Warto przybliżyć sylwetkę Wilhelma Conrada Roentgena, ponieważ ten skromny i niezwykle pracowity uczony przyczynił się swym odkryciem do przełomu w medycynie. Dziś nie wyobrażamy sobie lecznictwa bez urządzeń diagnostycznych opartych na promieniowaniu rentgenowskim.

A ich początki „tkwią w kawałku papieru pokrytym fluorescencyjnym materiałem, leżącym przypadkiem w laboratorium Roentgena w momencie, gdy włączył dopływ prądu do rury Crookesa” (Krótka historia medycyny, Meyer Friedman i Gerald W. Friedland).

Pisząc ten artykuł, korzystałam z cytowanej powyżej książki, z Wikipedii oraz z publikacji pt. „Chemia ogólna” Zygmunta Kozłowskiego.

Uczony w swoim laboratorium
Uczony w swoim laboratorium. „Krótka historia medycyny”, M. Friedman, G. W. Friedland.

Wilhelm Conrad Roentgen urodził się 27 III 1845 r. w Lennep (ob. dzielnica miasta Remscheid w Nadrenii Północnej-Westfalii). Kto wie, jakby potoczyła się droga życiowa Wilhelma Roentgena, gdyby nie pewne zdarzenie z czasu, kiedy był uczniem gimnazjum. Pewnego dnia dyrektor szkoły, do której uczęszczał siedemnastoletni Wilhelm, zmusił go, by wyjawił, kto jest autorem karykatury przedstawiającej jednego z nauczycieli. Uczeń, który stawiał honor ponad wszystko, odmówił podania nazwiska swego kolegi. Za karę został skreślony z listy uczniów. Otrzymał jednocześnie zakaz podejmowania nauki w jakimkolwiek niemieckim oraz holenderskim gimnazjum. W związku z tym nie mógł zdawać egzaminu maturalnego, a to zamykało mu drogę do dalszego kształcenia się, zarówno w Niemczech, jak i w Holandii. Dlatego w 1865 r. młody Wilhelm wybrał politechnikę w Zurychu, gdzie nie wymagano świadectwa maturalnego. Uczęszczał tam głównie na zajęcia z mechaniki i inżynierii. Wtedy to, podczas projektowania i konstruowania różnych przyrządów, zwrócił uwagę dr. Augusta Kundta, jednego z najznakomitszych fizyków teoretycznych w Europie. W czasie zajęć Roentgen konstruował instrumenty miernicze, które „wykrywały i mierzyły różne zjawiska fizyczne potwierdzone przez Kundta”.

dr August Kundt
Dr August Kundt. Wikipedia.

To właśnie za namową swego mentora Roentgen porzucił plany kariery inżyniera mechanika (choć taki tytuł uzyskał wraz z ukończeniem studiów) i przyjął posadę jego asystenta na swej Alma Mater. Jednocześnie podjął studia doktoranckie z zakresu fizyki (w 1869 r. obronił pracę doktorską). W kolejnych latach Roentgen zmieniał miejsca pracy, a tym samym zamieszkania, z uwagi na zmiany miejsca zatrudnienia dr. Kundta. Tak w 1870 r. podjął pracę na uniwersytecie w Würzburgu, a dwa lata później w Strasburgu. W 1874 r. zatrudniono go na tamtejszej uczelni w charakterze wykładowcy; w 1876 r. otrzymał tytuł profesora uczelnianego. Trzy lata później rozstał się z jednak Kundtem, by objąć stanowisko profesora na uniwersytecie w Giessen.

Wcześniej, bo w 1872 r., ożenił się z Berthą Ludwig – szczupłą, atrakcyjną i jak na tamte czasy całkiem dobrze wykształconą kobietą, córką zamożnego właściciela gospody. Berta była sześć lat starsza od swego wybranka i cierpiała na „sporadycznie, ale przeciągające się ataki choroby psychosomatycznej”. Choroba ta nie pozwalała jej na udział w życiu towarzyskim, co akurat Roentgenowi nie przeszkadzało. Sytuacja finansowa Roentgenów pozwalała na zatrudnienie kucharki, służącej i gosposi, dzięki czemu Bertha bez trudu radziła sobie z codziennymi obowiązkami. I co ciekawe, chociaż przez całe życie zmagała się z ową chorobą, w ostatnich latach życia musiała codziennie przyjmować zastrzyki z morfiny, zmarła dopiero w wieku osiemdziesięciu lat. Z tej racji, że Roentgenowie nie doczekali się własnego potomka; po kilku latach pożycia adoptowali bratanicę Berthy, która nosiła to samo imię, co jej przybrana matka. W 1888 r. rodzina Roentgenów wyjechała z Giessen; Wilhelm przyjął posadę profesora fizyki teoretycznej na uniwersytecie w Würzburgu.

