第二届诺贝尔物理奖于 1902 年颁发。这一年共有两位得主平均分享物理奖，他们是劳伦兹（Hendrik Lorentz）和塞曼（Pieter Zeeman）。

在 19 世纪之前，电现象和磁现象被认为是两种不同的现象。在 19 世纪，法拉第（Michael Faraday）和马克士威（James Maxwell）成功把电、磁与光三种现象一同解释。法拉第定律是描述电磁感应的经验定律、马克士威方程可以推导出所有电磁现象。实验物理学家与理论物理学家联手破解大自然的奥秘。

马克士威方程不单止包含了所有电磁现象，更导出了一个结论：有一种能够在真空中传播的振动，其传播速度恰好等于光速。然后，赫兹更用实验证明了电磁波的确存在，电磁与光效应从此结合。

劳伦兹：提出解释电磁现象的电子论

洛伦兹。图／nobelprize.org

然而，究竟电磁波是由什么产生的？劳伦兹提出，有一种细小的带电粒子在物质裡面。当这些带电粒子流动时就会产生电流；当它们来回振动时就会产生一个随时间改变的电场，根据法拉第定律这就会感应产生相应的磁场。而改变的电场和磁场，正正就是马克士威方程所预言的电磁波，也解释了观察到的光的偏振现象。劳伦兹认为这些细小带电粒子就是电子。

法拉第当年一直研究磁场对光的影响，他发现了磁场能够改变光的偏振平面，称为法拉第效应。可是法拉第生前的最后实验──研究磁场如何影响发光源──以失败告终。

塞曼：发现磁场会分裂光谱线

塞曼是个实验物理学家。塞曼发现了在磁场的影响之下，原子光谱发射线会分裂成更多更细緻的光谱线。这个实验显示原子之中的确有细緻的结构，验证了洛伦兹的电子理论。图／nobelprize.org

这个任务最后被塞曼完成了。相对于劳伦兹这个理论物理学家，塞曼是个实验物理学家。塞曼发现了在磁场的影响之下，原子光谱发射线会分裂成更多更细緻的光谱线。这个实验显示原子之中的确有细緻的结构，验证了劳伦兹的电子理论。他们二人对于电磁与光现象的贡献为他们带来了 1902 年的诺贝尔物理奖。

现在这个磁场分裂光谱线的现象被称为塞曼效应。塞曼效应被广泛应用在天文学，天文学家能藉观察来自遥远天体的光谱线的塞曼效应，计算出天体的磁场强度。而劳伦兹电子理论，也与我们在之后介绍到爱因斯坦时将会讨论的光电效应有密切关系。

在科学裡，当理论和观察结合时，往往能够带来丰硕的成果。在电、磁、光三个现象的统一裡，透过法拉第、马克士威、洛伦兹与塞曼这些科学巨人，人类得以解开大自然奥秘的一小部分。

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