Тайнствените лъчи на професор Рьонтген

 

 

Човекът, позволил ни да погледнем отвъд плътта, поставя целия си живот в служба на науката

 

 

 

от Божан Петров



Вилхелм Конрад Рьонтген
Gulliver/Getty Images

На 8 ноември 1895 г. доктор Вилхелм Рьонтген работи, както обикновено, до късно вечерта в своята лаборатория, извършвайки експерименти с електрически разряди в стъклени вакуумни тръби. Когато часовникът отбелязва полунощ, Вилхелм се сеща, че е крайно време да се прибира и че жена му отдавна го очаква за вечеря. Той с неохота прекратява работа, но е и леко гузен, защото пак е забравил да се прибере навреме. Припряно покрива катодната тръба с похлупак от черен картон, тръгва към изхода и гаси осветлението. Преди да излезе, за последен път оглежда лабораторията. Изведнъж, малко преди да затвори вратата зад себе си, забелязва, че в мрака на стаята отнякъде идва слаба светлина. Когато се вглежда по-внимателно, Рьонтген установява, че на екрана с покритие от бариеви соли, който случайно е оставил до катодната тръба, има светещо петно с неясен произход.

Първоначално ученият решава, че това е отблясък от светлинен лъч и е напът да не му обърне внимание, защото светещото петно няма никакво отношение към конкретния експеримент. Освен това е късно, жена му го чака, а и е много гладен… След кратко колебание обаче Вилхелм не успява да устои на изкушението и решава да провери каква е причината за появата на петното. Без да включва осветлението, той трескаво започва да търси източника на светлина. Листовете картон, с които се опитва да закрие лъча, не му действат по никакъв начин – петното продължава да си стои на екрана. Тогава Рьонтген започва да мести екрана из цялата лаборатория. Така той бързо разбира, че източникът се намира под черния капак от картон, с който е покрил катодната тръба преди половин час. Вдигайки го, Рьонтген се ядосва на своята разсеяност. Оказва се, че в бързината е забравил да изключи захранването на катодната тръба, което означава, че на следващия ден галваничните батерии ще бъдат изтощени и ще се наложи да забави работата си.

В този момент обаче Вилхелм бързо съобразява, че тази подробност е твърде маловажна. Той вече чувства, че се намира на прага на много важно откритие. Без да изключва тръбата, я покрива отново, този път с плат. Петното светлина на екрана продължава да си стои все така невъзмутимо, все едно между него и тръбата няма никаква преграда. Вече не може и дума да става за прибиране вкъщи. Вилхелм изпраща по дежурния портиер на университета бележка до жена си Берта да не го чака и продължава трескаво с експериментите. Цяла нощ той поставя различни препятствия пред лъча и го наблюдава как реагира. Оказва се, че създаденият от работещата тръба лъч, който Рьонтген кръщава Х-лъч, безпрепятствено преминава през множество материали. 

Рьонтген е напълно обсебен от работата си.
Gulliver/Getty Images

В първата си научна публикация, посветена на новите лъчи, която става световна сензация, Рьонтген пише:

„Ако пропуснем разряд с голяма бобина на Румкорф през тръба на Крукс, Ленард или друг подобен уред, то наблюдаваме следното явление. Лист хартия, покрит с бариеви соли, при приближаване към тръбата, която е плътно покрита с тънък черен картон, при всеки разряд светва с ярка светлина и започва да флуоресцира. Всички тела са проницаеми за този лъч, но в различна степен. Хартията има висока степен на пропускливост. Слагайки пред лъча книга от 1000 страници, аз продължавах да виждам светенето на флуоресциращия екран. Дървени дъски с дебелина от два-три сантиметра също поглъщат твърде малко лъча. Алуминиева пластина с дебелина около 15 милиметра силно го отслабва, но не унищожава напълно флуоресценцията. Стъклени пластинки с еднаква дебелина действат различно в зависимост от това дали върху тях има олово. Тези с оловото са значително по-непропускливи. Ако поставим между тръбата и екрана ръката си, се виждат тъмни сенки на костите и очертанията на самата ръка“.

