电磁波王子——赫兹

    孤独的一条电波,在寻找一声爱的共振
  建立起全球无线电波通讯网路
  迄今全世界每一个电台,每天仍在唤出他的名字——Hz

母亲的特殊教育方法

  一八五七年二月二十二日,赫兹生于德国汉堡(Hanburg),父亲是律师,母亲是法兰克福大学物理学教授潘弗努肯(Pfefferkorn)博士的女儿。赫兹还很少的时候,母亲就教他雕刻,培养他的专心与忍耐,奠定了他制造精密光电仪器的基础。
  赫兹一生都感谢他的母亲:“到我六岁,每天晚上,妈妈都花一小时念一篇长文章给我听,然后鼓励我发表意见,与我讨论。”在德国那个鼓励军事发展,xx个性的极权时代,赫兹母亲的教育方法,刚好与时代潮流相反,也培养了赫兹日后特立独行的个性。
    

起起伏伏的孩子

  一八七六年九月,入伍的赫兹(Heinrich Hertz)写信给父母:“如果要医治一个懒惰的人,xx是{zh0}的地方。但是,我受不了每天都做同样事情,真是在苦捱日子…… ”六个月后,赫兹离开了军校。
  其实,赫兹进军校前还在一所技术学院念工程系,他觉得工程太枯燥,日子暗淡无光,这才转去陆军学校。离开军校后,他去德雷斯顿(Dresden)选择念数学系。念了半年,他觉得纯数学太抽象了,说“这里的日子没有幽默、没有欢笑。”继而转到慕尼黑念建筑系,三个月后又觉得没意思,再度转学到柏林大学念物理系。当时除了他的母亲,没有人看得出这位三心二意的学生,将来会成为首先发射无线电波,带动德国精密电学科技的人。

 

读书与考试

  赫兹在念中学时,就显示出独特巧妙的制造天赋。他会自己造乐器,自制显微镜,自己烧制实验用的玻璃器皿。这种特殊的本领,几乎吓坏了学校里的老师。
  赫兹的非考试所能测出的成绩,令他的老师很难评判他在班上的名次。赫兹写道:“我妈妈每天陪我看书,每星期给三个孩子考试。她早知道我们的程度。所以在学校考试时,我都不用紧张。”
  赫兹中学毕业后,还不知道自己这种善于制造的能力,该去哪个系就读最能发挥他的特长。他三年内转了四所学校,母亲并没有责备他,因为她知道自己孩子的能力。
  直到赫兹进入柏林大学物理系,才证明走对了!他在大学里出类拔萃。赫兹写道:“一个学生对于考试的成败,要抱着近乎 ‘无知’的单纯,才能在不断的考试竞争中,失败了再来…… 才奶不被失败打败,不致徒留在自责自怜的泥泞中。”

旷野先知

  赫兹高度的创造力逐渐伸入一片留待开发的电磁学领域,一八七九年八月,他以《电流的惰性研究》获得研究论文比赛{dy}名。他给母亲的信上写道:“在xx的实验与努力里,{jd1}没有什么叫‘失败’。如果没有达到预定的目标,只要调整向左或向右,都是正面的结果。”
  一八八O年二月,赫兹以电子动力(eletrodynamic)研究完成博士论文,他写下:“对我而言,实验室是世界上最美丽的角落,可以充分地发挥我那无止尽的热情。我对外面的大世界,没有丝毫的野心…… 我是把生命当做一场实验,像是xx里的施洗约翰,只能走到无人的旷野去呼喊真理,让世界上的人来听;我不可能为世界妥协我的原则。”他研究学问,不仅获得知识学位,也塑造他的生命个性。
  他可以不理世界,但是现实却紧追不舍,要他低头。毕业后,他的深奥理论不能为他带来什么好工作,只好留校当了三年博士后,继续研究。那段黯淡岁月,他仍持续研究电子学。怎能想到百年后,跟随他脚步的电机、电子工程学系的学生会这么热门抢手。
  太超前的研究者,往往需要经过漫长的年日,世界才能了解他,何况赫兹不擅于交际,他写道:“我没有办法忍受社交场合里,没有意义的对白。我把一生的路弄得更狭窄了。”

穷途末路

  一八八三年五月他终于找到{dy}份教师职务,在德国北部的军港基尔(Kiel)工业学校教机械科。这里没有实验室,他只好又开始烧制他的玻璃瓶、做电池,慢慢把简单的实验室装备起来。
  他空暇时经常一个人到海边散步。孤单、工作不稳定、想家,使他愈来愈愤世嫉俗。他在一八八四年五月写道:“我深深地感到不公平--为什么人要有炫人的头衔,众人的眼光才会盯着你,却没有人在意你手上做了什么事?”
  一八八四年十二月,这是赫兹一生中最灰色的日子,他课堂上的学生都快逃光了;他满腹理想全化为泡影,一八八五年初他情绪差到几乎xx。这时的他只有短短几个字的祷告:“主啊,你知道!”

