Röntgen: tìm ra tia X, từ chối bằng sáng chế

Một người đàn ông tìm ra thứ tia nhìn xuyên được da thịt — thứ cả thế giới sẽ trả tiền để mua. Ông từ chối đăng ký bằng sáng chế, từ chối giới công nghiệp, từ chối cả tước hiệu quý tộc, rồi đem toàn bộ tiền giải Nobel vật lý đầu tiên trong lịch sử tặng cho trường đại học.

Tên ông là Wilhelm Conrad Röntgen. Cái tia ông tìm thấy đến giờ vẫn mang cái tên ông đặt lúc chưa hiểu nó là gì: tia X.

Buổi tối tấm bìa đen không che nổi ánh sáng

Tối 8/11/1895, tại phòng thí nghiệm Đại học Würzburg, Röntgen — khi ấy 50 tuổi, giáo sư vật lý — đang nghiên cứu tia âm cực trong một ống thủy tinh chân không.

Ông bọc kín ống bằng bìa các-tông đen, tắt hết đèn để chắc chắn không ánh sáng nào lọt ra, rồi bật điện.

Cách đó khoảng một mét, tấm màn phủ hóa chất bari platinocyanide bỗng phát sáng lờ mờ.

Chuyện đó lẽ ra không được phép xảy ra. Tia âm cực chỉ đi được vài centimet trong không khí, còn tấm bìa đã chặn kín. Phải có một thứ khác — vô hình, xuyên được bìa các-tông — đang bay sang tấm màn kia.

Bảy tuần ông không ra khỏi phòng thí nghiệm

Röntgen không chạy đi báo ai. Ông làm điều ngược lại: đóng cửa, ở lì trong đó gần bảy tuần, cho chuyển cả giường ngủ xuống phòng thí nghiệm. Bà vợ về sau kể lại quãng ấy như một thời gian kinh khủng, vì chồng gần như không về nhà và không chịu nói đang làm gì.

Ông có lý do tỉnh táo để im lặng: công bố một tuyên bố kinh động như thế mà sai một chi tiết là đổ cả sự nghiệp. Nên ông lần lượt đem mọi thứ chắn giữa ống tia và tấm màn để xem cái gì cản được nó:

• Ông chụp một cuộn chỉ gỗ và thấy rõ sợi dây kim loại quấn bên trong.
• Ông đọc được kim la bàn nằm trong hộp kim loại đóng kín.
• Ông cầm màn huỳnh quang sang phòng bên, đóng cửa, và tia vẫn xuyên tới.

Kết luận dần rõ: thứ này xuyên gỗ, giấy và thịt người khá dễ, nhưng bị chì và xương chặn.

Vì sao gọi là tia "X"? Vì ông không biết nó là gì. Trong toán học, `x` là ký hiệu cho ẩn số chưa biết. Röntgen đặt tên tạm cho thứ mình chưa giải thích nổi — rồi cái tên tạm ấy ở lại vĩnh viễn. Ở Đức, người ta vẫn gọi nó là "tia Röntgen".

Bàn tay có nhẫn cưới và câu nói của người vợ

Ngày 22/12/1895, ông đưa vợ mình, bà Anna Bertha Ludwig, xuống phòng thí nghiệm và bảo bà đặt bàn tay lên tấm phim. Bà giữ yên suốt mười lăm phút.

Tấm ảnh hiện ra: những đốt xương ngón tay xám mờ, trên đốt ngón áp út là hai vòng tối đậm — chiếc nhẫn cưới. Đó là tấm phim X-quang đầu tiên chụp một phần cơ thể người.

Bà Bertha nhìn bộ xương bàn tay mình và thốt lên một câu về sau được trích vô số lần:

"Tôi đã nhìn thấy cái chết của mình."

Phản ứng ấy dễ hiểu hơn ta tưởng. Với người thế kỷ 19, hình ảnh bộ xương chỉ gắn với một thứ: nấm mồ. Bà không nhìn thấy một kỹ thuật y học. Bà nhìn thấy chính mình đã chết.

