［编者按］：X射线是德国物理学家伦琴于1895年发现的，当即时引起了巨大的轰动效应，从而导致了其后的一系列重大科学发现，揭开了世纪之交的物理学革命的序幕。今年是X射线发现100周年，本刊特将著名科学史家萨顿为纪念X射线发现40周年撰写的文章译载于下，以飨读者。
电的知识随着我们产生真空的能力和提高真空度的能力而稳步地增长着。18世纪电的复兴（这次复兴与17世纪末所获得的总共只有很少的一点电学知识相比，更像是一个开端）在很大程度上与气体放电（让 · 皮卡特［Jean Picard］于1675年在水银上的真空腔中观察到闪光）和实际真空泵效率的讨论有关。盖里克（Otto von Guericke）在1641年开始了他的研究，甚至比这还早，还于1654年在雷蒂斯堡（Ratisbon）作了有名的马德堡实验（即证明大气压存在的“马德堡半球”实验，用16匹马拉两个合在一起并抽成真空的半球。——译者注），可是新知识的传播却相当缓慢，盖里克真空泵首次是1657年公开发表的，盖里克本人在1663年所作的说明直到1672年才发表。在这一时期，真空泵被胡克（Robert Hooke）、玻意尔（Robert Boyle，1660年）和盖里克本人（1663年）改进过。
回到真空的话题上来吧！克鲁克斯（William Crookes）在当时成功地获得了高达大气压百万分之一数量级的真空度，并且认识到稀薄到那种程度的气体的奇特性质，他说他发现了聚集体的第四态（“辐射物质”）。他的著作《论辐射引起的吸引和排斥》在他1878年的讲演中达到了顶点，给阴极射线的研究以强有力的推动，他证明，阴极射线是由带负电的粒子组成的，如果粒子停止，就产生显著的热量，他还借助于他不久前（1875年）发明的热辐射计显示了射线的力学作用。
不仅克鲁克斯大胆的推测受到了反驳，而且甚至连他的（和瓦利的）关于阴极射线是由带负电的粒子组成的这一注重事实的结论也道到一些杰出人物，例如泰特（P · G · Tait）和赫兹（Heinrich Hertz）的否认。可是，后来发现一个极有意义的新事实：阴极射线能够穿透薄金属片，射线从金属片透过后处于漫射状态，就像光通过一种混浊的介质，例如乳色玻璃一样（1892年）。这促使勒纳德（Philipp Lenard）去制作带有透光窗口的新盖斯勒管，阴极射线可以通过窗口漫射（1894年），他研究了透出的射线（“勒纳德射线”）的性质，确证了赫兹关于漫射的说法。例如，他表明，它们的磷光作用取决于距离，而与它们射向物体的方向无关；它们能使空气电离，但穿透空气只有很短的距离（不超过大约2 cm）|它们能影响照相底板。他把它们比较高的散射状态与最短波长的光的行为进行了比较，从而得出结论：它们一定能够描绘成在分子限度范围内的极为细微的以太运动。
让我们重新回到勒纳德射线，这种射线与伦琴的发现有着直接的联系。在维尔茨堡大学他的为数不多的实验室工作中，他于1895年11月8日作出了那件值得注意的发现。他立即意识到这一发现的重要性，但对他的两个助手和他周围的人却只字未提，而继续研究他的新射线，尽可能不去中断研究。在一段时间内，他甚至吃住在他的实验室。他的《初步通讯》是在1895年12月28日完成的（《关于一种新的放射线》），并立刻转交给该城的物理医学协会主席。这篇《初步通报》迅速刊登在1895年的《物理学与医学协会会议报告》中。该文在3天内发表实际上几乎是不可能的，极为可能的是，出版日期是不对的，《报告》的那部分实际是1896年头几天出版的（当涉及到优先权问题时，所考虑的正是出版日期，当然这并不意味着发表发现的书或期刊刊号上所印的日期，而是意味着书或刊号实际发行的日期，印上的日期有时超前、有时落后于实际日期。伦琴的短文是1895年底印刷的，但极不可能在1895年发行。格拉泽（Glasser）说：伦琴的论文“是立即付印了，……在1896年1月的头几天发行的。”）随便提一句，我们关于伦琴发现的报道是从维尔茨堡的另一种刊物得到的。
我们在后面附有《初步通报》的原版复印件，在那里能够读到伦琴发现的叙述，用他本人的话来说，没有必要长篇大论，但是，概括地谈一下也许是有益的。
