天才簡史（外國） 【天才簡史-赫茲】又一個開掛的猶太人，他還是捕捉電磁波的天才！

如果可以穿越歷史 親眼見證人類文明的誕生 我們一定會驚異於 這短短一百多年來科技的蓬勃發展 例如 如今我們無法離開的無線通信技術 在一百多年前 根本就是無法想像的神仙造作 而每每新人一步 將這種不可能變為現實的 是敢於提出敢於實驗的科學家們 無線通信技術的核心 是看不見摸不著的電磁波 它的發現 是人類科技文明發展史中 極為重要的一塊里程碑 那麼今天 天災監視節目 就帶你走進 驗證了電磁波的存在 雖然才活了短短37歲 但其成就將閃耀千萬年之久的 著名物理學家 赫茲的傳奇一生 赫茲 1857年2月22日 出生在德國漢堡一刻 改信基督教的猶太家庭 也不知道是不是猶太人偷偷買了卦 赫茲的基因十分優秀 他的父親是一名顧問 母親也是醫生的女兒 受家庭影響 赫茲的學習能力也很逆天 赫茲從小就展現出良好的科學與語言天賦 喜歡學習阿拉伯語和梵文 原本立志要成為一位 出色工程師的赫茲 在慕尼黑工業學院讀書時 突然發現自己更感興趣的是自然科學 於是在父親的支持下 他又轉學到了柏林大學 學習物理和數學 赫茲對物理的領會能力極高 不僅成績優異 而且動手能力還強 很快就在眾多同學中脫穎而出 獲得博士學位 1883年 赫茲受到基爾大學的邀請 出任該校理論物理學講師 兩年後 由於其突出的貢獻 基爾大學準備升赫茲為副教授 但同時 卡爾斯魯厄工業大學也向他伸了橄欖枝 以聘請赫茲為物理學教授 這成了赫茲人生最重要的分水嶺 一邊是純理論物理學家的崗位 熟悉的環境有著熟悉的朋友 一邊是地處遙遠 孤身一人 但卻具備走物理實驗條件的陌生大學 最終 熱愛實驗的赫茲選擇了卡爾斯魯厄工業大學 剛到卡爾斯魯厄的赫茲有些不適應 也倍感孤獨 唯一得以慰藉自己的就是工作 當時很多學校對於學生的教育都側重於理論學習 這讓赫茲十分不解 他認為不通過實驗是無法接觸到真相的 為了讓學生能更加直白地認識物理 赫茲開始動手改良學校的實驗室 雖然學校的實驗室經費並不多 他還是一點一滴地造出了一間精密的電磁實驗室 有人不能理解這個年輕人的矯情 有人卻看出了他身上的光芒 系理教授三角序的杜爾教授很欣賞赫茲 並把自己的女兒伊麗莎白介紹給他 兩個年輕人互相吸引 不到四個月就步入了婚姻殿堂 抱得美人歸的赫茲事業上也迎來了好的機遇 這還得從他大學時的老師亥姆霍茲說起 1873年 英國物理學家邁克斯韋發表了《電磁通論》 在本書中 邁克斯韋系統地總結了人類在十九世紀中葉前後 對電磁現象的探索過程 並概括了本人在電磁學方面的創造性研究 建立了一個完整的電磁理論體系 這猶如一場狂風刮進了科學界 抑制後力不足 競爭緩慢的電磁學完全攤開在物理學家們面前 自然引來了無比激烈的討論 雖然誰也不曾見過電磁波 但邁克斯韋的理論與公式都十分清晰 物理學家們大都默認了電磁波的存在 只不過他們對於電磁波的傳播速度存有爭議 有的人認可邁克斯韋 關於電磁波傳播速度的計算公式 有的人則認為電磁波只有超距作用 不需要時間就可直接傳達 如果一定要用現代化的詞語來形容 就是閃現 而赫茲的老師 亥姆霍茲就是閃現派裡的代表人物 為了證明究竟哪種說法是對的 亥姆霍茲還下了血本 重金懸賞只要能證明邁克斯韋理論是否正確 就可以獲得100杜卡特 當然 對這筆錢心動的人很多 對電磁波傳播真相好奇的人也不少 只是這個問題如果這麼好解答 物理界也不會爭執不休的 這時 亥姆霍茲想到了自己的得意門生赫茲 於是給他取信 邀請他也參與研究邁克斯韋的電磁理論 赫茲也絲毫不含糊 他研究了一番邁克斯韋的電磁理論 並在大腦中醞釀出可行的實驗方案 依照邁克斯韋理論 電繞動能輻射電磁波 於是赫茲根據電容器經由電源火發系 會產生震盪原理 設計了一套電磁波發聲器 這個在如今看來十分簡單的機器 在當年卻解決了物理界的一大難題 電磁波真實存在 不僅如此 赫茲還在這個實驗的基礎上改進了一下 測出了電磁是以波的形式存在 並且最終證實了邁克斯韋理論 也就是說 赫茲證實了電磁波的傳輸是需要時間的 並非海姆霍茲認為的超距作用 赫茲的實驗奠定了電磁學的地位 也令無線電通訊從可能變為可行 年僅31歲的赫茲依然成名 可能有人質疑赫茲的實驗並沒有什麼創新性 畢竟真正提出電磁理論的是邁克斯韋 赫茲充其量只是一個動手能力極高的實驗鬼才 其實不然 物理學的理論與實驗都是相輔相成的 雖然赫茲是在邁克斯韋的理論上進行實驗 但並不代表他沒有自己的思考與總結 在實驗過程中 赫茲還發現電磁波具有與光類似的特性 同時證實了在直線傳播時 電磁波的傳播速度與光阻相同 他的實驗不僅全面印證了邁克斯韋電磁理論的正確性 還進一步完善了邁克斯韋方程組 使得更加完美對稱 值得一提的是 在做這個實驗的時候 赫茲還有另一個意想不到的收穫 在做電磁實驗時 為了更好的觀察火花 赫茲拿一個箱子照著接收器 卻發現原本出現的火花更加微弱了 憑藉著物理學家的敏感 赫茲又進行了一系列實驗 最終發現了光電效應 當時赫茲並不能很好地解釋這個現象 但他直覺這個現象一旦被解釋出來 很有可能會給物理界帶來翻天覆地的變化 赫茲對於光電效應背後的原理很好奇 可他不知道的是 死神並沒有給他留下那麼多的時間去等待答案 1894年 年僅37歲的赫茲因為敗血癥在波恩去世 一代天才就此殞落 他沒能等到無線電通訊的實現 沒能等到光電效應的解答 也沒能等到屬於他的諾貝爾獎 雖然在多年後 無線電通訊成為了十分普遍的科技 光電效應也被愛因斯坦解釋了 而它的名字成了家喻戶曉的頻率單位 但對於我們來說依舊遺憾 如果他的壽命稍長一些 也許這些都能更早一點的由他親手完成 也許我們的科技會前進好幾十年 有人說 赫茲洩露了天機 所以應年早逝 但我認為 赫茲是上帝派來人間的特使 完成了他的任務後 便回到了天堂而已 好了 本期天災簡史節目到這裡就結束了 對光電效應發展史感興趣的小夥伴們 可以關注我們的官方公眾號天災簡史 發送光電效應獲取更多內容