在諾貝爾獎100余年的歷史上,好像沒有哪個科學發現像X射線那樣具有傳奇色彩。倫琴因為發現這一射線成為第一個諾貝爾物理學獎得主,但這僅僅是百年傳奇的開始。此后的100多年,從物理到化學再到生理醫學領域,X射線被廣泛應用,引發了一系列諾貝爾獎傳奇。
1895年11月8日,德國維爾茨堡大學校長倫琴在進行陰極射線實驗時,觀察到放在射線管附近涂有氰亞鉑酸鋇的屏幕上發出微光,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”。經過幾周的緊張工作,倫琴發現:X射線除了能引起氰亞鉑酸鋇發出熒光外,還能引起許多其他化學制品發出熒光。X射線能穿透許多普通光所不能穿透的物質,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射線沿直線運行,與帶電粒子不同,X射線不會因磁場的作用而發生偏移。X射線發現僅4天,美國醫生就用它找出了病人腿上的子彈。于是,企業家蜂擁而至,出高價購買X射線技術。50萬,100萬,出價越來越高。“哪怕是1000萬,”倫琴淡淡地一笑,說道:“我的發現屬于全人類。但愿這一發現能被全世界的科學家所利用。這樣,就會更好地服務于人類……”因此,倫琴沒有申請專利權。他知道,如果這項技術被一家大公司獨占,窮人就出不起錢去照X光照片。因為發現X射線,倫琴獲得了1901年諾貝爾物理學獎。
諾貝爾物理獎上的贏家
恐怕倫琴自己也無法預見,他的這一偉大發現將成就多少諾貝爾獎得主。在倫琴X射線的啟發下,法國物理學家貝克勒爾于1896年發現了鈾射線。這一現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常現象的本質,并最終導致放射性元素釙和鐳的發現,為人們認識原子結構提供了可靠的試驗依據。貝克勒爾和居里夫婦因此分享了1903年諾貝爾物理學獎。1897年,英國的湯姆遜在關于氣體導電性的研究中,借助X射線最終發現了電子,這一發現有力地證明了原子的可分性,湯姆遜因此榮獲了1906年的諾貝爾物理學獎。
在X射線發現之初有許多人想證明X射線屬于電磁波,并采用傳統的光柵技術進行實驗,但都無果而終。德國科學家勞厄認為,如果X射線屬于電磁波,應該是波長極短的電磁波。傳統的光柵因縫隙過大無法產生干涉現象,應該使用更加精細的光柵,他推測有規則原子三維排列的晶體可能具有這樣的作用。勞厄根據這個判斷推測,只要X射線的波長和晶體中原子的間距具有相同的數量級,那么當用X射線照射晶體時就可以觀察到干涉現象。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。勞厄的設想很快就被實驗證實了,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構提供了一個強有力的工具,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