Инженер и физик
Вильгельм Конрад Рентген родился в немецком Леннепе в 1845 г. Его отец был уроженцем Германии, а вот мать, Шарлотта Констанца, выросла в голландском Утрехте. По этой причине Рентген и отправился учиться в Голландию, тем более что в Утрехте мог жить у родственников.
Впрочем, из-за конфликта с администрацией школы ему запрещено было поступать в голландские вузы. Так что оттуда он поехал в Швейцарию, где стал студентом Политехнического университета Цюриха. Но не по велению сердца — просто это было единственное учебное заведение, для поступления в которое не нужен был сертификат об окончании школы.
Так что Вильгельм получил диплом инженера, но работал ассистентом на кафедре физики. Изучал электрическую проводимость и физику диэлектриков, защитил диссертацию. В возрасте 43 лет ему предложили должность профессора Института физики в Вюрцбурге, и он согласился.Лекции Рентген читал неважно, но, когда дело доходило до эксперимента, преображался, это было его стихия. Один из студентов писал: «Этот человек был так же велик внутренне, как и внешне. Честность и благородная скромность были самыми примечательными чертами его характера. Строгое выражение его лица скрывало жизнь чувств, которую он при своей замкнутости приоткрывал, безусловно, только истинным друзьям и самым близким людям».
Случайное открытие
Некоторые работы Рентгена требовали использования трубок Крукса. Это частично вакуумированная стеклянная колба (то есть давление воздуха в ней очень низкое), в которой расположены анод и катод. Между электродами создаётся высокое напряжение, и в целом трубки используются для изучения так называемых катодных лучей, потоков электронов.
Многие исследователи, работавшие с трубками Крукса, отмечали, что ряд веществ, находящихся рядом с ними, начинают светиться, возникает флюоресценция. Например, фотопластина, которая была в зоне эксперимента, оказывалась засвеченной, даже если лежала в упаковке. Никому не приходила в голову мысль, что это может быть следствием воздействия каких-то других лучей, помимо катодных. Жалобы на некачественную продукцию направляли производителям фотопластин, а вот изучать лучи не пробовали.
Единственным, кто высказал такую мысль, был Рентген. Во время одного из экспериментов с трубкой Крукса в 1895 г. начал светиться экран, покрытой солью бария. Аппарат был упакован в чёрную бумагу, так что Рентген предположил, что свечение вызывают не катодные лучи, а какие-то другие, которые он назвал икс-лучами. Начал экспериментировать с ними, усовершенствовал трубку Крукса и провёл в лаборатории 7 недель, практически не выходя, даже еду ему приносили на рабочее место. Рентген выяснил, что открытые им лучи проходят через разные среды, ставил на их пути препятствия из бумаги, дерева, металла. Оказалось, что лучи не могут преодолеть некоторые металлы, но вот остальные материалы и даже ткани человеческого организма им подвластны. Мягкие ткани лучи пропускали, скелет тоже. В рамках одного из экспериментов Рентген сделал снимок руки своей жены и получил первое в истории достоверное изображение костей.
Медицина и не только
Описание лучей учёный дал подробное, но вот природу объяснить не смог, и тогда разослал полученные результаты ведущим коллегам из Европы. Одним из его корреспондентов был Франц Экснер, будущий ректор Венского университета. От него информация об открытии попала в австрийскую прессу, а потом и в английскую. Началась научная дискуссия о природе икс-лучей. Позже немецкий физик фон Лау предположил, что они имеют электромагнитную природу. Со временем выяснилось, что икс-лучи лежат между ультрафиолетовыми и гамма-лучами.
Что интересно, газеты, а не сам первооткрыватель, предположили, что икс-лучи найдут широкое применение в медицине. Через год после их обнаружения, в 1896-м, в США был впервые использовал новый диагностический метод: врачи обследовали пациента с переломом руки. Открытие активно внедрялось в медицинскую практику ещё и как метод лечения. Врачи заметили, что перед новым излучением отступают рак и туберкулёз, однако дозу рассчитывать не умели, так что в ряде случаев терапия оказывалась губительной.
К сожалению, для многих открытие стало источником быстрых денег. В некоторых заведениях для увеличения прибыли предлагали посетителям сделать снимок собственных костей, утверждали, что с помощью икс-лучей можно заглянуть в душу. В США Томас Эдисон получал заказы на специальные театральные бинокли, чтобы разглядывать актрис без одежды. Магазины начали делать деньги на приспособлениях, которые якобы не пропускали коварные лучи (среди них, естественно, были защитные корсеты для дам).
Вошёл в историю судебный процесс, в котором американский студент-юрист предъявлял иск к врачу за неправильное лечение. Доктор прописал ему гимнастику для восстановления после перелома, но пациенту становилось только хуже. Он сделал снимок, и оказалось, что после перелома обломки кости заняли неверное положение, и гимнастика усугубляла боль. Так снимки в икс-лучах уже в конце 19 в. стали служить доказательством в суде.
Скромный первооткрыватель
В январе 1896 г. Рентген доложил о своём открытии в академический аудитории, где присутствовали члены медицинской ассоциации. Был на этом заседании и Альберт фон Кёлликер, известный швейцарский анатом и зоолог. Во время доклада Рентген сделал снимок его руки, и Кёлликер был так впечатлён, что предложил назвать икс-лучи именем Рентгена. Надо сказать, что это было первое и единственное выступление физика, посвящённое открытию. Приглашали его неоднократно, но перед большой аудиторией он смущался, делался косноязычным, и слушать его было слишком сложно.
Удивительно, но сам Рентген посвятил изучению своих лучей только около года и опубликовал всего три работы. Учёным, которые продолжали работу, он говорил: «Я уже всё написал, не тратьте зря время». В этом был он весь: Рентген не терпел «публикаторской горячки» и никогда не гнался за сенсациями, за свою жизнь он опубликовал всего семь больших работ и порядка 60 статей. Одним из его учеников был будущий великий советский физик Абрам Иоффе. Когда он, вдохновлённый результатами своих экспериментов, отправил руководителю восторженную телеграмму об их результатах, то получил ответ: «Я жду от вас серьёзной научной работы, а не сенсационных открытий. Рентген».
Совершенно не желая всю жизнь посвящать лучами имени себя, Рентген занимался изучением сжимаемости жидкостей, исследовал поглощение инфракрасных лучей газами, электрические явления в кристаллах и многое другое. Но всё же икс-лучи оказали на науку огромное влияние. Открытие было признано настолько важным, что Вильгельм Рентген стал первым в мире лауреатом Нобелевской премии по физике (а в общей сложности главная премия мира присуждалась за работы, связанные с рентгеновскими лучами, 12 раз). Однако учёный отличался большой скромностью: в своё время отказался от дворянства, от должности члена академии и от кафедры физики в Берлинском университете. Так что не удивительно, что, сославшись на занятость, он не поехал и на вручение Нобелевки, а её денежную часть передал в университет. Последним штрихом к портрету Рентгена послужит то, что патент на своё изобретение он не оформил, так как считал, что научные разработки не могут принадлежать ему лично.