ハインリヒ・ヘルツ

ハインリヒ・ヘルツは1857年、ハンブルクの裕福な家に生まれた。父は弁護士で、のちに市の参事会員になった。一家はもともとユダヤ系で、彼が生まれる20年ほど前にルター派に改宗していた。ギムナジウムでは理科と並んで語学にも才能を示し、アラビア語まで学んだ。初めは技術者を目指してドレスデンやミュンヘンで工学を学んだが、物理学への関心を抑えられず、ベルリン大学に移って大物理学者ヘルムホルツとキルヒホフに学んだ。1880年に博士号を取り、その後3年間ヘルムホルツの助手を務めた。

当時の物理学の大きな問題の一つは、イギリスのジェームズ・クラーク・マクスウェルが1860年代に示した電磁気の理論（電磁場の理論）が正しいかどうかだった。マクスウェルの方程式によれば、電気と磁気の振動は波となって空間を光の速さで伝わり、光そのものもその一種である。しかし、この「電磁波」を人の手で作り出し、捕まえた者はいなかった。ヘルムホルツは1879年、この理論に関わる現象を実験で示した者に賞を出す課題をプロイセン科学アカデミーに出させ、教え子のヘルツに挑戦を勧めた。ヘルツは装置の見通しが立たないとして、いったんは手を出さなかった。

1883年にキール大学の講師となり、1885年にカールスルーエ工科大学の教授に迎えられた。翌1886年の秋、講義用の二つのコイルを扱っていたとき、一方のコイルに放電させると、離れたもう一方のコイルの隙間にも小さな火花が飛ぶことに気づいた。ここから実験が始まる。長さ1メートルほどの2本の金属棒を一直線に並べて間に小さな隙間を開け、誘導コイルで高い電圧をかけて火花を飛ばすと、棒の中で電気が激しく振動する。少し離れたところに、隙間を開けた針金の輪を置くと、輪の隙間にもかすかな火花が飛んだ。暗くした部屋で目を凝らして火花の長さを見るという、地道な観察の積み重ねだった。

1887年から1888年にかけて、ヘルツはこの見えない波の性質を次々に確かめ、ベルリンのアカデミーに論文を送った。部屋の壁に亜鉛の板を張って波を反射させ、行きと帰りの波を重ねて定常波を作ると、輪の火花は場所によって強くなったり弱くなったりした。そこから測った波長は数メートルあり、振動の速さと掛け合わせると、波の速さは光の速さと同じくらいになった。波は金属で反射し、ピッチ（樹脂）で作った大きなプリズムで曲がり、偏りも示した。光と同じ振る舞いをする電磁波が実在することが、こうして確かめられた。同じ実験のなかで彼は、受け手の火花に紫外線が当たると火花が飛びやすくなる現象にも気づいた。光電効果の最初の観察で、のちにアインシュタインが光の粒の考えで説明することになる。

ヘルツ自身は、この波が何の役に立つのかには関心を示さなかった。使い道を尋ねられて、何の役にも立たない、マクスウェルが正しかったことを示すだけの実験だ、と答えたと伝えられる。しかし彼の死からわずか数年で、イタリアのグリエルモ・マルコーニがこの波を使った無線電信を始め（マルコーニの大西洋横断無線）、やがてラジオの時代が来る（最初のラジオ放送）。1910年ごろまで、電波は「ヘルツ波」と呼ばれていた。

1889年、ヘルツはボン大学の教授に移り、物理学の基礎を「力」の概念を使わずに組み立て直す『力学原理』の執筆に打ち込んだ。しかし1892年ごろからひどい頭痛と鼻や耳の炎症に苦しみ、何度も手術を受けた。病は回復せず、1894年1月1日、36歳でボンで死んだ。病名は、後世の研究で多発血管炎性肉芽腫症だったと推定されている。『力学原理』はその年に遺著として出版された。

1930年、国際電気標準会議は1秒あたりの振動の数を表す単位を「ヘルツ」と名づけた。その数年後に権力を握ったナチス政権は、ユダヤ系の家系であることを理由に通りや施設から彼の名を消し、残された妻と娘たちはドイツを去ってイギリスに移り住んだ。それでも単位の名は生き残り、1960年には国際単位系にも採られた。携帯電話やラジオの周波数を口にするたびに、私たちは彼の名を呼んでいる。