Откритието на доктор Рьонтген завладява света мигновено, а името на 50-годишния професор става известно на всички. Шест години по-късно той става първият Нобелов лауреат по физика. Естеството на Х-лъчите е изяснено скоро след откриването им. Те се оказват електромагнитни колебания, също като видимата светлина, но с хиляди пъти по-голямо честотно колебание и с по-къса дължина на вълната. Х-лъчите се образуват по пътя на преобразуване на енергия при стълкновение на катодните лъчи със стените на тръбата, без значение дали тя е метална или стъклена, и се разпространяват във всички посоки със скоростта на светлината.

Откривателят им Вилхелм Рьонтген е роден на 27 март 1845 г. в малкия немски град Ленеп, недалеч от Дюселдорф. Когато Вилхелм е на 3 години, семейството му се премества да живее в Холандия. Баща му е заможен собственик на фабрика и търговец на текстил, който възлага големи надежди единственият му син да продължи бизнеса. Рьонтген-баща е горещ почитал на техническия прогрес и новите технологии по онова време. Той насочва сина си към най-престижните технически училища в Холандия и плаща обучението му.

Първоначално Вилхелм учи в частното училище на Мартин фон Дорн, а след това в Утрехтското техническо училище. Там всичко върви повече от добре, но през 1862 г., точно преди завършването, Вилхелм се замесва в училищен скандал. Един от неговите съученици, с когото е близък приятел, рисува на черната дъска непристойна и подигравателна карикатура на учителя по физика. Управата на училището започва да издирва злосторниците, замесени в случката. Когато директорът разпитва Вилхелм, става ясно, че той знае кой е извършителят, но категорично отказва да го издаде. В резултат на това Рьонтген е изгонен от гимназията няколко седмици преди дипломирането си. Той така и не получава диплома за средно образование. По-нататъшният му достъп до Утрехтския университет се оказва затворен. Въпреки това той посещава редовно лекции в качеството на свободен слушател.

През 1865 г. Вилхелм заминава за Швейцария, където взема блестящо изпитите за Политехническото училище в Цюрих, което не изисква диплома за средно образование, ако кандидатът покрие изискванията на изпита. Три години Рьонтген изучава машиностроене. Особен интерес той проявява към математиката и техническата физика, за които очевидно разполага и с голям талант. Освен това се увлича от конструирането на различни технически уреди. Рьонтген привлича вниманието на един от преподавателите в университета – Аугуст Кунт. Професорът е сред най-известните и уважавани физици теоретици на своето време. Той предлага на Рьонтген да стане негов асистент. Скоро след това Вилхелм получава докторска степен по теоретична физика.

Анна Берта Лудвиг

През 1870 г. професорът е поканен на работа в университета на град Вюрцбург. Заедно с него заминава и Рьонтген. Две години по-късно в личния живот на Вилхелм, който не е особено вълнуващ, защото той е изцяло посветен на научната си работа, се случва голямо събитие. Младият физик се жени. Неговата избраница е Анна Берта Лудвиг – дъщеря на собственика на пансиона, в който той живее. Берта е енергична, мила и добре образована жена, с шест години по-голяма от Вилхелм. Тя веднага се влюбва и успява да завладее сърцето на леко недодялания и затворен, но иначе снажен и представителен доктор по физика. Той също е привлечен от нейния чар и интелигентност.

По-късно се оказва, че Берта има психически проблеми и в определени периоди изпада в тежка депресия, но двамата имат силна и хармонична връзка и това не успява да попречи на брака им. Берта изцяло се посвещава на дома, на това съпругът ѝ да работи спокойно и кариерата му да се развива успешно. Двамата дълго време правят безуспешни опити да имат дете. В крайна сметка през 1881 г. те осиновяват шестгодишната племенница на Берта – Жозефин Лудвиг. В научната си дейност Рьонтген постига изключителни резултати. На 29-годишна възраст той става преподавател в Страсбургския университет, а през 1879 г. е професор в Гисенския университет. В Гисен Рьонтген прави важно откритие.

