X光知識在晚清的傳播

□郝秉鍵

X光與放射性、電子并稱19世紀(jì)末物理學(xué)“三大發(fā)現(xiàn)”，其問世揭開了物理學(xué)微觀研究的序幕，標(biāo)志著現(xiàn)代物理學(xué)的誕生。晚清時期，X光既作為一種電磁學(xué)知識，又物化為一種檢測設(shè)備（X光機）傳入中國，拓展了國人的視界，促進了近代化事業(yè)的發(fā)展。

X光是什么

X光是一種波長在0.01～10納米之間的電磁輻射形式，其發(fā)現(xiàn)源于對陰極射線的研究。1858年，德國物理學(xué)家普呂克爾（Julius Plücker）在觀察放電管中的放電現(xiàn)象時，發(fā)現(xiàn)正對陰極的管壁發(fā)出綠色的熒光，此即陰極射線。嗣后圍繞陰極射線的特質(zhì)問題，科學(xué)家們予以艱辛的探索。

1895年11月，德國物理學(xué)家倫琴（Wilhelm Conrad R?ntgen）在研究陰極射線時，偶然發(fā)現(xiàn)在真空放電管的近旁裝在不透光框內(nèi)的照相干板有感光現(xiàn)象，由是他推想管內(nèi)可能放射出一種目不能見但能穿透不透明體的光線。經(jīng)過多方實驗，這一推想得到證實。因其時不知此光之本體，倫琴稱之為X-ray（X光）。翌年初，倫琴公開演示了X光現(xiàn)象，物理學(xué)家阿爾伯特（Albert von K?llike）提議將其命名為倫琴射線。1901年，倫琴因此而獲得首屆諾貝爾物理學(xué)獎。對于這一重大發(fā)現(xiàn)，晚清書刊多有介紹。例如：赫士、朱葆琛譯述的《光學(xué)揭要》（1898年）述及X光的發(fā)現(xiàn)及其特質(zhì)，有謂：“雖名為光，亦關(guān)乎電，終難知其屬于何類，以其與光略近，故權(quán)名之為光?！备堤m雅、王季烈譯述的《通物電光》（1899年）則為晚清首部譯介X光的專著。至于報刊則更為及時地報道了這一新聞。

1896年3月，《萬國公報》報道了這一重大新聞，大略曰：

泰西光學(xué)博士倫琴最近發(fā)現(xiàn)一光，“能透過木質(zhì)及人畜之皮肉”。木骨之類如同金屬一樣不能透光，博士竟以“一木匣閉置銅模于內(nèi)，照以攝影鏡，模型畢露；又照人手足，只見骨而不見肉，誠不愧朗得根三字之姓?！逼浞▊魅電W地利首都維也納后，“經(jīng)諸博士博驗之下，以為與醫(yī)理大有關(guān)系，假如人身染有暗疾或金刀入肉，皆可昭晰無遺，惟今尚未能詳究，且亦不知其光之何自來也?！?/p>

同年5月，《益聞錄》也刊發(fā)了倫琴發(fā)現(xiàn)X光的訊息。倫琴發(fā)現(xiàn)X光時，為德國維爾茨堡大學(xué)校長。1899年，《知新報》報道了倫琴的學(xué)術(shù)動態(tài)，謂其精于電學(xué)和光學(xué)，自發(fā)現(xiàn)X射線后，名播五洲。同年，《中外日報》亦報道了X光的發(fā)現(xiàn)，謂此機“其光最奇，始行于美，傳布?xì)W洲，為醫(yī)家、關(guān)卡之妙器”。1903年，《新民叢報》以《X光線攝影發(fā)明家陸近》為題刊登了倫琴的照片。同年，《湖北學(xué)報》有文高度評價了這一發(fā)現(xiàn)，略謂：X射線為本世紀(jì)末物理學(xué)領(lǐng)域重大發(fā)現(xiàn)，“借此放散線，雖極不透明之物質(zhì)內(nèi)部，亦若嵌以無色透明之玻璃者然，得以任意觀測。《亞剌比亞一夜記》（《一千零一夜》）中，所謂珍聞奇事者，以此較之，殆皆不足言矣”。

