Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Фридрих Гернек

Подобных примеров в мировой истории науки немного.

Генрих Герц

Доказательство существования электрических волн

Максвелл не проверил правильности своих теорий электромагнетизма и света опытным путем. Его учением восторгались как великолепным произведением математического искусства, часто восхищались им также лишь как блистательной игрой формул и остроумным курьезом. Большинство физиков сомневались в том, что эта теория отражает истинное положение вещей. О ее всеобщем признании при жизни Максвелла не могло быть и речи, особенно в Англии.

В Германии, по словам Планка, теория Максвелла "вряд ли принималась во внимание". Ее основные положения слишком противоречили привычным воззрениям и не были подкреплены опытными результатами.

Подобно системе мира Коперника до астрономических наблюдений Галилея и геометрическо-кинематических уточнений, сделанных в ней Келлером, благодаря двум его первым законам, теория Максвелла также вначале воспринималась лишь как новая и смелая гипотеза, которая казалась вполне вероятной и в пользу которой говорило многое. Но обладали ли в действительности электрические волны свойствами, которые предсказывал Максвелл, - этого никто не мог сказать с достоверностью.

Заслуга доказательства действительного существования электрических волн, предсказанных Максвеллом математическим путем, принадлежит Генриху Герцу. Его классические опыты, проведенные в Карлсруэ в 1886...1888 годах, доказали, что максвелловская теория электромагнетизма является отображением действительности. Этим он способствовал ее победе.

Немаловажно при этом, что эксперименты Герца производились простыми средствами - их можно было повторить и проверить в любом физическом институте. Скептики могли убедиться собственноручно.

Но Герц достиг большего, чем простое доказательство правильности учения Максвелла. Он освободил эту теорию, которая в первоначальном виде была еще неясной и трудной для понимания, от всего второстепенного, что поначалу служило для облегчения представлений и расчетов, и придал ей законченный математический облик. Борн справедливо говорил о "новом обосновании" Герцем максвелловской теории электромагнитного поля.

Кроме успешного подтверждения и теоретического завершения максвелловской теории, Герц создал ценные труды и в других областях физики. Выводы из них имели большое значение для будущего этой науки.

В речи, посвященной памяти Герца, Планк назвал гениального, слишком рано умершего исследователя "одним из вождей нашей науки, гордостью и надеждой нации"; его жизненный путь соответствовал "простоте и прямоте его поведения".

Генрих Герц происходил из среды состоятельного немецкого бюргерства. Он был старшим сыном гамбургского адвоката, который позднее стал сенатором и руководил управлением юстиции ганзейского города. Он родился в Гамбурге 22 февраля 1857 года. Таким образом, Герц был почти ровесником Планка; однако он умер на полстолетия раньше Планка, и нам сегодня кажется, что он принадлежал к старшему поколению физиков.

Вначале Генрих Герц посещал частную школу. Наряду с умственными способностями очень рано стали очевидны его сноровка и склонность к практическим занятиям техникой. В свободное время он по собственному желанию брал уроки у столяра, изучил на профессиональном уровне также токарное дело. Будучи уже начинающим ученым и живя в Берлине, он неоднократно справлялся в письмах о своем токарном станке, полученном от родителей.

Мальчик оказался необычайно смышленым в добровольном изучении ремесел. Его мать вспоминала, что мастер, у которого Генрих изучал токарное дело, в ответ на ее сообщение о том, что его бывший ученик теперь стал профессором, воскликнул, совершенно расстроенный: "Ах, как жаль, какой бы это был токарь!"

В городской школе Герц считался одним из лучших в классе. Его блестящая одаренность соединялась с ярко выраженным чувством долга. Все учебные предметы привлекали его одинаково сильно. Математикой и естественными науками занимался он так же охотно и успешно, как древними и новыми языками. Эпос Гомера, диалоги Платона, стихи Данте на языке подлинника сопровождали его всю жизнь.

Наряду с итальянским, французским и английским Герц занимался и такими языками, которые не относились к числу обязательных предметов. Его успехи в арабском были столь удивительны, что учитель настоятельно рекомендовал отцу, чтобы тот непременно направил Генриха изучать ориенталистику: ученик с такими выдающимися способностями к арабским языкам ему еще не встречался.

