Wilhelm Conrad Röntgen
Wilhelm Conrad Röntgen(1845—1923年)是德国物理学家,1895年发现X射线,并因此获得1901年度Nobel PrizeNobel Prize诺贝尔奖是根据Alfred Nobel遗嘱设立的国际奖项,包括物理学、化学、生理学或医学、文学与和平五个奖项,自1901年起颁发,由董事会设于斯德哥尔摩的Nobel Foundation管理其资金;1968年设立的瑞典中央银行纪念阿尔弗雷德·诺贝尔经济学奖不属于诺贝尔奖。点击查看完整词条物理学奖,成为这一奖项的第一位得主。
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词条资料
1845年3月27日出生于Lennep
父亲Friedrich Conrad Röntgen(1801—1884年)是Lennep的商人和呢绒制造商,后来迁居Apeldoorn;母亲Charlotte Constanze(1806—1888年)娘家姓Frowein。[2][5]
祖父Johann Heinrich Röntgen(1759—1842年)在Lennep从事呢绒制造和铜器锻打,祖母Anna Louise Frowein(1773—1844年);外祖父Johann Wilhelm Frowein(1775—1860年)是阿姆斯特丹的商人,也是Anna Louise的兄弟。[2]
这个家族在17世纪很可能与Abraham Roentgen和David Roentgen有共同祖先,但已无法进一步考证。[2]
1848—1865年在荷兰的童年与学业
NDB写道,全家很可能出于生意上的原因于1848年迁往荷兰Apeldoorn;Röntgen-Gedächtnisstätte(维尔茨堡的Röntgen纪念馆)的传记把迁居时间记为1849年。[2][5]
他在Apeldoorn和Utrecht上学。NDB记他先在当地上学,自1862年起就读于Utrecht的技术学校(Technische Schule);University of Würzburg档案馆的介绍则记他在1861—1863年就读于这所学校。[5][2][6]
他没有取得毕业证书就离开了这所学校。NDB写道,他在1864年被学校开除,原因很可能是一次学生恶作剧;University of Würzburg档案馆称他被诬指违纪;University of Würzburg 2016年的新闻稿写道,当时学校里流传一幅丑化一位教师的画,无法确定画出自他手,还是他拒绝说出作者,事情以他在1863年被开除告终。[2][6][7]
Pharmazeutische Zeitung的文章同样把开除归因于一次恶作剧,时间记为1864年,并称当时全家住在Utrecht。[4]
LMU Munich的文章写道,他在十六七岁、即将参加中学毕业考试时被开除,因为他拒绝说出是谁在黑板上画了教师的漫画;该校科学史讲席教授Kärin Nickelsen则指出,这一说法未经证实,他也可能是为了进入父亲的公司开始职业生涯而离校。[8]
1865—1870年在苏黎世求学与博士学位
1865年底,他进入苏黎世的Eidgenössisches Polytechnikum(今ETH Zurich)。NDB写道,该校无需考试即可入学;University of Würzburg 2016年的新闻稿称,该校接收没有Abitur但通过入学考试的考生;Pharmazeutische Zeitung的文章写道,他凭优异的成绩获准入学。他的申请附有其教授Buys Ballot的推荐信。[2][5][7][4][9]
1870—1872年在维尔茨堡任August Kundt的助手
他第一次在维尔茨堡期间(1870—1872年)实验设备有限,于是他学会了动手的技能,自行设计实验,几乎不借助机械师,亲手制作简易的仪器;他说,简陋的设备并没有损害他的精度。[6]
1872年随Kundt转往斯特拉斯堡并结婚
同年,他在Apeldoorn与Anna Bertha Ludwig结婚。她是苏黎世的旅店老板兼大学生击剑教师Johann Gottfried Ludwig与Elisabeth Gschwend的女儿。[1][2]
NDB的家谱在这段婚姻下注明了与诗人、作家Otto Ludwig(1813—1865年)的堂表亲关系(Vt.,即Vetter)。[2]
1873—1879年任教资格、Hohenheim与斯特拉斯堡
Kundt把他带到斯特拉斯堡后,那里的大学允许他取得任教资格:NDB记为1873年,University of Würzburg档案馆和Röntgen-Gedächtnisstätte的传记记为1874年。[8][2][6][5]