◇《新民叢報》登載的倫琴像

X光的基本物理特性是能夠穿透不透明物體，舉凡木、布、紙和人體等密度較小的物質(zhì)皆能透過。晚清報刊多文闡述了這一特性，如《知新報》有文曰：若借此光照像，“其人之身體骨骼等，盡現(xiàn)于照片之上，纖細(xì)不能掩藏”。《嶺學(xué)報》有文曰：倫琴考求所得之X光線，“若以影相之法照人，則能透見肌骨”?！稌r務(wù)報》有文曰：凡目不能見之物，以X光攝之，“即能照出影”，“不獨身內(nèi)骨架之外形，易于見諸照相鏡內(nèi)，即較大不透光之上焦，亦能視見”。《格致新報》有文曰：X光“不僅能透柔軟之體，即堅凝如金石，厚不過一二分者，亦能透過。故照人體，無不見其肺肝”。《學(xué)報》也有文指出：“X光線有奇性，若以黑布包拍照所用干板，而置手于其上，以此映于X光線，則手之皮肉皆為此光線所透過，惟不能透骨，故手骨歷歷可見也?！薄墩憬薄酚形闹^X光具有如下特性：（1）貫通不透明體；（2）能感寫真干板；（3）能與氣體以導(dǎo)電性?！吨聢蟆酚形囊嘀赋鯴光“能見萬物，惟靜物則稍阻之，因靜物之內(nèi)多含金質(zhì)，金質(zhì)易于傳電，因而食之也”；“能放積電，因其為電光線，而能供給其對電也”。《大陸報》云：“X光線之閃輝，不過五寸至七寸，美國博士彼南新創(chuàng)一法，能使X光線發(fā)十二寸至十五寸之光，其光力透徹于物，甚為明亮?！?/p>

X光最初由X光球管發(fā)射產(chǎn)生。X光球管為梨形真空玻璃管，內(nèi)置鋁質(zhì)陰極板（Cathod）和鉑質(zhì)陽極板（Anode）各一，分別與感電機相連；另在陰極板斜側(cè)方置一鉑板，與感電機陽極相連，名曰“對陰極”（anti-cathod）?！巴姾螅躁帢O板上發(fā)生的電子，射到對陰極，沖擊的結(jié)果，使對陰極上射出X線?！薄吨型馊請蟆酚形氖銎錁?gòu)造曰：“竊考其器，蓋用附電圈，由真空而發(fā)電光。以鋁質(zhì)作凹形為出電極，以鉑質(zhì)作平圓板為入電極。電既通過，即發(fā)綠色光線，然人目網(wǎng)筋不能覺此光線，惟照相片可顯其形。若人目欲睹其物，必當(dāng)隔以鎢質(zhì)之板，而于是光軸乃能直行，始可于目中成一實相?！薄秾W(xué)報》也提及X光的生成方式：感應(yīng)電圈所發(fā)火星通于真空管，則“由管中玻璃面之一部發(fā)出一種目所不見之光線，是名X光線”?！陡裰滦聢蟆肥黾癤光的制造法曰：“用電線兩條，貫于蛋形玻璃管之兩頭；管內(nèi)無空氣，運機器以激動之，則電光即從線內(nèi)流出。大抵此光線跳動甚細(xì)，非他光可及，故能穿過極細(xì)微之隙?！薄犊茖W(xué)一斑》也有文介紹了X光球管的形制，大略曰：X光球管，“中似球形，蔽以黑布，外附短支管三個。二管通以陽電，一管通以陰電，而以熒光板對于陰極之前所，于是反映生輝，陰極發(fā)出一種之放射線，透過黑布，射于熒光板，而發(fā)青綠色之光。此光線為日光、碳光、電光并尋常紫色以外之光所不能有，即X光線也”。

從理論上講，X光是由于原子中的電子在能量相差懸殊的兩個能級之間的躍遷而產(chǎn)生的粒子流。因其波動頻率很高，動能很大，故具有很強的穿透性。X光透過物質(zhì)時，其強度會出現(xiàn)衰減，衰減程度既與物體的密度有關(guān)，也與其距離物體的遠近有關(guān)。與物體相距愈遠，物體的密度愈大，其衰減程度愈大，反之亦然?！犊茖W(xué)一斑》有文述及此理，大略曰：依倫琴之見，X光之穿透力系因電子互相振動而起。通電時，X光“因感應(yīng)而生極大之熱力，使彌漫于空中之以脫各微質(zhì)間起劇烈之振動，生波浪之狀，而直能向前進行。熱度愈增，振動愈多，其放射之光即愈強，能使密度稍松之物體，直貫通透明，不折回。故其透過物質(zhì)之力，關(guān)于物質(zhì)之密率，比重較大之物體，不能透明，比重較小之物體，能透明，然在各異二種金類，雖其厚薄與密率之乘積為相等，而其透過力不等。人之眼簾，不能感覺此光線，雖以目切近考器，亦絲毫無所感覺。攻其原因，亦因此光線透過物質(zhì)，不能折行或微有折行故也。而其前面所立之物體上，所現(xiàn)光之強弱為物體與電器之相距自乘數(shù)為反比例”。

