曹天元
卡爾斯魯厄就安靜地躺在森林與大河之間,無數(shù)輻射狀的道路如蛛網(wǎng)般收聚,指向市中心那座著名的18世紀(jì)的宮殿?,F(xiàn)在,赫茲就站在卡爾斯魯厄大學(xué)的一間實驗室里,專心致志地擺弄他的那套裝置。裝置的主要部分是一個電火花發(fā)生器,有兩個大銅球作為電容,并通過銅棒連接到兩個相隔很近的小銅球上。導(dǎo)線從兩個小球上伸展出去,纏繞在一個大感應(yīng)線圈的兩端,然后又連接到一個梅丁格電池上,將這套古怪的裝置連成了一個整體。
赫茲全神貫注地注視著那兩個幾乎緊挨在一起的小銅球,然后合上電路開關(guān)。頓時,電的魔力開始在這個簡單的系統(tǒng)里展現(xiàn)出來:無形的電流穿過裝置里的感應(yīng)線圈,并開始對銅球電容進(jìn)行充電。赫茲冷冷地注視著他的裝置,想象著電容兩端電壓不斷上升的情形。在電學(xué)領(lǐng)域攻讀了那么久,赫茲對自己的知識是有充分信心的。過了一會兒,一束美麗的藍(lán)色電花爆開在兩個銅球之間?;鸹ㄉ钥v即逝,因為每一次的振蕩都伴隨著少許能量的損失,使得電容兩端的電壓很快又降到擊穿值以下。于是這個怪物養(yǎng)精蓄銳,繼續(xù)充電,直到再次恢復(fù)飽滿的精力,開始另一場火花表演。
赫茲更緊張了,他不是要看這個裝置如何產(chǎn)生火花,而是為了求證那虛無縹緲的“電磁波”的存在。那是一種什么樣的東西啊,它看不見,摸不著,到那時為止誰也沒有見過。可是,赫茲對此堅信不疑,因為它是麥克斯韋理論的一個預(yù)言,而麥克斯韋理論……哦,它在數(shù)學(xué)上簡直完美得像一個奇跡!仿佛是上帝之手寫下的一首詩歌。如果麥克斯韋是對的,那么每當(dāng)發(fā)生器火花放電的時候,在兩個銅球之間就應(yīng)該產(chǎn)生一個振蕩的電場,同時引發(fā)一個向外傳播的電磁波。赫茲轉(zhuǎn)過頭去,在不遠(yuǎn)處,放著兩個開口的長方形銅環(huán),在開口處也各鑲了一個小銅球,那是電磁波的接收器。
實驗室靜悄悄的,而他的心跳得快極了。銅環(huán)接收器突然顯得有點異樣,他把自己的鼻子湊到銅環(huán)的前面,看見似乎有微弱的火花在兩個銅球之間的空氣里躍過。一次,兩次,三次,赫茲看清楚了:真的有火花從接收器的兩個小球之間穿過,而整個接收器是一個隔離的系統(tǒng),既沒有連接電池也沒有任何的能量來源。
良久良久,赫茲揉了揉眼睛,直起腰來:現(xiàn)在一切都清楚了,電磁波真實地存在于空間之中,正是它激發(fā)了接收器上的電火花。麥克斯韋驚人的預(yù)言得到了證實:原來電磁波一點都不神秘,我們平時見到的光就是電磁波的一種。
無論從哪一個意義上來說,這都是一個了不起的發(fā)現(xiàn)。赫茲的名字終于可以被閃光地鐫刻在科學(xué)史的名人堂里。雖然他英年早逝,還不到37歲就離開了這個奇妙的世界。然而,就在那一年,一位20歲意大利青年讀到了他的關(guān)于電磁波的論文。兩年后,這個青年在公開場合進(jìn)行無線電的通訊表演,不久他的公司成立,并成功拿到了專利證。這個來自意大利的年輕人就是馬可尼,與此同時俄國的波波夫也在無線通訊領(lǐng)域做了同樣的貢獻(xiàn)。
如果赫茲身后有知,將會作何感想呢?或許只會置之一笑,他是那種純粹的科學(xué)家,把對真理的追求當(dāng)做人生最大的價值。就算他想到了電磁波的商業(yè)前景,也會不屑去把它付諸實踐吧?也許,在美麗的森林和湖泊間散步,思考自然的終極奧秘;在秋天落葉的校園里,和學(xué)生探討學(xué)術(shù)問題,這才是他真正的人生吧?今天,他的名字已經(jīng)成為“頻率”這個物理量的單位,被每個人不斷地提起,可說不定他還會嫌我們打擾他的安寧呢。
(選自《上帝擲骰子嗎:量子物理史話》,有刪改)
●賞析
選文講述了赫茲求證電磁波的經(jīng)歷,開篇對卡爾斯魯厄小城的地理環(huán)境進(jìn)行生動的描繪,再以講故事的方式娓娓道來,將讀者帶入迷人的科學(xué)氛圍。赫茲專注冷靜的科學(xué)態(tài)度和以追求真理為最大價值的科學(xué)精神給人留下了深刻的印象。結(jié)尾想象赫茲在恬靜美麗的校園中散步、討論問題,凸顯他癡迷自然、專注科研的形象。文章線索清晰,人物形象鮮明,語言富有抒情性、科學(xué)性和趣味性。