一
我們的故事要從一八八七年的德國開始。位於萊茵河邊的卡爾斯魯厄是一座風景秀麗的城市，在它的城中心，矗立著著名的十八世紀的宮殿。鬱鬱蔥蔥的森林和溫暖的氣候也使得這座小城成為了歐洲的一個旅遊名勝。然而這些怡人的景色似乎沒有分散海因里希．魯道夫．赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）的注意力：現在他正在卡爾斯魯厄大學的一間實驗室裡專心致志地擺弄他的儀器。那時候，赫茲剛剛三十歲，也許不會想到他將在科學史上成為和他的老師赫耳姆霍茲（Hermann von Helmholtz）一樣鼎鼎有名的人物，不會想到他將和卡爾．本茨（Carl Benz）一樣成為這個小城的驕傲。現在他的心思，只是完完全全地傾注在他的那套裝置上。
赫茲的裝置在今天看來是很簡單的：它的主要部分是一個電火花發生器，有兩個相隔很近的小銅球作為電容。赫茲全神貫注地注視著這兩個相對而視的銅球，然後合上了電路開關。頓時，電的魔力開始在這個簡單的系統裡展現出來：無形的電流穿過裝置裡的感應線圈，並開始對銅球電容進行充電。赫茲冷冷地注視著他的裝置，在心裡面想像著電容兩段電壓不斷上升的情形。在電學的領域攻讀了那麼久，赫茲對自己的知識是有充分信心的，他知道，隨著電壓的上升，很快兩個小球之間的空氣就會被擊穿，然後整個系統就會形成一個高頻的振盪迴路（LC迴路），但是，他現在想要觀察的不是這個。
果然，過了一會兒，隨著細微的「啪」的一聲，一束美麗的藍色電花爆開在兩個銅球之間，整個系統形成了一個完整的迴路，細小的電流束在空氣中不停地扭動，綻放出幽幽的螢光。
赫茲反而更加緊張了，他盯著那串電火花，還有電火花旁邊的空氣，心裡面想像了一幅又一幅的圖景。他不是要看這個裝置如何產生火花短路，他這個實驗的目的，是為了求證那虛無飄渺的「電磁波」的存在。那是一種什麼樣的東西啊，它看不見，摸不著，到那時為止誰也沒有見過，驗證過它的存在。可是，赫茲是堅信它的存在的，因為它是麥克斯韋（Maxwell）理論的一個預言。而麥克斯韋理論……哦，它在數學上簡直完美得像一個奇蹟！彷彿是上帝的手寫下的一首詩歌。這樣的理論，很難想像它是錯誤的。赫茲吸了一口氣，又笑了：不管理論怎樣無懈可擊，它畢竟還是要通過實驗來驗證的呀。他站在那裡看了一會兒，在心裡面又推想了幾遍，終於確定自己的實驗無誤：如果麥克斯韋是對的話，那麼在兩個銅球之間就應該產生一個振盪的電場，同時引發一個向外傳播的電磁波。赫茲轉過頭去，在實驗室的另一邊，放著一個開口的銅環，在開口處也各鑲了一個小銅球。那是電磁波的接收器，如果麥克斯韋的電磁波真的存在的話，那麼它就會穿越這個房間到達另外一端，在接收器那裡感生一個振盪的電動勢，從而在接收器的開口處也激發出電火花來。
實驗室裡面靜悄悄的，赫茲一動不動地站在那裡，彷彿他的眼睛已經看見那無形的電磁波在空間穿越。銅環接受器突然顯得有點異樣，赫茲簡直忍不住要大叫一聲，他把自己的鼻子湊到銅環的前面，明明白白地看見似乎有微弱的火花在兩個銅球之間的空氣裡閃爍。赫茲飛快地跑到窗前，把所有的窗簾都拉上，現在更清楚了：淡藍色的電花在銅環的缺口不斷地綻開，而整個銅環卻是一個隔離的系統，既沒有連接電池也沒有任何的能量來源。赫茲注視了足足有一分鐘之久，在他眼裡，那些藍色的火花顯得如此的美麗。終於他揉了揉眼睛，直起腰來：現在不用再懷疑了，電磁波真真實實地存在於空間之中，正是它激發了接收器上的電火花。他勝利了，成功地解決了這個八年前由柏林普魯士科學院提出懸賞的問題；同時，麥克斯韋的理論也勝利了，物理學的一個新高峰——電磁理論終於被建立起來。偉大的法拉第（Michael Faraday）為它打下了地基，偉大的麥克斯韋建造了它的主體，而今天，他——偉大的赫茲——為這座大廈封了頂。
赫茲小心地把接受器移到不同的位置，電磁波的表現和理論預測的絲毫不爽。根據實驗資料，赫茲得出了電磁波的波長，把它乘以電路的振盪頻率，就可以計算出電磁波的前進速度。這個數值精確地等於三十萬公里／秒，也就是光速。麥克斯韋驚人的預言得到了證實：原來電磁波一點都不神秘，我們平時見到的光就是電磁波的一種，只不過它的頻率限定在某一個範圍內，而能夠為我們所見到罷了。
