Wilhelm Conrad Röntgen
Wilhelm Conrad Röntgen(1845—1923年)是德國物理學家,1895年發現X射線,並因此獲得1901年度Nobel PrizeNobel Prize諾貝爾獎是根據Alfred Nobel遺囑設立的國際獎項,包括物理學、化學、生理學或醫學、文學與和平五個獎項,自1901年起頒發,由董事會設於斯德哥爾摩的Nobel Foundation管理其資金;1968年設立的瑞典中央銀行紀念阿爾弗雷德·諾貝爾經濟學獎不屬於諾貝爾獎。點擊查看完整詞條物理學獎,成為這一獎項的第一位得主。
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詞條資料
1845年3月27日出生於Lennep
父親Friedrich Conrad Röntgen(1801—1884年)是Lennep的商人和呢絨製造商,後來遷居Apeldoorn;母親Charlotte Constanze(1806—1888年)孃家姓Frowein。[2][5]
祖父Johann Heinrich Röntgen(1759—1842年)在Lennep從事呢絨製造和銅器鍛打,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]
這個家族在17世紀很可能與Abraham Roentgen和David Roentgen有共同祖先,但已無法進一步考證。[2]
1848—1865年在荷蘭的童年與學業
NDB寫道,全家很可能出於生意上的原因於1848年遷往荷蘭Apeldoorn;Röntgen-Gedächtnisstätte(維爾茨堡的Röntgen紀念館)的傳記把遷居時間記為1849年。[2][5]
他在Apeldoorn和Utrecht上學。NDB記他先在當地上學,自1862年起就讀於Utrecht的技術學校(Technische Schule);University of Würzburg檔案館的介紹則記他在1861—1863年就讀於這所學校。[5][2][6]
他沒有取得畢業證書就離開了這所學校。NDB寫道,他在1864年被學校開除,原因很可能是一次學生惡作劇;University of Würzburg檔案館稱他被誣指違紀;University of Würzburg 2016年的新聞稿寫道,當時學校裡流傳一幅醜化一位教師的畫,無法確定畫出自他手,還是他拒絕說出作者,事情以他在1863年被開除告終。[2][6][7]
Pharmazeutische Zeitung的文章同樣把開除歸因於一次惡作劇,時間記為1864年,並稱當時全家住在Utrecht。[4]
LMU Munich的文章寫道,他在十六七歲、即將參加中學畢業考試時被開除,因為他拒絕說出是誰在黑板上畫了教師的漫畫;該校科學史講席教授Kärin Nickelsen則指出,這一說法未經證實,他也可能是為了進入父親的公司開始職業生涯而離校。[8]
1865—1870年在蘇黎世求學與博士學位
1865年底,他進入蘇黎世的Eidgenössisches Polytechnikum(今ETH Zurich)。NDB寫道,該校無需考試即可入學;University of Würzburg 2016年的新聞稿稱,該校接收沒有Abitur但通過入學考試的考生;Pharmazeutische Zeitung的文章寫道,他憑優異的成績獲准入學。他的申請附有其教授Buys Ballot的推薦信。[2][5][7][4][9]
1870—1872年在維爾茨堡任August Kundt的助手
他第一次在維爾茨堡期間(1870—1872年)實驗設備有限,於是他學會了動手的技能,自行設計實驗,幾乎不藉助機械師,親手製作簡易的儀器;他說,簡陋的設備並沒有損害他的精度。[6]
1872年隨Kundt轉往斯特拉斯堡並結婚
同年,他在Apeldoorn與Anna Bertha Ludwig結婚。她是蘇黎世的旅店老闆兼大學生擊劍教師Johann Gottfried Ludwig與Elisabeth Gschwend的女兒。[1][2]
NDB的家譜在這段婚姻下注明瞭與詩人、作家Otto Ludwig(1813—1865年)的堂表親關係(Vt.,即Vetter)。[2]
1873—1879年任教資格、Hohenheim與斯特拉斯堡
Kundt把他帶到斯特拉斯堡後,那裡的大學允許他取得任教資格:NDB記為1873年,University of Würzburg檔案館和Röntgen-Gedächtnisstätte的傳記記為1874年。[8][2][6][5]
他與Kundt一起研究了氣體中光的偏振面的電磁旋轉;他還研究了晶體中的熱傳導。[2]