他与Kundt一起研究了气体中光的偏振面的电磁旋转;他还研究了晶体中的热传导。[2]
1879—1888年University of Giessen物理学教授
1888—1894年维尔茨堡物理研究所所长
1888年,他接替Friedrich Kohlrausch(1840—1910年)出任University of Würzburg物理学正教授兼物理研究所所长,那里更现代、更大的物理实验室是吸引他回来的原因之一。University of Würzburg档案馆认为,第二段维尔茨堡时期对他的研究十分重要。[2][6][5]
同年,Utrecht University请他接替Buys Ballot,他谢绝了,留在德国。[9]
1894年,他读到Philipp Lenard(1862—1947年)让阴极射线穿过铝窗射出放电管的研究,起初显然并无明确目标地重复了这些实验。[2]
1895年11月8日发现X射线
当时他在研究电流通过部分抽空的玻璃管(阴极射线管)的现象,注意到放在远处、涂有铂氰化钡的屏幕在管子工作时发光;他推断,阴极射线撞击管壁产生了一种未知辐射,这种辐射穿过房间照到屏上,使其发出荧光。NDB写道,这一发现颇为偶然:在暗室里,他用罩子遮住的放电管附近,一块荧光屏亮了起来。[10][2]
Kärin Nickelsen介绍了通行的说法:他注意到一张涂有荧光物质的纸在一定距离外发光,把放电管用纸板包住后,纸仍在发光。她指出,这一说法无法核实,因为他要求在身后销毁自己的全部文件和笔记。[8]
进一步的实验表明,纸、木头、铝等材料都能被这种辐射穿透,它还能使照相底片感光;由于它不表现出反射、折射等光的通常性质,他误以为它与光无关。因为不清楚其本质,他把它叫作X射线(X-Strahlen);它后来也被称作Röntgen射线,德语至今称为Röntgenstrahlen。[10][2][12]
发现之后,他在实验室里闭门工作了数周,没有向任何人透露,连妻子也不知道,因为他想先弄清这种射线究竟是什么,再公之于众。[7]
实验的核心是装有阴极和阳极的放电管:电子从阴极被打出,向阳极加速,激发原子,原子回到较低能态时发出X射线。早期的X射线管是部分抽空的玻璃容器,通常呈管状,因而得名。[8]
1895年12月妻子手部的X光照片与第一篇报告
1896—1897年消息传开、唯一一次公开演讲与后续报告
1896年元旦,他把这篇报告寄出,所附照片中包括妻子手部的X光照片;这些照片很快促成了X射线在医学和技术上的应用。[2]
1896年1月12日,他在柏林为德皇Wilhelm II私下演示了这一发现。[2]
1896年1月23日,他在物理研究所大楼的讲堂里向维尔茨堡物理医学学会报告了这一发现,这是他就此发现所作的唯一一次公开演讲。演讲中他为解剖学家Albert von Kölliker的手拍摄了X光照片,Kölliker提议以他的姓氏为这种射线命名,听众报以热烈掌声。[2][13][5][6]
1896年初消息公布后,几周之内X射线就开始用于医学成像和癌症治疗。[10]
他系统研究得出的这些惊人结果起初被当作天方夜谭,直到第一批X光照片发表;此后X光照片也出现在游乐场和百货公司的游艺项目中,而他从未从中赚取分文。[9]
这一发现在公众中引起热潮,展览会和集市上出现了X光机,人们随意接受透视,X射线对生物体的危害直到后来才被认识。直到20世纪70年代初,德国鞋店里仍在使用用X射线透视儿童脚部、检查鞋子是否合脚的装置Pedoskop。[4][8]
早期拍摄X光片时,身体部位要照射长达20分钟;过量照射造成的严重健康后果很久以后才被认识,给受试者和科学家带来了严重后果。[8]
1896年他发表了关于新射线的第二篇报告,1897年又在柏林普鲁士科学院的会刊上发表第三篇报告“Weitere Beobachtungen über die Eigenschaften der X-Strahlen”(关于X射线性质的进一步观察)。[2]
NDB的作者Horst Kant认为,他缓慢而拘泥细节的工作方式不适合这一迅速发展的研究领域,他在国际上失去了领先地位;1897年以后,他对X射线的兴趣减退,转回晶体物理的研究。[2]
自1897年起,他是柏林Physikalisch-Technische Reichsanstalt的理事(Kurator)之一。[2]
1900年转任LMU Munich实验物理学教授
1900年夏季学期,已负盛名的他应聘到慕尼黑,在LMU Munich接任实验物理学讲席;尽管曾计划移居美国美国美国是位于北美洲、实行联邦制的国家,由50个州、作为合众国政府所在地的哥伦比亚特区以及波多黎各、关岛等属地组成,首都为华盛顿哥伦比亚特区。1776年7月4日,大陆会议通过《独立宣言》。2020年人口普查(2020年4月1日)全国常住人口为331,449,281人(约3.31亿人);众议院435个议席依据人口普查结果在各州之间分配。点击查看完整词条,他此后一直留在那里,直至去世。当时这是LMU唯一的物理学讲席。[2][8][14][1]