苦境转回

  一八八五年三月,他有机会转到德国西南部边境的卡尔斯鲁尔(Karlsruhe)技术学院,担任物理系教授。他又开始装配他的电学实验室,并示范电学实验。他说:“我不相信一个人只由理论,就可以知道实际。”
  尽管实验经费少得可怜,他却一点一滴建造出一间精密的电磁实验室。系上教三角学的多尔(Max Doll)教授很欣赏他,知道这个年轻人身上有一种不同寻常的风骨,他把女儿伊利沙白(Elisabeth Doll)介绍给他。
  伊利沙白后来写道:“赫兹在星光下有一种近乎骄傲的自信。他自认是全世界{wy}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球上…… 在他眼中,星夜不只是美丽的,而且是规则准确的。”赫兹的自信没有错,十九世纪全世界最懂电磁波的有两人,一位是法拉第(Michael Faraday),另一位就是赫兹。
  伊利沙白不懂电磁波,但是她知道这位寻求科学真理的男士,心中也是一片真诚与率直。赫兹终于找到了爱情的归宿,并展开他一生最xx的研究。因为这一实验研究的成功,后来纽约物理系教授薛默士(Morris H.Shamos)回顾历史上有影响的物理学家,由伽利略到爱因斯坦,他认为最伟大的物理实验家就是赫兹。赫兹以实验证明人类千古的谜团——光的本质是电磁波。

{dy}个发射电磁波的人

  如果把物理学比作是一出歌剧,那歌剧最精采的一个高音无疑就是电磁波的研究。今天的无线电波、收音机、电视、人造卫星通讯,都是电磁波研究的结果。
  一八八六年十月,赫兹发明“电流共振器”(resonator),使空气中能够产生并传送一定频率(frequency)的电磁波,这是一个不得了的发明,除了xx的太阳、星星、烛光之外,这是人类{dy}次能够发射电磁波。一八八七年十二月,赫兹再发明“电流振荡器”(oscillator),利用电流加速的装置可以产生一种高频率的电流。这是{dy}个人工微波(microwave)的产生;比微波更高频率的有红外线、可见光、紫外线、X光、伽玛射线,一般人称为“光”其实是电磁波中一段极窄的范围。
  一八八八年赫兹发表这项研究成果,立刻震惊世界科学家。解开人类长久的谜团,电磁学上不朽的贡献,不是来自名校名教授,而是来自一所名不见经传的学院、一个躲在象牙塔里的怪人。其实许多科学的突破,不是来自万众瞩目的科技舞台,正是来自象牙塔内默默的耕耘者。
  后来的科学界为了感谢他的贡献,将电磁波每一秒钟振荡一次的频率,就称为赫兹(简称为Hz,或称为赫)。今天全世界每一本物理课本,一定会出现Hz这个字。
  赫兹对社会没有更多要求,只是带着妻子,抱着幼小的女儿到莱茵河边漫步。他的妻子写信给父亲:“我终于看到赫兹对我笑了,他{dy}次像是个放松的螺丝。”
  一八八九年,赫兹又发表光的反射、折射、偏光的测量;发明一种空气中的电磁波收集器,这是人类的{dy}支天线(antenna),从此人类对电磁波的利用就可收发自如了。他还发现阴极射线发出的光束也有波的形式,且证明另一伟大电磁学家马克斯威尔(James Clerk Maxwell)理论的正确。
  赫兹积劳成疾,死于一八九四年一月,年仅三十七岁。他{zy1}的贡献造福了许许多多的电子、电机、通讯、广电…… 事业。在短暂的一生中,这样的努力值得吗?正如他对上帝的祷告:“主啊,你知道!”不管{zh1}人类的历史有没有记他一笔,上帝必定记住他的祷告,也许这就够了。

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