6 材料科学与工程 2002年3月 面在介绍电子显微镜的诞生后，将就电镜的几个重要发展 公司（专利权主要属于西门子公司）不便争论发明权问题。 讨论材料科学中的几次突破性进展。 再就是二次世界大战随后，发，战事的紧迫性掩盖了这种 瑞典诺贝尔奖委员会把1986年物理奖的一半颁发给 争议。此外，除了Kol止Ruska与Rudenberg争发明电镜的优 E.Ruska时的赞词是：“为了他在电子光学基础研究方面的 先权外，西门子与AEG两大公司也在争论不休，为了平息 贡献和设计出第一台电子显微镜”。上半句是指Ruska在 这些争论当时德国的最高学术团体普鲁士科学院在1941 Koll指导下，从1928年起他在柏林高压电机系高工实验室 年7月3日将莱布尼兹银质奖颁发给了AEG公司的 做的副博士论文工作中，从事阴极射线的聚焦研究。他先 Brtlche Mahl及Boersch和西门子公司Koll,Ruska,on Bor 用一个磁透镜聚焦得出金属网的13倍放大像，后来用双透 ries及on Ardenne结果是皆大欢喜。 镜得出17.4倍的放大像21，在实验室中实现了电子显微 战后，Steenbeck在前苏联工作直到1956年7月才回到 成像。下半句是指他在1930,1933年间在西门子公司与 东德。那时，Kol也从美国回到西德，他仍念念不忘Seer Von Borries一起研制电子显微镜，引入极靴及投影镜，最后 beck曾在Rudenberg申请专利前去他的实验室参观一事，因 得出放大12,000倍的像，分辨率超过光学显微镜，宣告第 此在1960年10月17日写了一封信给Steenbeck,希望了解 一台电镜的诞生（关于电镜的研制经过，见文献[3·8]）。 当时的具体情况。Steenbeck在11月8日的复信中承认了 注意，这个赞词中回避了“发明”电子显微镜这个字眼，这不 他在参观后向Rudenberg做了汇报，并说“Rudenberg的（专 是一时马虎，而是深思熟虑的结果。因为西门子公司的M 利：译者加)申请肯定是我访问你的结果，也肯定是从我的 Rudenberg已在1931年5月28日向德、法、美等国的专利局 见闻中得到的启迪] 提出用磁透镜或静电远镜制造电子显微镜的专利申请（这 Steenbeck的信一公布后，公众舆论一下都倾向Ruska 是第一次出现电子显傲镜这个名词)，并分别于1932年12 一边，Ruska也在研制出电镜五十年后得到诺贝尔奖。但 月和1936年10月获得法、美专利局的批准（德国专利局在 是，Ruska一直不以电镜发明人自居，而只是说自己是 当年5月30日收到申请)。德国通用电气公司AEG于1930 “Urheber”(引路人)。在他获得诺贝尔奖后做的诺贝尔演讲 年在Brtche领导下开始研究静电透镜成像，并在1931年11 的标题是“电子显微镜的发展与电子显微学报告中未用 月获得涂上氧化物的灯丝的发射电子像。在AEG公司的 “发明”这个词，也没提到Rudenberg。尽管如此，虽然老 反对下，Rudenberg的两个电镜专利申请直到战后才在1953 Rudenberg过世，他的两个儿子在美国还是不断宣传他们父 年和1954年获得西德专利局批准。从专利优先角度来看， 亲在电子物理方面的造诣及远见1。一再说，在他父亲提 Rudenberg应是电镜的发明人。 出电子显微镜这个概念之前，Koll及Ruska一直是在讲阴 Rudenberg是一位著名的电子物理学家，除了在西门子 极射线示波器（如文献I的题目）。德国AEG公司的Brtkche 公司任科技部总工程师，还兼任柏林高工电机系教授。无 等也不服气，认为电镜的诞生不是Ruska一个人的功劳。 论在学识经验和远见方面都很强。但是他从来没做过磁 看来，Koll及Ruska埋头实验，就事论事，发现了新现 透镜成像工作，他的专利申请全凭理论推测得出。据 象后没有把它上升到理性认识。因此，起初他们的认识仍 Rudenberg及他儿子事后说，1930年他的另一个儿子得了小 然局限于阴极射线管的聚焦现象，看不到它的普遍和深远 儿麻痹症这是由一种过滤性病毒引起的受到分辨率的限 意义。1925年de Broglie指出电子的粒子和波动双重性理 制，光学显微镜对此无能为力。Rudenberg为此曾想到用X 论，l927年Thompson在英国及Davisson和Germer在美国同 射线或电子束制造分辨率更高的显微镜1。但是，他从来 时发现电子衍射现象，在这之后，利用电子成像本是顺理成 没有发表过这方面的论文，在电镜界也不知名。 章的事。但是，Kol及Ruska在从事阴极射线聚焦工作时 对于Rudenberg的电镜专利申请，Ruska及Kol是有看 并不懂得这个道理。当outermans向Ruska提出电子的波 法的。