二、柏林科学院悬奖验证电磁波的存在

在整个十九世纪的中叶，电磁学的发展处于百花齐放的时代，除了麦克斯韦建立的电磁场理论外，还出现了德国物理学家纽曼提出的电动力学理论和德国物理学家韦伯提出的电动力学理论，他们属于超距论电动力学．他们只承认中心力的作用，而不考虑场的作用；另外还有德国的黎曼于 1858 年、丹麦的洛伦茨于 1867 年提出的推迟势理论的准超距电动力学，他们承认电力的传递是需要时间的．

从 1870 年开始，亥姆霍兹着手统一纽曼、韦伯和麦克斯韦的理论，但是没有成功．亥姆霍兹又认识到，如果麦克斯韦电磁理论正确，那么纽曼的电动力学可以作为麦克斯韦理论的一个特殊情况，即是说把闭合电路的振荡当作有电容器电路的振荡的一个特例．如果是这样就需要首先证明麦克斯韦的位移电流的存在．于是，他在 1879 年以“用实验建立电磁力和绝缘介质极化的关系”为题，设置了柏林科学院奖．这个命题是建立在如下三条假设的基础上

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．

亥姆霍兹后来考虑到第三条假设的证明太难，就把它删掉了．这次悬奖便成了赫兹电磁波实验的先导．不过他当时认为困难太多，没有接受亥姆霍兹交给他的攻关任务，以致白白耽搁了数年的时间．三、赫兹以前的电磁波实验

在赫兹电磁波实验之前，已有许多人进行了有关实验，但是这些探索者由于缺乏必要的思想准备，或者发现者不能从理论高度给以阐述，甚至不能确认它们在当时科学技术中的地位，从而既使发现了电磁波的存在也未被人们重视而很快被人遗忘，只好等待另一些人从新的高度再次将它们发掘出来．这样，在赫兹以前的科学家有几次偶然发现了电磁波，但未能被重视和认可．例如，1871 年 E·汤姆逊就曾发现当一个具有初、次级的线圈通有脉动电流时，他可以用一小刀从附近铁桌的边角、水管，甚至30 英尺外的蒸汽机上引出电火花来．后来，他又把这个振荡线圈放在一个房间里，用一个由一对碳极做成的“接收器”，放在隔壁的房间，地下室里，甚至放在那座六层楼房的顶楼，都能发现“接收器”的间隙中有电火花产生．这是一个十分强大的电磁波产生的效应，然而 E·汤姆逊缺乏理论上的指导，未能由此形成电磁波的概念．又如 1875 年爱迪生也发现过类似现象，他曾观察到继电器工作时衔铁之间会产生电火花．但他没有利用和充分认识到它的重要意义．爱迪生后来说：“使我感到迷离的是，为什么我没有想到利用这些成果．”又如美国发明家多比尔，早在 1882 年就实验过无线电话，并获美国专利．本来，他完全有权声称自己发现了电磁波而去申请柏林科学院的悬奖，但他毕竟只是一个发明家，他不去关心科学理论界的理论与发现，而科学理论家也不去理会技术家的发明，这种理论家与实践家相脱离的现象在现实中并不少见．再如，1879 年英国人休斯做过一个实验：他将电池通过一个自动开关接于振荡线圈上，自动开关有节奏地打开和关闭时，线圈产生了间歇振荡，引起接在次级线圈上的麦克风“咔喳”作响．休斯把麦克风拿到 457 米外的地方都还能听到这种声音．当他站在墙边时，这种声音会更大．这就是他当时还不理解的电磁波及其反射现象．当时剑桥大学教授、麦克斯韦的老师斯托克斯看完休斯的表演后无动于衷，只是冷冰冰地说了这样一句话：它完全可用已有的理论加以解释．话虽没有说错，但这对还没有任何电磁波概念的休斯来说，却象一瓢冷水浇在头上．自此，休斯决意不再发表他的实验报告．从这里我们还看到了权威对一些创造性人才的成长和一些发现发明起了压抑的作用．

尽管以上这些科学家相继发现了电磁波，但由于各种原因，未能被重视和承认．在这种情况下，对电磁波的实验验证就历史地落在了赫兹的身上．