海因里希·赫兹

海因里希·赫兹（德语：Heinrich Hertz，1857年2月22日－1894年1月1日），德国物理学家，于1887年首先用实验证实了电磁波的存在，并于1888年发表了论文。他对电磁学有很大的贡献，故频率的国际单位制单位赫兹以他的名字命名。赫兹出生在德国汉堡一个改信基督教的犹太家庭。父亲是一位律师和参议员，母亲是一位医生的女儿。 他有三个弟弟和一个妹妹。在他去柏林洪堡大学就读之前就已经展现出良好的科学和语言天赋，喜欢学习阿拉伯语和梵文。他曾经在德国德累斯顿、慕尼黑和柏林等地学习科学和工程学。他是柏林洪堡大学著名教授古斯塔夫·基尔霍夫和赫尔曼·冯·亥姆霍兹的学生。1880年赫兹获得博士学位，但继续跟随亥姆霍兹学习，直到1883年他收到来自基尔大学出任理论物理学讲师的邀请。1885年他获得卡尔斯鲁厄大学正教授资格，并在那里发现电磁波。随着阿尔伯特·迈克耳孙在1881年进行的实验和1887年的迈克耳孙-莫雷实验推翻了光以太的存在，赫兹改写了麦克斯韦方程组，将新的发现纳入其中。通过实验，他证明电信号如同麦克斯韦和法拉第预言的那样可以穿越空气，这一理论是发明无线电的基础。他注意到带电物体当被紫外光照射时会很快失去它的电荷，发现了光电效应（后来由阿尔伯特·爱因斯坦给予解释）。1878年夏天，由于赫兹在慕尼黑工业大学所跟随的指导教授Wilhelm von Bezold是气象学家，他开始对气象学抱持着浓厚兴趣。但是，除了在柏林当Helmholtz的助手时写的几篇论文之外，他对气象学没有什么贡献。论文题目有：对于液体蒸发的研究、新型湿度计的开发、使用图形方式判定隔热的湿润大气变化之特性等等。1886年至1889年间，赫兹发表了两篇往后被称作接触力学领域的论文。赫兹虽以电动力学的贡献闻名，但多数研究接触之根本性质的论文皆引用此两篇文章里的重要概念。约瑟夫·布西内斯克（英语：Joseph Valentin Boussinesq）发表了于赫兹作品中的决定性重大发现，更确立了他的成果在接触力学屹立不摇的重要性。赫兹基本上概述了当两个线对称的物体接触并负重时会如何表现，并从经典弹性理论和连续力学得到了结论。他的理论中有个重大的疏漏便是忽略了两个固体之间的附着力，而后来的科学家证明了当固体具有高弹性时，这个因素是很重要的。不过忽视是必然的，因为当时根本没有检验附着力的技术。为了发展他的理论，赫兹以对椭圆形牛顿环的观察为基础，进行了将玻璃球体放在镜片上面的接触实验，并假设球体的压力会是椭圆形分布。当他以计算自球体移动至镜片之压力的实验来验证理论时，再次使用了牛顿环的型态。K. L. Johnson、K. Kendall与A. D. Roberts (JKR)在他们的著名论文“表面能和弹性物体之接触”(The Proceedings of the Royal Society, 1971）使用了此理论为基础，来计算附着表面上理论上的位移压力或压痕深度(A324, 1558, 301-313)。他们的方程假设物质附着力为零，补充了赫兹的理论。尔后， B. V. Derjaguin、 V. M. Muller与Y. P. Toporov（DMT）也在1975年发表了另一个相近的理论，同样以附着力为零的假设替赫兹的方程做了补充。然而DMT的理论被认为不成熟，和JKR的理论相比，需要更多校正方能成为一个物质接触理论。前述两者构筑了接触力学的基础，成为所有过渡期接触模型的基石，并且被运用在纳米压痕和原子力显微镜的物质参数预测上。在当年，赫兹的研究作为讲师的意义，远大于他在电磁学的成就。但他以自身独有的清醒认为微不足道的这一章，却流传下来并深刻地影响着纳米科技世代。1892年，赫兹被诊断出感染韦格纳肉芽肿，发病时会有剧烈头痛，他曾尝试去治疗这种疾病。1894年，赫兹因为败血症在德国波恩离世，享年36岁，他死后被安葬在Ohlsdorf汉堡的犹太墓地。赫兹死后留下了妻子伊丽莎白·赫兹（原名：伊丽莎白·道欧）和两名女儿乔安娜和玛蒂尔德。妻子在他死后并没有改嫁。1930年代，希特勒崛起，他的妻子和两名女儿也从德国搬到英国。1960年，查尔斯萨·斯坎德拜访了玛蒂尔德·赫兹，询问有关她父亲的事，并在不久之后出版了一本有关海因里希·赫兹的书。根据查尔斯萨的书指出，赫兹的两名女儿都没有结婚，因此他没有任何后裔。他的侄子古斯塔夫·路德维希·赫兹曾获得诺贝尔物理学奖，而古斯塔夫的儿子卡尔·赫兹（英语：Carl Hellmuth Hertz）则创立了超声影像医学（例如常见的B超）。国际单位制使用海因里希的名字制定“单位赫兹”是因为他的荣誉，这项荣誉是他于1930年在国际电工委员会做的测量“频率”，某活动每秒发生的次数。这项荣誉于1964年通过CGPM（国际度量衡）的认定。在月球东边的坑洞，用赫兹的名字来命名。俄罗斯的诺夫哥罗德的无线电产品，也用他的名字命名。在德国汉堡的无线电发射塔被命名为海因里希赫兹塔（英语：Heinrich-Hertz-Turm）。“海因里希–赫兹”无线电电信通讯，也是以这城市最著名的人物来命名。除了这些荣誉之外，赫兹还得到了一项殊荣，他曾得到日本授与的“瑞宝章”（日本于1888年开始制定的勋章，在公共事务有功劳者，长年从事公务者，功绩受到推举者为授与对象），瑞宝章也有分很多的赠与项目，其中一项就是科学家。另外世界不少国家都曾以他的肖像制作邮票。第二次世界大战后，他的祖国——德国，也推出了他的肖像邮票。2012年2月22日，Google推出动态Doodle纪念赫兹155周年诞辰。