1895 年 11 月,已经半百的德国物理学家仑琴仍然兴致勃勃的也想研究神秘的阴极射线。打从 1869 年希托夫(Johann Hittorf)用阴极射线管发现它后,至今二、三十年以来,大家仍不清楚阴极射线究竟是什么,就连它是粒子还是波都还争论不休。仑琴打算重做前辈们的各种实验,看看能否瞧出什么端倪。
他先试莱纳德(Philipp Lenard)的实验。莱纳德在阴极射线管之阳极那端的玻璃开了个小窗,再用铝箔封住,如此就可以在维持管内于真空状态下。然后莱纳德用一张涂了氰亚铂酸钡(barium platinocyanide)的纸板靠近铝箔窗,发现纸板会发出萤光,证明了阴极射线可以穿过铝箔,因而支持赫兹的主张:阴极射线是波,不是粒子。仑琴如法炮制,证实莱纳德所言不虚,接着进行下个实验。
他将纸板放在一旁,改用希托夫最初的阴极射线管。他接上电,关了灯,却赫然发现黑暗之中,不只管内的玻璃发出绿色萤光,一、二米外也有一小片萤光!他开了灯才发现原来就是他刚刚放在一旁的那块涂了氰亚铂酸钡的纸板。这怎么可能?希托夫管是完全密封的,从没有人在管外测到阴极射线,而莱纳德之前也已经证明阴极射线在空气中顶多行进几十公分。仑琴索性将希托夫管用黑布整个包住,但纸板仍会发光,这绝对不是阴极射线造成的。
接下来六个星期,仑琴镇日窝在实验室中做各种测试。他用纸板、木头、金属、⋯⋯等等不同材料来阻隔,发现这神秘的射线仍能穿透,只是在纸板上留下深浅不一的阴影,似乎只有铅能完全隔绝。最令他震撼的,莫过于当他拿着一小片铅块时,纸板上竟出现他的手骨的影像!他在年底对外公布他所发现的 X 射线,并附上他的妻子戴着戒指的左手的 X 光照片,立即震惊全世界。
法国物理学家贝克勒(Henri Becquerel)就是大受震撼之下企图研究 X 射线,而在两个月后就无意发现了放射性,同时为居礼夫妇开启了研究方向。爱迪生在第二年就做出 X 光机卖给医院使用,居礼夫人也在一次大战期间打造了 X 光巡回车,帮忙诊断战场上受伤的士兵。历史上没有其他科学新发现像 X 射线这样,如此迅速地产生重大影响并且马上付诸实际应用,也因此 1901 年,仑琴理所当然的成为第一届诺贝尔物理奖的得主。
本文同时收录于《科学史上的今天:历史的瞬间,改变世界的起点》,由究竟出版社出版。