把一个高效能的真空管封在一个盒子内，并使一个大的鲁姆霍夫线圈通过管子放电，他注意到放在暗室一些距离（远至2米）的铂氰化钡屏幕上产生了磷光效应。他在新射线的初始研究中就表现出巨大的独创性，他发现这些射线与阴极射线不大相同，也不同于勒纳德射线。它们比后者具有更大的穿透能力，它们令人惊异的贯穿能力的确是最触目惊心的性质。几乎每一种物质都能被它们穿入到一定的深度。它们也能作用于照相底板。没有显著的反射、折射、偏振或干涉。它们不能被磁场偏转。它们似乎是从最透明的玻璃部分流射出的。当阴极射线受磁场影响而移动时，X射线也随之移动，它们本身不被磁场偏转这一事实证明，它们不是易偏转的阴极射线。因此，X射线并非阴极射线，但却是由阴极射线产生的。它们的传播是直线的，阴影就是证据。它们不受静电力的影响。它们是什么呢？由于它们与光有共同之点——阴影的形状、萤光和化学作用——难道它们不可能是一种超紫外线吗？或者它们是由于以太的纵振动引起的（正好与光的横振动相反）？该论文是以这些困惑不解和使人迷恋的疑问结束的，这些疑问似乎证实了伦琴给这些神秘的射线所起的名字——X射线。
该发现确实轰动一时。比将近一个世纪前伏打发明的电池还要轰动得厉害，不同的是，真空管和阴极射线方面的一代物理学家的工作为它的几乎是直接的评价制造了科学舆论。加之当时每一个实验室都配备有感应线圈和这种或那种形式的盖斯勒管，在文明世界的百多个地方立即就可以加以重复，验证和修正伦琴的简单实验。作为一个结果，在它被发现的第一年内（1896年），以伦琴射线为内容的书籍和小册子不少于49种，论文1044篇，在现代，关于科学思想的传播速度和这种传播范围之普遍，人们再也不能给出一个更好的例证丁。另一个证据可由下列事实看出：在1896年这个宝贵的年代里，建成了至少32个不同型式的伦琴管，在英国、美国、德国和法国接纳了一整批专利，（里希特迈耶［F. K. Richtmyer］评论道：“在美国报纸印刷了报道X射线急电后48小时内，至少有6个X射线照相机在大洋这边的实验室内建造出来。）
我们关于X射线、一般辐射学的知识以及它们在医疗和其他方面应用的进展如此之明显，以致我不愿在这里多谈了，甚至也不想勾划其轮廓了，我将只限于回忆证明X射线真实本性的主要发现。在上面我们已经看到，在伦琴《初步通报》的结尾，他已经想知道这些射线是否是某种超紫外型的光线。在他之前，勒纳德推测他自己的射线时，想知道它们是分子尺度的以太波。早在1897年，、斯托克斯先生就提出，X射线是由于阴极射线在靶上突然停止而引起的冲击的结果（这种理论基本上被证明了）。X射线不受电场和磁场影响、它们的速度等于光速、它们的光电作用，所有这一切特征都证实了伦琴的第一种猜测（对于这种猜测，他几乎没有受到一点称赞，无论如何是由于他没有迅速地掌握它）和斯托克斯的理论。缺乏明显的反射、折射、衍射和偏振效应也许可用波长极短来解释吧？在1912年，不明显的反射被劳尼（Maxvon Laue）确证了，他设想利用晶面使X射线折射和干涉，即利用晶体结构形成的自然光栅代替人工光栅，因为最好的人工光栅也粗糙得无用。劳厄理论的实验证明由弗里德里希（W. Friedrich）和克尼平（Raul Knipping）完成。这些出色的实验毋庸置疑地同时弄清了晶体分子的规则排列和X射线的真实本性。这些工作表明，X射线具有极高的频率（波长由0.1 ?到1.50 ?）。经过布拉格父子（William Henry Bragg和William Lawrence Bragg）关于不同晶体物质几何图样的研究，以及X射线分光镜的惊人发展与它对原子计数、周期表解释的应用，进一步充分证实了上述理论。
无疑地，人的骨骼的照片大大增强丁伦琴成就的普及化。X照相对人类大有用处——在这种情况下，它对人类太密切了——没有这种用处，它也不会名声大震。报纸上的评论、丰富的材料和漫画就是证据（在格拉泽的书中可以找到许多有趣的材料）。
如果从伦琴的发现是原先一些发现的逻辑结果这一事实作出结论说，伦琴只是一个交了好运的人，那将是十分错误的。他不用说是幸运的——我们大家需要一点运气，以显示我们的气概和尽我们的最大努力——但是他有充分的条件获得成功，他以自己巧妙而顽强的研究为此准备了条件。
