Úttörő volt a maga nemében, sokra lett volna még képes, de mindössze 36 éves korában váratlanul véget ért a karrierje a 165 éve született Heinrich Hertznek. Ennek ellenére nap mint nap emlegetjük a nevét, igaz mértékegységként. Most, a 165 éves születésnapján ismerkedjünk meg mindazzal, amit hozzáadott a világhoz ez alatt a rövid idő alatt is.

Heinrich Hertz egy tipikus hamburgi Hanza-családban született, gazdag szülők gyermekeként. Nagyapja, Benjamin Wolff Hertz ékszerkereskedő 1793-ban költözött a városba. Édesapja, Gustav Ferdinand Hertz még a házassága előtt elhagyta a zsidó vallást és az evangélikus vallásra tért át, így vette feleségül az evangélikus családból származó Anna Elisabeth Pfefferkornt. Így Heinrich Hertz is evangélikus volt.

Hertz a hamburgi Gelehrtenschule des Johanneums gimnáziumba járt, ahol nagy hangsúlyt fektettek a latin és az ókori görög nyelv ismeretére. Talán ennek köszönhető, hogy Hertz elmélyedt a szanszkrit és az arab nyelv tanulmányozásában. Tanárai azonban emellett is felismerték reálképességeit, aminek következtében 1875-ben Frankfurtba utazott, hogy az akkor épülő új Majna-híd építésénél legyen gyakornok. Utána a Drezdai Műszaki Egyetemen kezdte meg mérnöki tanulmányait, majd a Müncheni Műszaki Egyetemen tanult tovább. Itt a mérnöki tudományok után egyre inkább a természettudományok felé fordult, s 1878-tól a berlini Friedrich Wilhelm Egyetemen folytatta tanulmányait, ahol többek között Gustav Kirchoff és Hermann Ludwig von Helmholtz voltak a professzorai. Különösen Helmholtz volt rá nagy hatással. Helmholtz irányította Hertz figyelmét az 1864-ben publikált Maxwell-egyenletekre is, már 1879-ben megpróbálta rávenni egy pályázat megnyerésére, ahol Maxwell egyik – szigetelőkre vonatkozó – elméleti eredményét kellett volna kísérletileg bizonyítani. Hertz hamar felismerte, hogy az összetett kísérletekhez nem lesz meg a kellő felszereltsége, így inkább a megkezdett doktori értekezésére koncentrált, de a Maxwell-egyenletek gyakorlati igazolása továbbra is ott járt a fejében. A döntése meghozta az eredményét és 23 éves korában, 1880-ban már benyújtotta doktori értekezését „Elektromágneses indukció forgó testekben” címmel. Ez után még három évig posztdoktori tanulmányokat folytatott Helmholtz asszisztenseként. Itt behatóan foglalkozott a katódsugárzással és megfigyelte, hogy az képes áthatolni a fémfólián.

1883-ban a Kieli Egyetemen lett az elméleti fizika előadója és ekkor az oktatás mellett ismét elkezdett a Maxwell-egyenletekkel foglalkozni. Itt már komolyabb laboratóriumot is berendezett és folytatta kísérleteit. 1885-ben a Karlsruhei Műszaki Egyetem fizikaprofesszora lett és ezzel végre stabil egzisztenciát sikerült megteremtenie. Még ebben az évben megismerkedett az egyetem egyik geometria előadójának, Max Dollnak a leányával, Elisebeth Doll-lal és 1886-ban össze is házasodtak. Két gyermekük is született, 1887-ben Johanna Hertz, 1891-ben pedig Mathilde Carmen Hertz, aki később neves biológus lett.

 

A Karlsruhei Egyetemen is folytatta kísérleteit,  laboratóriumában az u.n. Riess spirálokkal végzett kísérleteket. A Riess spirál egy pár vezető spirális feltekerésével jön létre, ahol a vezető mindkét végére egy fémgolyót illesztenek. Két Riess spirált egymás fölé helyezve – mai terminológiával élve – egy indukciós tekercs jön létre. Kísérletezései során azt észlelte Hertz, hogy ha az egyik spirálra kapcsolt Leydeni palackot kisütötte, akkor a másik Riess spirál két közel helyezett fémgolyója között szikra keletkezett. Feltételezése szerint ekkor elektromágneses hullámoknak kellett keletkezniük, amiket egy egyszerű kördipól vevőantennával detektált, amit egy szikradetektorral szerelt fel. A kísérlet egyértelműen mutatta, hogy így elektromágneses hullámokat lehet gerjeszteni és venni. Ezzel az összeállítással Hertznek sikerült igazolnia, hogy a Leydeni palack kisütése következtében létrejött szikra kialakulásával valóban elektromágneses hullámok jöttek létre, melyek a vevőantennájában szikraként megjelentek. Így Maxwell egyenleteinek sikerült a gyakorlati igazolását is megadni.

