X光知识在晚清的传播

□郝秉键

X光与放射性、电子并称19世纪末物理学“三大发现”，其问世揭开了物理学微观研究的序幕，标志着现代物理学的诞生。晚清时期，X光既作为一种电磁学知识，又物化为一种检测设备（X光机）传入中国，拓展了国人的视界，促进了近代化事业的发展。

X光是什么

X光是一种波长在0.01～10纳米之间的电磁辐射形式，其发现源于对阴极射线的研究。1858年，德国物理学家普吕克尔（Julius Plücker）在观察放电管中的放电现象时，发现正对阴极的管壁发出绿色的荧光，此即阴极射线。嗣后围绕阴极射线的特质问题，科学家们予以艰辛的探索。

1895年11月，德国物理学家伦琴（Wilhelm Conrad Röntgen）在研究阴极射线时，偶然发现在真空放电管的近旁装在不透光框内的照相干板有感光现象，由是他推想管内可能放射出一种目不能见但能穿透不透明体的光线。经过多方实验，这一推想得到证实。因其时不知此光之本体，伦琴称之为X-ray（X光）。翌年初，伦琴公开演示了X光现象，物理学家阿尔伯特（Albert von Köllike）提议将其命名为伦琴射线。1901年，伦琴因此而获得首届诺贝尔物理学奖。对于这一重大发现，晚清书刊多有介绍。例如：赫士、朱葆琛译述的《光学揭要》（1898年）述及X光的发现及其特质，有谓：“虽名为光，亦关乎电，终难知其属于何类，以其与光略近，故权名之为光。”傅兰雅、王季烈译述的《通物电光》（1899年）则为晚清首部译介X光的专著。至于报刊则更为及时地报道了这一新闻。

1896年3月，《万国公报》报道了这一重大新闻，大略曰：

泰西光学博士伦琴最近发现一光，“能透过木质及人畜之皮肉”。木骨之类如同金属一样不能透光，博士竟以“一木匣闭置铜模于内，照以摄影镜，模型毕露；又照人手足，只见骨而不见肉，诚不愧朗得根三字之姓。”其法传入奥地利首都维也纳后，“经诸博士博验之下，以为与医理大有关系，假如人身染有暗疾或金刀入肉，皆可昭晰无遗，惟今尚未能详究，且亦不知其光之何自来也。”

同年5月，《益闻录》也刊发了伦琴发现X光的讯息。伦琴发现X光时，为德国维尔茨堡大学校长。1899年，《知新报》报道了伦琴的学术动态，谓其精于电学和光学，自发现X射线后，名播五洲。同年，《中外日报》亦报道了X光的发现，谓此机“其光最奇，始行于美，传布欧洲，为医家、关卡之妙器”。1903年，《新民丛报》以《X光线摄影发明家陆近》为题刊登了伦琴的照片。同年，《湖北学报》有文高度评价了这一发现，略谓：X射线为本世纪末物理学领域重大发现，“借此放散线，虽极不透明之物质内部，亦若嵌以无色透明之玻璃者然，得以任意观测。《亚剌比亚一夜记》（《一千零一夜》）中，所谓珍闻奇事者，以此较之，殆皆不足言矣”。

◇《新民丛报》登载的伦琴像

X光的基本物理特性是能够穿透不透明物体，举凡木、布、纸和人体等密度较小的物质皆能透过。晚清报刊多文阐述了这一特性，如《知新报》有文曰：若借此光照像，“其人之身体骨骼等，尽现于照片之上，纤细不能掩藏”。《岭学报》有文曰：伦琴考求所得之X光线，“若以影相之法照人，则能透见肌骨”。《时务报》有文曰：凡目不能见之物，以X光摄之，“即能照出影”，“不独身内骨架之外形，易于见诸照相镜内，即较大不透光之上焦，亦能视见”。《格致新报》有文曰：X光“不仅能透柔软之体，即坚凝如金石，厚不过一二分者，亦能透过。故照人体，无不见其肺肝”。《学报》也有文指出：“X光线有奇性，若以黑布包拍照所用干板，而置手于其上，以此映于X光线，则手之皮肉皆为此光线所透过，惟不能透骨，故手骨历历可见也。”《浙江潮》有文谓X光具有如下特性：（1）贯通不透明体；（2）能感写真干板；（3）能与气体以导电性。《知新报》有文亦指出X光“能见万物，惟静物则稍阻之，因静物之内多含金质，金质易于传电，因而食之也”；“能放积电，因其为电光线，而能供给其对电也”。《大陆报》云：“X光线之闪辉，不过五寸至七寸，美国博士彼南新创一法，能使X光线发十二寸至十五寸之光，其光力透彻于物，甚为明亮。”

