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的间距即半个波长，然后再根据开耳芬的振荡频率公式计算出电磁驻波的频
率，由此算出电磁波速。
有了正确的思路，赫兹开始为实验准备器材，同时还要寻找适合的实验
场所。研究所的房子太小，唯一合适的房间是一间大教室，为此，他只好利
用几个小时的课间休息时间来做实验。先和机械师一起把教室改装成实验
室，然后进行几个小时的实验，实验结束后再把教室恢复原样。为了减少干
扰，他们必须清除一切可以搬走的金属物品，包括煤气管和枝型灯架。他在
教室的一面墙上钉上一块高4米宽2米的锌皮，用来反射电磁波，以形成驻
波。为了测量和检查这条驻波，他使用了一个检验器，实际上相当于感应丝
圈，形状与感应平衡器中的谐振器大体相同。他用直线型振荡器作为波源，
放在离锌皮13米远的地方；把检验器装在小车上，使它能随小车沿驻波方向
前后移动。检验器在各种位置上对电磁驻波有不同的反应，处于波节处不会
产生火花，然后由弱渐强，处于波腹处产生最强的火花。赫兹根据这个反应
测量出了两个波节之间的长度为4．8米，此为半个波长。然后他根据麦克斯
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韦的电磁波速等于光速的假说，算出该电磁波振动周期为 1．55×10秒；
－8
他又根据开耳芬的振荡周期公式算出直线型振荡器的谐振周期为1．4×10
－8
秒，这两个周期的差仅为0。15×10秒，非常之微小。赫兹把这个误差归结
于测量的精度，这样就把电磁波的速度和光波的速度统一了起来。
1888年1月，赫兹将自己的这一实验成果写进了《论电动效应的传播速
度》一文中，也将这篇文章寄给了赫尔姆霍茨。赫兹的实验具有划时代的意
义，文章在柏林科学院会议记录中发表后，引起了科学界的高度关注。许多
科学家都向他表示祝贺，这其中自然有他的恩师赫尔姆霍茨，还有伦琴。伦
琴当时还没有发现X射线，但已经成为著名的实验物理学家，受到人们的尊
敬。伦琴对赫兹的实验工作给予了高度评价，认为这些实验工作是最近几年
物理学领域内最好的。
困难不能让赫兹止步，成功同样不会使他停止前进。赫兹清楚，证明电
磁波速等于光速并不等于证明了电磁波就是光波，因为光波具有的反射、折
射聚焦和偏振等性质还没有在电磁波身上得到印证；只有证明了电磁波具有
光波的一切特性，才能肯定二者的同一性。为此，赫兹又开始了下一步的实
验。
实验还是在改装后的教室进行，但最初的实验并不成功。也许是空间太
小？但这已是他能利用的最大房间。为了得到预期的结果，赫兹陷入了沉思。
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“既然山不能向穆罕默德走来，那么，穆罕默德就应该向山走去。”一句熟
悉的阿拉伯谚语给了他灵感，“既然没有更大的房间，那么就应该改变波长。”
于是，一切都豁然开朗。他用一根直径为3厘米、长为26厘米的偶极振荡器
发射电磁波，经过金属面反射形成了波长只有66厘米的短波；他用金属面成
功地使电磁波作了45度的反射，用高2米、孔径1．2米的抛物面使电磁波
聚焦，用固体树脂做成的绝缘棱镜使电磁波折射，用金属丝网使电磁波偏
振，……总之，赫兹用实验证明，光波所具有的一切物理特性电磁波都有，
从而完成了电磁波和光波的同一性的实验证明。
1889年，赫兹的科学专著《论电力射线》出版，这是他最重要的著作之
一。在这部著作中，赫兹报道了他的实验，用事实向人们证明，光从其本质
上说也是一种电磁波。从此以后，光学便可包括到电学领域中去了。这一发
现无疑具有极大的价值，正如赫尔姆霍茨所说：“光——这种如此重要的和
神秘的自然力，与另一种同样神秘的或许应用更为广泛的自然力——电，有
着最近的亲缘关系，令人信服地证实这种现象无疑是一项重要成就。现在，
人们开始懂得，那些曾设想是远距直接作用的力是如何通过一层中间介质作
用于最近一层介质的途径而传播的，这一点对理论科学来说可能更重要。”
赫兹实验的意义不仅证明了柏林科学院竞赛题的第三条假设，更重要的是证
明了麦克斯韦的电磁理论是实际的反映，从而使这一理论得以确立，使传统
