科学洞察显奇能

19世纪，伟大的物理学家法拉第发现了电磁感应定律，为电磁学理论大厦做出了开创性的奠基工作。接着，麦克斯韦深刻地揭示了电磁现象的本质，把电磁学理论升华到一个新的高度，从理论上预言了电磁波的存在。但他未能最后用实验证实自己的理论。最后，验证电磁波存在的是德国物理学家赫兹。

赫兹（1857—1894年）是19世纪末德国最年轻有为的物理学家之一。他于1857年2月22日生于汉堡，从小想当一个建筑师。麦克斯韦在1873年发表《电磁学通论》时，赫兹只有16岁。1878年，他在柏林听到著名物理学家赫姆霍兹的讲演，受到了很大的鼓舞。于是，他在21岁时考进了柏林大学，后来成为赫姆霍兹的得意门生。在老师的影响下，赫兹对电磁学进行了深入的研究。1880年大学毕业时，他发表了毕业论文《电运动功能》，得到赫姆霍兹的赏识，并被选为助手。当时的德国，信奉的只是牛顿力学，将对法拉第和麦克斯韦的电磁学理论视为洪水猛兽。只有少数独具慧眼的科学家才能看到电磁学理论的科学价值。他的老师赫姆霍兹第一个支持电磁学理论。赫兹在老师的支持和培养下对电磁学理论进行了艰苦的探索实验，取得了一定进展。

1886年10月，赫兹开始进行一系列实验。当他用两组相互靠近的绝缘线圈做放电实验时，他发现其中一个绝缘线圈发出了火花。这个火花是怎样产生的呢？赫兹具有一个青年科学家常有的好奇心，对此产生了联想，推断这个火花的产生很可能是由电磁共振引起的。这个偶然发现进一步使赫兹认识到麦克斯韦从理论上预言的电磁波一定可以发现并验证。1887年，赫兹又做了一个重要实验：他用莱顿瓶做放电装置，用一个探测器来探测电磁波。所有的实验仪器和各项准备工作都做好了，验证电磁波的实验在一间伸手不见五指的实验室里有条不紊地开始了。角落里放着一个莱顿瓶，一张桌子上放着探测器电波环，电波环上面两个离得很近的金属小球之间的小间隙是整个实验装置的关键。

赫兹平稳地合上电闸，莱顿瓶马上“噼噼啪啪”地放起电来。赫兹走到电波环附近，电波环两球之间一道微弱的荧光映入赫兹眼帘。适应了黑暗环境的赫兹真有点不敢相信自己的眼睛：这可别是莱顿瓶放电所反射的光吧。为了能证实这一渴望已久的现象，赫兹轻轻地拨转电波环的螺旋，使两个金属小球之间的间隙越来越窄。两个金属小球越靠越近，荧光也越来越亮。当两个金属小球几乎要碰到一块时，确实有微弱的荧光横穿两个金属小球之间的间隙。赫兹在高度紧张之后，终于领略到实验成功的喜悦。这一年，赫兹刚好30岁，他是世界上第一个探测到电磁波的物理学家。

赫兹探测到电磁波的实验公布以后，电磁学理论的宏伟大厦终于建立起来了。此时，人们才真正认识到麦克斯韦的伟大预言是非常有远见的。从法拉第到麦克斯韦再到赫兹，电磁学理论得到了人们的承认。今天，人类已经成功地运用这个伟大的理论发明了无线电报、无线电话等一系列实用装置，人类进入了一个崭新的电子时代。

赫兹的成功非常具有代表性。首先，他具有其他许多科学家所必须具备的基本素质——勤奋。他从大学毕业后到成功地探测到电磁波，只用了短短的7年时间，但他所做的实验有上千次，有时他连续十几个小时做实验，在探索真理的道路上从来没有“懒惰”二字。

其次，赫兹具有合理的知识结构。他在大学期间，除了努力攻读数学和物理专业，具有非常坚实的理论基础和逻辑思维能力之外，还经常去听社会科学方面的课程；毕业后又边做实验边攻读电磁学方面的许多知识，这使他几乎掌握了当时关于电磁学理论的所有知识。这样，他在进行电磁学理论研究和实验时才能发现解决问题的关键所在，制订切实可行的实验计划，并随时根据实际情况和需要进行修改和调整，最大限度地提高实验的成功率。

第三，赫兹的实验设计无与伦比。赫兹凭着扎扎实实的科学知识和高超的动手能力，为自己设计了一套非常巧妙的实验方案，此外，赫兹作为一个优秀的青年科学家已经掌握了一整套科学的实验方法。这就像我们中国人所说的“工欲善其事，必先利其器”，没有好的科学方法是不能取得科学研究和实验成功的。