這里指出X光的衰減規(guī)律：射線強度的衰減與物體的密度成正比，與距離的平方成反比?！陡裰滦聢蟆吩凇按饐枴敝幸彩黾癤光透射與物質(zhì)密度的關(guān)系，謂物質(zhì)透光各有等差，“骨之透光難于肉，五金透光又難于骨，因其質(zhì)點過密故也”。

X光用途的傳播

倫琴發(fā)現(xiàn)X光后不久，德國工程師雷諾茲（Russell Reynolds）依照其理率先制成X光機。作為一種新型查驗設(shè)備，X光機逐漸施諸醫(yī)療、安檢、生產(chǎn)等領(lǐng)域，產(chǎn)生了廣泛的社會影響。

在醫(yī)療領(lǐng)域，X光常用于人體透視檢查。1897年，《知新報》登載一則美國加州醫(yī)生利用X光檢查病癥的信息，言稱以此照射人身，“無微不見”。1898年，《嶺學(xué)報》刊載法國醫(yī)生利用X光胸透的消息，有曰：“數(shù)月以來，將此鏡照各少年人之上身前后，若其人有內(nèi)傷種者，詳視之下，一目了然。……若用此鏡照一平安人，其肺自上至下，可以透光，人之一呼一吸，亦可望見?！?/p>

1903年，《新民叢報》刊登德國醫(yī)家進行X光體檢的消息，有曰：以X光進行人體攝影，“凡臟腑、筋絡(luò)、骨髓中有何病狀，及有何物存在，皆能明細(xì)照澈”。同年，《萬國公報》有文稱X光驗病為“百年來醫(yī)學(xué)之進步”重大成就，“無論何物，此光皆能透過，惟有多少之分耳。……醫(yī)家近已多用此光，以搜求病源，或用以治病?！浜笕罩笥?，正未可量”。1904年，《商務(wù)報》有文介紹了X光透視程序：先將門窗緊閉，室內(nèi)不得有光，然后開動電機，即發(fā)射藍綠色光線，“張手臂于前，見骸骨盡露，光透皮肉，如透薄紙”。1906年，《理學(xué)雜志》亦刊載相類信息：“近德人發(fā)明一寫真器械，能寫映體內(nèi)諸機關(guān)，蓋此器械專以X光線為作用，故不惟體內(nèi)諸機關(guān)，得放大之?dāng)z影，即存于機關(guān)中之他物，亦得映出，今而后秦宮照膽，良非虛語。”

1909年，《東方雜志》載有利用X光判別真、假死的新聞：

近有人發(fā)明用X光線能判假死、真死之法。“其說謂全死者之身體，曝于X光線中，則其內(nèi)臟一一明了映出，有生命者之內(nèi)臟則朦朧而不能辨。蓋X光線所能映出者，為靜止之物體，微有運動，即難分明。是故生活之人，假令呼吸器等一時停止運動，而消化器依然運動不絕，則用X光線曝之，即現(xiàn)朦朧之狀。若系真死，則運動全止，自能明了映出矣。”

1910年，《協(xié)和報》更登載了X光機的改進情況，其透視性能更佳。其文曰：

（X光機發(fā)明之初）只能照其心之若何動，尚不能將人心搖蕩之形一一照出，更經(jīng)逐漸改易，現(xiàn)已能令人身纖維無隱。此技實于人身病癥，大有關(guān)系，醫(yī)學(xué)家為詳細(xì)研究之。

在緝私領(lǐng)域，X光被用于檢查過往貨物、客商，以防透漏稅款，夾帶違禁物品。《知新報》載：法國海關(guān)借X光“照驗來往行李貨物，窺幽察隱，一覽無遺”?！独韺W(xué)雜志》也介紹這一情況曰：法國政府除了用X光機查驗郵件外，還用X光檢查外國進港船客，“凡船客全身照以光線，則真?zhèn)萎吢?，不能藏一物。用此法既不須解脫衣服，又不須分別貴賤，所有船客皆使立于透徹力銳敏之檢查精鏡前，為時不久，措置亦易。……由此觀之，各國茍以此等機械用之稅關(guān)及郵政局中，雖極細(xì)物不能偷漏。逋稅之事，可以絕矣”。《知新報》還刊載了法國利用X光查禁“藥品”之事：

