1901年，第一个获得诺贝尔物理学奖的是德国物理学家伦琴（Wilhelm Conrad Rbntgen，1845～1923），他的获奖原因是“发现以他的名字命名的射线”。有人说，伦琴的发现是从废纸篓里捡回来的，事实上，是有一些科学家把他们能够获得诺贝尔奖的观察发现扔进了废纸篓。 
　　1895年，伦琴在进行阴极射线研究过程中作出了他一生最重要的科学发现。阴极射线的研究是当时一个科学研究的前沿领域。抽去一个密封的玻璃管里的空气，装上两个金属电极，外加高电压，就会产生低压放电，即气体的导电现象。19世纪后半叶，与电气照明的广泛利用有关，很多实验室把注意力转向了气体导电的研究，随着真空技术的发展，发现了许多新的现象。1858年，德国物理学家普吕克（J．PIOcker，1801～1868）在放电管对着阴极的管壁上看到了绿色荧光，在磁铁的作用下，荧光光斑会改变位置。实验说明有一种辐射从阴极发出，后来，科学家就把这种辐射称为“阴极射线”。为了把阴极射线引到真空管以外进行研究，可以在阴极射线管的管壁上开一个小铝窗，即把阴极射线管对着阴极的管壁的玻璃去掉一小部分，同时，为了不破坏管子内的真空，还要用极薄的金属薄片将这一部分密封好。实验发现，阴极射线可以穿过铝箔，并在空气中传播几个厘米。科学家对阴极射线的本质提出了不同的看法，为此在19世纪后期展开一场20多年的科学争论。当时欧洲的主要实验室几乎都有研究人员在研究有关阴极射线的课题，一百多个研究单位都装备有伦琴作出发现时所使用的仪器设备。 
　　1895年11月8日，伦琴计划对阴极射线的穿透能力进行研究。伦琴首先重复前人的实验。但是，为了排除阴极射线域外界的相互影响，保证实验的准确性，伦琴用黑色硬纸板和锡箔把阴极射线管严密地套封起来，这样，管内的可见光就不会漏出管外。实验室是完全遮光的暗室。在接上高压电源进行实验中，伦琴意外地发现，一米以外的一个荧光屏发出微弱的闪光。一切断电源，荧光就立即消失，这使他感到非常惊奇和困惑。他把荧光屏一步步移得更远一些，发现即使在两米左右，屏上也有荧光出现。伦琴确信，这个新奇现象无法用阴极射线的性质来解释。实验已经证明，阴极射线只能在空气中行进几个厘米，不可能使一二米以外的荧光屏发出荧光；同时，阴极射线是不能透过玻璃管的，况且伦琴的管子还是被包在黑纸板内的，没有光和阴极射线能从里面透出。 
　　尽管伦琴确信他获得了一项新的发现，但他没有立即宣扬，而是展开了废寝忘食的研究工作，连续6个星期，伦琴独自在实验室进行研究，没有向任何人提及他所观察到的结果。经过反复实验，伦琴确信这是一种还没有被人们认识的新射线，它的本质一时还不清楚，故取名“X射线”。为了检验X射线的穿透本领，他选用了多种物质，放在管子和荧光屏之间，但是，几乎所有这些东西对新射线都像是透明的一样，它们不影响荧光屏产生荧光。他发现X射线可以穿透千页的书，几厘米厚的木板，15毫米厚的铝板等。当他在管子前面移动他的手时，意外地在荧光屏上看到了自己手的骨骼轮廓，这使他想到了一个有意义的实验。12月22日，伦琴夫人到实验室来，伦琴就请她把手放在用黑纸包严的照相底片上，然后用X射线对准照射，显影后，看到了伦琴夫人的手骨像，手指上的结婚戒指也非常清楚，这成了一张有历史意义的照片。 