Основавайки се на електродинамиката на Фарадей–Максуел, той открива магнитното поле на движещ се електрически заряд. С това Рьонтген създава предпоставка за по-късното обосноваване на теорията за електроните. Откритието е наречено рентгенов ток. Дори само това постижение на Вилхелм Рьонтген е достатъчно той да влезе в историята като един от големите физици на своето време.

Здравето на Берта не позволява на Рьонтген да участва активно в светския живот, от който той така или иначе страни, но тя винаги го придружава в пътуванията му. През 1888 г. Вилхелм напуска Гисен. Поканен е да стане професор във Вюрцбургския университет – място, което го кара да се чувства спокоен и съсредоточен, далеч от всякакви светски шумотевици. Поради типичната си срамежливост и некомуникативност той няма славата на особено очарователен и увличащ студентите преподавател, но в чисто научната, приложна и експериментаторска работа няма равен. За всеки от студентите му е истинско събитие да го наблюдава и да се учи от него.

Един от възпитаниците му го описва по следния начин: „Ако имате късмета да ви допусне до себе си, което е истинско събитие, ще останете с впечатлението, че срещу вас наистина стои велик човек. Самата му външност, маниери и излъчване говорят за това. Необичайно високият му ръст, пронизващият и строг поглед те карат да изпитваш респект. Прямотата, честността, особената скромност и това, че говори без излишна куртоазия, понякога наистина смущават тези, които не го познават“.

Лабораторията във Вюрцбургския университет, в която Рьонтген открива X-лъчите.

Когато прави опити в лабораторията си, Рьонтген забравя за всичко, дори за любимата си Берта. Тя се тревожи много за него и за неговото здраве, но е безсилна пред страстта му към науката. Всеки път, когато провежда важен експеримент, Вилхелм спи и се храни в лабораторията и престава да общува с колегите и приятелите си. Рьонтген изследва електромагнетизма, занимава се с кристалография, изследва свойствата на течностите и газовете, прави множество открития, но истинската си слава, разбира се, дължи на Х-лъчите, наречени по-късно в негова чест рентгенови.

След като на 8 ноември вечерта през 1895 г. Вилхелм прави своето откритие, той продължава трескаво да работи върху тайнствените лъчи. В началото на декември Рьонтген взема в ръка малка оловна тръбичка, поднася я към фотографска плака и насочва към нея Х-лъчите. Това, което вижда в следващия момент, го кара да помисли, че полудява. На плаката, както и очаква, се появява тъмната сянка на тръбичката, но заедно с нея Вилхелм забелязва и костите на два от своите пръсти, с които я държи. Той решава веднага да разкаже на Берта за откритието си. В онзи момент тя вече е доста обидена на мъжа си, защото в последните седмици Вилхелм като безумец седи по цели дни в лабораторията си – не спи, не яде и въобще не разговаря с нея.

Точно след вечеря и малко преди да стане жертва на бурен скандал от страна на Берта, Вилхелм ѝ предлага: „Скъпа, искаш ли да дойдеш с мен в лабораторията, трябва да ти покажа нещо любопитно“. Берта се съгласява с радост. Това предложение ѝ се струва истинско събитие. До този момент Вилхелм никога не я канил в своята светая светих. Рьонтген моли жена си да сложи лявата си ръка на дървената касета, в която се намира фотографската плака, а той насочва към нея тръбата на Крукс и включва тока за няколко минути. След това проявява плаката и още мокра я подава на Берта.

„Господи, аз виждам костите си. Струва ми се, че гледам собствената си смърт!“

възкликва тя. Грандиозното научно откритие по-скоро успява да я уплаши, отколкото да я зарадва. Вилхелм обаче е във възторг. 

Първата в историята рентгенова снимка на част от човешко тяло показва ръката на Берта, декември 1895 г.

