作者 高关中（德国汉堡）2022/10/20

今天，我们看电视、听收音机，甚至使用蓝牙技术到宇宙飞行等，都离不开无线电波，它实际上是一种电磁波。1887年，德国物理学家赫兹（1857—1894）通过实验证实了电磁波的存在，从那一刻起，就开启了把无线通讯这个福祉带给全人类的前景。

海因里希·赫兹（Heinrich Hertz）1857年2月22日出生在汉堡一个改信基督教的犹太人家庭。父亲是汉堡市的一位律师和市政委员（Senator），母亲是一位医生的女儿。赫兹有一个幸福的童年，从小聪明好学，体现出了非凡的智力和超强的动手能力．喜欢摆弄实验仪器，12岁就有了自己的木工工具和工作台，后来又有了车床，常常用以制作简单的实验仪器。他曾经在德国德累斯顿、慕尼黑和柏林等地高校求学。1877年赫兹20岁，这是他一生的转折点。他进入柏林大学成为著名物理学家亥姆霍兹（Hermann von Helmholtz，又译赫尔姆霍茨，1821-1894，能量守恒学说创立者之一）和基尔霍夫（Gustav Kirchhoff，1824-1887，对电路理论、光谱学均有重要贡献）的学生。说起来，赫兹和普朗克还是同门师兄弟呢，他比普朗克大一岁。

1880年，赫兹获得博士学位，论文为《旋转导体电磁感应》，其后跟随亥姆霍兹当助手；1883年，到基尔大学担任理论物理学讲师。1885年，赫兹转到德国西南部边境的卡尔斯鲁厄(Karlsruhe)技术学院，担任实验物理学教授，开始装配他的电学实验室，并且在上课时示范电学实验。他说：“我不相信一个人只由理论，就可以知道实际。”学院的实验经费少得可怜，他却一点一滴造出一间精密的电磁实验室。永载史册的电磁波实验就是在这里完成的。

系上教三角学的多尔教授(Max Doll)很欣赏他，知道这个年轻人身上有一种不与人比较的风骨;他请赫兹来家里坐坐，把女儿伊丽莎白(ElisabethDoll，1864 - 1941)介绍给他。伊丽莎白后来写下：“赫兹在星光下有一种近乎骄傲的自信。他自认是全世界唯一了解星光是什么的人，在他看来满天的星光是不同的光体，规律地发出不同频率的电磁波来到地上…… 在他的说明中，星夜不只是美丽的，而且是规则准确的。”

伊丽莎白不懂电磁波，但是她知道这位寻求科学之真的男士，心里也是一片真诚与率直。他们认识不到四个月就结婚，当时赫兹29岁。

赫兹的自信没有错，19世纪全世界最懂电磁波的有两人，一位是麦克斯韦，他从理论上推导出来电磁波，另一位就是赫兹，他用实验证实了电磁波的存在。

早在1873年，英国物理学家麦克斯韦（1831-1879）系统总结了自己的研究成果，出版了巨著《电磁通论》，创立了电磁理论并预言了电磁波的存在。1879年，柏林科学院设立有奖征文，要求证明麦克斯韦的电磁理论与电磁波的存在。在导师亥姆霍兹的建议下，赫兹开始了验证电磁波的思考和研究。

赫兹想出的办法很巧妙。他设计了一套电磁波发生器，其构造并不复杂。下面是一个可以通过电流的高压感应线圈，上面是两块锌板，锌板上各连着一根小小的铜棒，铜棒的那一端各有一个亮光光的小铜球，它们靠得很近，却并没有连接在一起，相互间留下一道间隙。

当感应线圈的电流突然中断时，其感应高电压使此间隙之间产生火花。瞬间后，电荷便经由此间隙在锌板间振荡，频率高达数百万周。由麦克斯韦理论，此火花应产生电磁波，于是赫兹设计了一个简单的检波器来探测此电磁波。

他将一小段导线弯成圆环，在线的两端也是两个亮光光的小铜球，也保留有小间隙。因电磁波应在此小线圈上产生感应电压，而使小间隙产生火花。所以他坐在一暗室内，检波器距电磁波发生器10米远，结果他发现检波器的间隙确有小火花产生。

电磁波发生器与检波器并无导线相连，为什么检波器也出现火花呢？这是因为电磁波在起作用。这样，他用实验验证了电磁波的存在，并且证明了电磁波是可以传输和接收的。赫兹还求出电磁波传播的速度等于光速。正如麦克斯韦预测的一样。

