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中外科学家发明家丛书:赫兹-第1部分

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                             一、聪明的少年 



     1857年2月22日,对很多人来说是极普通的一天,但德国汉堡市的赫 

兹律师一家却会永远记住这个日子。这一天赫兹先生的长子来到了人间。这 

个给全家带来极大欢乐的小天使,后来成为名扬世界的著名物理学家,他的 

名字叫亨利希·鲁道夫·赫兹。 

     赫兹家属于富裕的市民阶层,家庭条件优越。赫兹律师是一位进取心很 

强的人,他后来当上了汉堡市的参议员,并成为一个地区司法局的长官。他 

对儿子寄予了很大希望,在培养和教育上倾注了大量心血。 

     令父母感到欣慰的是,亨利希·赫兹很早就显示出是一个可造之材。 

     在学校中,亨利希·赫兹是班里的优秀生之一。他天资聪颖、悟性出众, 

具有很强的逻辑思维能力和记忆力;尤其难能可贵的是,他出色的天赋和强 

烈的求知欲望紧密地结合在了一起,几乎一切课程都引起了他强烈的学习兴 

趣。数学和自然科学强烈地吸引着他,他对此兴致勃勃并取得了很好的成绩。 

除了学习课本上的知识外,他还养成了动手操作的好习惯,进行了简单的自 

然科学实验。他特别爱好做力学和光学方面的实验。这种把动手与动脑结合 

起来的习惯,对他一生的科学实践有积极的影响。 

     亨利希·赫兹还非常喜爱绘画,并且具有素描画家的才能和功底,他曾 

在一所美术学校中学习过。他对语言文字的兴趣也非常浓厚,无论古代的现 

代的都广泛涉猎,对文学名著则尽可能地背诵下来。荷马史诗、柏拉图对话 

及但丁的原文诗伴随了他整个一生。他学习外语的能力也让人叹服不已。除 

了意大利语、法语和英语外,他还学习了一些并非必修的语言,并取得了极 

好的成绩。如“他学习阿拉伯语的成绩就极为惊人,以致于任课教师非常严 

肃认真地去找他父亲谈话,建议他一定要让儿子去学习东方学,因为亨利希 

是他所遇到的对学习阿拉伯语言最具才能的学生。 

     并非只有阿拉伯语老师一人对亨利希·赫兹的前途出谋划策,他的木工 

师傅也为他设计出了一个发展方向。赫兹很早就表现出对技能和技术的爱 

好,在课余时间,自愿向一位细木工学习技艺,还按照职业水平的要求学习 

车工技术。父母没有限制他的这一兴趣,而且还应他的要求买了一台车床。 

小赫兹在明师的指点下,苦练功夫,车工技术提高很快。木工师傅对徒弟的 

进步非常惊讶和高兴,曾对赫兹的父母说,亨利希一定会成为一个优秀的车 

工的。 

     当然,赫兹并不是具有各方面的聪明才智,也不是所有的人都喜欢他。 

他在音乐上就毫无天赋可言。音乐老师为了挖掘他的潜力曾下了很大功夫, 

但最后终于明白了他在音乐方面毫无潜力可挖。因此,赫兹不但无法加入学 

校的合唱队,即使是音乐课上练合唱时他也往往被老师“请”到教室外旁唱, 

因为一旦有他参加,本该优美动听的童声合唱便“哎哑啁哳”难为听了。 

     但全面衡量亨利希·赫兹的表现,老师们还是一致认为他是一位优秀的 

学生。1875年,赫兹在约翰奈斯中学获得了毕业证书,学校对他总的评语是 

具有敏锐的逻辑、可靠的记忆和灵巧的叙述能力;数学成绩是优,自然科学 

是良,其他课程也是优或良。 

                               二、弃工学理 



     比起阿拉伯语老师和木工师傅来,赫兹的父母当然更关心他的前途。从 


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约翰奈斯中学毕业时,赫兹已经18岁了,到了规划前程的时候了。父母认为 

