電磁學與無線通訊的發展

1820 年丹麥化學家漢斯·厄斯特（Hans Christian Ørsted）在實驗中發現了電流可以使磁針偏轉的現象，當電流通過一條導線時，周圍會形成磁場。這項發現顯示電流和磁場之間存在著密切的關係，為電磁學領域的發展提供了關鍵的實驗基礎，開啟了電磁學領域的革命。

厄斯特發表關於電流磁效應的論文後，很快傳遍了整個歐洲，引起法國化學家安德烈-馬里·安培 (André-Marie Ampère) 的注意，安培立刻展開實驗，發現了兩根載流導線存在相互影響，相同方向的平行電流彼此相吸，相反方向的平行電流彼此相斥，提出安培定律，表明載流導線中的電流與其產生的磁場之間的關係，正式揭開了電磁學的序幕。

在厄斯特與安培的實驗基礎上，英國科學家麥可·法拉第（Michael Faraday）從中得到了啟發，認為既然電能夠產生磁，反過來，磁也應該能產生電，於是在1831年首次實驗性地發現了電磁感應現象，即當磁場相對於一個導體變化時，會在導體中產生電流。

這一發現是無線通信中的重要基礎，因為它揭示了電磁波的產生和傳播機制。

電磁學的真正數學理論始於詹姆斯·馬克士威（James Clerk Maxwell）。 馬克士威從法拉第的概念中獲得靈感，發展出一組優雅的方程，涵蓋了所有已知的電和磁場的現象，稱為 Maxwell 方程組，這些方程式統一了電場和磁場的理論，並預測了電磁波的存在，為電磁波的傳播提供了數學模型，將電磁學從實驗和現象的領域推進到了理論的領域。

如果以比較長的眼光看人類歷史，例如於一萬年後回頭看，回顧十九世紀，最重要的事件幾乎毫無疑問可以說是馬克士威發現了電磁定律。相較之下，同時期發生的美國南北戰爭，會被認為是地方性的小事件而黯然無光。

美國物理學家 理察·費曼

德國科學家赫茲（Heinrich Rudolf Hertz）在西元1888年，利用實驗的方式實現了馬克士威的理論，通過發射和接收電磁波，成功地證明了電磁波的存在，並且測量了它們的速度，證明了無線電之輻射具有波的所有特性，這次實驗至關重要，因為它打開了後來無線電通信技術的大門。

電磁波每一秒鐘振蕩一次的頻率，稱為赫茲(Hz)。

赫茲的實驗震動了當時整個物理學界，全世界許多實驗室立即重複了他的實驗，義大利工程師馬可尼（Guglielmo Marconi）利用赫茲的電磁波研究成果，成功地開發了一套無線電信系統，並於1895年發明了無需物理線纜的無線電報，成功地傳送了第一個無線電訊號，實現了遠距離通訊，這標誌著無線通信技術的誕生。

這項突破這使得無線通信成為現實，並最終奠定了現代無線通訊的理論基礎。

1899年，馬可尼成功進行英國至法國之間的無線電報傳送，1902年首次以無線電報進行橫越大西洋的通訊，馬可尼的無線電報問世以後，各種無線電波技術應用發明，如雨後春筍般地涌現了出來，無線電AM廣播(1906年）、導航(1911年）、無線電話(1916年）、短波通訊（1921年）、傳真機（1923年）、電視(1929年）、微波通訊(1933年）、雷達（1935年) 以及近代的紅外線遙控、衛星通訊、行動電話、無線網路...等，各種各樣的無線電波技術可以說都是赫茲實驗的產物。

赫茲通過實驗確立了電磁波的存在，馬可尼則將無線電通信技術應用到實際中，法拉第的電磁感應及馬克士威的電磁理論，為無線通訊技術的發展提供了堅實的基礎，為我們今天所享受的無線通訊鋪平了道路，同時開啟了二十世紀無線電波的時代。

二十世紀初，天才科學家尼古拉·特斯拉（Nikola Tesla）將電磁波應用帶往更高的境界，特拉斯是電磁學和無線通信領域的獨立研究者，他研究了高頻電磁場，發明了特斯拉線圈，這是一種高頻變壓器，用於產生高電壓、高頻率的電磁場，特斯拉線圈的應用擴展到了實驗室研究、通信技術、傳輸電能等領域，對現代電子通信、廣播、電磁波研究產生了深遠的影響，為二戰後的無線通信技術研究提供了一些啟發。

如今，我們能夠輕鬆地透過手機、無線網路和其他無線裝置進行通訊和資訊傳遞，這都歸功於這些偉大科學家的努力和實驗，他們的成就不僅影響了人類文明，也造福往後人類許多生活上之便利性。

所以，我們應該向這些先驅者致敬，並感謝他們為我們帶來的便利和進步。