他一生的主要经历可以概述如下。威廉 · 康拉德 · 伦琴（Wilhelm Conrad Rontgen）1845年3月27日出生在莱茵省巴尔曼（Barmen）附近的累内普（Lennep）；他的父亲是一个布料商，出身于故乡累内普商人的家里；他的母亲和外婆出生在阿姆斯特丹（Amsterdam），可是他外公的老家也在累内普的乡村（事实上他外婆和外公是堂兄妹）。伦琴一家信路德教，可是他母亲一家却信奉（基督教）新教。当他3岁时，他的双亲去荷兰格尔兰德（Gelderland）的阿佩尔多恩（Apeldoorn）。他后来便在阿佩尔多恩上学，除了热爱自然和早就对机械装置有兴趣外，并没有发现出多大的起色。他接着在乌得勒支（Utrecht）继续学习，并在苏黎世毕了业。有趣的是，他完全是在德国之外受的教育，就这样一直到了23岁。他于1868年在苏黎世得到了机械工程师的文凭，1869年在同一大学又荣获哲学博士学位，不久，他成为伟大的实验家孔脱（August Kundt）的助手——这位老师给了他很大的影响。1871年，他随着孔脱来到维尔兹堡，并于1872年返回阿佩尔多恩，和路德维希（Anna Bertha Ludwig｝结了婚。他们在一起幸福地生活了半个世纪；他们没有孩子，因而收养了他的侄女。伦琴很喜欢乡下，他大部分假期是在意大利北部的湖泊地区度过的，后来又在巴伐利亚阿尔卑斯的魏尔海姆（Weilheim）度假，他在那里买下了一套房子。
回到伦琴生平的话题上来说吧。1872年，他和孔脱来到新建的德国斯特拉斯堡（Strasbourg）大学，两年后被任命为无薪大学教师，其报酬直接来自学生的学费。1875年在霍恩海姆（Hohenheim）升为教授，后来在斯特拉斯堡、古森（Giessen）和维尔茨堡（1888年），最后在慕尼黑（1900年）。正是在维尔茨堡这段时间——他一生的黄金时代，他作出伟大的发现，这一发现在极短的时间内使他获得了国际性的声誉，使他的英名流芳百世。
在这方面，伦琴比哥伦布（Columbus）更为幸运，他活的年岁大，足以知道X射线的本性和衡量到它的广泛价值。劳厄所提出的实验由费里德里希和克尼平在慕尼黑大学的索末菲学院完成了，伦琴也到那里去看了洗印出来的X光照片。
“我一直看着伦琴在我的实验室里细心研究这些照片”，索末菲后来说。弗里德里希给他看了图片和仪器，在伦琴详细而批判性地研究了它们之后，他说他不能发现实验错误。伦琴当时向弗里德里希祝贺他的重要的实验结果，但是他附加道：“我不认为，这些是干涉现象，在我看来，它们似乎是有差别的。”可是此后不久他就相信下述事实：这些照片实际上就是伦琴射线的干涉结果，特别是在瓦格纳（E. Wagner）和克洛克（Colcke）完成了他们的衍射射线的单色性后以及布拉格父子在英国的著名实验发表之后。
如果长寿给了他极大的优惠，使他看到了他一生工作的真实远景，那么这种优惠却被下述事实痛苦地抵消了：他不得不生活在艰苦的战争年代，这是一个无穷无尽的病根，他的国家最终战败了，彻底覆灭了，陷入极度的混乱之中。他目睹外国军队占领了莱茵兰（Rhineland），慕尼黑的交通混乱、经济崩溃、道德沦丧，每一件事对他来说都是严酷的。他是第一个接受了诺贝尔物理学奖的人，他把这笔收入捐赠给维尔茨堡大学用于科学事业。但是在金融灾变中，这笔奖金变得分文不值了。伦琴诞生的城市累内普发行了一种印有他的肖像的应急货币，伦琴纸币面额竟有“1000亿马克”的！
在长期卧病之后，他的夫人死于1919年，他自己的残年也极为忧伤。他还到他喜欢的山区作了几次短途旅行，直到生命将止他还在继续他的工作。但是 · 疾病和悲痛紧紧缠绕着他，最后在1923年死于慕尼黑，终年78岁，与他的夫人和双亲一起葬在吉森。
他的《初步通报》的影印件是根据原件复制的，感谢国会图书馆的好意。
［原载ISIS，26（1937），349~369］
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* 乔治·萨顿（1894. 8. 31-1956. 3. 22）生于比利时的根特，第一次世界大战移居美国，去年是他诞辰100周年。他先后学过哲学、化学、结晶学，后来学习数学。他于1911年获博士学位，1912年创办科学史杂志爱西斯（ISIS），1940年被任命为科学史教授。萨顿在科学史上的贡献是多方面的、开创性的。他从1950年至1956年逝世，一直担任国际科学史学会主席。1956年该会设立萨顿奖金，这是科学史学科的最高荣誉。这篇《X射线的发现》是萨顿在X射线发现40周年时写的论文，该文考察了X射线发现及其前后的历史背景，材料翔实，观点明确，叙述生动，体现了萨顿的研究风格。今年恰是X射线发现90周年。
——译者注