1879—1888年University of Giessen物理學教授
1888—1894年維爾茨堡物理研究所所長
1888年,他接替Friedrich Kohlrausch(1840—1910年)出任University of Würzburg物理學正教授兼物理研究所所長,那裡更現代、更大的物理實驗室是吸引他回來的原因之一。University of Würzburg檔案館認為,第二段維爾茨堡時期對他的研究十分重要。[2][6][5]
同年,Utrecht University請他接替Buys Ballot,他謝絕了,留在德國。[9]
1894年,他讀到Philipp Lenard(1862—1947年)讓陰極射線穿過鋁窗射出放電管的研究,起初顯然並無明確目標地重複了這些實驗。[2]
1895年11月8日發現X射線
當時他在研究電流通過部分抽空的玻璃管(陰極射線管)的現象,注意到放在遠處、塗有鉑氰化鋇的屏幕在管子工作時發光;他推斷,陰極射線撞擊管壁產生了一種未知輻射,這種輻射穿過房間照到屏上,使其發出熒光。NDB寫道,這一發現頗為偶然:在暗室裡,他用罩子遮住的放電管附近,一塊熒光屏亮了起來。[10][2]
Kärin Nickelsen介紹了通行的說法:他注意到一張塗有熒光物質的紙在一定距離外發光,把放電管用紙板包住後,紙仍在發光。她指出,這一說法無法核實,因為他要求在身後銷燬自己的全部文件和筆記。[8]
進一步的實驗表明,紙、木頭、鋁等材料都能被這種輻射穿透,它還能使照相底片感光;由於它不表現出反射、折射等光的通常性質,他誤以為它與光無關。因為不清楚其本質,他把它叫作X射線(X-Strahlen);它後來也被稱作Röntgen射線,德語至今稱為Röntgenstrahlen。[10][2][12]
發現之後,他在實驗室裡閉門工作了數週,沒有向任何人透露,連妻子也不知道,因為他想先弄清這種射線究竟是什麼,再公之於眾。[7]
實驗的核心是裝有陰極和陽極的放電管:電子從陰極被打出,向陽極加速,激發原子,原子回到較低能態時發出X射線。早期的X射線管是部分抽空的玻璃容器,通常呈管狀,因而得名。[8]
1895年12月妻子手部的X光照片與第一篇報告
1896—1897年消息傳開、唯一一次公開演講與後續報告
1896年元旦,他把這篇報告寄出,所附照片中包括妻子手部的X光照片;這些照片很快促成了X射線在醫學和技術上的應用。[2]
1896年1月12日,他在柏林為德皇Wilhelm II私下演示了這一發現。[2]
1896年1月23日,他在物理研究所大樓的講堂裡向維爾茨堡物理醫學學會報告了這一發現,這是他就此發現所作的唯一一次公開演講。演講中他為解剖學家Albert von Kölliker的手拍攝了X光照片,Kölliker提議以他的姓氏為這種射線命名,聽眾報以熱烈掌聲。[2][13][5][6]
1896年初消息公佈後,幾週之內X射線就開始用於醫學成像和癌症治療。[10]
他系統研究得出的這些驚人結果起初被當作天方夜譚,直到第一批X光照片發表;此後X光照片也出現在遊樂場和百貨公司的遊藝項目中,而他從未從中賺取分文。[9]
這一發現在公眾中引起熱潮,展覽會和集市上出現了X光機,人們隨意接受透視,X射線對生物體的危害直到後來才被認識。直到20世紀70年代初,德國鞋店裡仍在使用用X射線透視兒童腳部、檢查鞋子是否合腳的裝置Pedoskop。[4][8]
早期拍攝X光片時,身體部位要照射長達20分鐘;過量照射造成的嚴重健康後果很久以後才被認識,給受試者和科學家帶來了嚴重後果。[8]
1896年他發表了關於新射線的第二篇報告,1897年又在柏林普魯士科學院的會刊上發表第三篇報告“Weitere Beobachtungen über die Eigenschaften der X-Strahlen”(關於X射線性質的進一步觀察)。[2]
NDB的作者Horst Kant認為,他緩慢而拘泥細節的工作方式不適合這一迅速發展的研究領域,他在國際上失去了領先地位;1897年以後,他對X射線的興趣減退,轉回晶體物理的研究。[2]
自1897年起,他是柏林Physikalisch-Technische Reichsanstalt的理事(Kurator)之一。[2]
1900年轉任LMU Munich實驗物理學教授
1900年夏季學期,已負盛名的他應聘到慕尼黑,在LMU Munich接任實驗物理學講席;儘管曾計劃移居美國美國美國是位於北美洲、實行聯邦制的國家,由50個州、作為合眾國政府所在地的哥倫比亞特區以及波多黎各、關島等屬地組成,首都為華盛頓哥倫比亞特區。1776年7月4日,大陸會議通過《獨立宣言》。2020年人口普查(2020年4月1日)全國常住人口為331,449,281人(約3.31億人);眾議院435個議席依據人口普查結果在各州之間分配。點擊查看完整詞條,他此後一直留在那裡,直至去世。當時這是LMU唯一的物理學講席。[2][8][14][1]
