人类探索物质结构历史中的重要人物---威尔姆•康拉德•伦琴
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威尔姆·康拉德·伦琴, 德国物理学家。 1845年3月27日 生于莱纳普(Lennep)(现属联邦德国)。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。
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。这种发现实现了某些神话中的幻想(中国也有“秦王照胆镜”的传说),因而在社会上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。
1901年伦琴获得了第一个物理学诺贝尔奖金。1900年他已搬到了慕尼黑,在那里,他成为实验物理研究所所长。1914年,他在著名的德国科学家表示他们与军国主义德国休戚相关的宣言上签了名,但后来他对此感到懊悔。在第一次世界大战期间和随后的通货膨胀中,他相当苦恼。 1923年2月10日 ,伦琴在慕尼黑逝世,享年78岁。
伦琴发现X射线
到1896年元月,发现X射线的新闻业已在全世界引起了巨大的骚动。我们能够想象出当时人们对这些射线的无限惊讶:几乎任何东西对它们来说都是透明的,用这些射线人们可以看见自己的骨胳。没有肉但是带有指环的手指,十分清楚,象嵌入体内的子弹一样。人们立即就领悟到它对医学的影响。一月二十三月,伦琴为物理医学学会作了关于他的发现的唯一的一次公开讲演。人们以暴风雨般的掌声向他致意。
以那时的知识来说,伦琴关于X射线的工作是完全够格的了,但他没有理解X射线的性质。
1895年伦琴的著名论文的最后,他写道:
这些新射线不会是以太的纵振动吧?我必须承认在我的研究过程中我越来越相信了,因此对我来说应该宣布我的猜测,虽然我很消楚这种解释需要进一步的确证。
这个“进一步的确证”始终没有得到,而且,花了整整十六年,依靠了马克斯·冯·劳厄(MaxvonLaue)和弗里德里希(Friedrich)以及克尼平(Knipping)的工作才解决了关于X射线性质的争论。
在发现了X射线后的数月中,伦琴收到了来自世界各地的讲学邀请,但是除了一个例外他谢绝了所有的邀请,因为他要继续研究他的X射线。他给请他去演示新射线的同行们写了短信,表达他的歉意,说明他没有时间作任何报告或表演。唯一的例外是对皇帝,1896年1月13日他给皇帝演示了他的X射线。
要给皇帝表演这件事一直使伦琴感到紧张,“我希望我使用这个管子时将托皇帝之福,遇上好运气,”他说,“因为这些管子是非常易碎的,经常被损坏……抽空一根管子需要四天。”但是没有出什么事。象伦琴收到的这样一种去宫廷的邀请,除了讲演和演示之外,还要与皇帝一同进餐,接受一枚勋章(二级王冠勋章),离去时,为了表示对陛下的尊敬,还得退着走出来。关于这一点,理查德·威尔斯泰特(Richard Willstatter),对叶绿素复杂机制作出解释的大有机化学家说,他和氨的合成者弗里茨·哈贝尔(Fritz Haber),在取得了他们的发现后,也曾期待着皇帝的邀请。所以他们练习倒退着走路。威尔斯泰特是一位精制瓷器的收集者,在他们练习倒走的房间里有一只昂贵的瓷瓶,不出所料,他们的练习以这只瓷瓶被打碎而告终。虽然他们没有受到皇帝邀请,但他们所做的练习并不是徒劳无益的。后来两人都获得了诺贝尔奖金。按照礼节,在他们从瑞典国王手中接过奖品之后必须倒退着走路。
伦琴发现了X射线之后,物理学家和医学界人士赶紧研究这种新的射线。在1896气已有1000篇以上关于这个课题的论文。在1896至1897年间,伦琴自己只写了两篇关于X射线的文章。然后,他回到原先研究的课题上去,在以后的二十四年里写过七篇只引起短暂兴趣的文章,而把对X射线的研究让给了其他的年轻的新生力量。对他这样的做法的理由,人们只能推测而已。
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。
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,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(medicalinformatics),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(HospitalInformationSystem,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。