Ez után hosszas kísérletezéssel Hertz elkészítette az első oszcillátorát, ehhez a Riess spirált egy olyan adóantennához csatlakoztatta, amely két egyméteres huzalból állt, a  közeli végeiken 7,5 mm-es szikratávolsággal kis fémgömbökkel és a távoli végeiken egy-egy 30 cm átmérőjű cink gömbbel, amik kapacitatív elemként szolgáltak. Az előállított hullámokkal azt is igazolta, hogy az elektromágneses hullámok a fény sebességével terjednek és kísérleteket végzett a visszaverődésükre vonatkozóan is. Eredményeiről tájékoztatta Helmholtzot is, majd 1888-ban közzétette „A levegőben való elektrodinamikus hullámokról és visszaverődésükről” című tanulmányát, amelyben igazolta, hogy a villamos rezgések a térben hullámszerűen terjednek.

A dolog pikantériája, hogy nem Hertz volt az első, aki előállította az elektromágneses hullámokat, hanem megelőzte őt nyolc évvel David Edward Hughes, aki Bell telefonjának a tökéletesítésén dolgozott. Éppen egy Bell-telefon rossz kontaktusát vizsgálta, amikor észlelte, hogy a keletkező szikra más készülékekre is hatással van. 1880. február 28-án a Royal Society néhány tagja számára bemutatót is tartott, azt állítva, hogy a hatás a levegőn keresztül terjed. A Royal Society akkori elnöke, Sir George Gabriel Stokes azonban „megnyugtatta” Hughest, hogy amit tapasztal, az az elektromágneses indukció természetes hatása, így semmiféle „levegőben terjedő jelről nincsen szó”. Mivel Hughesnak nem voltak mélyebb fizikai ismeretei és Stokes tudását nagyrabecsülte, így elfogadta az állítást és nem folytatta a vizsgálatait. Ezzel pedig nagy lehetőségtől esett el, mert lehet, hogy ha kicsit keményebben védte volna az álláspontját, akkor most kilohughes-ben és megahughes-ben mérnénk a frekvenciát. Mivel azonban Hughes elfogadta az érvelést, így valóban Hertz volt az első, aki nemcsak előállította az elektromágneses hullámokat, hanem tudta is, hogy mit állított elő.

1889-ben a Berlini Tudományos Akadémia levelező tagjává választották és a Bonni Egyetem fizika professzora lett. Hertz következő könyvében – mely 1890-ben jelent meg „A nyugvó testek elektrodinamikájának alapegyenleteiről” címmel – közérthetővé tette Maxwell nehezen érthető jelöléseit amivel sikerült Maxwell elméletét széles körben megismertetni és elfogadtatni.

1892-ben detektálták nála azt a betegséget, ami aztán rövidesen a halálát okozta. A súlyosodó migrénes rohamai után fertőzést gyanítottak nála és műtéttel próbálták megszüntetni a betegségét. Ennek a beavatkozásnak a sikertelensége után nem sokkal, 1984. január elsején Bonnban – mindössze 36 éves korában – az életét vesztette.

A rövid élete alatt elért jelentős eredményeit ő maga nem igazán ismerte fel, amikor megkérdezte tőle egy újságíró, hogy milyen gyakorlati alkalmazása lehet az elektromágneses hullámok előállításának, Hertz válasza lakonikus egyszerűséggel az volt: Azt gondolom, semmi. Szerencsére tisztelői, tudóstársai és az utána következő generáció felismerte Hertz munkájának az eredményeit és róla nevezték el a frekvencia mértékegységét. Hamburgban gyorsan bekerült a városháza kiemelkedő személyiségeket felvonultató portrécsarnokába. A Harmadik Birodalom alatt ugyan zsidó származása miatt eltávolították, s 1935-ben Mathilde Carmen Hertznek is emigrálnia kellett ugyancsak emiatt, de a világháború vége után Heinrich Hertz visszakerült a portrécsarnokba.

dr. Bartolits István