闪烁的骨架的时候，伦琴是多么地惊讶。据说他后来在实验室秘密的进行这项试验，因为他害怕如果这个发现是个错误会影响他的教授声誉。

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。

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。

评价

伦琴奖金

伦琴奖金是德国吉森尤斯图斯·利比希大学颁发一项奖励，由德国的两家公司于1974年共同设立，他们是韦茨拉尔的阿图尔·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。这两家公司为伦琴奖金一直担保了6年，也就是说一直担保到1980年。伦琴奖金每年颁发一次，奖金金额为5000马克，主要授予年青科学家，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。伦琴奖金的评选委员会由两家创办公司和吉森大学的代表组成，负责对由颁奖委员会推荐出的候选人进行评选。伦琴奖金可授予一人，也可由几人分享。

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。伦琴1845年生于德国伦内普，也就是现在的雷姆沙伊德－伦内普，1879年－1885年曾任吉森大学物理研究所所长。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。

伦琴卫星

伦琴卫星（Roentgen Satellit，缩写为ROSAT）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。这颗卫星原计划由航天飞机发射，由于挑战者号事故，推迟到1990年6月1日，用德尔塔II型火箭在美国卡纳维拉尔角发射升空。卫星上搭载有两台成像望远镜，工作波段分别为0.1-2.4keV的软X射线和0.06-0.2keV的极紫外线。其中X射线望远镜采用4层沃尔特I型掠射式望远镜，总接收面积为1140平方厘米，分辨率可达5角秒[1]。

1990年7月到1991年2月，伦琴卫星进行了为期6个月的软X射线巡天观测。在后来的9年里，伦琴卫星探测到了150,000个X射线源，取得了一批重要的成果，包括拍摄到了月亮的X射线照片、观测了超新星遗迹和星系团的形态、探测了分子云发出的弥散X射线辐射阴影、孤立中子星、苏梅克-列维9号彗星与木星碰撞发出的X射线、双子座X射线源杰敏卡的脉动等等，还发现了彗星的X射线辐射。1999年12月12日，伦琴卫星停止工作。

后世影响

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。

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。

为了纪念伦琴的成就，X射线在许多国家被称为伦琴射线。另外第111号化学元素錀（Roentgenium （Rg））也以伦琴命名。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。

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