Той продължава да прави нови и нови опити и да открива нови свойства на лъчите. Вилхелм бърза да представи откритието си на предстоящата конференция на физико-математическото дружество във Вюрцбург. Той изготвя доклад за Х-лъчите и статия, която смята да публикува в научното издание на дружеството. Рьонтген успява да завърши доклада на 18 декември, когато конференцията вече е приключила, но уговаря секретаря на физико-математическото дружество да публикува статията. Той първоначално отказва, защото правилата не му позволяват да изпълни молбата на Вилхелм и да публикува материала му, без преди това да има научен доклад пред всички членове.

След като прочита статията обаче и след като вижда снимката на ръката на Берта, той разбира, че текстът трябва да бъде публикуван и то незабавно. Статията на Рьонтген излиза няколко дни по-късно. Вилхелм много добре разбира, че списанието на физико-математическото дружество на Вюрцбург не се чете редовно от повечето известни учени, и на 1 януари 1896 г. изпраща по един брой на шестима от най-известните физици в Европа. Към статията той прилага впечатляващи илюстрации – снимки на метални тежести в дървен съндък и ръката на Берта. Именно последната снимка успява силно да заинтригува виенския професор Франц Екснер. На следващия ден след като е получил снимките, професор Екснер посреща в дома си гости, на които няма търпение да покаже снимката, направена от неговия приятел и колега Рьонтген във Вюрцбург.

Всички са изумени, потресени и дори леко изплашени от заснетото с помощта на Х-лъчите. Един от гостите на Екснер, които виждат забележителната снимка, е син на известен виенски издател. Веднага щом се прибира вкъщи, той разказва на баща си историята. Опитният вестникар веднага надушва сензацията. На 5 януари в неделния брой на популярния виенски вестник Die Presse читателите се запознават с вълнуващата история за откритието на немския физик, а виенският кореспондент на английския Chronicle незабавно изпраща репортаж по същата тема за своя вестник, който излиза на следващия ден. Скоро за откритието на Рьонтген започва да говори целият свят. Основното, което веднага става ясно е, че немският физик дава на медицината и лекарите революционен метод за диагностика.

В обществото се появява и известно безпокойство, защото според мнозина не е редно и дори е непристойно да се показва човешкото тяло по този начин. В някои особено религиозни и консервативни среди съществува опасението, че така може да се погледне и оскверни човешката душа. Постепенно обаче Х-лъчите стават толкова модерни, че дори някои ресторанти предлагат на своите клиенти да правят снимки на костите на ръцете си за забавление. В Америка се появяват театрални бинокли с рентгенови приставки, с помощта на които според рекламата господата могат да разгледат краката и гърдите на актрисите през дрехите им. Някои съобразителни предприемачи пък решават да правят пари точно от обратното. Рекламират се и стоки, „непропускащи рентгенови лъчи“.

Карикатура, нарисувана скоро след съобщението за откриването на X-лъчите.
Gulliver/Getty Images

В магазините се появява „непроницаемо“ долно бельо, „защитени“ корсети и портфейли, в които не може да проникне „любопитният поглед на злосторник“. Сред американците се развихря такава истерия, че се налага приемането на специален закон, забраняващ използването на рентгенови лъчи за непристойни цели. Междувременно медиците активно усъвършенстват и прилагат откритието на Рьонтген. Рентгеновите лъчи намират приложение не само в природните науки като физика, химия, биология, палеонтология и медицина, но и в криминалистиката и изкуствознанието. С помощта на Х-лъчите се правят експертизи на картини и се откриват фалшификати. Също така се изучават техниките на майсторите в живопистта.

Още в първите месеци на 1896 г. лекарите в Европа и САЩ използват лъчите не само за установяване на счупвания на костите, но и при търсенето на плътни предмети в тялото – като куршуми например. Заедно с диагностиката започва и развитието на рентгенотерапията. Смята се, че ракът и туберкулозата се повлияват от въздействието на новите лъчи. В началото вредата от излъчването не е известна и лекарите работят без каквито и да е предпазни мерки. Често се случват лъчеви травми и смъртни случаи. Много от физиците, работещи с Х-лъчи, се оплакват от бавно зарастващи рани по тялото. Стотици изследователи и техници стават жертви на новия метод през първото десетилетие на използването на рентгеновите лъчи. Работата без точна дозировка на облъчването става пагубна и за болните пациенти.