自有叉光之妙法出，其用日新月異，藉以治病，絕大奇功。而事之最奇者，有一少婦，被叉光照其下體，女子初猶未覺，因其私藏一玻璃瓶，內(nèi)滿載犯禁藥水，自以為無人能察，但一經(jīng)叉光照之，即將裙內(nèi)衣物，逐層發(fā)露，竟顯出玻璃瓶一具。此婦人有意私帶此犯禁物，入法國巴黎城內(nèi)，及被捉獲，猶愕然不解其故，不知關(guān)吏久疑婦女走漏，但苦無善法搜查，蓋婦女當(dāng)避嫌疑，斷不輕許他人盤搜其身，自得叉光之后，即能發(fā)奸摘伏，誠妙用矣。

《畫圖日報》所載《透骨電光治謊之妙用》，其注文曰：某西女欲以X光機查驗心病，謊稱家貧，乞免醫(yī)費。醫(yī)生慨然允諾，不意一經(jīng)照驗，“驚見婦人腰間袋內(nèi)有二十元之金錢兩枚，蓋凡金類，光不能透入故也”。由是揭穿其謊言。

◇《畫圖日報》所載《透骨光治謊之妙用》

因X光具有良好的透視效果，故有人借以觀察不為肉眼所能看到的物質(zhì)組織“細(xì)節(jié)”?！吨聢蟆份d：西人有利用X光照射雞鴨蛋，以“辨其能生蛋與否者”。當(dāng)其購買雞鴨時，“必攜射光機器，能生蛋者留之，否則售之于市”。《大陸報》載：法國里昂蠶絲研究所利用X光來判別蠶之性別，“其法以X光線照其蠶影于磷光板，該絲若為雄，則磷光板依X光線之感動而暗放磷光；若為雌絲則不然，胚胎于雌蛹體內(nèi)之蠶卵，必遮斷X光線而現(xiàn)其暗影于磷光板。故得因此暗影之有無，而識別蠶絲之雌雄也”。

X光不僅具有透視特性，而且具有變色功能?！缎旅駞矆蟆份d：美國醫(yī)生“用X光線治癌腫患時，發(fā)見用X光線可使白發(fā)復(fù)返為玄色”。芝加哥X光研究所“考出X光線之作用，能變金剛石之顏色。凡金剛石，以一種白色，玲瓏如冰塊者，其價值為最貴，然用X光線，能使帶黃色之金剛石變?yōu)榧儼?，寶石商多欲傳授其秘法”?/p>

此外，X光也被應(yīng)用于生產(chǎn)領(lǐng)域?！缎旅駞矆蟆穲蟮懒嗣绹肵光制革的信息：“近頃美國利用X光線制革，舊式須用四月手工者，新法僅四日可成，制造費可減去四分之三，制革所設(shè)立費可減去四分之一。從來X光線只應(yīng)用于醫(yī)學(xué)界，用于產(chǎn)業(yè)界者，此為嚆矢?！薄吨聢蟆穲蟮溃悍▏藙?chuàng)一新法，借X光之力印字畫圖書，“其紙先染藥水，不論多少張數(shù)，疊為一堆，可同一時直印至底”。

X光雖給人類生產(chǎn)生活帶來了不少便利，但科學(xué)家們很快發(fā)現(xiàn)這種光線有損人體健康。對此，晚清期刊也予以報道。1903年8月，《萬國公報》有文介紹了X光的危害：“其光用之時久，或距皮膚過近，亦足以傷人。近來失事者，已有所聞，其中亦有致命者?！?907年，《萬國公報》有文再次論及X射線的危害：“有人試驗愛克司射光，頗有妨礙于動植物之生長，故小兒用此光者，不可于患處之外，波及全身，且不得過若干分時?！?/p>

X光機的傳入

X光知識在華傳播的同時，國人也逐漸目睹和體驗了這一科技產(chǎn)品的奇效。就筆者所見，李鴻章可能是首位進行X光體檢的中國人。1895年，李氏在日本馬關(guān)議定和約時曾遭槍擊，性命雖得保全，但彈頭留于面頰，未能取出。翌年他奉命出使歐美，行抵柏林時聞知X光技術(shù)，乃“延攝其面影，即見槍子一顆存于左目之下，絲毫畢現(xiàn)”。1901年，醇親王載灃出使德國，在參觀西門子公司時，看到“電光照物機”一具，“映之以手，掌骨指骨宛在目前”。