物理研究所大樓於1894年11月3日啟用,共四層,設有工場、實驗室、辦公室、實習室、大小兩個講堂和收藏室,並有自己的發電設備、集中供暖、電燈照明以及煤氣、自來水和電力接口,這在19世紀末的慕尼黑並不多見。他的辦公室在二樓,可以望見內院,隔壁是他的私人實驗室;現在使用這間辦公室的物理學教授Joachim Rädler講述,每逢有惱人的訪客,他就躲進隔壁的實驗室。[8]
在維爾茨堡,Wilhelm Wien於1899年接受University of Giessen的聘請,半年後轉往University of Würzburg,接替Röntgen的教席。[15]
1901年12月10日首屆Nobel Prize物理學獎
Royal Swedish Academy of Sciences把1901年度Nobel Prize物理學獎授予他,他是這一獎項的第一位得主,獨得全部獎項;獲獎理由為“in recognition of the extraordinary services he has rendered by the discovery of the remarkable rays subsequently named after him”。頒獎時他已是慕尼黑的教授,獲獎時的所屬機構記為Munich University。[1][6][2]
他把全部獎金50000瑞典克朗捐給University of Würzburg;Röntgen-Gedächtnisstätte的傳記寫明用途是資助研究,LMU Munich的文章寫的是培養科學新人。[6][5][8][10]
Deutsches Röntgen-Museum稱他是德國第一位、也是歷史上第一位Nobel Prize得主。[16]
1904—1912年婉拒柏林職位、理論物理講席與Laue實驗
1904年,他拒絕了出任柏林Physikalisch-Technische Reichsanstalt主席的可能任命。[2]
在他推動下,LMU空缺了十年的理論物理學講席得以恢復,1905年Arnold Sommerfeld(1868—1951年)受聘任此職;這一講席自Ludwig Boltzmann於1894年離開後一直空缺。[2][8]
LMU Munich的文章稱,他開啟了慕尼黑物理學的“golden age”;Sommerfeld的課吸引了Peter Debye、Peter Paul Ewald、Hans BetheHans Albrecht BetheHans Albrecht Bethe(1906—2005)是生於德國、後入籍美國的理論物理學家,1935年起任教於Cornell University,第二次世界大戰期間領導Los Alamos理論部,1967年因核反應理論及恆星能量來源的發現獲諾貝爾物理學獎。點擊查看完整詞條、Werner Heisenberg和Wolfgang PauliWolfgang PauliWolfgang Pauli(1900—1958年)是出生於維也納的理論物理學家,因發現不相容原理(又稱Pauli原理)獲1945年度Nobel Prize物理學獎,1930年提出了後來稱為中微子的中性粒子假說;他自1928年起任ETH Zurich理論物理學教授,直至去世。點擊查看完整詞條等學生。[8]
1912年,Sommerfeld研究小組的成員Max von Laue在Röntgen的博士生Walter Friedrich和Paul Knipping協助下,在慕尼黑證明了X射線在晶體中的干涉,證實了X射線的波動性及其電磁本質;Laue因此獲得1914年度Nobel Prize物理學獎。Kärin Nickelsen指出,後來DNA雙螺旋結構的破解在很大程度上依賴於X射線實驗。[2][8]
同年,他謝絕了柏林普魯士科學院的研究教授職位。[2]
1919年妻子去世
1920年退休
他在孤獨中度過了最後幾年,微薄的積蓄在通貨膨脹中化為烏有。晚年他銷燬了大量文件。[2]
1923年2月10日在慕尼黑逝世
主題:家庭
主題:為人、愛好與工作方式
Horst Kant在NDB中稱他是一位特別細緻的觀察者。[2]
University of Würzburg 2016年的新聞稿形容他是一個“akribischer und verschlossener”(一絲不苟而又沉默寡言)的人;該校檔案館的介紹也稱他性格孤僻。[7][6]
Kärin Nickelsen形容他安靜、不愛出頭,突如其來的名聲讓他感到負擔。[8]