物理研究所大楼于1894年11月3日启用,共四层,设有工场、实验室、办公室、实习室、大小两个讲堂和收藏室,并有自己的发电设备、集中供暖、电灯照明以及煤气、自来水和电力接口,这在19世纪末的慕尼黑并不多见。他的办公室在二楼,可以望见内院,隔壁是他的私人实验室;现在使用这间办公室的物理学教授Joachim Rädler讲述,每逢有恼人的访客,他就躲进隔壁的实验室。[8]
在维尔茨堡,Wilhelm Wien于1899年接受University of Giessen的聘请,半年后转往University of Würzburg,接替Röntgen的教席。[15]
1901年12月10日首届Nobel Prize物理学奖
Royal Swedish Academy of Sciences把1901年度Nobel Prize物理学奖授予他,他是这一奖项的第一位得主,独得全部奖项;获奖理由为“in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the remarkable rays subsequently named after him”。颁奖时他已是慕尼黑的教授,获奖时的所属机构记为Munich University。[1][6][2]
他把全部奖金50000瑞典克朗捐给University of Würzburg;Röntgen-Gedächtnisstätte的传记写明用途是资助研究,LMU Munich的文章写的是培养科学新人。[6][5][8][10]
Deutsches Röntgen-Museum称他是德国第一位、也是历史上第一位Nobel Prize得主。[16]
1904—1912年婉拒柏林职位、理论物理讲席与Laue实验
1904年,他拒绝了出任柏林Physikalisch-Technische Reichsanstalt主席的可能任命。[2]
在他推动下,LMU空缺了十年的理论物理学讲席得以恢复,1905年Arnold Sommerfeld(1868—1951年)受聘任此职;这一讲席自Ludwig Boltzmann于1894年离开后一直空缺。[2][8]
LMU Munich的文章称,他开启了慕尼黑物理学的“golden age”;Sommerfeld的课吸引了Peter Debye、Peter Paul Ewald、Hans BetheHans Albrecht BetheHans Albrecht Bethe(1906—2005)是生于德国、后入籍美国的理论物理学家,1935年起任教于Cornell University,第二次世界大战期间领导Los Alamos理论部,1967年因核反应理论及恒星能量来源的发现获诺贝尔物理学奖。点击查看完整词条、Werner Heisenberg和Wolfgang PauliWolfgang PauliWolfgang Pauli(1900—1958年)是出生于维也纳的理论物理学家,因发现不相容原理(又称Pauli原理)获1945年度Nobel Prize物理学奖,1930年提出了后来称为中微子的中性粒子假说;他自1928年起任ETH Zurich理论物理学教授,直至去世。点击查看完整词条等学生。[8]
1912年,Sommerfeld研究小组的成员Max von Laue在Röntgen的博士生Walter Friedrich和Paul Knipping协助下,在慕尼黑证明了X射线在晶体中的干涉,证实了X射线的波动性及其电磁本质;Laue因此获得1914年度Nobel Prize物理学奖。Kärin Nickelsen指出,后来DNA双螺旋结构的破解在很大程度上依赖于X射线实验。[2][8]
同年,他谢绝了柏林普鲁士科学院的研究教授职位。[2]
1919年妻子去世
1920年退休
他在孤独中度过了最后几年,微薄的积蓄在通货膨胀中化为乌有。晚年他销毁了大量文件。[2]
1923年2月10日在慕尼黑逝世
主题:家庭
主题:为人、爱好与工作方式
Horst Kant在NDB中称他是一位特别细致的观察者。[2]
University of Würzburg 2016年的新闻稿形容他是一个“akribischer und verschlossener”(一丝不苟而又沉默寡言)的人;该校档案馆的介绍也称他性格孤僻。[7][6]
Kärin Nickelsen形容他安静、不爱出头,突如其来的名声让他感到负担。[8]
