曹天元
卡尔斯鲁厄就安静地躺在森林与大河之间,无数辐射状的道路如蛛网般收聚,指向市中心那座著名的18世纪的宫殿。现在,赫兹就站在卡尔斯鲁厄大学的一间实验室里,专心致志地摆弄他的那套装置。装置的主要部分是一个电火花发生器,有两个大铜球作为电容,并通过铜棒连接到两个相隔很近的小铜球上。导线从两个小球上伸展出去,缠绕在一个大感应线圈的两端,然后又连接到一个梅丁格电池上,将这套古怪的装置连成了一个整体。
赫兹全神贯注地注视着那两个几乎紧挨在一起的小铜球,然后合上电路开关。顿时,电的魔力开始在这个简单的系统里展现出来:无形的电流穿过装置里的感应线圈,并开始对铜球电容进行充电。赫兹冷冷地注视着他的装置,想象着电容两端电压不断上升的情形。在电学领域攻读了那么久,赫兹对自己的知识是有充分信心的。过了一会儿,一束美丽的蓝色电花爆开在两个铜球之间。火花稍纵即逝,因为每一次的振荡都伴随着少许能量的损失,使得电容两端的电压很快又降到击穿值以下。于是这个怪物养精蓄锐,继续充电,直到再次恢复饱满的精力,开始另一场火花表演。
赫兹更紧张了,他不是要看这个装置如何产生火花,而是为了求证那虚无缥缈的“电磁波”的存在。那是一种什么样的东西啊,它看不见,摸不着,到那时为止谁也没有见过。可是,赫兹对此坚信不疑,因为它是麦克斯韦理论的一个预言,而麦克斯韦理论……哦,它在数学上简直完美得像一个奇迹!仿佛是上帝之手写下的一首诗歌。如果麦克斯韦是对的,那么每当发生器火花放电的时候,在两个铜球之间就应该产生一个振荡的电场,同时引发一个向外传播的电磁波。赫兹转过头去,在不远处,放着两个开口的长方形铜环,在开口处也各镶了一个小铜球,那是电磁波的接收器。
实验室静悄悄的,而他的心跳得快极了。铜环接收器突然显得有点异样,他把自己的鼻子凑到铜环的前面,看见似乎有微弱的火花在两个铜球之间的空气里跃过。一次,两次,三次,赫兹看清楚了:真的有火花从接收器的两个小球之间穿过,而整个接收器是一个隔离的系统,既没有连接电池也没有任何的能量来源。
良久良久,赫兹揉了揉眼睛,直起腰来:现在一切都清楚了,电磁波真实地存在于空间之中,正是它激发了接收器上的电火花。麦克斯韦惊人的预言得到了证实:原来电磁波一点都不神秘,我们平时见到的光就是电磁波的一种。
无论从哪一个意义上来说,这都是一个了不起的发现。赫兹的名字终于可以被闪光地镌刻在科学史的名人堂里。虽然他英年早逝,还不到37岁就离开了这个奇妙的世界。然而,就在那一年,一位20岁意大利青年读到了他的关于电磁波的论文。两年后,这个青年在公开场合进行无线电的通讯表演,不久他的公司成立,并成功拿到了专利证。这个来自意大利的年轻人就是马可尼,与此同时俄国的波波夫也在无线通讯领域做了同样的贡献。
如果赫兹身后有知,将会作何感想呢?或许只会置之一笑,他是那种纯粹的科学家,把对真理的追求当做人生最大的价值。就算他想到了电磁波的商业前景,也会不屑去把它付诸实践吧?也许,在美丽的森林和湖泊间散步,思考自然的终极奥秘;在秋天落叶的校园里,和学生探讨学术问题,这才是他真正的人生吧?今天,他的名字已经成为“频率”这个物理量的单位,被每个人不断地提起,可说不定他还会嫌我们打扰他的安宁呢。
(选自《上帝掷骰子吗:量子物理史话》,有删改)
●赏析
选文讲述了赫兹求证电磁波的经历,开篇对卡尔斯鲁厄小城的地理环境进行生动的描绘,再以讲故事的方式娓娓道来,将读者带入迷人的科学氛围。赫兹专注冷静的科学态度和以追求真理为最大价值的科学精神给人留下了深刻的印象。结尾想象赫兹在恬静美丽的校园中散步、讨论问题,凸显他痴迷自然、专注科研的形象。文章线索清晰,人物形象鲜明,语言富有抒情性、科学性和趣味性。