儿子的种种表现和才能,显示了他更适于成为一个建筑工程师或建筑学家— 

—在这一点上,赫兹父子的想法是相同的。赫兹也希望自己能成为一名工程 

师,因为他喜欢这个行业;虽然他也同样喜欢数学和自然科学,但他不相信 

自己有研究理论自然科学的能力。为了更好地进行理理学习,赫兹先进入了 

法兰克福市设计局从事实际工作,以便为他所选择的职业做准备。 

     在法兰克福市设计局,赫兹确实受到了锻炼,学到了很多新的工程学知 

识。1876年春,他离开了法兰克福,前往德累斯顿市,进入了高等技术学校 

工程部,学习工程科学。虽然如愿以偿,但赫兹很快发现自己选择的职业并 

没有如想象的那样吸引他。测量、绘图、结构,……这些大量的日常课程让 

他感到枯燥无味,兴趣索然。难道自己将要从事的职业会是这个样子吗? 

     1876年秋天,正赶上帝国征兵,刚入学一个学期的赫兹作为工程部的大 

学生应征入伍,在柏林的铁道兵团服一年的兵役,从校院到兵营,环境有了 

很大改变,但赫兹仍未感到轻松和愉快。兵营就像一台高速运转的机器,每 

天重复着几乎相同的内容,操练、行军,行军、操练。机械的训练使赫兹感 

到很压抑,心情非常沉闷。好在他有很强的适应环境的能力,不久就习惯了 

这种单调的生活节奏。他以一种积极向上的态度重新审视这种兵营生活,发 

现自己已经得到了锻炼,并从中获得了益处。几个月后,他在给父母的一封 

信中以达观的心情阐述了自己的这一发现,他说:“毕竟服役也给人某种肯 

定无疑的,个性从一个人身上真正被取缔了;现在显而易见,塞翁失马,安 

知非福?” 

     有了这种心情和态度,余下来的兵营生活的时光也就不显得漫长和枯燥 

了。1877年秋天,赫兹结束了服役生活,前往慕尼黑,进入那里的高等技术 

学校继续学习工程科学。 

     赫兹本来就是一个兴趣广泛、求知欲旺盛的青年,再加上他已对工程科 

学的爱好有所下降,因此在慕尼黑高等技术学校里他并没有对自己选择的职 

业情有独钟,仍然对一切新知识一视同仁,广泛学习。他选修了菲力浦·冯·约 

里的物理课和数学课。约里是著名的物理学家和数学家,他对物理学有一种 

在当时颇有代表性的认识。他向学生们说,物理学是一门高度发展的、几乎 

是尽善尽美的科学;作为一个科学体系,它建立得非常牢固,已经没有什么 

本质上的新东西有待发现了。但他对数学领域的发展前景作了一番辉煌的描 

绘。约里的课,使赫兹对原来的选择渐渐失去了热情,他在内心里产生了一 

个坚定的信念:只有科学工作和学术活动才能使他真正的心满意足。 

     经过认真地思考,赫兹决定弃工学理。他把自己的想法和决定写信告诉 

了父母。“我非常乐意成为一名工程师”。他写道,“但我同样乐意成为一 

名装订工人或者车工,总而言之,我乐意成为文明者的行列中的任何人。但 

是,在 ‘乐意’和‘乐意’之间毕竟还是有程度之别的”。赫兹告诉父母, 

经过慎重的权衡比较,自己更乐意成为一名科学工作者。正如赫兹所预料的 

那样,开明的父亲很快复信,对他新的选择表示赞同。就这样,赫兹中断了 

工程学的学习,专心致志地在大学中攻读物理学和数学。 

     菲里浦·冯·约里教授对赫兹给予了极大的帮助,他从基础抓起,向这 

位求知欲极强的大学生介绍了一些数学方面的基本著作,如拉格朗日、拉普 

拉斯及精密科学其他经典作家的著作,让他潜心学习、认真研究,约里还建 

议赫兹注意自然科学史,因为这有助于理解和研究自然的迫切问题。 


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     对约里的指导和建议,赫兹认真对待并严格执行。他在很短的时间内细 

