海因里希·赫兹

麦克斯韦在纸上算出了电磁波，却在人们见到它之前就去世了。二十多年里，这个预言像一张无人兑现的支票。1888 年，一位三十一岁的德国教授在卡尔斯鲁厄的教室里把它兑现了：他造出电磁波，隔着几米把它接住，量出它跑得和光一样快。今天全世界的频率都以他的名字计数——赫兹。

亥姆霍兹的学生

赫兹 1857 年生于汉堡一个律师家庭，少年时代最出色的手艺是车床与木工，家人一度以为他会去做工程师。他也确实先学了工程，才在 1878 年转投柏林大学的亥姆霍兹门下。亥姆霍兹很快认出这个学生的分量，并给了他一个方向：欧洲大陆流行的电动力学与英国麦克斯韦那套「场」的理论互不相容，谁对？这个问题被柏林科学院悬赏，赫兹起初觉得无从下手，把它搁了下来——搁了整整六年。

火花隙与谐振环

1885 年，赫兹去卡尔斯鲁厄任教，看中的正是那里的实验室。1886 年，他在摆弄一对感应线圈时注意到一个细节：一个回路里的火花，会让另一个不相连的回路里也跳出小火花。这就是入口。

他的装置朴素到近乎简陋：发射端是一根中间开着窄缝的金属杆，两端各接一个金属球，高压让缝隙里不断迸出火花，电荷来回振荡，频率高达每秒上亿次；接收端只是一个开口的金属圆环，摆在几米之外。当发射端放电时，圆环缝隙里会跳出一粒小得要在暗室里才看得见的火花——某种东西穿过空气传了过来。

接下来两年他把这团「东西」查了个底朝天：让它从锌板上反射，用沥青棱镜让它折射，用金属栅格让它偏振，用反射墙让它形成驻波从而量出波长。所有结果都指向同一件事——它是一种波，行为和光一模一样，速度也和光一样。麦克斯韦的理论至此加冕：光就是电磁波，电磁波就是光。

「没有任何用处」

据流传甚广的说法，有学生问他这些波能派什么用场，赫兹答：「没有任何用处。」他接着解释，这只是一个证明麦克斯韦是对的实验，那些神秘的波我们连看都看不见。（这段对话最早经玻尔兹曼等人转述，措辞在流传中有多个版本，未必是逐字原话，但确实与赫兹当时的态度相符——他关心的是理论真伪，不是发报机。）

不到十年，马可尼就用同样的原理发出了跨越大西洋的电报。1930 年，国际电工委员会把频率的单位定名为赫兹，如今它印在每一台收音机、每一颗 CPU、每一份 Wi-Fi 规格上。

他没来得及解释的那道火花

1887 年，还有一件他自己没能读懂的事。为了看清接收环里那粒微弱的火花，他把接收器罩进暗箱，火花却变短了；逐项排查后他确认：让火花变得容易跳过的，是发射端射来的紫外光。他老老实实写了一篇论文报告这个现象，然后回头继续做他的电磁波。

那是人类第一次观察到光电效应。为什么紫外光行、可见光不行？为什么关键是颜色而不是亮度？十八年后，伯尔尼专利局的爱因斯坦给出了答案：光是一份份的能量包，$E = h\nu$。赫兹在证明「光是波」的实验里，顺手撞见了「光是粒子」的第一个证据——而这篇论文，后来为爱因斯坦赢得了诺贝尔奖。

三十六岁

1889 年赫兹转任波恩大学，转向力学基础的重建工作。1892 年起他饱受头部与鼻窦的顽疾折磨，反复手术无效；1894 年 1 月 1 日，他因一种罕见的血管炎症去世，年仅 36 岁。他的遗著《力学原理》出版时，序言由老师亥姆霍兹执笔——那也是亥姆霍兹生前最后的文字之一。

他去世时，弟弟家的儿子古斯塔夫·赫兹才六岁。三十多年后，这个侄子因为与弗兰克用电子撞击汞原子、量出原子的能级台阶，获得了 1925 年度诺贝尔物理学奖。

他一生只用了短短八年做电磁学，却同时给了世界无线电时代的钥匙，和量子时代的第一道门缝。