经过多年的研究工作，赫兹在1887年11月5日发表论文《论在绝缘体中电扰动所引起的电磁效应》，总结了他的实验研究成果，一举摘得了柏林科学院奖。这个时候赫兹已经验证了麦克斯韦的电磁理论，但是赫兹继续用实验求证电磁波与光波的一致性。1889年在一次著名的演说中，赫兹明确地指出，光是一种电磁现象。也就是说，电磁波与光波在本质上是一样的。重要的是他的发现具有划时代意义——他奠定了无线通讯的所有可能，决定了人类必将迈入信息时代。

1889年，32岁的赫兹担任波恩大学物理学教授，续任克劳修斯（Rudolf Clausius，1822-1888，热力学奠基人之一）的职务，这是一般人在晚年才能得到的职务。

赫兹对人类文明作出了很大贡献，正当人们对他寄以更大期望时，他却于1894年元旦因血中毒逝世，年仅37岁。他死后被埋在汉堡Ohlsdorf的犹太墓地。

在赫兹生活的年代里还没有诺贝尔奖，但是后来多项获诺贝尔物理学奖的研究均是建立在赫兹的研究基础上的。如赫兹发现了光电效应及其实验规律，为爱因斯坦1921年获得诺贝尔物理学奖创造了机会。获奖的理由是解释光电效应和发现光电效应的规律，当时相对论还没有得到普遍认可。

赫兹对阴极射线本质的研究也做出了极大的贡献。1905年的诺贝尔物理学奖授予了继续其研究课题的助手勒纳德（Philipp von Lenard，1862-1947）。

赫兹的侄子古斯塔夫·赫兹（Gustav Hertz，1887-1975）因发现电子和原子的碰撞规律曾获得1925年度诺贝尔物理学奖，而古斯塔夫的儿子卡尔·赫尔穆特·赫兹（Carl Helmut Hertz，1920-1990）则创立了超声影像医学（例如常见的B超）。

让电磁学荣登物理学圣殿的关键人物是赫兹，将其推向实用的功臣，则是意大利科学家马可尼和俄国科学家波波夫。赫兹去世后的第２年，即1895年，马可尼就在赫兹实验的基础上成功进行了无线电报的传送实验．1909年荣获诺奖。之后就是电磁波大展拳脚的时候了，例如无线电报的发明、无线电话、无线广播、电视的出现，随后无线电通讯技术如雨后春笋般涌现出来，到如今的雷达、卫星导航、卫星电视、互联网的应用，无一不依赖于电磁波的发射与接收．借助于电磁波，人类迅速进入了信息时代和宇宙探索的时代。

为了纪念赫兹的丰功伟绩，人们把他的名字“赫兹”定为国际单位制中频率的单位。它是每秒钟的周期性变动重复次数的计量。 赫兹简称赫。 每秒钟振动（或振荡、波动）一次为1赫兹，或可写成次/秒，周/秒。如不同国家的电力系统的交流电频率不同，通常为50赫兹或者60赫兹。常用的频率单位还有千赫(KHz)、兆赫(MHz)、吉赫(GHz)等。

赫兹的家乡汉堡更是以赫兹而骄傲。来到汉堡市政厅大厦，步入大门，首先进入由16个粗壮圆形石柱支持的厅堂。柱子上共有64处人像浮雕，纪念汉堡名人，其中显赫位置上就有物理学家赫兹。

汉堡电视塔的正式名称是海因里希·赫兹塔（Heinrich-Hertz-Turm）。以他的名字为汉堡电视塔命名真是再合适不过了。这座电视塔于1965年动工，1968年建成，塔高271.5米，塔身是钢筋混凝土结构，重4万吨。它像一只倒竖的巨型喇叭，底部粗，上端细。塔基深入地下10米，最深处底座直径达41米，地面处塔身直径收为16.5米，200多米的高处塔身直径就只有0.9米了。远望塔身，可见半空中有一大一小两个扁平圆盘。较大的圆盘形建筑位于150米高处，供电讯部门专用，其上还有6个安装各种电讯器材的平台。较小的圆盘形建筑物位于128到132米高处，专供游人使用，上层是旋转餐厅，下层是观光厅，直径39.8米，电梯可将游人在25秒钟内从地面送到这里，人们可隔着玻璃窗放目远眺，鳞次栉比的房屋和车水马龙的街道历历在目，环城公园和湖滨的秀丽景色清晰可见。上层的旋转餐厅，又叫天际餐厅，内有座位220个。它55分钟徐徐转动一圈，顾客不用转身就可欣赏全市景色，特别是万家灯火时，景色更加迷人。

电视塔墙上的纪念牌写道：海因里希·赫兹-汉堡市的儿子（Heinrich Hertz – Dem Sohn der Stadt Hamburg）。人们永远纪念这位杰出的科学家。