在諾貝爾獎100余年的歷史上,好像沒有哪個科學(xué)發(fā)現(xiàn)像X射線那樣具有傳奇色彩。倫琴因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)這一射線成為第一個諾貝爾物理學(xué)獎得主,但這僅僅是百年傳奇的開始。此后的100多年,從物理到化學(xué)再到生理醫(yī)學(xué)領(lǐng)域,X射線被廣泛應(yīng)用,引發(fā)了一系列諾貝爾獎傳奇。
1895年11月8日,德國維爾茨堡大學(xué)校長倫琴在進(jìn)行陰極射線實(shí)驗(yàn)時,觀察到放在射線管附近涂有氰亞鉑酸鋇的屏幕上發(fā)出微光,最后他確信這是一種尚未為人所知的新射線,并將其稱為“X射線”。經(jīng)過幾周的緊張工作,倫琴發(fā)現(xiàn):X射線除了能引起氰亞鉑酸鋇發(fā)出熒光外,還能引起許多其他化學(xué)制品發(fā)出熒光。X射線能穿透許多普通光所不能穿透的物質(zhì),特別是能直接穿過肌肉但卻不會透過骨胳,倫琴把手放在陰極射線管和熒光屏之間,就能在熒光屏上看到自己的手骨。X射線沿直線運(yùn)行,與帶電粒子不同,X射線不會因磁場的作用而發(fā)生偏移。X射線發(fā)現(xiàn)僅4天,美國醫(yī)生就用它找出了病人腿上的子彈。于是,企業(yè)家蜂擁而至,出高價(jià)購買X射線技術(shù)。50萬,100萬,出價(jià)越來越高?!澳呐率?000萬,”倫琴淡淡地一笑,說道:“我的發(fā)現(xiàn)屬于全人類。但愿這一發(fā)現(xiàn)能被全世界的科學(xué)家所利用。這樣,就會更好地服務(wù)于人類……”因此,倫琴沒有申請專利權(quán)。他知道,如果這項(xiàng)技術(shù)被一家大公司獨(dú)占,窮人就出不起錢去照X光照片。因?yàn)榘l(fā)現(xiàn)X射線,倫琴獲得了1901年諾貝爾物理學(xué)獎。
諾貝爾物理獎上的贏家
恐怕倫琴自己也無法預(yù)見,他的這一偉大發(fā)現(xiàn)將成就多少諾貝爾獎得主。在倫琴X射線的啟發(fā)下,法國物理學(xué)家貝克勒爾于1896年發(fā)現(xiàn)了鈾射線。這一現(xiàn)象引起了青年居里夫婦的極大興趣,他們決心研究這一不尋?,F(xiàn)象的本質(zhì),并最終導(dǎo)致放射性元素釙和鐳的發(fā)現(xiàn),為人們認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)提供了可靠的試驗(yàn)依據(jù)。貝克勒爾和居里夫婦因此分享了1903年諾貝爾物理學(xué)獎。1897年,英國的湯姆遜在關(guān)于氣體導(dǎo)電性的研究中,借助X射線最終發(fā)現(xiàn)了電子,這一發(fā)現(xiàn)有力地證明了原子的可分性,湯姆遜因此榮獲了1906年的諾貝爾物理學(xué)獎。
在X射線發(fā)現(xiàn)之初有許多人想證明X射線屬于電磁波,并采用傳統(tǒng)的光柵技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn),但都無果而終。德國科學(xué)家勞厄認(rèn)為,如果X射線屬于電磁波,應(yīng)該是波長極短的電磁波。傳統(tǒng)的光柵因縫隙過大無法產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,應(yīng)該使用更加精細(xì)的光柵,他推測有規(guī)則原子三維排列的晶體可能具有這樣的作用。勞厄根據(jù)這個判斷推測,只要X射線的波長和晶體中原子的間距具有相同的數(shù)量級,那么當(dāng)用X射線照射晶體時就可以觀察到干涉現(xiàn)象。顯然,勞厄只是利用晶體這種材料來證明X射線屬于電磁波。勞厄的設(shè)想很快就被實(shí)驗(yàn)證實(shí)了,一舉解決了X射線的本性問題,意外的收獲是,這種方法給研究晶體的微觀結(jié)構(gòu)提供了一個強(qiáng)有力的工具,從而揭開了更多“諾貝爾級”研究的序幕。隨后從光的三維衍射理