◇《點石齋畫報》所刊《寶鏡神奇》

據(jù)記載，1897年已有人將X光機引入中國。是年12月，《點石齋畫報》以《寶鏡神奇》為題報道了蘇州博習(xí)醫(yī)院引進X光機的消息：

蘇垣天賜莊博習(xí)醫(yī)院醫(yī)生柏樂文，聞美國新出一種寶鏡，可以照人臟腑，因不惜千金購進至蘇。其鏡長尺許，形式長圓。一經(jīng)鑒照，無論何人心肺腎腸，昭然若揭。蘇人少見多怪，趨而往觀者甚眾。該醫(yī)生自得此鏡，視人疾病，即知患之所在，以藥投之，無不沉疴立起。以名醫(yī)而又得寶鏡，從此肺肝如見，藥石有靈，借批光明同登仁壽，其造福于三吳士庶者非淺。語云：欲善其事，必先利其器。西醫(yī)精益求精，絕不師心自用，如此宜其計之進而益上也。

柏樂文（William Hector Park），美國監(jiān)理公會傳教醫(yī)生。1882年，抵蘇州，參與籌建蘇州博習(xí)醫(yī)院。1887-1917年任博習(xí)醫(yī)院院長。在他的主持下，博習(xí)醫(yī)院引進了西醫(yī)最新技術(shù)和醫(yī)療方法。其所繪X光機圖形雖有想象的成分，不夠真實，但據(jù)說是“中國最早的一臺X光診斷機”。

1899年8月，上海嘉永軒主人從歐洲購置一臺X光機，并在上海《昌言報》館當(dāng)眾演示。這一新聞在1899年8月30日的《中外日報》得以報道：“嘉永軒主人嫻心格致，精于光學(xué)，今由歐洲運來愛格司射光鏡一具，特假《昌言報》館演試，以供眾覽。茲承主人折柬相邀，撥冗往觀，果為奇特。無論人身骨肉，以及竹木紙布內(nèi)藏什物，照之無不毫絲畢露，狀如玻璃，洵為見所末見也。講求光學(xué)者，盍亟往觀，以為探求格致之一助?！眱扇蘸螅吨型馊請蟆酚謱光的發(fā)明及其功用進行評述，有謂：X光之名，“我華人嫻于耳，熟于口，而未嘗接于目也。今本埠有華人格致之士，試驗此光器機，有志光學(xué)之士，大可講求其故，引而伸之，另制新器，以勸工藝，豈不甚善”！

資料顯示，晚清X光機的引入并不似其知識理念的傳播那樣迅速、廣泛，其時購置X光機者大體限于東部地區(qū)。除了蘇州博習(xí)醫(yī)院，20世紀(jì)初廣州博濟醫(yī)院和杭州廣濟醫(yī)院也引進X光機，為到院的病人提供檢查。1904年，江蘇吳縣知縣李超瓊與蘇州知府許子原曾在蘇州博習(xí)醫(yī)院參觀X光機，并親身接受透視檢驗：“以鏡窺胸前，雖裘服數(shù)重，直見臟腑，雖未了了，而心肝畢露，且見跳躍之影。”據(jù)《北洋官報》報道，1908年“北洋醫(yī)院不日將試驗透骨鏡。據(jù)言，該鏡演法須在暗室內(nèi)，用藥水燃燈以照人手，即能洞見云?！?909年，開灤醫(yī)院英籍大夫康特（H.B.Kent）曾獲贈一臺手提式小型X光機。

X光知識及器械的傳入，引發(fā)國人的好奇心。有人曾向《格致新報》詢問其究屬何物，《格致新報》解答曰：“自透骨電光創(chuàng)行以來，考其性質(zhì)者，踵接肩隨。英人特聚翰苑數(shù)十人，聯(lián)成一會，相與研究，然尚未得其底蘊，故名之曰X-Ray。X，算法中不知之記；Ray，光也。大抵其光之遲速，由于動數(shù)之多寡，乃別一種能透物之電也。”1909年6月，兩江總督端方在南京主辦南洋醫(yī)科考試時，有一道考題就跟X光相關(guān)：“聞扁鵲能洞見五臟癥結(jié)，世以為怪。近日X光鏡，照人洞達表里，惟金類不能透，西醫(yī)以為取子彈之用，然其照五臟亦略有微影，能研究其功用以之治他病否?”

總之，19世紀(jì)末20世紀(jì)初，X光知識及器械已作為“奇聞”和“奇器”而傳入中國，向國人提供了一種新的觀察身體的方式，展示了近代西方科技的進步。時人在體味這一新發(fā)明的同時，也將從中獲得的美感形諸詩詞中：“扁鵲真能見五臟，至今方法少長桑。燈芒綠映胸中亮，金鐵何因阻電光?”