在那海底，没有微小的信号来到我身边。
　　在那海底，肯定发生了一些问题。
　　它断了，
　　断了，

　　断了，
　　原因我尚未知晓，
　　但电报线肯定是断了。
　　在英国剑桥学院，麦克斯韦研究光、电和磁这三者之间的关系，并证明光也是一种电磁波。1873年，他的大作《电磁学通论》问世，用数学的方法预言了电磁波的存在，并证明它的速度和光速一样。那年，他31岁。但是，在当时，谁也没有见过电磁波，也无法证明他的预言是否正确，包括他自己。
　　在今天，要验证电磁波的存在是非常简单容易的事情，只不过大家都不会往这方面想。记住，下次当你拿起手机打电话、打开收音机听广播，或者当你捏捏汽车钥匙遥控车门的时候，请想一想物理学上的电磁波，你可能会有另一番感受。
　　不过，在麦克斯韦活着的时代，要想找到一两样东西来验证电磁波是否存在，并不是一件稀松平常的事。你想想，这首先得有一个产生电磁波的设备，还要有一个能够收到电磁波，并能够把电磁波通过别的形式展示出来的设备。但是在那个时代，想要做到这一点，不亚于住在一个荒岛上，在什么工具也没有的情况下生一堆火。
　　钻木也能取火。想想看，其实我们人类还是很聪明的，因陋就简也能做成很多事情。好在那个时代电磁学已经取得了很多重大成果，已经有了象电池、开关、电磁铁、变压器等等这些东西，唯一需要的就是一个智慧的大脑。说到这里，可能还得回过头去说说我小时候的一件事。
　　刚刚迷上无线电的时候，我懂的东西也不多，但是对什么都好奇，也愿意动手。那个时候也不知道从哪里来的那么多精力，什么都想试试，包括那回一时高兴，决定自己制做一个变压器。这个变压器到了也没完成，我是个没多大出息的人，经常干这种半途而废的事儿。不过当时我一高兴，在初级线圈上绕了好几千匝，而且完全是手工。

　　
　　这件作品没有上面那个图好看，绕得又乱又大。我没有象万用表这样的工具，为了知道这个线圈到底通不通，我把它接在电池上，顺便看看这个电磁铁有多大磁性。就在将这个大线圈和电池断开的一刹那，我感觉自己的胳膊肘有种被重重敲击的钝感。我曾经认为这是错觉，因为一个大线圈和普通的电池就能电人，这实在没有道理。
　　然而这并不是错觉，而且当然是有道理的，只是我并不知道。事实上，早在200年前，那位伟大的电磁铁大师亨利就有过类似的发现，当时他正在研究用电磁铁吊起那些巨大的铁块。他发现，当电磁铁断电时，在开关上竟然拉起了一道明亮的电弧。也就是说，当电磁铁断电时的一瞬间，绕在它上面的线圈产生了非常高的电压。在电磁学中，这叫做自感。

　　自感能够产生瞬时高压，它可以发生在线圈断电的一瞬间，也可以发生在线圈通电的一瞬间。可以这样认为：当线圈通电或断电时，它的磁场会急剧发生变化，从而在自身中产生感应电压。通常，影响自感强烈程度的因素包括线圈的匝数、形状以及是否或者绕在哪种类型的铁心上。
　　从严格的电磁学来说，产生自感的原因是在开关闭合或者断开的瞬间，电流的大小急剧变化，从而产生了一个同样迅速变化的磁场，这个磁场反过来在同一个线圈中产生电磁感应。我们已经说过，自感产生的电压是非常高的，通常在开关断开时，产生的自感电压可能是它原来电压的几倍甚至几十倍。这么强的磁场，这么高的电压，它们瞬间产生，又很快消失，就象什么事情也没发生一样，铁心还是铁心，线圈还是那个线圈。

　　自感会很有用，也许能用来产生电磁波。反正，不试一试，谁知道呢。首先，如图4.31那样，我们先来做一个变压器。
　　
　　这个变压器的两个线圈分别是L1和L2，它们的匝数是不一样的。L2通常有几百匝，而L1是它的100～200倍，也就是几万匝。
　　通常，自感发生在开关接通或者断开的时候。为了能够持续地产生自感而又不会让胳膊和手累着，我们在铁框的旁边安装一个类似于继电器的衔铁开关，它与线圈L2以及电源构成一个串联的回路。这样，当整个电路接通的时候，由于衔铁开关一开始是闭合的，铁框会产生磁性，从而吸引衔铁并导致电路断开。电路一断开，衔铁又闭合，电路又被接通，就这样“啪嗒、啪嗒”一直不停地进行下去。

