通个信丨是谁点燃了文明的电火花？

科技日报社、世界5G大会、未来移动通信论坛奉上我国首档通信领域科普节目《通个信》，中国科学院物理研究所研究员曹则贤在首期节目中向我们讲述了通信领域一些鲜为人知的历史故事。

无论是眼神等肢体语言的近距离沟通，还是声音、官方驿站等远距离的交流，亦或烟火、旗语等指向更具体的信息传递，从远古时代开始，通讯就是人类主要的生产生活手段，有些方式直到现在还在沿用，比如旗语。

曹则贤说：“不要以为今天的通讯方式有多聪明，在利用电磁波之前，人类已经发展出了一整套相当有效且巧妙的通讯方式，从通讯模式、编码、载体的运用，到如何保密等要素，该有的都有了。”

尽管如此，电磁波的诞生，才是点燃人类文明的那束电火花，通信技术服务人类与社会由此起步。

在这个历史进程中，电和磁这两种现象是怎样被发现的？

静电的发现源自于古希腊的贵妇人穿着绸缎衣服在家吸猫。

1600年前后，一个叫威廉·吉尔伯特的人创造了电（electricus）这个词。

正如伏特是电动势的测量单位一样，磁动势的测量单位是吉尔伯特，从中可以看到，吉尔伯特非凡人，他的伟大磁学研究“德马格内特”，首次合理解释了指南针指向南北的神秘能力，揭示了地球本身就是一个大磁场。

磁的发现则应该归功于今天叙利亚一带的一个放羊娃，当他拄着底端包铁皮的棍子满山撵羊时，发现这根棍戳到有些石头啥事没有，戳到有些石头拔起来却费劲。

1831年，迈克尔·法拉第验证了“电磁感应现象”后，人们认识到电和磁是一家，电能产生磁，磁也能产生电。

曹则贤说：“也就是说，不靠电池，让水流推着一个线圈在磁场里转，或者拴个毛驴在那儿转圈，就能持续产生电。”

那一年，詹姆斯·克拉克·麦克斯韦带着历史使命出生了，他所建立的电磁场理论，将电学、磁学、光学统一起来。造福于人类的无线电技术，就是以电磁场理论为基础发展起来的。

抱着给法拉第的理论“提供数学方法基础”的初衷，麦克斯韦列出了表达电磁基本定律的四元方程组，准确描绘出电磁场的特性及其相互作用的关系，把混乱纷纭的现象归纳为统一完整的学说。此后，英国科学家泰特将并不简单的麦克斯韦方程组简化，就成了我们在教科书上见到的样子。

1865年，麦克斯韦预言了电磁波的存在，推导出电磁波的传播速度等于光速，并得出结论：光是电磁波的一种形式，揭示了光现象和电磁现象之间的联系。

1887年，大神级天才海因里希·鲁道夫·赫兹做了这样一个实验，一条金属丝连起两端的锌金属小球，按下开关，金属球啪啪打火，远处，同样的装置也隔空打火。

“两组装置之间跑的是麦克斯韦方程组推导出的电磁波。”曹则贤说，“这个简单的电路，就是我们近代物理的出发点，是影响我们人类的伟大装置。”

1888年，赫兹公布了实验验证电磁波存在。由法拉第开创，麦克斯韦总结的电磁理论，至此取得决定性的胜利。

赫兹没有想到他的这一成果将开创无线电电子技术的新纪元，如曹则贤所言，“科学的发现将产生怎样的重大成果，许多时候就差一个窗户纸，得有人把它捅破。”

实验成功后，赫兹的助手曾问他：“您这个实验好像影响很大，它有什么意义？还有什么用？”

赫兹说：“可能真没什么用。证明麦克斯韦很伟大就是这个实验的意义。”

而在阿尔卑斯山旅游的小男孩伽利尔摩·马可尼听到这个实验结果的消息时，心里咯噔了一下，那年才十四、五岁的马可尼意识到这个实验的落地价值，电磁波可以传递信息，产生电火花的开关，就是电报机的雏形。

几年后，马可尼证明了这些不可见光波可以用于无线电通讯，无线电随之问世。

曹则贤说：“今天高水平通信技术带给人类的福祉，有赖于物理学、数学等基础科学的步步推动。”