科技日报记者 刘艳
1月6日，在科技日报社、世界5G大会、未来移动通信论坛联合推出的我国首档通信领域科普节目《通个信》首期中，中国科学院物理研究所研究员曹则贤串烧了一段有趣的历史故事。
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、灯光、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，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。”