他是热心的业余摄影师,喜爱自然、登山和打猎。University of Würzburg档案馆藏有一张1907年9月1日他在瑞士Tschierva小屋(Tschiervahütte)的照片。[4][6]
他后来说,在维尔茨堡的12年是他一生中最快乐的时光。[17]
Deutsches Röntgen-Museum的网站首页把“Ich fühle mich nur wohl, wenn ich experimentieren kann”(只有能做实验时我才感到自在)作为他的座右铭。[3]
主题:不申请专利
他没有为自己的发现申请任何专利,认为它应当造福全人类,而不应通过专利和许可为个人所独占;University of Würzburg的新闻稿写道,他希望这种射线能迅速而自由地“zum Wohl der Menschheit”(为人类的福祉)得到应用。[2][10][17][9][7]
Horst Kant在NDB中认为,他不申请专利间接促进了技术的迅速发展。[2]
美国人Thomas EdisonThomas EdisonThomas Edison(1847—1931)是美国发明家和企业家,一生获得1,093项美国专利,发明或改进了留声机、实用白炽灯及配套电力系统、电影摄制与放映设备、碱性蓄电池等,并在门洛帕克和西奥兰治建立了工业研究实验室,被视为现代工业研发模式的开创者之一。点击查看完整词条等其他发明家曾为此讥笑他。[7]
Kärin Nickelsen指出,父亲是呢绒商人,他靠继承的遗产早已生活无忧,无需专利收入,这有利于这一发现的迅速应用和传播;她同时说,这并不意味着他生活简朴。[8]
主题:X射线以外的研究
他的研究课题还包括弹性、液体的毛细作用、气体的比热和压电现象。[10]
他早期的研究集中于气体和液体中与热和压力有关的问题。[9]
主题:主要著作
1888年,他在柏林科学院的会刊上发表关于在均匀电场中运动的电介质所产生的电动力的论文(Über die durch Bewegung eines im homogenen elektrischen Felde befindlichen Dielektricums hervorgerufene elektrodynamische Kraft)。[2]
1898年,他关于新射线的三篇报告以“Ueber eine neue Art von Strahlen”为题,合并重刊于Annalen der Physik und Chemie新编第64卷第1—37页。[2]
1935年,L. Zehnder编辑出版了他的书信集Briefe an L. Zehnder;1972年,F. Krafft编辑出版了Über eine neue Art von Strahlen,这是维尔茨堡Physikalisch-Medicinische Gesellschaft为他70岁生日所出版本的未经改动的重印本,附有W. Gerlach撰写的传记文章。[2]
1995年,Braunschweig出版了1896年维尔茨堡版Eine neue Art von Strahlen的影印本。[6]
主题:荣誉
1896年,他获得French Academy of Sciences的Prix Lacaze和Royal Society的Rumford Medal,获University of Würzburg医学名誉博士学位,成为Lennep的荣誉市民,并当选普鲁士科学院和Bavarian Academy of Sciences and Humanities的通讯院士。[2][10]
1900年他成为Bavarian Academy of Sciences and Humanities正式院士,1908年获“Exzellenz”称号,1911年获科学与艺术类Pour le Mérite勋章。[2]
主题:与Philipp Lenard的关系
1895年底,Philipp Lenard在亚琛正准备重新研究阴极射线时,Röntgen的发现令他意外;他为自己未能作出这一发现而失望,因为他自己的实验本应直接导向这一发现。[18]
这种失望也指向Röntgen:Lenard曾帮他获取合适的放电管,而Röntgen从未提及这一帮助。Lenard终生不用Röntgenstrahlen这一名称,而使用Hochfrequenzbestrahlung一词。[18]
主题:纪念
Deutsches Röntgen-Museum于1930年在他的出生地Remscheid-Lennep创立,收集有关他的资料,已存在超过四分之三个世纪;博物馆称自己是世界上唯一全面记录他的生平、成就和影响以及X射线多种应用的机构。博物馆自2004年起进行改建和扩建。展览面积约2100平方米,藏品超过155000件,约四分之一公开展出,其余存放在Radevormwald-Dahlerau的库房。[16][2][4]