因为在l931年5月里，Rudenberg的助手M.Steenbeck 动性后，Ruska“先是大为失望，以为分辨率将又一次受到波 曾去Ko的实验室参观，了解到Ruska的实验结果，并且 动性的限制。但是，很快我又兴奋起来，因为根据de Broglie 看到了Koll将在6月4日做的有关Ruska工作的学术报告 方程，我计算出电子的波长比光波要小5个数量级)。 手稿，题目是“阴极射线示波器的设计及新结构的原理”，在 Rudenberg是理论家，在电镜界似乎无人知晓，但是他在受 他们的第一篇论文中也没提到电子显微镜。就在Kl的 到实验家的启发后，立刻想到利用电磁透镜制造电子显微 6月4日学术报告的前几天，Rudenberg代表西门子公司在5 镜，开辟了一个新领域。只是他拣了一个便宜，又不肯承认 月28日向德、法、美等国的专利局提出了电子显微镜的专 从实践中得到启发。尽管他参加了Kl在1931年的报告 利申请。因此Koll和Ruska产生一些怀疑也是可以理解 会，坐在第一排，但讨论中一言不发，也不透露他已于一周 的。不过，关于电镜发明权的争执没有继续下去。首先， 前递交了电镜的专利申请。可见他城府很深，居心不良。 Rudenberg在希特勒开始迫害犹太人后于1936年移居英国， 但是他毕竞棋高一著，首先认识到可以用电磁透镜成像制 两年后去美，接着二次世界大战就爆发了。其次，Ruska与 造电子显微镜，而电子显微镜这个名称也首先出现在他的 Von Borries在1937年2月开始加入西门子公司从事电镜开 专利申请中。从这个事件也可以看出在科学研究中，实践 发工作，在1939年制造出第一台分辨率为7纳米、放大倍 与理论相结合的重要性。 率为3万倍的商品电镜。他俩与Rudenberg先后属于一个 电子显微镜的发明开辟了直接观察原子的途径，早在 1994-2007 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved.http://www.cnki.net面在介绍电子显微镜的诞生后 ,将就电镜的几个重要发展 讨论材料科学中的几次突破性进展。 瑞典诺贝尔奖委员会把 1986 年物理奖的一半颁发给 E. Ruska 时的赞词是“为了他在电子光学基础研究方面的 : 贡献和设计出第一台电子显微镜”。上半句是指 Ruska 在 Knoll 指导下 ,从 1928 年起他在柏林高压电机系高工实验室 做的副博士论文工作中 ,从事阴极射线的聚焦研究。他先 用一个磁透镜聚焦得出金属网的 13 倍放大像 ,后来用双透 镜得出 1714 倍的放大像[1 ,2 ] ,在实验室中实现了电子显微 成像。下半句是指他在 1930 - 1933 年间在西门子公司与 Von Borries 一起研制电子显微镜 ,引入极靴及投影镜 ,最后 得出放大 12 ,000 倍的像 ,分辨率超过光学显微镜 ,宣告第 一台电镜的诞生 (关于电镜的研制经过 ,见文献[ 3 - 8 ]) 。 注意 ,这个赞词中回避了“发明”电子显微镜这个字眼 ,这不 是一时马虎 ,而是深思熟虑的结果。因为西门子公司的 M. Rüdenberg已在 1931 年 5 月 28 日向德、法、美等国的专利局 提出用磁透镜或静电透镜制造电子显微镜的专利申请 (这 是第一次出现电子显微镜这个名词) ,并分别于 1932 年 12 月和 1936 年 10 月获得法、美专利局的批准 (德国专利局在 当年 5 月 30 日收到申请) 。德国通用电气公司 AEG于 1930 年在 Brüche 领导下开始研究静电透镜成像 ,并在 1931 年 11 月获得涂上氧化物的灯丝的发射电子像。在 AEG公司的 反对下 ,Rüdenberg 的两个电镜专利申请直到战后才在 1953 年和 1954 年获得西德专利局批准。从专利优先角度来看 , Rüdenberg 应是电镜的发明人。 Rüdenberg是一位著名的电子物理学家 ,除了在西门子 公司任科技部总工程师 ,还兼任柏林高工电机系教授。无 论在学识、经验和远见方面都很强。但是他从来没做过磁 透镜成像工作 ,他的专利申请全凭理论推测得出。据 Rüdenberg及他儿子事后说 ,1930 年他的另一个儿子得了小 儿麻痹症 ,这是由一种过滤性病毒引起的 ,受到分辨率的限 制 ,光学显微镜对此无能为力。Rüdenberg 为此曾想到用 X 射线或电子束制造分辨率更高的显微镜[8 ] 。但是 ,他从来 没有发表过这方面的论文 ,在电镜界也不知名。 对于 Rüdenberg 的电镜专利申请 ,Ruska 及 Knoll 是有看 法的。