科学史上不乏无意发现的记载。一些科学家在接洽流程中儿童服装，正本探寻的是某种预期的指标，由于无意事件的发生，得到的却是某种弥散不测的效果，正所谓“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”，他们“误打误撞”得回了首要的科学发现，在科学界传为好意思谈。

伦琴“无意发现”X射线

19世纪下半叶，一些物理学家接洽气体的放电流程。德国物理学家伦琴自1895年起，在现实室里接洽阴极射线管中的气体放电流程。在他之前，已有东谈主作念过这方面的现实接洽，德国的勒纳德发现阴极射线有很强的穿透材干，他以为这是一种电磁波；英国的克鲁克斯也接洽过阴极射线，以为是这一种粒子流。

伦琴以为，他们的接洽中有些问题还有待料理。他访佛了这些东谈主的现实。为细心阴极射线管内的明后漏出，他用硬纸板和锡箔把管子包起来。1895年11月8日晚，伦琴发现了一个不测时势：在接上高压电流时，在1米除外的一个涂有氰亚铂酸钡的荧光屏上发出狭窄的闪光，而割断电源，荧光就清除。

这一发现使他十分称赞。他全神灌注地访佛现实，把荧光屏一步步移开，发现即使在2米傍边，屏上仍有荧光出现。伦琴坚信，这一新奇的时势已无法用阴极射线的性质加以解释，因为阴极射线只可在空气中行进几厘米，弗成使从1米到2米远的荧光屏闪光。

伦琴对这一新发现紧追不放。他设计，当阴极射线撞击玻璃壁时，可能会酿成一种未知的射线，透过玻璃射在荧光屏上，引发出荧光。他用逸待劳要得出“完好无瑕的效果”。为此，他一连在现实室里无私地责任了6周。

经过反复熟练，他发现，金属片放在阴极射线管与荧光屏之间，在屏上有金属片投射的暗影，说明这种未知的射线弗成穿过金属片；拿走金属片，放上不透光的木片和纸片等，在屏上真是莫得暗影，标明射线能穿过这类物资。伦琴证据这是一种新的射线，因其性质不解，暂名为“X射线”。

12月22日，伦琴作念了一个十分道理的现实，他请夫东谈主到现实室来，请她把手放在用黑纸包严的摄影底片上，然后用X射线摄影。由于射线对肌肉和骨骼的穿透不一样，在显影后，看到了伦琴夫东谈主的手骨像，手指上的娶妻适度也十分了了。这是一张有历史意旨的极其终点的像片。

12月28日，伦琴向《维尔茨堡物理医学学会会刊》提交论文“论一种新的射线”，把他的新发现公之世人。1896年1月5日，维也纳《新闻报》当先作念了报谈，引起了东谈主们的称赞，世界各地好多现实室王人开动了仪器，访佛伦琴的现实，并向全球作念示范。这一年，全世界发表了近百篇对于X射线接洽的论文和呈报，一门新的学科——X射线学——应时而生，这展示了科学接洽新的未知领域，把东谈主们的贯注力引向更广袤的天下，拉开了当代科学立异的序幕。

伦琴说，他是“无意发现射线穿过黑纸的”。虽然，伦琴作念出首要发现若干带有无意性，但在无意中却有势必性。是伦琴而不是其他东谈主作念出了这一发现，是因为他具有尖锐的探索见识、根究不测时势矢志不渝的精神、周到精良的不雅察材干和严谨的责任气派。伦琴所具备的科学素养，亦然他告捷的紧迫原因。

早年他在吉森大学责任时代，深入接洽了电磁学和光学，根据电能源学表面发现了指导电荷的磁场。他受过成为又名工程师的严格指示，养成了我方起头制造现实配置和仪器的习尚，并善于运用仪器进行不雅察、得回高精度的效果。他具备了必需的数学工夫和以直不雅形状提议物梦想想和表面的材干。

伦琴因发现X射线荣获1901年诺贝尔物理学奖，这是第一届诺贝尔物理学奖！

柏林科学院在给伦琴的贺信中指出：“科学史告诉咱们，在每一项发现中，功劳和红运独到地颐养在一谈。在这种情况下，好多生人东谈主也许以为红运是主要的身分。但是，了解您的创造个性特色的东谈主将会懂得，恰是您，一位开脱了一切成见的、把完善的现实艺术与最高的科学诚意和贯注力颐养起来的接洽者，浑源县海合壁纸有限公司应当得到作念出这一伟大发现的幸福。”

戴维森从“不测的”现实效果

证实电子波的存在

20世纪初， 湛江市洁辛锁具有限公司好意思国西方电气公司买了一种新型真空三极管的专利， 涞水县能学索具有限公司以校阅远程电话通讯。这种三极管的电子辐射源是用涂敷氧化物的铂丝作念的。不久， 坡头区业染料有限公司好意思国通用电气公司发明了用钨丝当作阴极的真空三极管， 祁连县利咖啡有限公司并恳求真空三极管的专利。

