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柏林是当时德国的政治、文化和科学研究的中心,是求知者的圣地。赫
兹怀着激动和崇敬的心情来到这座科学的圣殿里,像一个虔诚的信徒,深深
地为这里的学术气息所折服。他在给父母的一封信中说:“人们怀着敬畏的
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心情看待本地的博士们,我也总觉得他们不同于其他任何地方的博士。”他
还在一封信中向父母生动地描述了柏林大学浓厚的学习气氛:“教授们在过
于窄小的课堂中讲课(想必是没有大的课堂),这样,经常是课堂拥挤,座
无虚席,还有许多人站着听课。大家见过铁路售票处常常排成三列纵队,而
在我们这里人们不得不排成十列纵队通过大学的前厅挤进课堂。”
在这种环境里,赫兹的学习热情更加高涨起来,他如饥似渴地汲取着赫
尔姆霍茨和其他老师传授的知识。
赫尔姆霍茨不仅善于发现科学规律,而且善于发现科学研究人才。他很
快以科学家的敏锐眼光发现了赫兹身上具有的非凡天赋和卓越才能,决心尽
自己的努力帮助他、培养他。当时,赫尔姆霍茨正好接受了一项为哲学系的
大学生们出物理竞赛题目的任务 (那时哲学和自然科学紧密相联,科学家的
许多重大发现都是在哲学的指导下完成的,哲学的许多原则也是在物理学发
现的基础上确立的),他选择了电动力学的问题。在当时德国的电动力学领
域内,韦伯的观点占据着统治地位。韦伯认为,电的流动是一种特殊形式的
惯性,这种惯性和固体所固有的惯性相类似。赫尔姆霍茨对此持怀疑态度。
他针对韦伯的观点提出了竞赛题目:用实验证明,沿导线运动的电荷,作为
电流来说,到底是否具有韦伯所说的惯性。赫尔姆霍茨对这次竞赛的实验还
是很重视的,因为一旦证明韦伯的理论有误,将对确立法拉第—麦克斯韦的
电理论具有积极意义。令他高兴的是,新入学的赫兹对这项工作表现出了极
大的兴趣。于是,在赫尔姆霍茨的支持下,赫兹参加了这项竞赛实验。
赫兹的工作地点,是位于国会大厦附近的物理研究所,该所是按照赫尔
姆霍茨的计划兴建的,拥有良好的实验设备。在这里,赫兹初步感受到了科
学研究的神圣和乐趣。为进行研究工作所必需的全部仪器设备都由他支配;
研究所的领导亲自照顾他,向他提出建议;赫尔姆霍茨每天都到这里待几分
钟,了解一下工作的进展,做一点简单的指导,但又从不把自己的思维方式
强加于他。真是名师出高徒,赫兹顺利地完成了哲学系的竞赛任务,但实验
并没有发现根据韦伯理论本应发现的那种形式的惯性质量,这种结果是与当
时占统治地位的电动力学相矛盾的。
赫兹的实验结果让赫尔姆霍茨感到高兴,尤其令他高兴的是,赫兹在研
究中并没有局限于竞赛题目,而超越了竞赛的范围。赫尔姆霍茨认为,这些
实验向赫兹显示了前所未闻的电的流动性,并帮助他找到了一条即将引导他
通向重大发现的道路。以后的事实确实证明了这一点。
1879年夏季学期期末,在柏林大学的大礼堂内举行了一次隆重的授奖仪
式。为了表彰赫兹在物理学竞赛中取得的成就,柏林大学校长、唯心主义哲
学家爱德华·策勒尔教授将一枚金质奖章授予了他。这是赫兹得到的第一个
科学奖赏,也是他成为世界著名物理学家迈出的成功的第一步。
不久,根据赫尔姆霍茨的倡议,柏林科学院以“用实验建立电磁力和绝
缘体介质极化的关系”为题,展开竞赛。这次竞赛的目的是为了证明麦克斯
韦的位移电流的存在。要完成这一命题,必须证明如下三个假设的成立,即:
如果位移电流存在,必定会产生磁效应;变化的磁力必定会使绝缘体介质产
生位移电流;在空气或真空中,上述两个假设同样成立。赫尔姆霍茨后来考
虑到第三条证明太难,就把它删掉了,只要能证明前两项便算成功。赫尔姆
霍茨仍寄希望赫兹能顺利获此奖项,但赫兹通过近似的计算确信,目前要解
决这一问题困难太多,便没有接受这一攻关任务;况且赫兹当时手头上也有
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一项重要的工作要做:准备博士论文。
1879年后期,赫兹把主要精力用在了自己的博士论文《旋转球体中的感
应》上。他用了三个月的时间做完了完验,并写出了总结实验结果的书面论
文,然后呈送给了论文鉴定人赫尔姆霍茨和基尔霍夫二人。很快,论文获得
