Х-лучи: Случайность или кропотливый труд гения
Ровно 120 лет назад, 8 ноября 1895 года было совершено открытие, давшее толчок стремительному росту в ряде научных областей, прежде всего в физике, биологии, медицине. Открытие рентгеновских лучей вывело мировую науку на качественно новый уровень, а ученый обнаруживший новый вид излучения, получил первую в истории Нобелевскую премию по физике. Впрочем, сам Вильгельм Рентген, будучи человеком весьма скромным, отказался от всех предложенных ему в связи с открытием титулов и званий, а сами лучи вплоть до смерти именовал Х-лучами.
Смотрите галерею о ученом и его открытии
Вечером 8 ноября 1895 года ректор Вюрцбургского университета Вильгельм Конрад Рентген как обычно засиделся в своей лаборатории допоздна. Все его ассистенты уже отправились домой. Хотя 50-летний профессор физики, с вниманием относясь к опытам своих подопечных, сам любил работать в одиночестве. Внимание ученого было направлено к катодной трубке, опыты с которой он начал проводить не так давно. В два конца стеклянного сосуда, воздух из которого был выкачан практически полностью, были впаяны электроды. Благодаря разности потенциалов, электроны с отрицательно заряженного электрода (катода) ускорялись и ударялись о второй электрод. Считается, что кристаллы платино-синеродистого бария оказались недалеко от катодной трубки случайно. Непонятное исходящее от них зеленоватое свечение и обнаружил Рентген. Когда ученый обесточил прибор, свечение пропало, повторное пропускание тока через стеклянную трубку, вызвало повторное свечение. Стоит ли говорить о том, что источником свечения, вызывавшего флюоресценцию в кристаллах соли была катодная трубка.
В ту ночь Рентген так и не пришел домой. А уже через полтора месяца, 28 декабря 1895 года ученый представил на суд Вюрцбургского физико-медицинского сообщества рукопись «О новом роде лучей», которые ученый назвал «Х-лучами». В течение семи недель упорной работы, ученый выяснил некоторые свойства нового излучения. Уже на первом заседании научного сообщества университета было предложено называть х-лучи, рентгеновскими.
Рентген без устали ставил один опыт за другим, пытался установить зависимость проницаемости от толщины, плотности, химического состава материала. Дадим слово самому ученому:
«Легко найти, что все тела проницаемы для этого агента, но в различной степени… Бумага обладает большой проницаемостью: за переплетенной книгой в 1000 страниц я еще вполне свободно различал свечение флюоресцирующего экрана. …Толстые куски дерева еще проницаемы. Алюминиевая пластинка около 15 мм толщиной сильно ослабляла, но еще не вполне уничтожала флюоресценцию. …За пластинками из меди, серебра, свинца, золота и платины, если их толщина невелика, флюоресценция еще ясно заметна. …Свинец толщиной 1,5 мм совершенно непрозрачен».
Проницаемым для Х-лучей оказалось и тело человека. Первым в истории науки рентгеновским снимком стала фотография кисти руки, принадлежавшей супруге Рентгена.
В течение следующего года ученый проводит дополнительные исследования. Его статья «Новый род лучей. Второе сообщение», появляется в марте 1896 года, а через год в мае Рентген публикует третье заключительное сообщение.
Вот как характеризует работу Рентгена его ученик, российский и советский ученый Абрам Федорович Иоффе:
«В трех небольших статьях, опубликованных на протяжении одного года, дано настолько исчерпывающее описание свойств этих лучей, что сотни работ, последовавших затем на протяжении 12 лет не могли ни прибавить, ни изменить ничего существенного. И все это исследование было проведено в совершенно новой области самыми элементарными средствами: единственный «прибор», которым пользовался здесь Рентген, это электроскоп с листочком».
10 декабря 1901 г Вильгельму Конраду Рентгену, первому из учёных-физиков, была вручена Нобелевская премия «в знак признания необычайно важных заслуг перед наукой, выразившихся в открытии замечательных лучей, названных впоследствии в его честь». Денежную сумму Рентген завещал университету, в стенах которого и были открыты лучи, изменившие естествознание.
Многие приводят это открытие в качестве примера случайности в науке. Однако, имея ввиду некоторые качества ученого, невольно задаешься вопросом: «А так ли случайно было это открытие?».
«Блестящий экспериментальный талант, ясная и простая постановка опытов, всесторонний и тонкий анализ возможных ошибок, наивысшая точность и достоверность полученных результатов — вот черты, общие всем его 50 работам, сделавшие их классическими. Значительная часть работ его имеет измерительный характер. Рентген всегда достигал большей точности, чем другие, и многие его измерения остались рекордными и через 40 лет. Однако этой точности он добивался не усложнением аппарата и многочисленными поправками, а применением нового целесообразно придуманного метода, который в корне устранял важнейшие ошибки и позволял получать точные результаты при помощи простых, часто самодельных, приборов, отвечавших его вкусу, как он сам выразился в одной из его заметок», — восхищается своим учителем Иоффе.
Как пример экспериментаторского таланта Рентгена Иоффе описывает примечательный случай. Два крупнейший физика того времени Тиндаль и Магнус в течение нескольких лет вели ожесточенный спор о том, поглощают ли водяные пары инфракрасные лучи. Тиндаль считал, что поглощают, и в доказательство своей правоты приводил результаты многочисленных опытов, в которых его оппонент раз за разом находил ошибки и не признавал результаты. Действительно, плотность паров невелика, и измерить разность между количеством входящих и исходящих лучей было довольно проблематично. Томимые желанием постичь истину ученые мужи даже взобрались на Монблан, с тем, чтобы сравнить данные опытов на его вершине и у подножия.
Рентген же поступил проще. Он всего-навсего измерил то повышение давления, которое неминуемо должно было бы произойти из-за повышения температуры газа при поглощении лучей. Так, без изобретения сложных приборов ученый не только доказал факт поглощения, но и измерил его количественно.
Говоря о личных качествах Рентгена, исследователи и современники ученого однозначно отмечают его исключительную скромность. По свидетельству Иоффе, Рентгену «был предложен пост президента «PHysikalisch-technische Reichsanstalt», а после смерти вант-Гоффа (Vant'Hoff) место академика. Однако он отклонял все эти предложения, точно так же как и предложения дворянства и различных орденов (в том числе русских), последовавшие за его открытием, а самые лучи до последних лет жизни называл Х-лучами».
"Нельзя не отметить его исключительной осторожности и скромности, которые проявились в этом определении открытого Рентгеном явления, — продолжает эту мысль советский врач Михаил Исаевич Неменов, внесший существенный вклад в развитие рентгенодиагностики и радиобиологии. — В отличие от всех других авторов, открывавших новые элементы и стремившихся связать их со своим именем, своим городом или государством, Рентген отметил в своем названии только ограниченность своего знания о новых лучах».
Читайте также: Х-лучи — старое окно в новую параллельную реальность
Смотрите галерею «Невидимый мир живого в простых рентгеновских лучах»