Trzeba dodać, że Roentgen nie był dobrym wykładowcą. Z powodu stresu, jaki odczuwał w czasie publicznych wystąpień, gubił się w swych wypowiedziach, tracił wątek. Nie potrafił przekazywać wiedzy. Do tego nie należał do profesorów lubianych przez studentów, chociażby dlatego, że  stwarzał dystans pomiędzy sobą a nimi, był nieustępliwy oraz stawiał im wysokie wymagania. Nie przyciągał też do siebie młodych fizyków, którzy mogliby zostać jego uczniami.

Roentgen wiele godzin poświęcał pracy w laboratorium. Początkowo wykonywał różne eksperymenty, które polegały na pomiarach zmian fizycznych, jakie następowały w różnych substancjach poddawanych „zmianom barometrycznym, oświetleniowym i elektrycznym”.

Zdjęcie rentgenowskie kości ręki
Zdjęcie rentgenowskie kości ręki. „Diagnostyka radiologiczna w nagłych przypadkach i pomocy doraźnej”, N. Raby, L. Berman, G. de Lacey.

Rozgłos i uznanie zapewniło mu dopiero odkrycie promieni X, nazwanych od jego nazwiska promieniowaniem rentgenowskim. W 1895 r. otrzymał od innego uczonego, Philipa Lenarda, przerobioną przez niego tzw. rurę Crookesa. Urządzenie to zostało skonstruowane (w II poł. XIX w.) przez sir Williama Crookesa. Miało początkowo postać szklanego cylindra, w którym panowała próżnia, a na dwóch jego końcach znajdowały się elektrody podłączone do baterii akumulatorów zapewniających wysokie napięcie. Pod wpływem napięcia „elektrony wybite z katody migrowały w stronę anody”.

W listopadzie 1895 r. Roentgen powtórzył eksperyment Lenarda, który zwrócił uwagę na to (ale nie zbadał przyczyny tajemniczego zjawiska), że leżące obok rury kawałki papieru pokryte solami tetracyjanoplatynianu barowego, zaczynają świecić po podłączeniu napięcia do rury. Rura po ulepszeniu przez Lenarda miała niewielki otwór (przez który „uciekały promienie katodowe”) zasłonięty aluminiową blaszką. Roentgen, podobnie, jak Lenard, położył obok niej arkusz papieru pokryty kryształkami tetracyjanoplatynianu baru (służący do celów fotograficznych). Roentgen postanowił sprawdzić, czy okienko jest jedyną drogą wydostawania się z rury promieni katodowych. Rurę przykrył starannie czarnym pudłem kartonowym, a wszystkie okna w laboratorium szczelnie zasłonił. Dodatkowy arkusz takiegoż samego papieru położył ponad metr od rury. Za każdym razem, jak uczony włączał prąd, dochodziło do fluorescencji tegoż dodatkowego arkusza. Zielona poświata znikała z chwilą wyłączenia prądu. Teraz naukowiec zaczął zastanawiać się nad przyczyną fluorescencji. Zdawał sobie sprawę, że promienie katodowe nie wywołują tego zjawiska, gdyż w powietrzu nie przechodzą dalej niż kilkanaście centymetrów. Nawet jak odsuwał  arkusz coraz dalej od rury, ten nadal świecił. Dlatego Roentgen podejrzewał, iż ma do czynienia z nowym rodzajem promieniowania elektromagnetycznego, które nazwał promieniami X.

Zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej
Zdjęcie rentgenowskie klatki piersiowej. „Diagnostyka radiologiczna w nagłych przypadkach i pomocy doraźnej”, N. Raby, L. Berman, G. de Lacey.

Jego laboratorium znajdowało się w tym samym budynku, w którym mieszkał. Jeszcze tego samego wieczoru, kiedy dokonał odkrycia, umieścił pomiędzy rurą a ekranem (arkuszem) talię kart. Tajemnicze promienie przenikały przez różne przeszkody. Dopiero ołów okazał się barierą nie do pokonania; inne metale pochłaniały promieniowanie w różnym stopniu. W pewnym momencie na arkuszu ustawił drewnianą szkatułkę z metalowymi odważnikami. Na papierze uzyskał obraz samych odważników otoczonych cieniem pojemnika z drewna.