無論從哪一個意義上來說，這都是一個了不起的發現。古老的光學終於可以被完全包容於新興的電磁學裡面，而「光是電磁波的一種」的論斷，也終於為爭論已久的光本性的問題下了一個似乎是不可推翻的定論（我們馬上就要去看看這場曠日持久的精采大戰）。電磁波的反射、衍射和干涉實驗很快就做出來了，這些實驗進一步地證實了電磁波和光波的一致性，無疑是電磁理論的一個巨大成就。
赫茲的名字終於可以被閃光地鐫刻在科學史的名人堂裡，可是，作為一個純粹的嚴肅的科學家，赫茲當時卻沒有想到他的發現裡面所蘊藏的巨大的商業意義。在卡爾斯魯厄大學的那間實驗室裡，他想的只是如何可以更加靠近大自然的終極奧秘，根本沒有料到他的實驗會帶來一場怎麼樣的時代革命。赫茲英年早逝，還不到三十七歲就離開了這個他為之醉心的世界。然而，就在那一年，一位在倫巴底度假的二十歲義大利青年讀到了他的關於電磁波的論文；兩年後，這個青年已經在公開場合進行了無線電的通訊表演，不久他的公司成立，並成功地拿到了專利證。到了一九○一年，赫茲死後的第七年，無線電報已經可以穿越大西洋，實現兩地的即時通訊了。這個來自義大利的年輕人就是古格列爾莫．馬可尼（Guglielmo Marconi），與此同時俄國的波波夫（Aleksandr Popov）也在無線通訊領域做了同樣的貢獻。他們掀起了一場革命的風暴，把整個人類帶進了一個嶄新的「資訊時代」。不知赫茲如果身後有知，又會做何感想？
但仍然覺得赫茲只會對此置之一笑。他是那種純粹的科學家，把對真理的追求當作人生最大的價值。恐怕就算他想到了電磁波的商業前景，也會不屑去把它付諸實踐的吧？也許，在美麗的森林和湖泊間散步，思考自然的終極奧秘，在秋天落葉的校園裡，和學生探討學術問題，這才是他真正的人生吧。今天，他的名字已經成為頻率這個物理量的單位，被每個人不斷地提起，可是，或許他還會嫌我們打擾他的安寧呢？
二
上次我們說到，一八八七年，赫茲的實驗證實了電磁波的存在，也證實了光其實是電磁波的一種，兩者具有共同的波的特性。這就為光的本性之爭畫上了一個似乎已經是不可更改的句號。
說到這裡，我們的故事要先回一回頭，穿越時空去回顧一下有關於光的這場大戰。這也許是物理史上持續時間最長，程度最激烈的一場論戰。它幾乎貫穿於整個現代物理的發展過程中，在歷史上燒灼下了永不磨滅的烙印。
光，是每個人見得最多的東西（「見得最多」在這裡用得真是一點也不錯）。自古以來，它就被理所當然地認為是這個宇宙最原始的事物之一。在遠古的神話中，往往是「一道亮光」劈開了混沌和黑暗，於是世界開始了運轉。光在人們的心目中，永遠代表著生命，活力和希望。在《聖經》裡，神要創造世界，首先要創造的就是光，可見它在這個宇宙中所佔的獨一無二的地位。
可是，光究竟是一種什麼東西？或者，它究竟是不是一種「東西」呢？
遠古時候的人們似乎是不把光作為一種實在的事物的，光亮與黑暗，在他們看來只是一種環境的不同罷了。只有到了古希臘，科學家們才開始好好地注意起光的問題來。有一樣事情是肯定的：我們之所以能夠看見東西，那是因為光在其中作用的結果。人們於是猜想，光是一種從我們的眼睛裡發射出去的東西，當它到達某樣事物的時候，這樣事物就被我們所「看見」了。比如恩培多克勒（Empedocles）就認為世界是由水、火、氣、土四大元素組成的，而人的眼睛是女神阿芙羅狄忒（Aphrodite）用火點燃的，當火元素（也就是光。古時候往往光、火不分）從人的眼睛裡噴出到達物體時，我們就得以看見事物。
但顯而易見，這種解釋是不夠的。它可以說明為什麼我們睜著眼可以看見，而閉上眼睛就不行；但它解釋不了為什麼在暗的地方，我們即使睜著眼睛也看不見東西。為了解決這個困難，人們引進了複雜得多的假設。比如認為有三種不同的光，分別來源於眼睛、被看到的物體和光源，而視覺是三者綜合作用的結果。
這種假設無疑是太複雜了。到了羅馬時代，偉大的學者盧克萊修（Lucretius）在其不朽著作《物性論》中提出，光是從光源直接到達人的眼睛的，但是他的觀點卻始終不為人們所接受。對光成像的正