1.轰动国际学术界的新闻
1895年12月28日 ,伦琴用《一种新的射线——初步报告》这个题目,向维尔茨堡物理学医学协会作了报告,宣布他发现了X射线,阐述这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。这一发现立即引起了强烈的反响: 1896年1月4日 柏林物理学会成立50周年纪念展览会上展出X射线照片。 1月5日 维也纳《新闻报》抢先作了报道; 1月6日 伦敦《每日纪事》向全世界发布消息,宣告发现X射线。这些宣传,轰动了当时国际学术界,论文《初步报告》在3个月之内就印刷了5次,立即被译成英、法、意、俄等国文字。1月中旬,伦琴应召到柏林皇宫,当着威廉皇帝和王公、大臣们的面作了演示。X射线作为世纪之交的三大发现之一,引起了学术界极大的研究热情,据统计,只是1896年一年,世界各国发表的有关论文就有1千多篇,有关的小册子达50种。
2.“我的发现属于所有人”
与会者焦急地等待伦琴做关于他发现神秘的X光射线的报告,俨然在等一件爆炸性的重要新闻。5点钟左右,在学校的一间教室里,符茨堡大学城的医生、学者、工程师、企业主、记者、摄影师和艺术家应邀而来,过道上、窗台上都挤满了大学生。预定的时间一到,伦琴就开始演讲。他向与会者介绍,他如何成功地发现了神秘的射线,并表示愿意当众演试这一过程。
“……现在我请凯利凯尔教授到工作台前来!”
著名的解剖学家站起身来,好不容易才挤到了前面。
“请把您的右手放到感光板上。”伦琴镇定自若地说道。
医生的手遮住了暗匣,暗匣里有一块感光板。瓦格涅尔工程师将四周的光遮住,于是伦琴开始重复他两周以前在普留斯米奴斯身上做过的试验。
当瓦格涅尔将显影后的感光板拿来之后,伦琴立刻毫不迟疑地将它拿给大家看。经过几分钟的沉寂,与会的人们才从惊奇之中清醒过来,兴奋地又是赞叹、又是鼓掌。
这时,凯利凯尔教授转过身来,面对欢呼的人群。
“先生们!在这张照片上,你们看到了我这只手的骨骼图象。本人有生以来,象这种奇迹还从未见过。请允许我向你们建议:今后就将X射线定名为伦琴射线,以此来表示对科学家威廉·康拉德·伦琴教授伟大劳动的由衷谢意!”
伦琴想说些表示反对这样做的话,然而他的话被吞没在欢呼的声浪之中了。
没有一个人愿离席而去。伦琴不得不回答与会者所提出的各种问题。
“我知道,先生们!”他笑着回答道,“我知道,我会因此而发财致富,但是,我并不准备拍卖这一发现。”
“这我可就不懂了,”一位企业家困惑不解地直摇头,“为什么您不想以此来赚钱呢?我出50万!”
“哪怕是1千万!”伦琴淡然一笑答道:“我的发现属于所有的人。但愿我的这一发现能被全世界科学家所利用。这样,它就会更好地服务于全人类……”
3.将全部诺贝尔奖金献给维尔茨堡大学
伦琴一生献身科学,对物质利益十分淡薄,他不仅将自己的发现无私地奉献给了社会,也将自己所获诺贝尔奖金全部献给维尔茨堡大学以促进科学的发展。
他的一个终生好友鲍维利(M.Boveri)写道:“他的突出性格是绝对的正直。我们大概可以这样说,无论从那种意义上讲,他都是19世纪理想的化身:坚强、诚实而有魄力;献身科学,从不怀疑科学的价值;尽管他有自我批评精神并富有幽默感,但他也许被赋予了某种不自觉的同情心;他对人民,对记忆中的事物以及对理想具有一种少有的忠诚和牺性精神,……但在接受新思想上,他却胸襟宽大,……”。
我喜欢离开人们通行的小路,而走荆棘丛生的崎岖山路。
研究学问犹如在黑暗中摸索,多么需要温暖、友谊和帮助啊!
奖项名称:伦琴奖金
其他名称:Rontgen Preis
创办时间:1974年
主办单位:德国吉森尤斯图斯·利比希大学
奖项介绍:
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(Röntgensatellit,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。
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”(Uuu),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Uuu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”。