W grudniu Roentgen wykonał kolejny eksperyment. Tym razem wziął do ręki ołowianą rurkę, którą trzymał na tle płytki fotograficznej umieszczonej w drewnianej kasetce. Uzyskany efekt zaskoczył go. Zobaczył obraz kości swoich palców na tle cienia rurki ołowianej. Doszedł do wniosku, iż jest to zjawisko „nieziemskie i prawdziwie mistyczne”. Wkrótce postanowił zademonstrować ów eksperyment swej żonie. Po kolacji zaprosił ją do laboratorium. Jego dobry nastrój wprawił Berthę także w zadowolenie. Podobno była to pierwsza jej wizyta w laboratorium męża. Ten zaś polecił jej położyć rękę na kasetce z płytką fotograficzną. Bezpośrednio nad ręką Berthy umieścił rurę Crookesa. Zaraz potem wywołał płytkę. Żona doznała szoku, widząc kości swej ręki na papierze fotograficznym. „O mój Boże, patrzę na własne kości. Wydaje mi się, jak gdybym patrzyła na własną śmierć” – powiedziała .

Roentgen wpadł w panikę. Uświadomił sobie, że równie dobrze inny naukowiec mógłby, niezależnie od niego, odkryć ten sam rodzaj promieniowania i wcześniej od niego opublikować wyniki swych badań. Wtedy nie on byłby uznany za odkrywcę nowego – i jak sądził epokowego – zjawiska. Dlatego postanowił na razie utrzymywać w tajemnicy, czym zajmuje się w laboratorium. Nikogo tam nie wpuszczał poza dozorcą. Pracował tam codziennie przez wiele godzin kosztem posiłków i snu. Postanowił jak najszybciej zakończyć swoje badania i opracować raport do publikacji. Nie zdążył tego uczynić przed grudniowym zebraniem miejscowego Towarzystwa Fizykalno-Lekarskiego.

Raport zatytułowany „O nowym rodzaju promieniowania. Uwagi wstępne”, opatrzony zdjęciem ręki swej żony, wręczył sekretarzowi tegoż towarzystwa 28 XII 1895 r. Sekretarz początkowo odmówił publikacji w najbliższym numerze czasopisma wydawanego przez to towarzystwo, gdyż wyniki badań w nim zawarte nie zostały przedstawione w czasie grudniowego zebrania. Kiedy jednak zapoznał się z jego treścią, zdał sobie sprawę z wagi odkrycia dokonanego przez Roentgena, dlatego szybko zmienił zdanie.

Dyfrakcja promieni X po przejściu przez cieniutką folię złota
Dyfrakcja promieni X po przejściu przez cieniutką folię złota. „Chemia Ogólna” Z. Kozłowski

Autor raportu na własny koszt zamówił wydruk kilku reprintów i rozesłał je (wraz ze zdjęciem ręki żony) do sześciu ówcześnie największych fizyków europejskich. Dzięki prof. Franzowi Exnerowi (z uniwersytetu w Wiedniu) artykuł wraz ze słynnym zdjęciem trafił do wiedeńskiej prasy już 5 stycznia 1896 r. Dzień później opublikowała go gazeta „London Chronicle”. Dzięki temu wkrótce niemal cały świat dowiedział się o odkryciu Wilhelma Roentgena. Ponadto świat medyczny, dzięki sugestiom dziennikarzy, uświadomił sobie, że zyskał w ten sposób nowe narzędzie diagnostyczne.

Niestety, nikt początkowo nie zdawał sobie sprawy ze szkodliwości promieniowania, dlatego już w pierwszej połowie 1896 r. zaczęły powstawać w różnych miastach liczne punkty, w których ludzie dla rozrywki mogli uzyskać zdjęcie rentgenowskie swego ciała. Ponadto fizycy z Wielkiej Brytanii, jak i w Stanach Zjednoczonych (gdzie rury Crookesa stanowiły podstawowe wyposażenie laboratoriów), zaczęli wykorzystywać promieniowanie X do lokalizowania różnych przedmiotów, które uwięzły w ludzkim ciele (np. amunicja).

Już w grudniu 1896 r. wykorzystano zdjęcie rentgenowskie jako materiał dowodowy w procesie sądowym, jaki wytoczył pacjent lekarzowi w Stanach Zjednoczonych. Lekarz ten zalecił wykonywanie różnych ćwiczeń pacjentowi, który doznał kontuzji kończyny dolnej na skutek upadku z wysokości. Kiedy ćwiczenia te nasiliły ból, pacjent wykonał zdjęcie rentgenowskie. Wykazało ono przemieszczenie się odłamka kostnego, do czego zapewne doszło na skutek zaleconych ćwiczeń. Pacjent ów wygrał sprawę sądową.