了肯定。赫尔姆霍茨认为:“它表明,作者善于满怀信心地和机智灵活地进
行艰难的数学物理研究。”他将论文评定为“优”。基尔霍夫对赫尔姆霍茨
的评定表示赞同:“我同意给这篇论文以肯定的评价,并提请让这位博士候
选人进行考试。”所谓考试,即进行答辩。
1880年2月5日,柏林大学考试大厅里灯火通明,气氛严肃,亨利希·赫
兹的博士考试就要在这里举行了。主考人席上除了赫尔姆霍茨和基尔霍夫
外,还有哲学家策勒尔教授和数学家库莫尔教授等。
获得柏林大学的博士学位,对任何人来说都是一生中的大事,因此参加
博士考试也就难免会紧张。当考试开始后,赫兹心中也是忐忑不安,生怕考
试不及格。但很快他的紧张情绪便消失了。主考人都是爱惜人才的学者,他
们也都了解赫兹的才华,因此都无意难为他。当赫兹表现出紧张和信心不足
时,他们就急忙用一些简单的问题来鼓起他的勇气和信心。赫尔姆霍茨从基
础课开始提问,问到通过实验观察所发现的事实。赫兹对他的提问作了清清
楚楚的准确的回答。策勒尔教授询问了有关苏格拉底以前的及柏拉图、亚里
士多德的哲学,赫兹侃侃而谈,使策勒尔教授深表满意——不过赫兹内心里
倒有些不满意。他系统学习和研究过哲学问题,策勒尔的问题对他来说过于
简单了,使他在哲学方面的许多知识都没能显示出来。基尔霍夫提了一些课
程方面的问题,赫兹自然对答如流。库莫尔教授提出了力学及其应用方面的
和曲面理论方面的一些问题,赫兹也给了他满意的回答。就这样,经过两个
小时,考试圆满结束,主考人认为赫兹“几乎在这些课程的所有方面都是知
识非常丰富的”,对这次考试总的评分是“良”——这在当时的柏林大学中
是少有的好成绩。
赫兹对考试的评语也深感自豪,马上写信把这一喜讯告诉了父母:“本
地大学只有屈指可数的博士获得了我这样的评语,特别是在赫尔姆霍茨和基
尔霍夫的主考下,得到这样评语的人更是廖廖无几!”1880年 3月15日,
赫兹获得了柏林大学的博士证书,这时,他刚刚23岁。
五、从柏林到基尔
赫尔姆霍茨以欣喜的心情注视着赫兹的成长与进步,并以科学家的良知
尽力扶持与帮助他。在赫兹获得博士学位后不久,赫尔姆霍茨把他招到自己
领导的物理研究所里,使他成了自己的助手。
在研究所的时光是非常愉快的,赫兹可以更多地接近他所尊敬与崇拜的
导师,这不仅仅是一种荣誉——那时,赫尔姆霍茨被人们敬称为“帝国的科
学首相”,青年科学家对他的崇拜就像当世对“铁血首相”俾斯麦的崇拜一
样虔诚;更重要的是,赫兹得到了一个绝好的学习机会,他通过赫尔姆霍茨
的指导,对法拉第—麦克斯韦的电磁学理论有了更深刻、更全面的领悟。赫
尔姆霍茨也非常喜欢这位知识丰富、创造力旺盛的年轻弟子,经常邀请他到
自己的豪华住宅中喝茶聊天。当然,这种聊天多是探讨一些学术问题,因此
对赫兹来说是很有意义的事;但有意义却不等于是亨受,有趣的是,这种有
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意义的聊天有时甚至是对赫兹的“折磨”。赫尔姆霍茨是一个古板的人,即
使平时的交谈也保持着科学家的严谨缜密,而绝少有艺术家的激情,讲起话
来慢条斯理,从容不迫,再激动人心的话题,从他嘴里出来也会变得平淡和
缓。赫兹曾在一封信中表示了对这位他平素所景仰的前辈的“不敬”:“假
若谈话所涉及的不是在讨论时我确实想衡量其份量的内容,那么我可能真没
有耐心听他讲完。”
赫兹在研究所的主要工作是指导实习生,除此之外他便挤出时间从事自
己的研究。柏林大学是赫尔姆霍茨和基尔霍夫领导下的物理研究和教学的主
要中心,研究所内有先进完备的设施,可以为他的实验提供优越的条件,这
是别的地方的科学家很难享用的;还有柏林的学术气氛,也是推动科学研究
发展的一种动力,柏林物理学会的定期聚会不但使他结识了很多科学家,及
时了解科学研究的新动向,而且也激励着他的工作。赫兹没有虚掷大好时光,
也没有辜负柏林优厚的科研条件和环境,他做了大量的实验和研究,涉及热
力学、弹性理论、固体和蒸发等问题,并发表了一些实验结果,也在物理学
会的聚会上作过几次报告。
从这时起,年轻的赫兹已经开始显示出成熟的科学家和实验大师所应具
有的某些素质。他对实验结果有一种客观的和冷静的评价精神,从不满足于
领会任何原理,总是准确地指出这一原理行之有效的范围。这种评价精神既