他是熱心的業餘攝影師,喜愛自然、登山和打獵。University of Würzburg檔案館藏有一張1907年9月1日他在瑞士Tschierva小屋(Tschiervahütte)的照片。[4][6]
他後來說,在維爾茨堡的12年是他一生中最快樂的時光。[17]
Deutsches Röntgen-Museum的網站首頁把“Ich fühle mich nur wohl, wenn ich experimentieren kann”(只有能做實驗時我才感到自在)作為他的座右銘。[3]
主題:不申請專利
他沒有為自己的發現申請任何專利,認為它應當造福全人類,而不應通過專利和許可為個人所獨佔;University of Würzburg的新聞稿寫道,他希望這種射線能迅速而自由地“zum Wohl der Menschheit”(為人類的福祉)得到應用。[2][10][17][9][7]
Horst Kant在NDB中認為,他不申請專利間接促進了技術的迅速發展。[2]
美國人Thomas EdisonThomas EdisonThomas Edison(1847—1931)是美國發明家和企業家,一生獲得1,093項美國專利,發明或改進了留聲機、實用白熾燈及配套電力系統、電影攝製與放映設備、鹼性蓄電池等,並在門洛帕克和西奧蘭治建立了工業研究實驗室,被視為現代工業研發模式的開創者之一。點擊查看完整詞條等其他發明家曾為此譏笑他。[7]
Kärin Nickelsen指出,父親是呢絨商人,他靠繼承的遺產早已生活無憂,無需專利收入,這有利於這一發現的迅速應用和傳播;她同時說,這並不意味著他生活簡樸。[8]
主題:X射線以外的研究
他的研究課題還包括彈性、液體的毛細作用、氣體的比熱和壓電現象。[10]
他早期的研究集中於氣體和液體中與熱和壓力有關的問題。[9]
主題:主要著作
1888年,他在柏林科學院的會刊上發表關於在均勻電場中運動的電介質所產生的電動力的論文(Über die durch Bewegung eines im homogenen elektrischen Felde befindlichen Dielektricums hervorgerufene elektrodynamische Kraft)。[2]
1898年,他關於新射線的三篇報告以“Ueber eine neue Art von Strahlen”為題,合併重刊於Annalen der Physik und Chemie新編第64卷第1—37頁。[2]
1935年,L. Zehnder編輯出版了他的書信集Briefe an L. Zehnder;1972年,F. Krafft編輯出版了Über eine neue Art von Strahlen,這是維爾茨堡Physikalisch-Medicinische Gesellschaft為他70歲生日所出版本的未經改動的重印本,附有W. Gerlach撰寫的傳記文章。[2]
1995年,Braunschweig出版了1896年維爾茨堡版Eine neue Art von Strahlen的影印本。[6]
主題:榮譽
1896年,他獲得French Academy of Sciences的Prix Lacaze和Royal Society的Rumford Medal,獲University of Würzburg醫學名譽博士學位,成為Lennep的榮譽市民,並當選普魯士科學院和Bavarian Academy of Sciences and Humanities的通訊院士。[2][10]
1900年他成為Bavarian Academy of Sciences and Humanities正式院士,1908年獲“Exzellenz”稱號,1911年獲科學與藝術類Pour le Mérite勳章。[2]
主題:與Philipp Lenard的關係
1895年底,Philipp Lenard在亞琛正準備重新研究陰極射線時,Röntgen的發現令他意外;他為自己未能作出這一發現而失望,因為他自己的實驗本應直接導向這一發現。[18]
這種失望也指向Röntgen:Lenard曾幫他獲取合適的放電管,而Röntgen從未提及這一幫助。Lenard終生不用Röntgenstrahlen這一名稱,而使用Hochfrequenzbestrahlung一詞。[18]
主題:紀念
Deutsches Röntgen-Museum於1930年在他的出生地Remscheid-Lennep創立,收集有關他的資料,已存在超過四分之三個世紀;博物館稱自己是世界上唯一全面記錄他的生平、成就和影響以及X射線多種應用的機構。博物館自2004年起進行改建和擴建。展覽面積約2100平方米,藏品超過155000件,約四分之一公開展出,其餘存放在Radevormwald-Dahlerau的庫房。[16][2][4]