Tia X thật ra là gì

Cách dễ hình dung nhất: tia X là ánh sáng, chỉ là loại ánh sáng mắt người không được trang bị để nhìn.

Ánh sáng thường, sóng radio, tia hồng ngoại, tia X — tất cả cùng một họ sóng điện từ, chỉ khác nhau ở bước sóng. Mắt ta chỉ mở ra đúng một khe hẹp trong dải đó, giống cái đài chỉ bắt được vài kênh trong khi không trung đầy sóng.

Tia X có bước sóng cực ngắn, tức năng lượng rất lớn, nên không dừng ở bề mặt mà lách qua được khoảng trống giữa các nguyên tử của vật chất nhẹ. Nguyên tử càng nặng thì càng cản tia mạnh: thịt và mỡ chủ yếu là nguyên tố nhẹ nên tia xuyên qua gần như không vướng, còn xương nhiều canxi nặng hơn hẳn nên chặn tia lại. Chỗ tia lọt thì phim đen, chỗ bị chặn thì phim trắng.

Nói cách khác, phim X-quang không phải bức ảnh chụp xương. Nó là cái bóng của xương.

Trong vòng một năm, nó có mặt ở khắp thế giới

Ngày 28/12/1895, Röntgen nộp bài báo *Về một loại tia mới*. Đầu tháng 1/1896 báo chí đăng, và tốc độ lan truyền sau đó gần như không có tiền lệ trong lịch sử khoa học.

Chỉ riêng năm 1896, giới khoa học đã cho ra khoảng một nghìn bài báo và gần năm mươi cuốn sách về tia X. Chưa hết năm đó, phần lớn bệnh viện lớn đã lắp máy. Trong vòng một năm kể từ khi công bố, bác sĩ đã dùng phim X-quang để định vị mảnh đạn trong người lính bị thương và hỗ trợ phẫu thuật.

Lý do nó chạy nhanh đến vậy rất thực tế: thiết bị cần thiết — ống chân không, cuộn cảm ứng — đã có sẵn trong hầu hết phòng thí nghiệm vật lý thời đó. Ai đọc bài báo cũng có thể lặp lại thí nghiệm ngay tuần sau. Và vì ông không giữ bằng sáng chế, không ai phải xin phép hay trả phí.

Đúng như ông muốn. Nhưng đó cũng chính là chỗ bi kịch bắt đầu.

Thời kỳ người ta chiếu tia X để mua vui

Không ai biết thứ này nguy hiểm. Nên nó bị dùng như một trò lạ.

Tia X thành tiết mục biểu diễn ở hội chợ và giảng đường: khán giả xung phong lên soi bàn tay, soi cả ví tiền cho vui. Người ta mở hiệu chụp "chân dung bộ xương". Bác sĩ gán cho nó đủ công dụng tưởng tượng, kể cả làm đẹp và triệt lông.

Kéo dài nhất và tai hại nhất là chiếc máy soi chân thử giày. Từ thập niên 1920, cửa hàng giày lắp một tủ gỗ có ống tia X: khách xỏ chân vào, ghé mắt xuống ô kính và nhìn thấy xương bàn chân mình trong đôi giày mới. Trẻ con xếp hàng soi đi soi lại vì thích. Đầu thập niên 1950, riêng ở Mỹ ước tính có khoảng mười nghìn máy như vậy đang chạy.

Mãi đến năm 1948 mới có khảo sát khoa học nghiêm túc, và kết quả đều tệ cả hai phần: máy không giúp chọn giày vừa chân hơn chút nào, còn liều phóng xạ mỗi lần soi thì rất lớn. Chúng bị loại bỏ dần từ những năm 1950.

Cái giá thật thì những người đứng gần máy nhất phải trả. Clarence Dally, trợ thủ của Thomas Edison, thử ống tia X trên chính bàn tay mình hết lần này đến lần khác. Ông chịu nhiều năm đau đớn, qua hàng loạt ca mổ, bị cắt cụt cả hai cánh tay, rồi mất năm 1904 vì ung thư — người Mỹ đầu tiên chết vì tia X. Edison bỏ hẳn nghiên cứu tia X sau đó.