的远距论电动力学理论被抛弃。赫兹在谈到他的实验的意义时曾说道：“在
电学领域中，为科学所尊崇的，但为理智所不愿接受的远距直接作用力的统
治，看来已被简单的和有说服力的实验永远地否定了。”
赫兹以其天才的、创造性的工作，把麦克斯韦开创的电的世纪带到了人
间。
八、波恩的最后岁月
电磁波的发现与证明，引起了科学界的极大震动，也给赫兹带来了极大
的荣誉。柏林科学院将他选为通讯院士，莫斯科科学协会聘请他为名誉会员，
古老的利奥波尔迪纳自然科学院吸收他为成员；另外，维也纳科学院、法国
科学院、伦敦皇家学会及都灵科学院等授予他奖章和奖金。同时，许多大学
都向这位年轻的教授发出了邀请，其中最殷切的是柏林大学的赫尔姆霍茨。
作为导师，赫尔姆霍茨时刻关注着赫兹的每一个科研成果，他对赫兹卓
有成效的工作深为高兴，并对他的每一个进步都给予及时的鼓励和支持，赫
兹的科学著作，大都是先由他审定然后发表。现在，由于基尔霍夫的逝世，
柏林大学正好空出一个职位，他希望赫兹能成为继任者，到基尔霍夫教研室
去任职。为此，赫尔姆霍茨亲自向柏林大学提出由赫兹作基尔霍夫教研室的
继任者，并认为他是所有候选人中最适当的。与此同时，赫尔姆霍茨又向教
育部陈述意见，称颂赫兹是一位将深远的科学洞察力和实际技能结合在一起
的极其少有的科学家，指出，赫兹以其实验解决了“电磁效应是否建立在远
距作用的基础之上，或者电磁效应是否在充满空间的介质中通过变化的途径
而传递以及为了传播电磁效应而类似光那样需要时间”，这是科学上特别重
要的成就。教育部建议赫兹在柏林大学和波恩大学进行选择，赫兹为有更多
的时间从事研究工作选择了波恩大学，赫尔姆霍茨对他的意愿表示了支持。
他在给赫兹的信中说：“您不想到柏林来，这使我个人感到伤心；但就像我
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以前对您说过的那样，我想，您从自身的利益考虑最终选择波恩的决定当然
是正确的。谁给自己提出科学课题，并致力于解决它们，谁就应当留在远离
大城市的地方。”在回答波恩大学的询问时，赫尔姆霍茨极力称赞赫兹“既
能掌握最抽象的数学理论，又能以极灵活机敏的方法解决从这些理论中产生
的实验性问题”，是“青年物理学家中最有能力和最富独创思想的佼佼者”。
由此我们不难看出，赫兹的成功，最主要的原因自然是他天赋的才能和勤奋
工作的结果，但与外部的环境，尤其是与赫尔姆霍茨的支持也是分不开的。
1889年春天，赫兹离开了卡尔斯鲁厄高等工业学校，作为正式教授来到
了波恩大学，成为物理学家克劳修斯的继任者。
当时，波恩还是一座小城市，并没有今天国际大都市的规模，波恩大学
的规模也较小，但这里的条件不错。克劳修斯曾经拥有的一座带花园的住宅，
现在归赫兹一家使用。房间宽敞明亮，花园里鲜花飘香，赫兹对此深感满意。
然而研究所的情况却不尽如人意，房间狭小，现有的仪器大部分都没有装配
起来，因为克劳修斯在其教学生涯的最后几年中为了爱惜仪器而不准使用它
们——这种因噎废食的逻辑，给赫兹最初的工作造成了一定的困难，但他并
没有止步。从1890年起，除了教学工作和继续实验研究外，他又重新开始了
理论问题的研究。
赫兹在波恩大学主要的实验研究是有关阴极射线穿透薄金属片的问题；
十年前，他曾在柏林大学进行过阴极射线的研究工作。他把阴极射线从真空
管中通过薄铝片释放出来，并借助于光屏蔽层和感光板在仪表之外更清楚地
观察研究这一现象。在这一研究中，赫兹得到了一个重要发现：原子不可能
是不能渗透的小球，但原子的质量应集中在原子所占据的空间微小粒子之
中。他的这一发现，为英国物理学家卢瑟福的原子模型奠定了基础。在这些
研究中，赫兹的助手列纳德曾积极参与。在赫兹逝世后，列纳德继续进行实
验，并以其出色的研究成果获得了1905年的诺贝尔物理学奖。
在波恩期间，赫兹还发表了许多科学著作，显示了他作为理论科学家的
天赋和才能。
《静止物体的电动力学基本方程》是赫兹对电磁理论深入研究的成果，
它使麦克斯韦的学说在结构上臻于完善。在论述运动物体的电动力学基本方
程时，赫兹在理论上超越了麦克斯韦。在论述麦克斯韦理论的实质时，他提
出了一个著名的论点，即“麦克斯韦理论就是麦克斯韦方程