X光最初由X光球管发射产生。X光球管为梨形真空玻璃管，内置铝质阴极板（Cathod）和铂质阳极板（Anode）各一，分别与感电机相连；另在阴极板斜侧方置一铂板，与感电机阳极相连，名曰“对阴极”（anti-cathod）。“通电后，自阴极板上发生的电子，射到对阴极，冲击的结果，使对阴极上射出X线。”《中外日报》有文述其构造曰：“窃考其器，盖用附电圈，由真空而发电光。以铝质作凹形为出电极，以铂质作平圆板为入电极。电既通过，即发绿色光线，然人目网筋不能觉此光线，惟照相片可显其形。若人目欲睹其物，必当隔以钨质之板，而于是光轴乃能直行，始可于目中成一实相。”《学报》也提及X光的生成方式：感应电圈所发火星通于真空管，则“由管中玻璃面之一部发出一种目所不见之光线，是名X光线”。《格致新报》述及X光的制造法曰：“用电线两条，贯于蛋形玻璃管之两头；管内无空气，运机器以激动之，则电光即从线内流出。大抵此光线跳动甚细，非他光可及，故能穿过极细微之隙。”《科学一斑》也有文介绍了X光球管的形制，大略曰：X光球管，“中似球形，蔽以黑布，外附短支管三个。二管通以阳电，一管通以阴电，而以荧光板对于阴极之前所，于是反映生辉，阴极发出一种之放射线，透过黑布，射于荧光板，而发青绿色之光。此光线为日光、碳光、电光并寻常紫色以外之光所不能有，即X光线也”。

从理论上讲，X光是由于原子中的电子在能量相差悬殊的两个能级之间的跃迁而产生的粒子流。因其波动频率很高，动能很大，故具有很强的穿透性。X光透过物质时，其强度会出现衰减，衰减程度既与物体的密度有关，也与其距离物体的远近有关。与物体相距愈远，物体的密度愈大，其衰减程度愈大，反之亦然。《科学一斑》有文述及此理，大略曰：依伦琴之见，X光之穿透力系因电子互相振动而起。通电时，X光“因感应而生极大之热力，使弥漫于空中之以脱各微质间起剧烈之振动，生波浪之状，而直能向前进行。热度愈增，振动愈多，其放射之光即愈强，能使密度稍松之物体，直贯通透明，不折回。故其透过物质之力，关于物质之密率，比重较大之物体，不能透明，比重较小之物体，能透明，然在各异二种金类，虽其厚薄与密率之乘积为相等，而其透过力不等。人之眼帘，不能感觉此光线，虽以目切近考器，亦丝毫无所感觉。攻其原因，亦因此光线透过物质，不能折行或微有折行故也。而其前面所立之物体上，所现光之强弱为物体与电器之相距自乘数为反比例”。

这里指出X光的衰减规律：射线强度的衰减与物体的密度成正比，与距离的平方成反比。《格致新报》在“答问”中也述及X光透射与物质密度的关系，谓物质透光各有等差，“骨之透光难于肉，五金透光又难于骨，因其质点过密故也”。

X光用途的传播

伦琴发现X光后不久，德国工程师雷诺兹（Russell Reynolds）依照其理率先制成X光机。作为一种新型查验设备，X光机逐渐施诸医疗、安检、生产等领域，产生了广泛的社会影响。

在医疗领域，X光常用于人体透视检查。1897年，《知新报》登载一则美国加州医生利用X光检查病症的信息，言称以此照射人身，“无微不见”。1898年，《岭学报》刊载法国医生利用X光胸透的消息，有曰：“数月以来，将此镜照各少年人之上身前后，若其人有内伤种者，详视之下，一目了然。……若用此镜照一平安人，其肺自上至下，可以透光，人之一呼一吸，亦可望见。”

1903年，《新民丛报》刊登德国医家进行X光体检的消息，有曰：以X光进行人体摄影，“凡脏腑、筋络、骨髓中有何病状，及有何物存在，皆能明细照澈”。同年，《万国公报》有文称X光验病为“百年来医学之进步”重大成就，“无论何物，此光皆能透过，惟有多少之分耳。……医家近已多用此光，以搜求病源，或用以治病。……其后日之大用，正未可量”。1904年，《商务报》有文介绍了X光透视程序：先将门窗紧闭，室内不得有光，然后开动电机，即发射蓝绿色光线，“张手臂于前，见骸骨尽露，光透皮肉，如透薄纸”。1906年，《理学杂志》亦刊载相类信息：“近德人发明一写真器械，能写映体内诸机关，盖此器械专以X光线为作用，故不惟体内诸机关，得放大之摄影，即存于机关中之他物，亦得映出，今而后秦宫照胆，良非虚语。”