Năm 1936, tại một bệnh viện ở Hamburg, giới X-quang Đức dựng đài tưởng niệm những bác sĩ, kỹ thuật viên và y tá đã chết vì nghề. Ngày khánh thành, trên đó có 169 cái tên thuộc mười lăm quốc gia. Đến năm 1959, danh sách đã lên 359 tên.

Những điều nhiều người kể sai

Chuyện đời Röntgen bị kể lệch ở mấy chỗ, và chỗ lệch nặng nhất lại nằm ở đoạn cuối:

• "Röntgen chết trong nghèo đói." Đây là chi tiết được chép lại nhiều nhất, và nó nói quá. Nghiên cứu di chúc của ông cho thấy điều ngược lại: bản lập năm 1911, viết lại năm 1920, phân chia những khoản rất lớn — 200.000 mark cho nghiên cứu vật lý, 100.000 mark cho con gái nuôi, 30.000 mark cho quê nhà Lennep, cùng nhiều khoản cho họ hàng và người giúp việc. Năm 1922 ông còn nâng phần dành cho người hầu gái từ 10.000 lên 50.000 mark. Một người sắp chết đói không viết những dòng như thế. Sự thật khác hẳn: lạm phát phi mã đã bào mòn đồng tiền Đức, và sau khi ông mất, cải cách tiền tệ tháng 11/1923 quy đổi một nghìn tỷ mark thành một rentenmark, quét sạch gần như toàn bộ. Ông không chết bần cùng; di sản của ông mới là thứ bị xóa sổ.
• "Röntgen phát minh ra tia X." Không ai phát minh ra tia X — nó có sẵn trong tự nhiên. Ông là người phát hiện ra nó và mô tả được tính chất của nó. Trước đó vài nhà nghiên cứu khác đã vô tình tạo ra tia X mà không nhận ra mình đang cầm cái gì trong tay. Khác biệt không nằm ở may mắn, mà ở chỗ ông chịu bỏ bảy tuần truy đến cùng.
• "Ông giữ bí mật vì muốn độc chiếm." Ngược lại hoàn toàn. Ông im lặng bảy tuần vì sợ công bố thứ chưa kiểm chứng xong, rồi mở toang cho tất cả. Khi một hãng công nghiệp cử người đến đặt vấn đề khai thác thương mại, ông đáp rằng theo truyền thống của giáo sư đại học Đức, phát hiện của ông thuộc về nhân loại, không nên bị ràng buộc bởi bằng sáng chế hay hợp đồng của bất kỳ nhóm nào.

Cái giá của việc không giữ bằng sáng chế

Nếu đăng ký bằng sáng chế, Röntgen đã thành một trong những người giàu nhất châu Âu: mọi máy X-quang ở mọi bệnh viện trên thế giới đều phải trả tiền cho ông.

Ông chọn cách khác, và lựa chọn đó có hai mặt. Mặt sáng: y học có công cụ chẩn đoán quan trọng bậc nhất chỉ sau vài tháng thay vì vài chục năm, không rào cản, không phí. Mặt tối: cũng vì không ai kiểm soát, tia X rơi vào tay hội chợ và cửa hàng giày, còn những người tiên phong trả giá bằng bàn tay, cánh tay và mạng sống.

Röntgen mất ngày 10/2/1923 tại Munich vì ung thư đại trực tràng — bệnh nhiều khả năng không liên quan đến tia X, bởi khác hầu hết đồng nghiệp cùng thời, ngay từ đầu ông đã quen làm việc sau tấm chắn chì.

Mỗi lần bạn nằm dưới máy chụp phim, cái áo chì choàng lên người chính là hậu duệ của thói quen cẩn thận đó — và của 359 cái tên khắc trên bức tường ở Hamburg.