因为在 1931 年 5 月里 ,Rüdenberg 的助手 M. Steenbeck 曾去 Knoll 的实验室参观 ,了解到 Ruska 的实验结果 ,并且 看到了 Knoll 将在 6 月 4 日做的有关 Ruska 工作的学术报告 手稿 ,题目是“阴极射线示波器的设计及新结构的原理”,在 他们的第一篇论文中也没提到电子显微镜。就在 Knoll 的 6 月 4 日学术报告的前几天 ,Rüdenberg 代表西门子公司在 5 月 28 日向德、法、美等国的专利局提出了电子显微镜的专 利申请。因此 Knoll 和 Ruska 产生一些怀疑也是可以理解 的。不过 ,关于电镜发明权的争执没有继续下去。首先 , Rüdenberg 在希特勒开始迫害犹太人后于 1936 年移居英国 , 两年后去美 ,接着二次世界大战就爆发了。其次 ,Ruska 与 Von Borries 在 1937 年 2 月开始加入西门子公司从事电镜开 发工作 ,在 1939 年制造出第一台分辨率为 7 纳米、放大倍 率为 3 万倍的商品电镜。他俩与 Rüdenberg 先后属于一个 公司(专利权主要属于西门子公司) 不便争论发明权问题。 再就是二次世界大战随后爆发 ,战事的紧迫性掩盖了这种 争议。此外 ,除了 Knoll2Ruska 与 Rüdenberg 争发明电镜的优 先权外 ,西门子与 AEG两大公司也在争论不休 ,为了平息 这些争论当时德国的最高学术团体普鲁士科学院在 1941 年 7 月 3 日将莱布尼兹银质奖颁发给了 AEG 公司的 Brüche ,Mahl 及 Boersch 和西门子公司 Knoll ,Ruska ,Von Bor2 ries 及 Von Ardenne ,结果是皆大欢喜。 战后 ,Steenbeck 在前苏联工作直到 1956 年 7 月才回到 东德。那时 ,Knoll 也从美国回到西德 ,他仍念念不忘 Steen2 beck 曾在 Rüdenberg 申请专利前去他的实验室参观一事 ,因 此在 1960 年 10 月 17 日写了一封信给 Steenbeck ,希望了解 当时的具体情况。Steenbeck 在 11 月 8 日的复信中承认了 他在参观后向 Rüdenberg 做了汇报 ,并说“Rüdenberg 的 (专 利 :译者加) 申请肯定是我访问你的结果 ,也肯定是从我的 见闻中得到的启迪”[5 ] 。 Steenbeck的信一公布后 ,公众舆论一下都倾向 Ruska 一边 ,Ruska 也在研制出电镜五十年后得到诺贝尔奖。但 是 ,Ruska 一直不以电镜发明人自居 ,而只是说自己是 “Urheber”(引路人) 。在他获得诺贝尔奖后做的诺贝尔演讲 的标题是“电子显微镜的发展与电子显微学”[4 ]报告中未用 “发明”这个词 ,也没提到 Rüdenberg。尽管如此 ,虽然老 Rüdenberg 过世 ,他的两个儿子在美国还是不断宣传他们父 亲在电子物理方面的造诣及远见[8 ] 。一再说 ,在他父亲提 出电子显微镜这个概念之前 , Knoll 及 Ruska 一直是在讲阴 极射线示波器(如文献 1 的题目) 。德国 AEG公司的 Brüche 等也不服气 ,认为电镜的诞生不是 Ruska 一个人的功劳。 看来 ,Knoll 及 Ruska 埋头实验 ,就事论事 ,发现了新现 象后没有把它上升到理性认识。因此 ,起初他们的认识仍 然局限于阴极射线管的聚焦现象 ,看不到它的普遍和深远 意义。1925 年 de Broglie 指出电子的粒子和波动双重性理 论 ,1927 年 Thompson 在英国及 Davisson 和 Germer 在美国同 时发现电子衍射现象 ,在这之后 ,利用电子成像本是顺理成 章的事。但是 ,Knoll 及 Ruska 在从事阴极射线聚焦工作时 并不懂得这个道理。当 Houtermans 向 Ruska 提出电子的波 动性后 ,Ruska“先是大为失望 ,以为分辨率将又一次受到波 动性的限制。但是 ,很快我又兴奋起来 ,因为根据 de Broglie 方程 ,我计算出电子的波长比光波要小 5 个数量级”[3 ] 。 Rüdenberg是理论家 ,在电镜界似乎无人知晓 ,但是他在受 到实验家的启发后 ,立刻想到利用电磁透镜制造电子显微 镜 ,开辟了一个新领域。只是他拣了一个便宜 ,又不肯承认 从实践中得到启发。尽管他参加了 Knoll 在 1931 年的报告 会 ,坐在第一排 ,但讨论中一言不发 ,也不透露他已于一周 前递交了电镜的专利申请。可见他城府很深 ,居心不良。 但是他毕竟棋高一著 ,首先认识到可以用电磁透镜成像制 造电子显微镜 ,而电子显微镜这个名称也首先出现在他的 专利申请中。从这个事件也可以看出在科学研究中 ,实践 与理论相结合的重要性。 电子显微镜的发明开辟了直接观察原子的途径 ,早在 ·6 · 材 料 科 学 与 工 程 2002 年 3 月