　　当自感持续发生的时候，整个铁框中的磁场也正忙得团团转——这是一个不停地跟着变化的、比较强的磁场。这种情况是电磁学天才们比较高兴的，他们马上想到可以用变压器来生成一个更高的，同时也是更可怕的电压。
　　在铁框的另一边，线圈L1的两端分别连接着铜球Q1和Q2。由于L1的匝数是L2的几百倍，属于升压变压器，当L2上的自感持续发生的时候，根据变压器的原理，这会在L1上产生几万伏的高压（要是想想办法，你还能得到更高的电压），使得距离很近的铜球Q1和Q2产生持续的放电。哎呀，现场那种“噼噼噼噼”的声音听起来还有点儿恐怖。

　　实际上，这是在模仿闪电，更重要的是，它比闪电要容易驾驭，而且——这个比喻可能不恰当——招之即来，挥之即去。
　　第一个通过实验证实了麦克斯韦预言的人是赫兹（1857-1894），德国汉堡人，从小就对自然科学有着浓厚的兴趣。人们常说十个指头有长有短，人也有长处和短处，这是可以理解的。但是他在唱歌方面的短处实在是短得厉害，小时候在学校里老师组织集体合唱，他那出众的歌声惹得老师大为光火，非要把他撵出教室不可。据说他还喜欢木工，做得一手好家具，以致于后来当上教授之后，他的师傅还为他感到惋惜，大概认为他当教授太屈才，他应该一直呆在木工房里，把那些上好的木料变成一堆堆的篷松打卷儿的刨花。要是他一直不停锯木头、刨木头，不知道会打出多少漂亮的家具。

　　在那个时代，大家对麦克斯韦的预言半信半疑，非得要该理论的支持者们把电磁波拿出来给他们看看。为了证明电磁波确实是存在的，赫兹制作了一个电磁波发生器，其原理大致与我们在前面讲过的方法相同。
　　这只是整个问题的一面。电磁波无法用肉眼观察到，需要用其它方法证明它的存在。想知道是不是刮大风了？不必到户外去，只需要站在窗前看看大树是不是在摇摆。赫兹的实验也需要一棵树。
　　
　　赫兹的接收器是用一根粗铜线两头各接一个铜球做成的。把铜线弯成圆形，让两个铜球Q1和Q2之间保持一个很小的间隙。当电磁波发生器工作的时候，如果把这个接收器放到不远的地方，并调节两个铜球之间的距离，就可以观察到Q1和Q2之间也会出现微弱的火花。这意味着，那个跟闪电一样噼噼啪啪挺吓人的东西已经产生了电磁波，而这个接收器也已经检测到了它的存在。

　　这种检测电磁波的方法有它的道理。首先，电磁波和普通吸铁石的磁场，在本质上是一样的。既然一根导线在磁场中运动就可以产生电压和电流，那么电磁波同样也能做到。不同的只是电磁波是快速变化的磁场，所以导线完全可以不动。
　　电磁波又叫无线电波，这可以看成是它的一个诨名。今天，在我们的周围有着数不清的无线电波，有的用于发送广播节目，让我们用收音机收听新闻、音乐、相声或者单田芳的评书；有的用于发送电视节目，既能让大众消磨时光，又能帮助商家做广告卖产品，真可谓一举两得，只是据我所知，大家其实都挺烦。除此之外，天上的卫星、地下的手机、海上的轮船、军方的雷达、汽车的引擎、工地上的电焊机、民间的火腿①，等等等等，甚至就连宇宙深处，据说是从宇宙大爆炸的那一刻开始到现在，都在辐射无线电波。试问寰宇之内，哪里才是我等清静之地。

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　　注① 指业余无线电爱好者。要从事业余无线电活动必须考核取得《中华人民共和国业余无线电台操作证书》并购买无线电收发设备，而且还要加入无线电运动协会。该协会最早由3个外国人创建，他们姓氏的组合是HAM，在英语里有火腿的意思，所以后来一直将该协会的成员称为“火腿”。
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