通用电气公司提议诉讼，宣称我方的三极管是信得过的高真空管，而西方电气公司的三极管真空度不高，内部有残余空气，依靠空气中的阳离子轰击涂敷氧化物的灯丝才能引起阴极辐射电子。

这场讼事延续了好几年。西方电气公司一边打讼事，一边作念现实探究三极管的电子辐射机理。公司现实室（自后的贝尔现实室）的戴维森和助手革末测试了阳离子轰击涂敷氧化物辐射出的电子量，讲明了铂丝辐射电子与阳离子的轰击根柢无关。

好意思国最高法院最终判西方电气公司胜诉，领有真空三极管的专利权。

之后，戴维森和革末连续接洽电子管里的电子辐射问题。1925年的一天，他们用电子束轰击放在真空系统里的镍靶，短暂一个盛放液态空气的容器因抛弃欠妥倒地炸裂，液态空气挥发，钻进了真空系统，那块镍靶立即被氧化。

他俩万古刻地进行热处理以净化镍靶名义，待名义的氧化膜去除后，再装回真空管中。再行启动现实，他们发现了奇异的时势：投射到镍靶上的电子束强度会跟着镍靶的取向而变化；在某些取进取，强度达到最大值。这种时势很像一束波绕过坎坷物时发生了“衍射”。

戴维森深感困惑，因为早在1897年，英国物理学家汤姆孙（J. J. Thomson）照旧证实：电子是一种带负电的微粒，刻下怎么又变成了“波”呢？

1926年夏天，戴维森到英国剑桥参加学术行动时，踏实了一些物理学家，其中有德国盛名的物理学家玻恩。戴维森对玻恩拿起了我方的现实，玻恩向他先容了新的“物资波”表面，这是法国物理学家德布罗意在1924年提议的：包括电子在内的一切微不雅粒子既有波动性又有粒子性，空洞为“波粒二象性”。另外，德布罗意还给出了粒子的波动性和粒子性的联系式。

玻恩以为，戴维森得到的“不测”现实效果，很可能是由于镍的晶格引起电子的衍射而引起的，这梗概是证据物资波存在的一个凭据。

戴维森深受启发，他想起那回热处理被氧化的镍靶名义的流程，始料未及的，儿童服装热处理竟会使镍发生了变化：它原先由大批小晶体组成，处理后成了大块的单晶体，使电子发生了衍射。

戴维森归国之后，启动以更仔细的实考据实电子波的存在。

戴维森与革末在现实中，把一个长12.70厘米、高5.08厘米的安装密封在玻璃泡里，其真空度为1.33×10-6帕斯卡。电子网罗器是个双层的用石英绝缘的法拉第圆筒，两层加反向电压，网罗器不错在一个固定平面中围绕电子束的入射点旋转，散射角在20°~90°的领域内，用一只明智电流计来测量不同方进取被反射的电子电流强度。现实时使电子枪的热钨带辐射电子，用电场把电子加快到所需要的速率，再通过准直孔径酿成窄细的电子束，投射到一个经过研磨和腐蚀制备的单晶镍的名义上，晶体不错绕与入射电子束一致的轴旋转。

他们在现实中负责不雅测了散射电子束的强度与散射角之间的联系。1927年1月他们运用散射电子束的强度最大值与散射角之间的定量联系，推敲出了电子的德布罗意波长，与用德布罗意联系算出的效果一致。

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真是与此同期，英国汤姆孙的犬子小汤姆孙（G.P.Thomson）在不知谈戴维森现实的情况下，也进行了类似的现实，他用一束窄阴极射线，使快速电子穿过金属薄膜，在金属膜后头的摄影底片上留住了环状的衍射图样。他的现实与戴维森的现实，不谋而合，同归殊涂，王人讲明了电子波的存在，证据了电子的“波粒二象性”。

1937年，戴维森和小汤姆孙因发现电子的在晶体中的衍射时势而共获诺贝尔物理学奖。

休伊什和贝尔

“出东谈主意料”探伤到脉冲星

英国剑桥卡文迪许现实室射电天文小组的休伊什自20世纪50年代起，运用星光精通时势来接洽地球大气结构，测出电离层的一系列数据，发现了上电离层风的存在，风速为每秒100米至300米。在60年代，他进一步接洽太阳风。太阳风是由太阳喷发的高速带电粒子流，当它刚劲地吹过行星际空间，雷同会使射电源的信号出现精通时势。

休伊什研制了一种新型精通射电千里镜，以进一步不雅测太阳风。1963年好意思国帕洛玛天文台的马丁·施密特发现类星体，休伊什期许我方的这台千里镜也能发现新的类星体和射电星系。