1909年，《东方杂志》载有利用X光判别真、假死的新闻：

近有人发明用X光线能判假死、真死之法。“其说谓全死者之身体，曝于X光线中，则其内脏一一明了映出，有生命者之内脏则朦胧而不能辨。盖X光线所能映出者，为静止之物体，微有运动，即难分明。是故生活之人，假令呼吸器等一时停止运动，而消化器依然运动不绝，则用X光线曝之，即现朦胧之状。若系真死，则运动全止，自能明了映出矣。”

1910年，《协和报》更登载了X光机的改进情况，其透视性能更佳。其文曰：

（X光机发明之初）只能照其心之若何动，尚不能将人心摇荡之形一一照出，更经逐渐改易，现已能令人身纤维无隐。此技实于人身病症，大有关系，医学家为详细研究之。

在缉私领域，X光被用于检查过往货物、客商，以防透漏税款，夹带违禁物品。《知新报》载：法国海关借X光“照验来往行李货物，窥幽察隐，一览无遗”。《理学杂志》也介绍这一情况曰：法国政府除了用X光机查验邮件外，还用X光检查外国进港船客，“凡船客全身照以光线，则真伪毕露，不能藏一物。用此法既不须解脱衣服，又不须分别贵贱，所有船客皆使立于透彻力锐敏之检查精镜前，为时不久，措置亦易。……由此观之，各国苟以此等机械用之税关及邮政局中，虽极细物不能偷漏。逋税之事，可以绝矣”。《知新报》还刊载了法国利用X光查禁“药品”之事：

自有叉光之妙法出，其用日新月异，藉以治病，绝大奇功。而事之最奇者，有一少妇，被叉光照其下体，女子初犹未觉，因其私藏一玻璃瓶，内满载犯禁药水，自以为无人能察，但一经叉光照之，即将裙内衣物，逐层发露，竟显出玻璃瓶一具。此妇人有意私带此犯禁物，入法国巴黎城内，及被捉获，犹愕然不解其故，不知关吏久疑妇女走漏，但苦无善法搜查，盖妇女当避嫌疑，断不轻许他人盘搜其身，自得叉光之后，即能发奸摘伏，诚妙用矣。

《画图日报》所载《透骨电光治谎之妙用》，其注文曰：某西女欲以X光机查验心病，谎称家贫，乞免医费。医生慨然允诺，不意一经照验，“惊见妇人腰间袋内有二十元之金钱两枚，盖凡金类，光不能透入故也”。由是揭穿其谎言。

◇《画图日报》所载《透骨光治谎之妙用》

因X光具有良好的透视效果，故有人借以观察不为肉眼所能看到的物质组织“细节”。《知新报》载：西人有利用X光照射鸡鸭蛋，以“辨其能生蛋与否者”。当其购买鸡鸭时，“必携射光机器，能生蛋者留之，否则售之于市”。《大陆报》载：法国里昂蚕丝研究所利用X光来判别蚕之性别，“其法以X光线照其蚕影于磷光板，该丝若为雄，则磷光板依X光线之感动而暗放磷光；若为雌丝则不然，胚胎于雌蛹体内之蚕卵，必遮断X光线而现其暗影于磷光板。故得因此暗影之有无，而识别蚕丝之雌雄也”。

X光不仅具有透视特性，而且具有变色功能。《新民丛报》载：美国医生“用X光线治癌肿患时，发见用X光线可使白发复返为玄色”。芝加哥X光研究所“考出X光线之作用，能变金刚石之颜色。凡金刚石，以一种白色，玲珑如冰块者，其价值为最贵，然用X光线，能使带黄色之金刚石变为纯白，宝石商多欲传授其秘法”。

此外，X光也被应用于生产领域。《新民丛报》报道了美国利用X光制革的信息：“近顷美国利用X光线制革，旧式须用四月手工者，新法仅四日可成，制造费可减去四分之三，制革所设立费可减去四分之一。从来X光线只应用于医学界，用于产业界者，此为嚆矢。”《知新报》报道：法国人创一新法，借X光之力印字画图书，“其纸先染药水，不论多少张数，叠为一堆，可同一时直印至底”。

X光虽给人类生产生活带来了不少便利，但科学家们很快发现这种光线有损人体健康。对此，晚清期刊也予以报道。1903年8月，《万国公报》有文介绍了X光的危害：“其光用之时久，或距皮肤过近，亦足以伤人。近来失事者，已有所闻，其中亦有致命者。”1907年，《万国公报》有文再次论及X射线的危害：“有人试验爱克司射光，颇有妨碍于动植物之生长，故小儿用此光者，不可于患处之外，波及全身，且不得过若干分时。”