Nawet niemiecka para cesarska wkrótce zainteresowała się odkryciem dokonanym przez Roentgena i zaprosiła go na dwór w Poczdamie, by zademonstrował swój eksperyment. Od cesarza Wilhelma II uczony otrzymał pruski Order Królewski Korony II Klasy.

Dyfrakcja promieni X na węzłach sieci krystalicznych
Dyfrakcja promieni X na węzłach sieci krystalicznych. L 1 i L 2 – przesłony wyginające wiązkę promieniowania. „Chemia Ogólna”, Z. Kozłowski.

23 I 1896 r. badacz wygłosił referat na temat swego odkrycia na zebraniu Towarzystwa Fizykalno-Lekarskiego w Würzburgu. Jednym z gości był Albert von Kolliker, urodzony w Zurychu, szanowany anatom i fizjolog, który zgodził się wziąć udział w publicznym pokazie przeprowadzanym przez Roentgena. Pozwolił sobie prześwietlić rękę.

Z powodów, jakie przytoczyłam wcześniej, Wilhelm Roentgen unikał publicznych wystąpień, do czego był zachęcany wielokrotnie po swym odkryciu. Podobnież odmawiał wywiadów prasie. W marcu 1896 r. opublikował drugi raport dotyczący promieniowania X w tym samym czasopiśmie, co poprzedni. W swoim ostatnim artykule poświęconym temu zagadnieniu przyznawał, iż jest przekonany o elektromagnetycznej naturze odkrytego przez siebie promieniowania. Jednak nie jest w stanie tego udowodnić, jak również dowieść zjawiska dyfrakcji, czyli ugięcia tegoż promieniowania w czasie przechodzenia przez kryształ (na węzłach sieci krystalicznej). To zjawisko zostało odkryte siedemnaście lat później przez Maxa von Laue, za co ten uczony otrzymał Nagrodę Nobla.

Zresztą tę najbardziej prestiżową nagrodę, w dziedzinie fizyki, jako pierwszy otrzymał właśnie Wilhelm Roentgen w 1901 r. Zapewne zaskoczył wtedy króla Szwecji tym, że w czasie uroczystości wręczenia tej nagrody, nie wygłosił żadnego przemówienia. Całą otrzymaną wówczas kwotę przekazał uniwersytetowi w Würzburgu.

Albert von Kolliker
Albert von Kolliker. Wikipedia.

Wkrótce po tym wydarzeniu opuścił Würzburg; król Bawarii mianował go dyrektorem Instytutu Fizyki Uniwersytetu Monachijskiego.

Za swoje odkrycie otrzymał wiele różnych odznaczeń (np. Order Zasługi Cywilnej Korony Bawarskiej), nagrody, medale, honorowe członkostwa różnych towarzystw naukowych w różnych krajach. Przyznano mu w sumie ponad pięćdziesiąt doktoratów honoris causa. Na Uniwersytecie Monachijskim bardziej zajmował się pracą administracyjną niż naukową. Wygłaszał również wykłady z fizyki dla studentów, którzy traktowali je jako nudne i monotonne. Wakacje spędzał ze swą żoną w Szwajcarii.

Jego uporządkowany świat skończył się wraz z wybuchem I wojny światowej. Od samego początku uczony wątpił w zwycięstwo Niemiec w tej wojnie. W 1919 r. zmarła jego żona, co dla siedemdziesięcioletniego uczonego było wielkim ciosem. Czuł się do tego stopnia samotny, że często siadał przed zdjęciem Berthy i czytał na głos listy, które pisała do niego przed laty, a także listy od różnych znajomych. W ten sposób ożywiał różne wspomnienia z przeszłości. Utrzymywał kontakt korespondencyjny z wdową po swoim przyjacielu, Leonardzie Boveri. Była ona wtedy jedyną osobą, przed którą mógł się otworzyć. Nieraz chadzał na samotne spacery. Rok później przeszedł na emeryturę. Nadal jeszcze otrzymywał dyplomy i medale.

Pod koniec 1922 r. uczony poważnie zachorował. Miał przeczucie, że zbliża się jego kres. Zmarł 10 II 1923 r. Pochowano go w rodzinnym grobie w Giessen, gdzie spędził najszczęśliwsze lata swego życia.

W 2004 r. upamiętniono tego uczonego, nadając nazwę Roentgen pierwiastkowi o liczbie atomowej 111.

Wilhelma Roentgena uważa się za najbardziej uczciwego i prostolinijnego naukowca na świecie.

Maria Sadurska

 


Discover more from Gdańsk Strefa Prestiżu

Subscribe to get the latest posts to your email.

Dodaj opinię lub komentarz.