海因里希·赫兹

海因里希·鲁道夫·赫兹（Heinrich Rudolf 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。

## 生平与科学贡献

### 早年生活

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。

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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）。

### 气象学

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。

### 接触力学

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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，并从古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)。他们的方程式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式做了补充。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，并且被运用在奈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奈米科技世代。

### 逝世

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。

### 遗产和荣誉

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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。“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。

## 参考文献

- Hertz, H.R. "Ueber sehr schnelle electrische Schwingungen", Annalen der Physik, vol. 267, no. 7, p. 421-448, May 1887. ( WILEY InterScience)
- Hertz, H.R. "Ueber einen Einfluss des ultravioletten Lichtes auf die electrische Entladung", Annalen der Physik, vol. 267, no. 8, p. 983-1000, June, 1887. ( WILEY InterScience)
- Hertz, H.R. "Ueber die Einwirkung einer geradlinigen electrischen Schwingung auf eine benachbarte Strombahn", Annalen der Physik, vol. 270, no. 5, p. 155-170, March, 1888. ( WILEY InterScience)
- Hertz, H.R. "Ueber die Ausbreitungsgeschwindigkeit der electrodynamischen Wirkungen", Annalen der Physik, vol. 270, no. 7, p. 551-569, May, 1888. ( WILEY InterScience)
- Hertz, Heinrich Rudolph. (1893). Electric waves: being researches on the propagation of electric action with finite velocity through space (translated by David Evans Jones). Ithica, New York: Cornell University Library. ISBN 1-429-74036-1; ISBN 978-1-429-74036-4
- Jenkins, John D. "The Discovery of Radio Waves - 1888; Heinrich Rudolf Hertz (1847-1894)" (retrieved 27 Jan 2008)
- Koertge, Noretta. (2007). Dictionary of Scientific Biography. New York: Thomson-Gale. ISBN 0-684-31320-0; ISBN 978-0-684-31320-7
- Roberge, Pierre R. "Heinrich Rudolph Hertz, 1857-1894" (retrieved 27 Jan 2008)
- Robertson, Struan. "Buildings Integral to the Former Life and/or Persecution of Jews in Hamburg" (retrieved 27 Jan 2008)
- Robertson, Struan. "Heinrich Hertz, 1857-1894" (retrieved 27 Jan 2007)

### 相关文献

- Appleyard, Rollo. (1930). Pioneers of Electrical Communication". London: Macmillan and Company. reprinted by Ayer Company Publishers, Manchester, New Hampshire: ISBN 0836-90156-8; ISBN 978-0-836-90156-6 (cloth)
- Baird, Davis, R.I.G. Hughes, and Alfred Nordmann, eds. (1998). 'Heinrich Hertz: Classical Physicist, Modern Philosopher. New York: Springer-Verlag. ISBN 0-792-34653-X; ISBN 978-0-792-34653-1
- Bodanis, David. (2006). Electric Universe: How Electricity Switched on the Modern World. New York: Three Rivers Press. ISBN 0-307-33598-4; ISBN 978-0-307-33598-2
- Buchwald, Jed Z. (1994). The Creation of Scientific Effects : Heinrich Hertz and Electric Waves. Chicago : University of Chicago Press. ISBN 0-226-07887-6; ISBN 978-0-226-07887-8 (cloth) ISBN 0-226-07888-4; ISBN 978-0-226-07888-5 (paper)
- Bryant, John H. (1988). Heinrich Hertz, the Beginning of Microwaves: Discovery of Electromagnetic Waves and Opening of the Electromagnetic Spectrum by Heinrich Hertz in the Years 1886-1892. New York : IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). ISBN 0-879-42710-8; ISBN 978-0-879-42710-8
- Lodge, Oliver Joseph. (1900). Signalling Across Space without Wires by Electric Waves: Being a Description of the work of Heinrich Hertz and his Successors. reprinted by Arno Press, New York, 1974. ISBN 0-405-06051-3
- Maugis, Daniel. (2000). Contact, Adhesion and Rupture of Elastic Solids. New York: Springer-Verlag. ISBN 3-540-66113-1; ISBN 978-3-54066113-9

## 基本资料

- 原文名：Heinrich Hertz
- 原文名：de
- 出生日期：1857年2月22日
- 出生地：德意志邦联汉堡
- 逝世日期：1894年1月1日
- 逝世地：德意志帝国波昂
- 母校：慕尼黑大学、柏林大学
- 知名于：接触力学、电磁辐射、埃玛图、镬形天线、光电效应、赫兹锥、赫兹偶极子天线、赫兹向量、赫兹-克努森方程式、高斯最小拘束原理
- 获奖：马泰乌奇奖章（1888）、拉姆福德奖章（1890）
- 研究领域：电磁学、电机工程学、接触力学
- 机构：基尔大学、卡尔斯鲁厄理工学院、波昂大学
- 博士导师：赫尔曼·冯·亥姆霍兹
- 博士生：威廉·皮耶克尼斯