他的出生地故居约有250年历史,Deutsche Röntgengesellschaft于2011年购得该建筑;在其支持下完成现代化改造后,故居自2020年春起对外开放,展出与他的生平和发现有关的原始文件和展品。故居距博物馆不到200米,现为博物馆的一部分。[4][3]
Remscheid市每年把Röntgenplakette(Röntgen奖章)授予杰出的科学家和Nobel Prize得主,博物馆在网站首页庆祝这一奖章设立75周年。博物馆网站首页还写道,部分影像已被正式列入UNESCO世界记忆名录。[3]
维尔茨堡的Röntgen-Gedächtnisstätte设在他发现X射线的原物理研究所大楼内(今属Technical University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt,THWS),自1985年起向公众开放,2020年发现125周年之际进行了大规模翻修。馆内有在发现原址复原、配有原始仪器的发现实验室,入口厅陈列他的文件、个人遗物和一份手写的实验装置说明。他1896年1月23日作公开演讲的原讲堂未能保存下来,大楼内相近位置有一间配有历史座椅的讲堂,至今仍由THWS使用。[13]
维尔茨堡的Röntgenring和Röntgen-Gymnasium、杜塞尔多夫的Röntgen研究所都以他的名字命名。2020年,University of Würzburg、维尔茨堡市和合作机构纪念X射线发现125周年和他诞辰175周年,并于2020年10月15日至2021年3月31日在新大学楼(Sanderring 2)举办了展览。[6][19]
为纪念X射线发现120周年,University of Würzburg档案馆在馆长Marcus Holtz主持下与大学图书馆合作制作了展览“120 Jahre Röntgenstrahlen”,以九块展板呈现他的生平,并让他的个性更为人所知;展览先后在维尔茨堡市政厅和物理研究所展出,之后在Sparkasse Mainfranken位于Hofstraße的营业大厅展出至2016年2月4日。[7]
Justus Liebig University Giessen自1960年起每年颁发以他命名的Röntgen奖,这是该校奖金最高的研究奖,主要授予在辐射物理、光子学或辐射生物学基础研究方面有突出成果的青年科学家。[11][12]
吉森还有柏林艺术家Erich Fritz Reuter于1962年创作的X射线造型Röntgen纪念碑(位于Südanlage的剧院公园、市立剧院旁)、一条以他命名的街道、标示他在Südanlage 17号故居的纪念牌、Ernst Kunst(1896—1959年)1932年创作的半身像(陈列在原物理研究所所在的大学主楼底层,旁边是他Nobel证书的复制件),以及当地团体3Steps在主楼与Theaterlabor之间一座变电站上绘制的Röntgen主题壁画;城市导览也定期循着他的足迹进行。[11]
2023年2月10日,他逝世100周年之际,吉森市长Frank-Tilo Becher和Justus Liebig University Giessen负责科研与青年科学人才的副校长Martin Kramer在他的墓前献了花圈。[11]
他去世后,LMU Munich订制了数尊他的半身像,只有一尊保存下来,近年安放在物理楼二楼他从前的办公室门前。[8]
1923年,E. Esseö为他制作了一枚青铜肖像纪念章。[2]
主题:评价
BritannicaEncyclopædia BritannicaEncyclopædia Britannica(大英百科全书,又译不列颠百科全书)是1768年在苏格兰爱丁堡开始出版的英语综合性百科全书,也指出版它的总部位于美国芝加哥的 Encyclopædia Britannica, Inc.(对外称 The Britannica Group);纸质版于2012年停印,此后以 Britannica.com 线上百科、面向学校与图书馆的数字教育产品和 Merriam-Webster 词典为主要业务。点击查看完整词条认为,他的发现开启了现代物理学的时代,并彻底改变了诊断医学。[10]
Deutsches Röntgen-Museum称他是1900年前后一位现代、富有创造力、跨学科的思想者,认为他的发现为科学研究的卓越树立了新标准,帮助确立了“Made in Germany”在工程、技术、科学和研究领域的声誉,并为Nobel Prize这一荣誉树立了高标准;博物馆还认为,他的工作改变了医学诊断和治疗,并为高科技应用铺平了道路。[16][3]