致地研究了大量的科学史著作。他特别顽强地研究了数学和数学问题史。这 

些准备工作,为他以后的研究与开拓打下了坚实的基础。另外,赫兹还深入 

钻研了一些老的科学杂志,对过去的很多科学发现有了系统的了解。在了解 

前人的发明创造后,常会产生一种复杂的想法:一方面对前人的聪明才智和 

艰辛劳动深表敬佩;另一方面又感到前人生活的时代充满了很多的未知领域 

和新鲜事物,他们的创造领域很宽,由于他们的努力,世界被人类更多地了 

解和征服了,这同时也使我们后来人失去了英雄用武之地,因此已不可能再 

像前人一样创造辉煌的业绩。这种想法显然是幼稚的单纯的,但却具有普遍 

性,年轻的赫兹就有过这样的想法。他曾在一封信中写道:“有时我真感到 

遗憾,我未能生活在那充满许许多多新鲜事物的时代。其实,就是现在也有 

足够多的未知事物,但我不认为现在可以轻而易举地找到可能改变整个世界 

观体系的任何东西,就像在望远镜和显微镜还是新奇之物的那个时代一样。” 

     对于未知世界的认识,古希腊哲学家芝诺有一个很形象的比喻。他说, 

人的知识好比是一个圆,未知世界就是圆所接触的外部面积;人的知识越丰 

富,圆的面积越大,圆所接触的外部面积也随之增大,即感觉到未知的东西 

也就越多。随着学习的深入,赫兹感到有更多的知识需要学习和掌握。能满 

足他这种求知欲望的最好学府,无疑是位于帝国首都的柏林大学,那里有世 

界著名的数学和实验物理学专家赫尔姆霍茨和基尔霍夫,在他们的指导下他 

可以更好地完成学业。 

     1878年10月,赫兹离开了慕尼黑和菲里浦·冯·约里教授,进入柏林 

大学,成为赫尔姆霍茨的学生。 

                              三、前人的成就 



     进入柏林大学并成为赫尔姆霍茨的学生,对赫兹的一生来说意义重大, 

他从此走上了成为世界著名物理学家的道路。在叙述赫兹的成长和成就之 

前,我们来对前人的科学成就作一个回顾。 

     18世纪后期,法国物理学家库仑曾对电学和磁学做过深入细致的研究, 

发表了大量科学著作,产生了深刻的影响。库仑曾提出一个论断,即电和磁 

是完全不相同的物理实体。这一论断在科学家的思想中根深蒂固,以致于在 

意大利科学家伏打于1800年发明了伏打电池后很长时间,各国的科学家都没 

有想到利用这种恒稳持续的电源去寻找一下电和磁的关系,因为人们从未对 

库仑的论断产生过疑问。 

     当然也有例外,丹麦科学家奥斯特就对库仑的论断心存疑窦。他根据德 

国古典哲学家康德的自然力都有一个共同的根源的哲学原理,始终坚信电和 

磁不是相互独立的,两者之间必定存在着一种关系,只是这种关系人类尚未 

发现。为此,他借助伏打电池长期进行研究与探索,终于在1820年发现电流 

可以将磁针推向与电流垂直的位置。对于这种电流磁效应,奥斯特用“电碰 

撞”来解释,即在电流周围存在着一种环形运动的力,它可以穿透非磁性物 

质,但不能穿过磁体,一旦碰上磁体就会发生撞击,致使磁体的轴体的轴转 

到与电流相垂直的方向。奥斯特的发现在当时引起了极大轰动,法国物理学 

家接受了他的发现,但拒绝了他对此的解释。 

     在奥斯特宣布了他的发现后不几天,法国物理学家安培也做了相同的实 

验,但他认为这种电流磁效应并不是电碰撞的结果。当时法国物理学界正流 


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行超距论理论,即认为一切物理现象都是粒子间的吸引或排斥的力学现象。 

安培通过实验证明,两根载流导体可以相互吸引或排斥。他将电流的这种力 

称为“电动力”,意即由电流产生的动力。他还用实验证明,两个螺线管如 

通有电流,它们将像两根磁棒那样产生相互作用。由此安培认为,磁体之所 

以会相互作用,即相互吸引或排斥,并不是因为它们具有什么磁性粒子,而 

是因为它们当中存在电流,一根磁棒中的电流作用于另一根磁棒中的电流, 

于是便产生了磁棒之间的吸引力或排斥力。安培认为,磁就是电流或运动中 

的电。在这个基础上,安培创立了他的超距电动力学。由于这个学说具有数 

学上的美及其内含的实体高度统一的优点,因此被很多物理学家接受,在欧 

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