为什么底片在科学研究中有许多谜团

失败的豪杰

在科学研究中，有许多人参与热点问题的研究，并把研究结果发表，在研究人员之中相互交流。像伦琴发现X射线之后，执意叫它“X”，一方面说明他很谦虚，但如果仅就认识的程度来说，这也说明他对这种射线知之甚少，并不是说这种射线如何如何神秘。这时有数十位不同国籍的科学家积极参与X射线的研究，以图将X射线的各种性质和各种功用发掘出来。这期间科学期刊上发表了数以千计的论文。这些文章有的谈到了X射线的性质，有的谈到了产生X射线的种种方法，有的人还发现了许多新的射线，甚至命名为“Z射线”、“黑射线”、“N射线”等。“射线狂”弥漫在欧美的科学实验中。

在研究X射线时，亨利·贝克勒尔发现了铀的放射性，这是研究X射线中取得的重要发现。其实，在贝克勒尔研究的同时，一些法国研究人员也参与到其中。当彭加勒发表了对X射线的看法时，一些科学家也尝试着用磷光或荧光物质做实验。一位名叫沙尔·昂利的研究人员马上动手加以检验。

磷光现象并不新鲜，古时候就有人发现用光线照射磷光物质，磷光物质就发出光来。这种光与火光、烛光之类既发光又放热的现象不一样，只发光不放热，所以又叫冷光。此外，腐烂的树木、尸骨、鸡鸭蛋也可发出冷光。磷在空气中慢慢氧化时也会发出绿色的冷光。由此可见，发出磷光的起因并不是单一的，但彭加勒却认为，不管起因如何，只要能发出磷光，就一定可以发出X射线。

昂利用一种硫化锌物质做实验，以检验彭加勒的观点。这种硫化锌一经日晒就可以发出很强的磷光。实验很简单，他用黑纸包好底片，而后拿一些小块硫化锌放在阳光下晒，晒过后，他把小块硫化锌摆放在黑纸包上，再将底片拿到暗室中显影，结果在底片上出现了几个深色斑点。这些斑点正好是摆放小块硫化锌的地方。可见彭加勒的看法是对的，即凡是能发出磷光的物质，的确都能发出不可见的、能自由穿越黑纸的X射线。

1896年2月10日，昂利在科学院的例会上报告了他的实验结果。在一星期后的又一次例会上，一位名叫涅文格罗夫斯基的法国研究人员也报告了实验结果，他没有用硫化锌，而是用的硫化钙，但也得到了与昂利同样的结果。此后，每次例会都有人报告，以确认从磷光物质中发射出了X射线。

从上面的例子可以看到，这种实验很简单，只是将底片包在黑纸内，在黑纸上摆放几块硫化物，经日光一晒就去显影。所以，许多科学家都争先恐后地去做实验。这些实验表明，X射线并不神秘，连表盘上的荧光物质都发射X射线。当然，这些太粗糙的实验得到的结果是大错而特错的。他们过于匆忙地下结论，却成就了另一位法国人，这就是上面提到的贝克勒尔。

当贝克勒尔的实验报告出来后，人们终于明白，彭加勒是真的错了。铀盐辐射的射线与铀盐是否一定要经过日晒无关。可是昂利和涅文格罗夫斯基的“发现”应做何解释呢？他们使用磷光物质做实验，那些物质没有发出射线吗？可为什么底片曝光了呢？真是谜团重重啊！

贝克勒尔也要打破这个沙锅纹（问）到底了。他也用硫化锌和硫化钙重复了一下昂利他们的实验。像他们一样，用黑纸包好底片，纸上摆好小块硫化锌或硫化钙，经日晒后在暗室中去显影。结果发现，底片上是斑点皆无，连个小黑点都没有。重做一遍，还是一样的结果。再做时，不用日光晒，改用人造强光照射，比如夺目的镁光或电弧光，可是显影后还是没有斑点。

贝克勒尔又将硫化物加热或降温，显影的底片也没有什么变化。这样，贝克勒尔就去找一位曾报告过类似现象的一位院士，院士得到过那些有趣的“斑点”。他们一起做实验，但那斑点仍是踪迹全无。反过来，再用铀盐做实验，铀盐在黑屋子中放上一个月，再把它与包着黑纸的底片放在一起，照样可使底片曝光。那奇妙的射线未曾看出有丝毫的减弱。

看样子，贝克勒尔的解释是对的，奇妙的射线与磷光或荧光物质无关。化学家们对铀的了解更多，他们把铀的氧化物，以及铀盐或铀酸一一查过，射线依旧，甚至纯铀也能发出射线。这样，人们的怀疑逐渐就消失了，铀或铀的化合物都能发射与X射线不同的射线，但与磷光或荧光物质无关。

我们再说说那几位实验家的工作过程。为什么他们都犯了同样的错误呢？我们今天已经看不到他们的实验记录了，只能分析或猜测了。一是可能他们使用的底片有瑕疵，二是可能显影液的质量有问题，三是黑纸可能不够厚，阳光一晒，光线就“渗透”其间，但这光线无论如何也与X射线是不沾边的。有人还猜测，暴晒时，硫化物分解了，分解的物质中有二氧化硫，二氧化硫易挥发，它透过黑纸把底片给弄坏了。

不管是哪种可能，实验肯定是做得不够细致，或实验者的设计有不周全之处，或许还有一些未曾料到的东西在起作用。这些因素使实验者走上了一条错误的道路。贝克勒尔并不盲从别人，他依据自己熟悉的铀盐性质，正确分析和理解了未经日晒产生的偶然效应，仔细地进行实验，正确地断定磷光或荧光物质与X射线无关，它们对黑纸内的底片无作用。

在比较之后，人们发现，在大家都得到彭加勒的“错误”启发时，一些人在这启发之下，沿着这错误的方向走了下去，所做的实验也为这错误提供了“证据”。独有贝克勒尔将“错误”只用于启发，在探索未知的东西时，不囿于原有的认识，认真实验，在看到偶然现象时，仔细分析，最终得到了正确的结论。

这里需要说明的是，铀射线与X射线虽然都是不可见的射线，都能使底片曝光，也都能使空气导电，但实际上它们有一些很不同的性质。例如，X射线可以轻而易举穿透障碍物，如人体、木板、薄墙等，而铀射线就差多了，只能穿透厚纸、薄铝片等。由于X射线的这种穿透本领，在相当长的一段时间内，人们一直对它抱有兴趣，它的穿透本领像魔术一样不可思议。X射线非常时髦，很多有钱的人掏腰包买一架X射线机，放在客厅展示。客人来了，有兴趣的话，可以照射一下，看看自己的优美体形，或看看那“美丽”的骨骼。还可以隔着皮革，看看自己包里的东西。甚至清朝的洋务大臣李鸿章在德国访问时，还做了照射X射线的检查，看看自己体内存留的弹片。

科学家们知道大众对X射线照射的奇妙景象只是看热闹，而贝克勒尔的发现要奇异得多。X射线是带电粒子打在管壁上产生的效应，铀发出的射线则不然，它是铀自发产生的，当时还不能找到产生这些射线的原因。特别是无须加热、日晒，铀可以经年累月地不停地放出射线、放出能量，但这辐射却对原来的物质（铀）似乎不产生任何影响。这真是个奇迹，可这究竟又是为什么呢？