他用2048个全波偶极天线摆成一个长方形矩阵，吸收面积为1.8万平淡米，矩阵具有文明智度和高时刻分手率，在大于0.1秒时刻内信号强度如发生变化，王人能准确地记载下来。他使用了4台吸收机，同期接收来自4个不同天区的信号。

1967年7月，休伊什的这架射电千里镜干预巡天不雅测。

千里镜对通盘这个词天外扫视一遍需4天时刻，由于与射电千里镜天线配套的推敲机还未安装，收到的信号记载在纸带上，每天输出的记载纸带长达30米。对海量的信号进行处理，是一件卓越没趣的责任，责任量十分众多，休伊什把这项任务交给24岁的女接洽生乔瑟林·贝尔。

贝尔每隔4天就必须整理近122米长的记载纸带，她要少许少许地注视记载纸带，既要从纸带上分离出地球上东谈主类发出的各式无线电信号，又要把信得过由射电体发出的射电信号标示出来。

这一年10月份的一天，贝尔从纸带上发现了一个波长约1.27厘米的额外信号，夙昔的纸带上是否也有这么的信号呢？贝尔仔细地审查一下以往的记载，发现最早在8月6日出现过这种奇怪的信号，到9月底适度，已记载到6次之多。她把这一情况呈报给休伊什，休伊什指令她改用新安装的时刻分手率很高的快速记载仪记载下信号。

到11月底，贝尔发现这是一种顷刻间的脉冲，其周期为1.33728秒，而况很有规矩，出现的隔断是23小时56分，这恰巧是恒星周日视指导的时刻隔断。

这个发现出东谈主意料，为正经起见，休伊什写信给全英国的天文接洽小组，商讨他们是否有类似的发现，报酬是诡辩的。

休伊什最先以为，这种脉冲是东谈主为的，莫得什么当然物体不错保捏其周期振动如斯快速且又准确，是不是在远处星球上的“外星东谈主”以某种形势在寻呼呢？小组的成员很奋斗、并为“外星东谈主”起了一个很宛转的名字——“小绿东谈主”。

贝尔对“小绿东谈主”的说法不以为然。她以为，这种射电天体有固定的位置，天线吸收的标的和速率也王人不变，不像是“小绿东谈主”所为。如果是“小绿东谈主”所为，那么它们居住的行星的运行会影响信号的速率，进而产生所谓的“多普勒频移”，但几个月的不雅测并未发现这种效应。

贝尔接着又发现3个辐射脉冲的天体，“小绿东谈主”不可能在4个相距如斯远处的天体上同期使用同频段辐射射电信号。

1968年2月，休伊什和贝尔等5东谈主签字在《当然》杂志上发表了题为“对一个快速脉动射电源的不雅测”的报谈，文中对发出辐射脉冲的天体作了尝试性解释，以为它可能是物理学家预言的超等详细的脉冲星（中子星）。

他们的设计很快得到了证实，作念出了天体裁上的首要发现，这个发现与类星体、星际分子、微波配景辐射被称为20世纪60年代天体物理学的四大发现。这四大发现为天体裁接洽开发了新的接洽标的，而况对当代天体物理学的发展产生了深刻影响。

1974年，休伊什得回了诺贝尔物理学奖，这是天体裁家第一次得回该奖项。不少盛名的科学家为乔瑟林 ·贝尔没能同期得奖深表缺憾，然则他们充分细目了贝尔在发现脉冲星的流程中阐发的至关紧迫的作用。

机遇偏疼有准备的头脑

在科学探究流程中由于不测的事件导致科学上的新发现，称为机遇。其最大的特色是不测性，这种不测性十分有益旨：不测的无意的发现会使接洽遭受的贫苦治丝而棼；不测地发现的另一事物，梗概会比原先要接洽的事物更有价值，从而开发了新的接洽标的和指标。

在科学史上，当某些首要发现公布之后，常有一些科学家噬脐莫及——他们曾经遭受过类似的时势，可惜未予贯注，与首要的发现交臂失之。在伦琴发现X射线之前，克鲁克斯和勒纳德王人发刻下阴极射线管隔壁的密封像片被感光的时势，却莫得爱重。与此相背，伦琴收拢了无意时势并跟踪不放，从而发现了未知射线。

如何才能收拢机遇得回告捷呢？法国微生物学家巴斯德说得好：“在不雅察的领域里，机遇只偏疼那些有准备的头脑。”

这里，“有准备”的含义主如果：一要有玄学素养方面的准备，深刻贯通无意性与势必性之间的辩证联系，意志到无意性背后可能隐敝着某种势必性，收拢无意性去揭示其事物内在的势必性或规矩性、有可能作念出科学发现；二是有实时发现问题的意志材干上的准备，要具有普遍的学问配景、敞开的想路、活跃的想想、明锐而深刻的瞻念察力和分析批判材干。

-本文选自《世界科学》杂志2023年第9期，作家陈敬全是东华大学东谈主体裁院讲明-

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