他的出生地故居約有250年曆史,Deutsche Röntgengesellschaft於2011年購得該建築;在其支持下完成現代化改造後,故居自2020年春起對外開放,展出與他的生平和發現有關的原始文件和展品。故居距博物館不到200米,現為博物館的一部分。[4][3]
Remscheid市每年把Röntgenplakette(Röntgen獎章)授予傑出的科學家和Nobel Prize得主,博物館在網站首頁慶祝這一獎章設立75週年。博物館網站首頁還寫道,部分影像已被正式列入UNESCO世界記憶名錄。[3]
維爾茨堡的Röntgen-Gedächtnisstätte設在他發現X射線的原物理研究所大樓內(今屬Technical University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt,THWS),自1985年起向公眾開放,2020年發現125週年之際進行了大規模翻修。館內有在發現原址復原、配有原始儀器的發現實驗室,入口廳陳列他的文件、個人遺物和一份手寫的實驗裝置說明。他1896年1月23日作公開演講的原講堂未能保存下來,大樓內相近位置有一間配有歷史座椅的講堂,至今仍由THWS使用。[13]
維爾茨堡的Röntgenring和Röntgen-Gymnasium、杜塞爾多夫的Röntgen研究所都以他的名字命名。2020年,University of Würzburg、維爾茨堡市和合作機構紀念X射線發現125週年和他誕辰175週年,並於2020年10月15日至2021年3月31日在新大學樓(Sanderring 2)舉辦了展覽。[6][19]
為紀念X射線發現120週年,University of Würzburg檔案館在館長Marcus Holtz主持下與大學圖書館合作製作了展覽“120 Jahre Röntgenstrahlen”,以九塊展板呈現他的生平,並讓他的個性更為人所知;展覽先後在維爾茨堡市政廳和物理研究所展出,之後在Sparkasse Mainfranken位於Hofstraße的營業大廳展出至2016年2月4日。[7]
Justus Liebig University Giessen自1960年起每年頒發以他命名的Röntgen獎,這是該校獎金最高的研究獎,主要授予在輻射物理、光子學或輻射生物學基礎研究方面有突出成果的青年科學家。[11][12]
吉森還有柏林藝術家Erich Fritz Reuter於1962年創作的X射線造型Röntgen紀念碑(位於Südanlage的劇院公園、市立劇院旁)、一條以他命名的街道、標示他在Südanlage 17號故居的紀念牌、Ernst Kunst(1896—1959年)1932年創作的半身像(陳列在原物理研究所所在的大學主樓底層,旁邊是他Nobel證書的複製件),以及當地團體3Steps在主樓與Theaterlabor之間一座變電站上繪製的Röntgen主題壁畫;城市導覽也定期循著他的足跡進行。[11]
2023年2月10日,他逝世100週年之際,吉森市長Frank-Tilo Becher和Justus Liebig University Giessen負責科研與青年科學人才的副校長Martin Kramer在他的墓前獻了花圈。[11]
他去世後,LMU Munich訂製了數尊他的半身像,只有一尊保存下來,近年安放在物理樓二樓他從前的辦公室門前。[8]
1923年,E. Esseö為他製作了一枚青銅肖像紀念章。[2]
主題:評價
BritannicaEncyclopædia BritannicaEncyclopædia Britannica(大英百科全書,又譯不列顛百科全書)是1768年在蘇格蘭愛丁堡開始出版的英語綜合性百科全書,也指出版它的總部位於美國芝加哥的 Encyclopædia Britannica, Inc.(對外稱 The Britannica Group);紙質版於2012年停印,此後以 Britannica.com 線上百科、面向學校與圖書館的數字教育產品和 Merriam-Webster 詞典為主要業務。點擊查看完整詞條認為,他的發現開啟了現代物理學的時代,並徹底改變了診斷醫學。[10]
Deutsches Röntgen-Museum稱他是1900年前後一位現代、富有創造力、跨學科的思想者,認為他的發現為科學研究的卓越樹立了新標準,幫助確立了“Made in Germany”在工程、技術、科學和研究領域的聲譽,併為Nobel Prize這一榮譽樹立了高標準;博物館還認為,他的工作改變了醫學診斷和治療,併為高科技應用鋪平了道路。[16][3]
