首先勇闖這道難關的是德國科學家赫茲。
赫茲當時正在柏林大學讀書,是著名物理學家赫爾姆霍茨的得意門生。當時他還隻是一個20出頭的青年。他從小就非常喜歡物理,六年前當他讀了麥克斯韋的《電磁學通論》時,不禁被書中精辟的推導,嚴密的邏輯深深地吸引住了,他讚歎這位偉人的聰明才智,與此同時他也開始對電磁世界產生了興趣。
赫茲中學畢業,以優異的成績考入柏林大學,從師於受人尊敬的赫爾姆霍茨教授門下。在這裏,赫茲像一條小魚,在電的世界裏,如饑似渴地吮吸著知識。他閱讀了大量的麥克斯韋有關電磁理論的文章,又選修了高深的理論物理和數學物理,他知道隻有打下紮實的數學基礎,才能運用自如,將它作為打開電磁之門的鑰匙。在這一點上,他與麥克斯韋有相同的觀點。
赫爾姆霍茨教授非常欣賞他的這個勤奮好學,勇於鑽研的學生。師徒二人經常在一起共同探討電學問題,互相交換意見,赫茲總是大膽地向老師發表自己的見解,提出疑問。
這一天,在解決完一道物理方程題後,教授微笑著問赫茲:“你知道柏林科學院設獎的事嗎?”“略有所知。”
教授接著介紹了自己研究麥克斯韋理論的得失,赫茲仔細地聆聽著。末了,教授親切地拍了拍年輕人的肩:“這是一個偉大的難題,你應該去闖一闖!”
正如當年法拉第鼓勵麥克斯韋“應該突破它”一樣,赫茲在老師的鼓勵下,下定決心,要檢驗麥克斯韋的理論。
在當時,科學界把牛頓奉為偶像,牛頓學說的習慣勢力根深蒂固。法拉第、麥克斯韋的理論否定了舊的傳統觀念,對物質世界作了嶄新的描述,這無疑是具有叛逆性的。因此,電磁理論起初在德國也毫無立足之地,甚至被當作奇談怪論,僅有個別有識的物理學家,才窺見了其中的價值。赫爾姆霍茨就是其中的一個,他對麥克斯韋的電磁理論作了高度的評價。
赫茲在老師的影響下,對電磁學作了深人的研究。他大量對比各種不同的觀點,最後,他確信,麥克斯韋的理論比各種舊的理論更令人信服。年輕的赫茲在一篇論文中寫道假使在通常的體係和麥克斯韋的體係中僅能選擇一個,那麼後者無疑地是占優勢的。”他決定用實驗來檢驗這一判斷。
可是該從何處人手呢?
正在這時,愛爾蘭教授菲茨傑拉德根據麥克斯韋的理論做出的推論引起了赫茲的興趣。他說:如果麥克斯韋理論正確,那麼,萊頓瓶振蕩放電時,即可產生電磁波。
赫茲受到了很大的啟發。萊頓瓶是很簡單而普通的,關鍵問題是怎樣從萊頓瓶中探測到電磁波?赫茲經過反複試驗,終於在1886年發明了一種電波環。
這是一個十分簡單但卻非常有效的電磁波探測器。他把一根粗銅線彎成環狀,環的兩端分別連著金屬小球,球間距離可調。電波環就做成了。
“用它能測到電磁波嗎?”赫茲自己都說不準。
按照他的推理,如果萊頓瓶放電時,電波環的兩個金屬球間出現火花,就意味著檢測到了電磁波。可是,事實並不像赫茲想象的那樣,當他一切準備就緒後,兩個小球之間一點動靜都沒有。
“難道我想錯了嗎?”赫茲又重複做了好多次,結果仍然令他失望。
實驗的失敗使這位年輕的科學家茶飯不思,他常常呆呆地望著萊頓瓶沉思,他相信自己的假設,可是問題究竟在哪兒呢?赫茲百思不得其解。
一天傍晚,他與妻子來到河邊散步。黑暗中,隱隱約約看見無數個小亮點在空中飄遊。“螢火蟲出來了”!妻子興奮地拉著他的手,―“瞧,它們多像電火花呀!”
“電火花”?赫茲眼睛一亮,“為什麼不在暗處試試呢?”他撒腿就往回跑。
回到家,赫茲先把萊頓瓶、電池、電波環在桌上擺好,又給萊頓瓶充上電。一切準備工作做好後,他熄滅了所有的蠟燭,頓時屋裏一片漆黑。黑暗中,赫茲不斷地調整,改變電波環的位置…"
突然,萊頓瓶迸射出耀眼的火花。赫茲不眨眼地盯著不遠處的電波環,幾乎同時,他看見了一絲十分微弱的亮光。而這亮光的位置,恰好就在電波環的兩個小球之間!
這不正是他期待已久的電磁波嗎?赫茲的心急劇地跳動起來。為了保險起見,他又把實驗重複了幾次。一點沒錯!隻要電波環位置合適,萊頓瓶放電時輻射的電磁波,就會被電波環所接收,激發出電。