У него был также талант рисовальщика, и он развивал его в специальной школе. Лишь к одному предмету он был совершенно неспособен: к музыке. Все старания учителей развить у него слух остались безрезультатными. Он не мог участвовать даже в школьном хоре, так как сбивал всех своим гудением.

В этом Герц отличается от других знаменитых представителей точного естествознания, среди которых немало одаренных и страстных музыкантов. Для примера можно сослаться на Гельмгольца, Больцмана, Нернста, Оствальда, Планка, Эйнштейна, Борна, Фридриха и Гейзенберга.

Как и многие физики и химики, Генрих Герц еще школьником ставил простые естественнонаучные опыты. Особенно охотно он экспериментировал в области механики и оптики. Столь характерная для его более поздней деятельности связь умственной и физической работы проявилась очень рано.

В 18 лет, в 1875 году, Герц сдал экзамены на аттестат зрелости в школе Иоганнеумса, в которой он заканчивал обучение. По математике он получил оценку "очень хорошо", по естествознанию - "хорошо". Благоприятные оценки по другим предметам, поставленные преподавателями, самодур-директор, незадолго перед этим принявший руководство учебным заведением, собственноручно понизил на один балл, о чем свидетельствуют сохранившиеся экзаменационные протоколы. "Ганс пришел домой такой подавленный и несчастный, что мы должны были утешать его, вместо того чтобы радоваться его успеху", - писала его мать.

Общая характеристика отмечала у абитуриента острую логику, надежную память и "легкость (если не сказать красоту) изложения"; к недостаткам отнесена монотонность его речи. Эта оценка осталась справедливой и в дальнейшем.

По желанию отца и следуя собственной склонности Генрих Герц хотел стать инженером-строителем или архитектором. Как считал Гельмгольц, скромность, бывшая всегда характерной чертой натуры Герца, заставила его поначалу усомниться в собственной способности к теоретическому естествознанию; занимаясь своими любимыми работами по механике, он был более уверен, что добьется успеха.

Для подготовки к избранной профессии Герц занимался один год практической работой в конструкторском бюро во Франкфурте-на-Майне. Весной 1876 года он отправляется в Дрезден, чтобы начать занятия инженерной наукой в Высшей технической школе. Он пробыл там лишь один семестр. Как видно из его писем, Герц не получил особенной пользы от большинства "довольно-таки скучных" лекций.

Осенью 1876 года он, как студент инженерного ведомства, был призван для несения годичной военной службы при железнодорожном корпусе в Берлине. Вначале его очень угнетала жизнь в прусской казарме. Муштра отталкивала его. Однако благодаря своей способности осваиваться, он вскоре нашел в этом свои хорошие стороны. "И все же служба дает нечто прочно-положительное, говорится в одном из писем родителям в ноябре 1876 года, - леность изгоняется из человека основательно; теперь очевидно, что не бывает худа без добра".

После окончания службы Герц отправляется в Мюнхен, чтобы продолжить занятия инженерной наукой в Высшей технической школе. При этом он слушал в университете лекции по математике и физике у Филиппа фон Жолли, прославленного физика того времени, который был также учителем Планка. В нем росло и крепло убеждение, что только научная работа и академическое поприще могут дать ему истинное удовлетворение.

С согласия отца Герц меняет свои планы. Он прекращает обучение в Высшей технической школе и полностью посвящает себя занятиям физикой и математикой в университете.

Характерно, что он при его осторожной манере судить и его уважении ко всякой основательной деятельности не считал свои прежние планы заблуждением; он лишь хотел заменить их лучшими. "Я весьма охотно стал бы инженером, писал он родителям, - но столь же охотно переплетчиком или токарем, словом, всем, что относится к разряду приличного. Но все же есть разница между "охотно" и "охотно"".

Жолли отослал любознательного студента к фундаментальным трудам по математике. Он прежде всего назвал ему произведения Лагранжа, Лапласа и других классиков точных наук и посоветовал основательно изучать их. Он рекомендовал ему уделить внимание истории естествознания, так как это способствует пониманию актуальных проблем исследования природы.