Рентгеновите снимки бързо стават толкова популярни, че започват да се използват за
какво ли не.

В американския съд снимките, направени с Х-лъчи, вече могат да бъдат използвани като доказателство. Емблематичен става един от първите подобни процеси. Студент юрист обвинява лекуващия си лекар в небрежност. Въпросният младеж пада от стълба и наранява крака си. Лекарят му препоръчва раздвижване и физически упражнения, които още повече усилват болката и влошават състоянието на пациента. Студентът решава да си направи рентгенова снимка. На нея ясно се вижда, че кракът е счупен, а костните фрагменти са в неправилна позиция, дължаща се на предписаните упражнения. Находчивият студент печели съдебния процес, станал първият от многото последвали подобни дела, в които рентгеновите снимки играят ролята на ключови доказателства.

Славата на доктор Рьонтген е невероятна, навсякъде се говори за него и откритието му, но това все повече започва да му дотяга и да го дразни. Той просто иска да го ставят на мира, за да продължи да работи в лабораторията си, както преди. Оказва се обаче, че това вече е невъзможно. Почестите и наградите го преследват навсякъде. Той е поканен от самия кайзер Вилхелм II на аудиенция в двореца, за да направи демонстрация на своето откритие. Това е предложение, на което няма как да откаже, въпреки че тази публична изява, и то пред толкова знатни персони, за него е истинска мъка и стрес. Рьонтген представя пред отбраното общество в двореца свойствата на Х-лъчите. Овациите и възторжените възласи не спират през цялото време. След това следва тържествена вечеря в негова чест. За заслугите си в науката Рьонтген е удостоен лично от кайзера с пруския Орден на короната. 

Година след откриването на Х-лъчите професор Рьонтген получава писмо от английски моряк, в което пише следното:

„Сър, по време на войната в гърдите ми попадна куршум. Лекарите не могат да го извадят, защото не могат да го намерят. Аз разбрах от вестниците, че вие сте открили лъчи, с чиято помощ може да се види моят куршум. Бихте ли могли да ми изпратите в колет от тези лъчи, за да могат докторите да намерят куршума и след това аз ще ви ги върна обратно“.

Рьонтген, като човек стриктен и отговорен, решава да му напише отговор в типичния си стил:

„В момента нямам толкова лъчи, а и изпращането им на дълго разстояние е доста трудно. Ако няма да ви затрудни особено, предлагам вие да ми изпратите гръдния си кош, за да открия куршума и след това да ви върна гръдния кош обратно“. 

Вилхелм Рьонтген изнася първата си и последна лекция, посветена на своето откритие, в края на януари 1896 г. Това става на събрание на физико-математическото дружество на Вюрцбург. Той е посрещнат с бурни аплодисменти от учените. В края на лекцията Вилхелм кани доайена на университета и един от най-уважаваните анатоми в Германия Алберт фон Кьоликер да излезе на сцената и пуска през ръката му Х-лъчи. Когато аудиторията вижда сенките от костите на ръката на професора, за пореден път избухва в аплодисменти. Възрастният професор Кьоликер заявява, че в цялата си дълга кариера не е ставал свидетел на по-важно научно събитие с толкова огромно значение за развитието на естествознанието и медицината от това, на което присъства в момента.

Стъклена тръба на Крукс за X-лъчи с меден катод и анод.
Gulliver/Getty Images

Кьоликер предлага от този ден нататък лъчите да носят името на Рьонгтен, вместо да се наричат Х-лъчи. Самият Рьонтген, за разлика от всички останали учени, не се съгласява и продължава да ги нарича Х-лъчи до края на живота си. След като предизвиква сензация в науката, Вилхелм многократно е канен да изнася лекции във всички краища на света, но категорично отказва. Пред множество от хора той силно се притеснява и говори лошо. Пред своите студенти в университета, въпреки цялата слава и почести, продължава да е срамежлив, неразговорлив, а лекциите му са все така скучни. От друга страна, всевъзможните ордени и награди нямат край. Рьонтген за пореден път удивлява всички, когато отказва да приеме благородническа титла от кайзера и да добави мечтаното от мнозина „фон“ пред името си.