　　1895年12月28日，伦琴向维尔茨堡物理医学学会递交了他的论文《论一种新的射线》。1896年元旦，伦琴将他的论文和第一批X射线照片的复印件分送给一些著名的物理学家。伦琴的论文是令人难以置信的，但是他寄送论文时也附寄了手骨X射线的照片，这提供了一个不能轻易不予理睬的证据。几天之后，伦琴的发现就传遍了全世界，科学界反应之迅速和强烈，在科学史上是罕见的。1896年元月，X射线的发现在全世界引起了巨大的震动。我们能够想象出当时人们对这一发现的惊讶：几乎任何东西对它来说都是透明的，用这些射线人们可以看到自己的骨骼。懂得这个发现的重要意义并不一定要是科学家，人们立即领悟到它对医学的影响。伦琴的论文3个月内连续印刷了5次，很快被翻译为多种文字。1896年亚年内，世界各地发表了关于X射线的论文1千余篇。X射线的发现，给伦琴带来了国际性的声誉，他被选为多个国家的科学院院士，获得了多种奖章和奖金。 
　　听到伦琴的发现的消息后，有的科学家立即就赶到自己的实验室去，动手做起实验来，很快他们就证明了伦琴的发现。因此，有人说伦琴是幸运的，X射线首先来到他的实验室，让他获得了发现的机遇。事实是，机遇并不只是偏爱伦琴，X射线进入物理学家的实验室已有多年了。现在我们知道，X射线的本质是一种高频电磁波，它波长很短，具有很高的穿透能力。X射线产生在对阴极，阴极射线撞击在对阴极，快速运动的电子突然减速，能量以电磁波的形式辐射出来。这样，我们就知道，X射线是伴随着阴极射线产生的，那么，到伦琴发现它时，它出现在物理学家的实验室大约已经有半个世纪了。虽然人们用肉眼看不到X射线，但是，它有很高的穿透能力，能穿透黑纸包封，使照相底片感光。因此，放在阴极射线管附近的照相底片就会莫名其妙地感光，不明原因的科学研究人员只好把它们丢进废纸篓里，“聪明”一点的研究人员，还会吸取教训，注意到把照相底片放到远离阴极射线管的安全地方。X射线还可以使荧光物质发出荧光，而荧光屏出现在物理学家的实验室里也有几十年的历史了。也就是说，对于研究阴极射线的科学家来说，他们是有机会在实验室里“碰到”X射线的。事实上，他们中的一些人也确实“碰到”过X射线，甚至感到了一些不同一般的蛛丝马迹，但是，他们没有看出问题的重要性，没有抓住它。听到伦琴发现的消息后，这些科学家才懂得了自己曾经遇到的现象和失去的机会，我们可以理解他们的遗憾与懊悔的心情。 
　　还有一些科学家，他们宣称，自己在伦琴之前已经观察到了X射线： 
　　早在 1876年，英国科学家克鲁克斯（William Crooks，1832～1919）在用放电管进行实验时就发现，放在实验装置附近的没有打开的照相底片由于某种原因变得模糊不清了。克鲁克斯还以底片的质量问题，去生产厂家退了货。克鲁克斯可以说是一个研究阴极射线的专家，他最早使阴极射线管的真空度达到百万分之一大气压，制成“克鲁克斯管”，他首先发现阴极射线有动量，有热效应，认为阴极射线是带负电的粒子流，当时，他制作的阴极射线管被许多实验室普遍使用。 
　　1890年，美国费城的科学家古斯比德（A．W．Goodspeed）意外地在实验中得到了X射线的照片。可是，他错误地将自己发现的射线当作阴极射线，直到1896年2月22日，伦琴的发现已经公布，欧洲的科学界已经大为震动，古斯比德还在讲演中错误地把自己发现的射线当作阴极射线。 
　　1893年，在伦琴公布X射线发现前两年，德国物理学家勒纳德（Philipp von Lenard，1862～1947）就清楚地指出，他得到的射线能够产生感光效应，他还得到了一个与伦琴几乎相同的阴影照片，尽管当时在阴极射线管的铝窗和照相底片之间还插入了纸片和铝片。可是，勒纳德同样也没有认识到这一事实的真正意义。后来，勒纳德曾经极力抹杀伦琴发现X射线的功绩。 
