生物学的创始人法国著名科学家巴斯德曾说过：“在观察的领域中，机遇只偏爱那种有准备的头脑。”的确如此，X射线的发现就可以清楚的告诉我们这一点。
机遇只偏爱有准备的头脑
伦琴（1845年～1923年），德国实验物理学家。1845年3月27日生于伦内普。3岁时全家迁居荷兰并入荷兰籍。1865年迁居瑞士苏黎世，伦琴进入苏黎世联邦工业大学机械工程系，1868年毕业。1869年获苏黎世大学博士学位，并担任了物理学教授A·孔脱的助手；1870年随同孔脱返回德国，1871年随他到维尔茨堡大学和1872年又随他到斯特拉斯堡大学工作。
X射线的发现过程，是一个充满了偶然性的故事。
1858年，德国的盖斯勒制成了低压气体放电管。1859年，德国的普吕克尔利用盖斯勒管进行放电实验时看到了正对着阴极的玻璃管壁上产生出绿色的辉光。1876年，德国的戈尔兹坦提出，玻璃壁上的辉光是由阴极产生的某种射线所引起的，他把这种射线命名为阴极射线。后来，对阴极射线的组成和性质以及这种射线所引起的荧光现象的研究，分别导致了电子和X射线的发现。1879年，英国的汤姆逊用实验方法证实了阴极射线的粒子就是电子。物理学家克鲁克斯在做放电管阴极射线实验时，已发现放在管子附近的照相底片有感光迹象。但由于他观察不细，更重要的是思想上缺乏必要的准备，便与一项重大发现失之交臂。
1895年，在德国中部的巴伐利亚，伦琴博士正在进行有关密封玻璃管里的发光现象的试验。这就是：在装有两个电极的真空玻璃管（雷钠管）电极上进行加上高电压的实验。这项实验本身并不新鲜，是当时的科学家都知道的，一加上高电压，管内就会发光。但是对于发光的原因，却是不得而知。
1895年11月8日下午，伦琴和夫人吃完了饭，回到实验室里，要再次观察雷钠管的发光现象。他从架子上拿下一只雷钠管，用黑色纸套严严实实地包了起来。接着，他关紧门窗，房间顿时陷入了一片黑暗，然后给雷钠管接通高压电源，让管子放电，以便检查黑色纸套是否漏光。正当他准备开始正式实验时，突然发现一种奇异的现象：附近的小工作台上有一块涂了氰亚铂酸钡的纸板发出一片明亮的荧光。而切断电源后，荧光也随之消失了。
伦琴发现这一现象后，又仔细观察了产生这种现象的原因，他让一系列放电通过阴极射线管，结果纸板上出现了同样的闪光。他确信，纸板发出的荧光，不可能是阴极射线形成的，因为阴极射线的能量连几厘米以上的空气都穿不透，而雷钠管离小工作台有两米多远，阴极射线是无法穿越这样长的距离的。
于是，伦琴又把纸板移开，换上照相胶板，结果胶板感光了。接着，他又在雷钠管和照相底板之间放上几种东西：钥匙、自己常用的猎枪。令人惊奇的是，就连钥匙和猎枪金属部分的细小之处都清清楚楚地照出来了。这真是一个惊人的发现！
接着，伦琴又让他的夫人把手放在雷钠管和胶板中间，结果，夫人手上的每块骨头以及手上戴的戒指都照出来了。
这一偶然发现使伦琴感到兴奋，他把其他的研究工作搁置下来，专心致志地研究这种射线的性质，对于这种未知的射线，伦琴把它命名为“X射线”。经过几周的紧张工作，他发现了下列事实：（1）X射线除了能引起氰亚铂酸钡发荧光外，还能引起许多其他化学制品发荧光。（2）X射线能穿透许多普通光所不能穿透的物质；特别是能直接穿过肌肉但却不能透过骨骼。（3）X射线沿直线运行，与带电粒子不同，X射线不会因磁场的作用而发生偏移。
从那天起，伦琴就住在了实验室，夜以继日地进行着研究试验，终于在1895年12月28日发表了研究报告《一种新的射线——初步报告》，向维尔茨堡物理学医学协会作了报告，宣布他发现了X射线，阐述这种射线具有直线传播、穿透力强、不随磁场偏转等性质。
1896年1月5日，关于X射线的重大报道在维也纳日报上刊出，立即引起全世界的注意。在美国报道此事4天之后，就有人用X射线发现了患者脚上的子弹。X射线很快就进入了医学领域。当时英国一位著名外科医生托马斯·亨利称之为“诊断史上的一个最大的里程碑”。
1901年，伦琴由于发现X射线的贡献，获得了诺贝尔物理学奖金，是获得该项奖的头一个人。
为了永久纪念这位伟大的物理学家，德国人民在柏林市的波茨坦桥上竖立起伦琴的青铜塑像。国际学术界还作出决定，用“伦琴”来命名X或Y射线的照射量单位。
X射线的发现告诉我们，在科学探索的道路上，只有脚踏实地、打好扎实的基本功，才能抓住那稍纵即逝的机遇，最终取得成功。在伦琴发现之前，克鲁克斯就曾多次发现在阴极线附近的底片会感光，他只认为是偶然现象，没有去深思，他总把原因归结为底片的质量问题。而伦琴思想敏捷、想像丰富、善于捕捉在实验中发生的每一个现象，并充分意识到自己发现的重要性，抓住不放、反复深入地进行研究，终于在“偶然性”中做出了伟大的发现。所以科学界把发现X射线归功于伦琴。所以说，偶然性中包含着必然性，必然性又必然体现于偶然性之中。
后来，人们运用X射线造出X光透视器，可以透视人体的内脏和骨骼，使医生能正确发现病人的病因，挽救了千千万万人的生命。
伦琴X射线的发现，随即引发了一系列的重大发现。如很快就导致电子的发现和天然放射性现象的发现。以X射线的研究为钥匙，叩开了人类认识物质微观世界的大门。X射线的发现，打破了所谓“原子是组成物质的最小微粒”、“物理学已发展到顶”等旧观念，引起了物理学的彻底革命，导致了现代物理学的诞生。
X射线的最著名的应用还是在医疗（包括口腔）诊断中。其另一种应用是放射性治疗，在这种治疗当中X射线被用来消灭恶性肿瘤或抑制其生长。X射线在工业上也有很多应用，例如，可以用来测量某些物质的厚度或勘测潜在的缺陷。X射线还应用于许多科研领域，从生物到天文，特别是为科学家提供了大量有关原子和分子结构的信息。