X光机的传入

X光知识在华传播的同时，国人也逐渐目睹和体验了这一科技产品的奇效。就笔者所见，李鸿章可能是首位进行X光体检的中国人。1895年，李氏在日本马关议定和约时曾遭枪击，性命虽得保全，但弹头留于面颊，未能取出。翌年他奉命出使欧美，行抵柏林时闻知X光技术，乃“延摄其面影，即见枪子一颗存于左目之下，丝毫毕现”。1901年，醇亲王载沣出使德国，在参观西门子公司时，看到“电光照物机”一具，“映之以手，掌骨指骨宛在目前”。

◇《点石斋画报》所刊《宝镜神奇》

据记载，1897年已有人将X光机引入中国。是年12月，《点石斋画报》以《宝镜神奇》为题报道了苏州博习医院引进X光机的消息：

苏垣天赐庄博习医院医生柏乐文，闻美国新出一种宝镜，可以照人脏腑，因不惜千金购进至苏。其镜长尺许，形式长圆。一经鉴照，无论何人心肺肾肠，昭然若揭。苏人少见多怪，趋而往观者甚众。该医生自得此镜，视人疾病，即知患之所在，以药投之，无不沉疴立起。以名医而又得宝镜，从此肺肝如见，药石有灵，借批光明同登仁寿，其造福于三吴士庶者非浅。语云：欲善其事，必先利其器。西医精益求精，绝不师心自用，如此宜其计之进而益上也。

柏乐文（William Hector Park），美国监理公会传教医生。1882年，抵苏州，参与筹建苏州博习医院。1887-1917年任博习医院院长。在他的主持下，博习医院引进了西医最新技术和医疗方法。其所绘X光机图形虽有想象的成分，不够真实，但据说是“中国最早的一台X光诊断机”。

1899年8月，上海嘉永轩主人从欧洲购置一台X光机，并在上海《昌言报》馆当众演示。这一新闻在1899年8月30日的《中外日报》得以报道：“嘉永轩主人娴心格致，精于光学，今由欧洲运来爱格司射光镜一具，特假《昌言报》馆演试，以供众览。兹承主人折柬相邀，拨冗往观，果为奇特。无论人身骨肉，以及竹木纸布内藏什物，照之无不毫丝毕露，状如玻璃，洵为见所末见也。讲求光学者，盍亟往观，以为探求格致之一助。”两日后，《中外日报》又对X光的发明及其功用进行评述，有谓：X光之名，“我华人娴于耳，熟于口，而未尝接于目也。今本埠有华人格致之士，试验此光器机，有志光学之士，大可讲求其故，引而伸之，另制新器，以劝工艺，岂不甚善”！

资料显示，晚清X光机的引入并不似其知识理念的传播那样迅速、广泛，其时购置X光机者大体限于东部地区。除了苏州博习医院，20世纪初广州博济医院和杭州广济医院也引进X光机，为到院的病人提供检查。1904年，江苏吴县知县李超琼与苏州知府许子原曾在苏州博习医院参观X光机，并亲身接受透视检验：“以镜窥胸前，虽裘服数重，直见脏腑，虽未了了，而心肝毕露，且见跳跃之影。”据《北洋官报》报道，1908年“北洋医院不日将试验透骨镜。据言，该镜演法须在暗室内，用药水燃灯以照人手，即能洞见云。”1909年，开滦医院英籍大夫康特（H.B.Kent）曾获赠一台手提式小型X光机。

X光知识及器械的传入，引发国人的好奇心。有人曾向《格致新报》询问其究属何物，《格致新报》解答曰：“自透骨电光创行以来，考其性质者，踵接肩随。英人特聚翰苑数十人，联成一会，相与研究，然尚未得其底蕴，故名之曰X-Ray。X，算法中不知之记；Ray，光也。大抵其光之迟速，由于动数之多寡，乃别一种能透物之电也。”1909年6月，两江总督端方在南京主办南洋医科考试时，有一道考题就跟X光相关：“闻扁鹊能洞见五脏症结，世以为怪。近日X光镜，照人洞达表里，惟金类不能透，西医以为取子弹之用，然其照五脏亦略有微影，能研究其功用以之治他病否?”

总之，19世纪末20世纪初，X光知识及器械已作为“奇闻”和“奇器”而传入中国，向国人提供了一种新的观察身体的方式，展示了近代西方科技的进步。时人在体味这一新发明的同时，也将从中获得的美感形诸诗词中：“扁鹊真能见五脏，至今方法少长桑。灯芒绿映胸中亮，金铁何因阻电光?”