　　勒纳德是一位有才能的实验物理学家，他在1886年获得博士学位，从1888年起开始对阴极射线的研究，1892年起在波恩大学任讲师，并担任著名物理学家赫兹（H．R．Hertz，1857～1894）教授的助手，在赫兹的影响下开始阴极射线的研究。勒纳德最早在阴极射线管上打开铝窗，把阴极射线引到管子外进行研究，这种带窗的阴极射线管就称为“勒纳德”管，是勒纳德最早证明阴极射线在空气中只能传播实验几个厘米。但是，得到感光的底片后，勒纳德却没有意识到发现了新的射线。 
　　应该说上述科学家在研究阴极射线方面都是很有成就的，我们相信可能还有些科学家也有类似的经历。他们为什么让可以获得诺贝尔奖的科学发现从鼻尖下溜走了呢？这些科学家为什么没有抓住机遇的启示，错过了重大科学发现呢？原因主要有两个方面：首先，他们忽视新现象，他们在后来曾经谈到，他们之所以没有像伦琴那样进行深入研究，是他们当时正在进行着“重要的”研究工作，他们在进行计划中的研究，对意外现象没有足够的思想准备；其次，他们错误地解释新现象，把它解释为已有的现象，他们不认识新现象，也就是说他们没有真正作出发现。贝弗里奇说：“巴斯德的名言道出了事情的真谛：‘在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。’真正起作用的是对机遇观察的解释。机遇只起提供机会的作用，必须由科学家去认出机会，抓住不放。” 
　　伦琴发现X射线是有偶然性因素的，但是，伦琴的科学素养是他获得成功的重要因素。伦琴毕业于苏黎世高等技术学校，1869年获得博士学位，他始终对实验研究有浓厚的兴趣，做过多方面的理论和实验研究，1895年，他是德国维尔茨堡大学的校长，这之前作过物理学教授和物理研究所所长。在研究工作中，伦琴有亲自动手的良好习惯，他不习惯用助手，喜欢自己工作。由于他学习工程技术出身，作过工程师，掌握各种设备的结构，懂得它们的性能。他用的许多仪器都是他自己制作的，这表现了他的聪明才智和实验技巧，也使他更了解实验仪器的原理，清楚实验中会出现的各种现象。他的实验设计严谨，能够注意消除各种影响，只有他用黑纸将阴极射线管包封起来，以避免管子内外各种辐射的相互影响，也正是由于这个考虑，出现的荧光现象才使他更觉意外，更能引起他的注意：伦琴有敏锐的观察力，善于捕捉意外的实验现象；伦琴还具有怀疑的头脑，善于思考，有很好的科学知识储备，同时又不被流行的思想观念所束缚。他了解对阴极射线研究已经取得的成果，了解前人的实验研究情况，了解阴极射线的性质，这样才能抓住意外现象，意识到它的重要意义。 
　　贝弗里奇在《科学研究的艺术》一书中说：“对于确实开辟了新天地的发现，人们很难作出预见，因为这种发现常常不符合当时流行的看法。”这是说，抓住机遇在科学发现过程中有重要意义，但是，只有有准备的头脑才能够认出机会，利用机会，作出科学发现。国弗里奇认为，科学研究过程中会遇到很多有趣的附带问题，但是科学家要能够识别哪些是有价值的线索。具有独立思考能力，能够按照事物本身的价值作出判断，不被当时流行的科学观念束缚的科学家，最有可能认识新发现的潜在意义。他说：“认识了机遇在作出新发现中的重要意义，研究人员应该对此加以利用，而不应把它看作一件怪事而忽略掉，或者更糟的是看作有损发现者的声誉而把它忽略掉。”对于从事科学研究的人，应该提醒自己注意意外的现象，并始终保持有准备的头脑，抓住机遇的启示，争取科学发现。