在电磁理论大厦建立的道路上，有两个英国物理学家和一个德国物理学家作出了巨大的贡献。法拉第为它打下了坚实的基础，麦克斯韦为它建造了高大的主体，而本文的主角--德国物理学家--赫兹则为它封上了屋顶。从此，物理学上的一个巅峰--电磁理论终于被建立起来了。在本文中，科普君将为你介绍赫兹的一些故事。
海因里希·鲁道夫·赫兹
海因里希·鲁道夫·赫兹于1857年出生在德国汉堡的一个改信基督教的犹太家庭，他的父亲是个法律顾问。赫兹在求学的过程中展现出了良好的科学和语言天赋，他喜欢学习阿拉伯语和梵文。他曾经在德累斯顿、慕尼黑和柏林等地学习科学和工程学，后来赫兹进入柏林大学学习，师从基尔霍夫和亥姆霍兹。1880年，赫兹获得博士学位。接下来的3年中，赫兹作为亥姆霍兹的助手攻读博士后。1883年，赫兹在基尔大学担任理论物理的讲师，并在2年后成为卡尔斯鲁厄大学的一名教授。1889年，赫兹去了波恩，担任物理学教授和物理研究所所长，并在1894年出版了《新形式的力学原理》一书。
基尔大学
1884年，赫兹在基尔大学期间第一次对电磁学理论进行了系统的研究，同年，他发表了《论麦克斯韦电磁学基本方程组与其相对立的电磁学基本方程组之间的关系》一文。在文中，他试图用麦克斯韦理论和当时德国电动力学中普遍适用的一些"基本原理"，重新推导电磁场的基本方程组，从而消除这些并行理论之间的矛盾，建立统一的电磁学理论。但是在文章中，赫兹对于当时他涉及到的电磁学理论基础的一些问题仍然感到迷茫，这篇文章也仅仅说明他对麦克斯韦电磁场理论有了一些了解，并且认识到麦克斯韦理论对电磁现象的解释方面具有优越性。但即使如此，这篇文章发表之后，还是引起了当时德国物理学界的激烈的争论。玻尔兹曼的学生奥林谔还以赫兹的这篇文章所讨论的问题作为学位论文主题，对电磁学的理论作进一步的研究。
从1886到1888年间，赫兹主要从事电磁学实验研究，其中最著名的要数他在1887年的发现了。那年，赫兹在卡尔斯鲁厄大学的实验室里面进行了著名的验证电磁波存在的实验。赫兹使用的装置包括一个电火花发生器，两个相隔很近的小铜球作为电容。赫兹合上电路开关，电流穿过感应线圈开始对铜球电容充电，当电压不断上升的时候，两个小球之间的空气被击穿，形成一个高频的振荡电路。根据麦克斯韦的理论，在两个小球之间产生振荡电场的同时，会引发一个向外传播的电磁波，但是如何验证这个电磁波的存在呢？赫兹在实验室的另一头放着一个开口的铜环，在铜环的开口处也各镶了一个小铜球。这就是电磁波的接收器，如果麦克斯韦预言的电磁波真的存在的话，那么电磁波会穿过房间，在接收器上感生一个振荡的电动势，从而使接收器的开口处也会激发出电火花来。赫兹静静地观察着，忽然在铜环接收器那里出现了异样，他忍不住把鼻子凑到铜环的前面，明明白白地看见了似乎有微弱的火花在两个铜球之间的空气里闪烁。赫兹把所有的窗帘都拉上了，这次他看得更清楚了：淡蓝色的电火花在铜环的缺口不断地绽放。但是铜环是一个隔离的系统，它没有任何的能量来源。赫兹终于确信，他见到了电磁波，电磁波是真实存在的，麦克斯韦的预言终于得到了验证。
赫兹的实验装置
根据实验数据，赫兹得出了电磁波的速度--30万公里/秒，这不就是光速吗？麦克斯韦的预言再次得到验证：光就是一种电磁波。只不过光的频率在一定范围内能够被我们看到而已。同年，赫兹在寄给亥姆霍兹的一篇题为《论在绝缘体中电过程引起的感应现象》的论文中，总结了这个重要发现。接着，赫兹还通过实验确认了电磁波是横波，具有与光类似的特性，如反射、折射、衍射等，并且实验了两列电磁波的干涉，同时证实了在直线传播时，电磁波的传播速度与光速相同，从而全面验证了麦克斯韦的电磁理论的正确性。并且进一步完善了麦克斯韦方程组，使它更加优美、对称，得出了麦克斯韦方程组的现代形式。此外，赫兹又做了一系列实验。他研究了紫外光对火花放电的影响，发现了光电效应，即在光的照射下物体会释放出电子的现象。这一发现，后来成了爱因斯坦建立光量子理论的基础。1888年1月，赫兹将这些成果总结在《论动电效应的传播速度》一文中。赫兹实验公布后，轰动了全世界的科学界。由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此才取得决定性的胜利。1888年，成了近代科学史上的一座里程碑。赫兹的发现具有划时代的意义，它不仅证实了麦克斯韦发现的真理，更重要的是开创了无线电电子技术的新纪元。随着迈克尔逊在1881年进行的实验和1887年的迈克尔逊-莫雷实验推翻了光以太的存在，赫兹改写了麦克斯韦方程组，将新的发现纳入其中。通过实验，他证明电信号象麦克斯韦和法拉第预言的那样可以穿越空气，这一理论是发明无线电的基础。他注意到带电物体当被紫外光照射时会很快失去它的电荷，发现了光电效应，后来由爱因斯坦给出了解释。
赫兹发现电磁波存在的意义还不仅如此。1894年，赫兹由于败血症而在波恩去世，享年37岁。就在他去世的同一年，有一个在伦巴第度假的20岁的意大利青年读到了赫兹的关于电磁波的论文。2年后，这个青年在公开场合进行了无线电的通讯表演，很快，他的公司成立了，并成功拿到专利证。到1901年，赫兹去世后的第7年，无线电报穿越大西洋，实现了在两个大洲之间的实时通讯。这个来自意大利的年轻人就是马可尼。与此同时，来自俄国的波波夫也在无线通讯领域做出了同样的贡献。他们掀起了一场革命的风暴，将人类带进了一个崭新的"信息时代"。而这一切，都是建立在赫兹的那次实验的基础之上的。
马可尼
预告一下，下期人物：普朗克
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