1894年，威廉•康拉德•伦琴升任德国维尔茨堡大学总长，即旧时综合大学的校长。
那时的他已经年近半百，先后发表了多篇学术论文，在数所大学任过教，也算是功成名就了。
但他总觉得，与孔特等物理学大家相比，自己还缺少具有开创性和影响力的研究成果。
这让他有一种深深的危机感，所以把更多的时间都花在了实验室。
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1895年11月8日傍晚，维尔茨堡大学的实验室内一片安静，老师和学生们都走了，只有伦琴依旧在进行着科学实验，内容是当时学术圈讨论最热烈的阴极射线。
为了避免外界光线的干扰，能够更仔细地观察克鲁克斯管的放电现象，他关闭了屋内的光源，用黑纸板把管子套了起来，然后用视力受损的眼睛费劲地看着。
忽然，他发现附近一块涂了氰亚铂酸钡(一种化学物质)的纸板出现了一些微弱的荧光。
他确信这个现象绝不是阴极射线造成的，因为它只能穿透几厘米厚的空气。
由此伦琴断定存在着一种新的肉眼看不到的射线，他十分兴奋，并进行了反复的研究。
伦琴努力地捕捉着这种射线，并且对它有了更多的了解。
他发现这种未知的射线容易透过纸、木头等密度小的物质，但无法穿透密度大的物体，而且铅可以阻挡这种射线。
他把自己的手掌放了进去，发现纸板上出现了自己手掌骨骼的模糊图像，就像是几根黑糊糊的干树枝，这也是人类第一次能够透过血肉观察自己的身体构造。
伦琴彻底进入了亢奋的工作状态，连续几周吃住都在实验室里，偶然间他还发现这种射线能够让照相底板显影。
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当妻子很久没有见到丈夫、放心不下追到了实验室时，伦琴抓起妻子的手，拍下了那幅此后经常在教科书和博物馆展出的照片——世界上第一张人类活体骨骼的照片，上面还套着一枚象征爱情的戒指。
妻子惊讶地问道：“这是怎么回事?”
伦琴说：“这是一种穿透力很强的新射线作用的结果。”
妻子又接着问：“这种新射线叫什么名字?”
伦琴摇了摇头回答说：“不知道，它是一个未知数，就叫它X射线吧。”
随后，伦琴在照相底片上用钢笔写上了拍摄日期——1895 年12 月22 日。
这一天，也被人们视为放射科的诞生日。
机遇总是垂青有准备的人，这用来概括伦琴发现X射线的过程，那是再贴切不过了。
在此之前，至少有两位科学家与这一发现擦肩而过。
一位是英国科学家克鲁克斯，他在拍摄真空管放电现象时，发现感光玻璃板总会提前曝光而失效，随后他就放弃了拍摄。
另一位是美国的古德斯皮都教授，他拍摄时发现照片很模糊，嘟囔了几句“哪儿跑光了”也就算了。
其实，伦琴的实验证明，正是X射线令感光玻璃板提前曝光，使得拍摄无法顺利完成。
如果两位科学家抓住这一反常现象深入研究，或许早就能发现这种射线。
但最终还是拥有着敏锐的观察力、科学的预见力、准确的判断力、高超的实验力的伦琴，抓住了这一契机。
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1895 年12 月28 日，伦琴用《一种新的射线——初步报告》这个题目，向维尔茨堡物理学医学协会作了报告，宣布他发现了X射线，阐述这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。
1896年1月4日，柏林物理学会成立50周年纪念展览会上展出X射线照片;
翌日，维也纳一家报纸率先刊登了这一重要科技新闻，尔后世界各大媒体纷纷报道，立即引起了强烈的反响。
他的论文《初步报告》被翻译成多个语种，3个月内印刷了5次，一时间洛阳纸贵。
1896年1月中旬，伦琴应邀走进德国皇宫，当着威廉二世和王公大臣们的面，做了X射线的演示。
德皇对这一发现高度赞许，邀请他共进晚餐，并授予他二级宝冠勋章和勋位，并给予了准许在波茨坦桥旁为他建立塑像的荣誉。
1月23日，他在公开场合进行了唯一的一次关于X射线的公开演示，现场为年近八旬的解剖学教授克利克拍摄了右手骨骼的X射线照片。
兴奋的克利克教授提议以“伦琴射线”来命名，但伦琴谦虚地拒绝了。
他说：“假如没有前人的卓越研究，我发现X射线是很难实现的”。
此后，他再也未在公开场合做过这方面的演讲。
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X射线这种实用性很强的成果，马上被世界各地的医生们以超乎想象的速度运用到临床实践之中。
很快，医生们就用它来诊断骨骼的病理异常、发现遗留在体内的针或弹头，很多病人的生命得到了挽救。
据记载，美国教会在中国苏州创办的博习医院，早在1897年就引进了X光机，这也可以说明这一发现的影响力之大。
当然，早期的X射线治疗中也存在着辐射剂量过大的问题。
直到今天，X射线依然广泛运用于我们的生活之中，如拍摄透视图、攻击恶性肿瘤，乃至地铁站的安检仪，但变得更加安全和高效。
1901年，以“炸药大王”诺贝尔命名的诺贝尔奖展开了首次评选。
评奖委员会认为，X射线具有重大的影响力和广泛应用性，最终把第一个物理学奖颁给了伦琴。
伦琴虽然前往瑞典斯德哥尔摩领奖，但他拒绝在颁奖大会上致辞，回德国后他很快宣布把所得奖金全部捐献给维尔茨堡大学。
在慕尼黑大学举办的庆功会上，他只作了一个简短的发言：
“对科学家来说，最大的快乐是，无论对什么问题，都不拘泥于偏见，自由自在地继续进行研究。对研究者来说，没有比问题得到解答时的心满意足更令他喜悦了。无论外界怎样承认或夸奖都比不上它。”