Röntgen-Gedächtnisstätte称他是在University of Würzburg任教和研究过的最重要的科学家之一,并称X射线的发现是科学史上最重大的发现之一;University of Würzburg档案馆称他是该校最重要的学者之一;University of Würzburg 2016年的新闻稿称他为“genialen Physiker”(天才的物理学家)。[17][5][6][7]
Pharmazeutische Zeitung 2014年的文章称他是科学界最早的媒体明星之一,并把他的发现称为科学史上的转折点;Deutsches Röntgen-Museum副馆长Uwe Busch在文中强调,他做的是寻常的物理学工作,所用设备在任何物理实验室都有,许多研究者为这一发现做了铺垫,但他是第一个认识并研究这一现象的人。[4]
Kärin Nickelsen指出,X射线能直接(如骨骼)或通过衍射(如晶体学)使不可见之物可见,而不破坏其结构;如今它们用于医学、材料检测、X射线显微镜和空间望远镜。[8]
2023年,吉森市长Frank-Tilo Becher说,Röntgen在吉森和该校找到了沃土,在这里研究能够服务于全人类;吉森以把他算作这座城市的儿子为荣。[11]
关联机构、网站与公开账号
Deutsches Röntgen-Museum:官网:https://roentgenmuseum.de/(在新窗口打开)。[3]
Röntgen-Gedächtnisstätte Würzburg:官网:https://wilhelmconradroentgen.de/en/(在新窗口打开)。[17]
Utrecht University:官网:https://www.uu.nl/en(在新窗口打开)。[22]
University of Giessen:官网:https://www.uni-giessen.de/(在新窗口打开)。[23]
University of Würzburg:官网:https://www.uni-wuerzburg.de/(在新窗口打开)。[24]
LMU Munich:官网:https://www.lmu.de/en/(在新窗口打开)。[25]
来源
- Wilhelm Conrad Röntgen – Facts(在新窗口打开)
- Roentgen, Wilhelm Conrad(在新窗口打开)
- Deutsches Röntgen-Museum in der Stadt Remscheid - X-Ray Museum(在新窗口打开)
- Die Welt wird durchsichtig(在新窗口打开)
- Wilhelm Röntgen(在新窗口打开)
- Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打开)
- Röntgen: genial, akribisch, verschlossen(在新窗口打开)
- When the invisible was made visible(在新窗口打开)
- Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打开)
- Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打开)
- 100. Todestag von Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打开)
- About Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打开)
- The Memorial(在新窗口打开)
- Über die Fakultät für Physik(在新窗口打开)
- Wien, Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz (Willy)(在新窗口打开)
- THE MUSEUM(在新窗口打开)
- Welcome(在新窗口打开)
- Lenard, Philipp(在新窗口打开)
- roentgen2020(在新窗口打开)
- International Union of Pure and Applied Chemistry(在新窗口打开)
- Discovery of new elements(在新窗口打开)
- Utrecht University | Sharing science, shaping tomorrow(在新窗口打开)
- Justus-Liebig-Universität Gießen(在新窗口打开)
- Universität Würzburg(在新窗口打开)
- Home - LMU Munich(在新窗口打开)