1894年，威廉康拉德倫琴升任德國維爾茨堡大學總長，即舊時綜合大學的校長。
那時的他已經年近半百，先後發表了多篇學術論文，在數所大學任過教，也算是功成名就了。
但他總覺得，與孔特等物理學大家相比，自己還缺少具有開創性和影響力的研究成果。
這讓他有一種深深的危機感，所以把更多的時間都花在了實驗室。
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1895年11月8日傍晚，維爾茨堡大學的實驗室內一片安靜，老師和學生們都走了，只有倫琴依舊在進行著科學實驗，內容是當時學術圈討論最熱烈的陰極射線。
為了避免外界光線的幹擾，能夠更仔細地觀察克魯克斯管的放電現象，他關閉了屋內的光源，用黑紙板把管子套了起來，然後用視力受損的眼睛費勁地看著。
倫琴工作過的實驗室
忽然，他發現附近一塊塗了氰亞鉑酸鋇（一種化學物質）的紙板出現了一些微弱的螢光。
他確信這個現象絕不是陰極射線造成的，因為它只能穿透幾釐米厚的空氣。
由此倫琴斷定存在著一種新的肉眼看不到的射線，他十分興奮，並進行了反覆的研究。
倫琴努力地捕捉著這種射線，並且對它有了更多的了解。
倫琴所用的儀器裝置圖
他發現這種未知的射線容易透過紙、木頭等密度小的物質，但無法穿透密度大的物體，而且鉛可以阻擋這種射線。
他把自己的手掌放了進去，發現紙板上出現了自己手掌骨骼的模糊圖像，就像是幾根黑乎乎的幹樹枝，這也是人類第一次能夠透過血肉觀察自己的身體構造。
倫琴徹底進入了亢奮的工作狀態，連續幾周吃住都在實驗室裡，偶然間他還發現這種射線能夠讓照相底板顯影。
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當妻子很久沒有見到丈夫、放心不下追到了實驗室時，倫琴抓起妻子的手，拍下了那幅此後經常在教科書和博物館展出的照片——世界上第一張人類活體骨骼的照片，上面還套著一枚象徵愛情的戒指。
妻子驚訝地問道：「這是怎麼回事？」
倫琴說：「這是一種穿透力很強的新射線作用的結果。」
妻子又接著問：「這種新射線叫什麼名字？」
倫琴搖了搖頭回答說：「不知道，它是一個未知數，就叫它X射線吧。」
隨後，倫琴在照相底片上用鋼筆寫上了拍攝日期——1895 年12 月22 日。
這一天，也被人們視為放射科的誕生日。
倫琴籤名
機遇總是垂青有準備的人，這用來概括倫琴發現X射線的過程，那是再貼切不過了。
在此之前，至少有兩位科學家與這一發現擦肩而過。
一位是英國科學家克魯克斯，他在拍攝真空管放電現象時，發現感光玻璃板總會提前曝光而失效，隨後他就放棄了拍攝。
另一位是美國的古德斯皮都教授，他拍攝時發現照片很模糊，嘟囔了幾句「哪兒跑光了」也就算了。
其實，倫琴的實驗證明，正是X射線令感光玻璃板提前曝光，使得拍攝無法順利完成。
如果兩位科學家抓住這一反常現象深入研究，或許早就能發現這種射線。
但最終還是擁有著敏銳的觀察力、科學的預見力、準確的判斷力、高超的實驗力的倫琴，抓住了這一契機。
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1895 年12 月28 日，倫琴用《一種新的射線——初步報告》這個題目，向維爾茨堡物理學醫學協會作了報告，宣布他發現了X射線，闡述這種射線具有直線傳播、穿透力強、不隨磁場偏轉等性質。
《一種新的射線——初步報告》
1896年1月4日，柏林物理學會成立50周年紀念展覽會上展出X射線照片；
翌日，維也納一家報紙率先刊登了這一重要科技新聞，爾後世界各大媒體紛紛報導，立即引起了強烈的反響。
他的論文《初步報告》被翻譯成多個語種，3個月內印刷了5次，一時間洛陽紙貴。
美國的廣告
1896年1月中旬，倫琴應邀走進德國皇宮，當著威廉二世和王公大臣們的面，做了X射線的演示。
德皇對這一發現高度讚許，邀請他共進晚餐，並授予他二級寶冠勳章和勳位，並給予了準許在波茨坦橋旁為他建立塑像的榮譽。
倫琴紀念館
1月23日，他在公開場合進行了唯一的一次關於X射線的公開演示，現場為年近八旬的解剖學教授克利克拍攝了右手骨骼的X射線照片。
興奮的克利克教授提議以「倫琴射線」來命名，但倫琴謙虛地拒絕了。
他說：「假如沒有前人的卓越研究，我發現X射線是很難實現的」。
此後，他再也未在公開場合做過這方面的演講。
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X射線這種實用性很強的成果，馬上被世界各地的醫生們以超乎想像的速度運用到臨床實踐之中。
很快，醫生們就用它來診斷骨骼的病理異常、發現遺留在體內的針或彈頭，很多病人的生命得到了挽救。
大腦x光片攝影圖
據記載，美國教會在中國蘇州創辦的博習醫院，早在1897年就引進了X光機，這也可以說明這一發現的影響力之大。
當然，早期的X射線治療中也存在著輻射劑量過大的問題。
直到今天，X射線依然廣泛運用於我們的生活之中，如拍攝透視圖、攻擊惡性腫瘤，乃至地鐵站的安檢儀，但變得更加安全和高效。
現代x光機
1901年，以「炸藥大王」諾貝爾命名的諾貝爾獎展開了首次評選。
評獎委員會認為，X射線具有重大的影響力和廣泛應用性，最終把第一個物理學獎頒給了倫琴。
授給倫琴的諾貝爾獎狀
倫琴雖然前往瑞典斯德哥爾摩領獎，但他拒絕在頒獎大會上致辭，回德國後他很快宣布把所得獎金全部捐獻給維爾茨堡大學。
在慕尼黑大學舉辦的慶功會上，他只做了一個簡短的發言：
「對科學家來說，最大的快樂是，無論對什麼問題，都不拘泥於偏見，自由自在地繼續進行研究。對研究者來說，沒有比問題得到解答時的心滿意足更令他喜悅了。無論外界怎樣承認或誇獎都比不上它。」