Röntgen-Gedächtnisstätte稱他是在University of Würzburg任教和研究過的最重要的科學家之一,並稱X射線的發現是科學史上最重大的發現之一;University of Würzburg檔案館稱他是該校最重要的學者之一;University of Würzburg 2016年的新聞稿稱他為“genialen Physiker”(天才的物理學家)。[17][5][6][7]
Pharmazeutische Zeitung 2014年的文章稱他是科學界最早的媒體明星之一,並把他的發現稱為科學史上的轉折點;Deutsches Röntgen-Museum副館長Uwe Busch在文中強調,他做的是尋常的物理學工作,所用設備在任何物理實驗室都有,許多研究者為這一發現做了鋪墊,但他是第一個認識並研究這一現象的人。[4]
Kärin Nickelsen指出,X射線能直接(如骨骼)或通過衍射(如晶體學)使不可見之物可見,而不破壞其結構;如今它們用於醫學、材料檢測、X射線顯微鏡和空間望遠鏡。[8]
2023年,吉森市長Frank-Tilo Becher說,Röntgen在吉森和該校找到了沃土,在這裡研究能夠服務於全人類;吉森以把他算作這座城市的兒子為榮。[11]
關聯機構、網站與公開賬號
Deutsches Röntgen-Museum:官網:https://roentgenmuseum.de/(在新窗口打開)。[3]
Röntgen-Gedächtnisstätte Würzburg:官網:https://wilhelmconradroentgen.de/en/(在新窗口打開)。[17]
Utrecht University:官網:https://www.uu.nl/en(在新窗口打開)。[22]
University of Giessen:官網:https://www.uni-giessen.de/(在新窗口打開)。[23]
University of Würzburg:官網:https://www.uni-wuerzburg.de/(在新窗口打開)。[24]
LMU Munich:官網:https://www.lmu.de/en/(在新窗口打開)。[25]
來源
- Wilhelm Conrad Röntgen – Facts(在新窗口打開)
- Roentgen, Wilhelm Conrad(在新窗口打開)
- Deutsches Röntgen-Museum in der Stadt Remscheid - X-Ray Museum(在新窗口打開)
- Die Welt wird durchsichtig(在新窗口打開)
- Wilhelm Röntgen(在新窗口打開)
- Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打開)
- Röntgen: genial, akribisch, verschlossen(在新窗口打開)
- When the invisible was made visible(在新窗口打開)
- Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打開)
- Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打開)
- 100. Todestag von Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打開)
- About Wilhelm Conrad Röntgen(在新窗口打開)
- The Memorial(在新窗口打開)
- Über die Fakultät für Physik(在新窗口打開)
- Wien, Wilhelm Carl Werner Otto Fritz Franz (Willy)(在新窗口打開)
- THE MUSEUM(在新窗口打開)
- Welcome(在新窗口打開)
- Lenard, Philipp(在新窗口打開)
- roentgen2020(在新窗口打開)
- International Union of Pure and Applied Chemistry(在新窗口打開)
- Discovery of new elements(在新窗口打開)
- Utrecht University | Sharing science, shaping tomorrow(在新窗口打開)
- Justus-Liebig-Universität Gießen(在新窗口打開)
- Universität Würzburg(在新窗口打開)
- Home - LMU Munich(在新窗口打開)