Рядко някой от немските учени е отхвърлял подобна чест. Мълвата разказва и една удивителна случка, разиграла се между него и Вилхелм II. Рьонтген по принцип се отнася доста небрежно към дворцовия етикет, но успява да смае всички по време на откриването на новия Германски музей на достиженията в науката в Мюнхен. На церемонията Рьонтген е удостоен с великата чест да придружи кайзера, който с възторг оглежда експонатите. Монархът много обича да впечатлява своите царедворци с научните си познания. Разхождайки се из музея в компанията на Рьонтген, той непрекъснато дава обяснения на спътника си за това, което виждат. Професорът, след като известно време кротко кима разбиращо с глава, най-накрая не издържа и се обръща вбесен към Вилхелм II с думите:

„Това е известно на всяко хлапе. Моля ви, ако имате да съобщавате нещо, нека да бъде по-съдържателно!“.

Освен към титлите и славата професор Рьонтген има пренебрежително отношение и към парите. Многократно при него идват представители на най-различни компании и му предлагат големи суми, за да им предостави ексклузивни права за използването на Х-лъчите. Рьонтген обаче категорично отказва дори да ги патентова, защото смята че откритието му принадлежи на всички. За него науката е смисълът на живота му и е дори недостойно тя да бъде източник на доходи.

През 1901 г. Вилхелм Рьонтген е удостоен с Нобелова награда. Той става първият физик, който я получава. Тук Вилхелм отново шокира всички, като не взема парите от премията, а дарява цялата сума на своя Вюрцбургски университет за развитие на науката и подпомагане на младите учени. На всичко отгоре той отказва да приеме лично наградата и да държи реч на церемонията по връчването ѝ. Обяснението, което дава за това, е, че в момента е много зает и има твърде важна работа.

Първият носител на Нобелова награда за физика прави рентгенова снимка на дете.
Gulliver/Getty Images

В първите години от новия век Рьонтген напуска Вюрцбург и става директор на Физичния институт към Мюнхенския университет. Работата му на този пост е по-скоро административна, но въпреки това той продължава да чете лекции, които са си все така скучни, а понякога с тъга влиза и в лабораторията. Той вече няма нито сили, нито време за експерименти и опити. Жена му Берта страда от рак. Вилхелм изоставя работата си, за да се грижи за нея.

В последните си месеци тя изпитва силни болки и се налага той да ѝ поставя инжекции с морфин. Берта умира през 1919 г. Рьонтген преживява загубата тежко. След смъртта ѝ той дълго време се опитва да запази присъствието ѝ, което жестоко му липсва. Всяка сутрин Вилхелм застава пред нейния портрет и чете стари писма, които двамата са си писали през годините. Въпреки всичките си заслуги към науката, в края на живота си Рьонтген не е богат човек.

По време на Първата световна война, когато държавата призовава населението за финансова помощ, той, без да се замисля, дарява всичките си спестявания. На 75-годишна възраст професор Рьонтген се пенсионира. Той многократно получава предложения за работа в САЩ, но отклонява всичките. През 1922 г. Вилхелм се разболява. Диагнозата е рак. Според някои версии, които се появяват години по-късно, причината за това е прекалено дългото му излагане на Х-лъчението. В последните си дни той е напълно сам и едва се придвижва. Рьонтген е забравен от всички и живее в крайна бедност. Когато един от неговите ученици – Абрам Йофе, го завежда на лекар, Вилхелм дори няма с какво да плати. Щом научава името на своя пациент, лекарят е шокиран и не може да повярва, че пред него е човекът, открил рентгеновите лъчи. Докторът категорично отказва да приеме пари.

Великият физик напуска този свят на 10 февруари 1923 г. Той е погребан в семейната гробница в Гисен, където прекарва с Берта най-щастливите си години. Изпълнявайки последната му воля, неговите ученици изгарят целия му личен архив от научни записки и писма.