那些“偶然”得来的诺奖

• 2022-04-30 10:59:18 来源：科普时报

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在科学史上，由偶然事件触动科学发现的例子很多。有人统计过，在诺贝尔奖的自然科学获奖成果中，成果总数与被认为是机遇发现的成果数量比例分别是物理学为86∶3，化学为77∶1，医学和生物学为79∶4。可见，偶然事件的发生也可以推动科学发现。

“穷追不舍”：X射线被发现

1895年，德国物理学家伦琴开始研究阴极射线管中气体的放电过程。他发现，当放电管的薄铝窗和涂有氰亚铂酸钡的荧光屏很接近时，荧光屏上有荧光产生，这说明阴极射线具有穿透几厘米空气的特性。

11月8日晚，伦琴在接上高压电流进行实验时，发现1米外的一个荧光屏发出微弱的闪光；切断电源，荧光就立即消失。这一发现使他十分惊奇。他把荧光屏一步步移远，发现即使在2米左右仍有荧光出现。这一现象，已无法用只能在空气中行进几厘米的阴极射线的性质来解释。

伦琴对这一发现紧追不放，经过反复试验，确认这是一种新的射线。因其性质不明，故暂名为“X射线”。实验表明，X射线具有比阴极射线强得多的穿透能力，只有铅等少数物质对它有较强的吸收能力。

12月22日，伦琴又做了一个十分有趣的实验——他请夫人把手放在用黑纸包严的照相底片上，然后用X射线对准手背照相。显影后，伦琴清晰地看到了夫人的手骨像和手指上的结婚戒指。

事实上，在伦琴之前，克鲁克斯在1879年就发现，放在阴极射线管旁的底片出现模糊的阴影；勒纳德也看到过阴极射线管附近的荧光。遗憾的是他们未能跟踪研究，错过了做出重大发现的机会。只有伦琴在捕捉到意外现象后穷追不舍。1901年，伦琴由于这一发现荣获诺贝尔物理学奖。

“惊喜连连”：铀的放射性被发现

有趣的是，X射线的发现也促成了贝克勒尔发现“放射性”。

1896年2月，贝克勒尔用硫酸钾铀酰作为实验材料，进行X射线实验。他把这种铀盐放在用黑纸包住的照相底片上面，在日光下曝晒几小时，然后冲洗底片。结果，底片感光了。贝克勒尔误认为是阳光照射铀盐激发出来的X光使底片感光。后来，他继续进行实验。但连续几天都是阴天，他只好把铀盐包和底片放进抽屉里。

3月1日，贝克勒尔取出底片，想看一看微弱的光线是不是也可以让底片感光。结果奇怪的事出现了：这张底片已经感光了！

这一意外收获使他极为兴奋。他立刻意识到日晒和荧光都与底片感光无关，感光的真正原因可能是铀盐发出了一种看不见的神秘射线，穿透黑纸使照相底片感光。

贝克勒尔又做几次实验后发现，只要照相底片放在铀盐附近，不管多么黑暗，底片都会感光。接着，他分别对铀盐晶体加热、冷冻、研成粉末……结果发现，只要有铀元素，就会有这种神秘的射线。因此，他确信铀盐能放出这种射线。

1903年，贝克勒尔因发现铀的放射性现象而获得诺贝尔物理学奖。

“前仆后继”：射电天文学诞生

20世纪20年代，人们发现远涉重洋的无线电话或电报常常受到一种来自宇宙的无规则电波的干扰。

为了确定哪些因素会干扰正常的无线电波而形成无规律的噪声，贝尔电话实验室的央斯基用接收机研究跨越重洋的无线电通信。他偶然听到耳机中有微弱的咝咝声，而且每隔23小时56分4秒出现一次——这与地球相对于恒星的自转周期相同。经过一年多的研究，他发现每天在顺着太阳东升西落的过程中，这个干扰源都出现在银河系中心的人马座方向。

1940年，美国无线电工程师格罗特·雷伯也发现了来自银河系中心方向人马座的电波。1942年，英国科学家偶然发现，雷达有时会突然受到干扰。经过研究，这个干扰也是来源于太阳发射的无线电波。

这些重大的发现表明，宇宙天体不但发光，而且还发出无线电波。后来经研究，它是一种宇宙天体本身发射的电波——宇宙射电。

后来，英国天文学家马丁·赖尔和安东尼·休伊什利用央斯基等先驱的偶然发现，在射电天文学等方面进行了开拓性研究，并荣获1974年诺贝尔物理学奖。

（作者系新疆农垦科学院研究员）

标签： 阴极射线 照相底片 无线电波

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