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

15 марта 1880 года Герц получает диплом доктора, написанный по-латыни. Вскоре после этого Гельмгольц предлагает высокоодаренному молодому физику освободившееся место ассистента в своем институте.

Два с половиной года Герц был ассистентом в институте на Рейхстагуфер. Наряду со своими служебными обязанностями по руководству практикантами он находил время делать собственные эксперименты и публиковать их результаты. В его работах обсуждались вопросы термодинамики, теории упругости, твердости тел, испарения. "Равновесие плывущей льдины, на которой стоит человек", тоже относилось к проблемам, которыми он занимался.

Как следует из писем к родителям, начиная с лета 1882 года, Герц занялся световыми явлениями в разреженных газах. При этом он заметил, что исследования в этой еще "очень неясной" области, по его мнению, приобретут большое теоретическое значение. Это было верным предвидением. Исследование катодных лучей, о котором здесь шла речь, привело в дальнейшем к открытию рентгеновских лучей и к снятию таинственного покрова со структуры материи событиям, до которых не пришлось дожить самому Герцу.

Молодого физика направлял и оказывал на него влияние при этих исследованиях частный берлинский ученый Евгений Гольдштейн. Он был на семь лет старше Герца и тоже принадлежал к числу учеников Гельмгольца.

Эти примечательные световые явления в гейслеровских трубках, известные с конца 50-х годов и описанные Плюккером, Гитторфом и Круксом, Гольдштейн назвал катодными лучами. Как раз в то время, когда Герц был ассистентом Гельмгольца, Гольдштейн написал несколько капитальных работ об электрических разрядах в разреженных газах. В 1886 году, вскоре после отъезда Герца из Берлина, он увенчал свою исследовательскую деятельность открытием "каналовых" лучей, которые сыграли важную роль в экспериментальных исследованиях следующих лет.

Герц находил, что экспериментирование с катодными трубками в высшей степени увлекательно и в эстетическом плане. В письмах к родителям он снова и снова описывал эти "чудесные" явления и изумительную игру красок, которая вызывала его восхищение.

Искусство стеклодува, которым Генрих Герц, как и большинство физиков и химиков его поколения, мастерски владел, весьма пригодилось ему при этих опытах. Кстати, молодой Вильгельм Оствальд, судя по воспоминаниям его учителя, также был превосходным стеклодувом.

Подобно всем крупным экспериментаторам, Генрих Герц был необычайно находчив и неисчерпаем на выдумки в том, что касается приспособлений для опытов. "За день можно придумать опытов и работ больше, чем сделать за год", - читаем мы в письме от 2 декабря 1882 года. Он изобрел и сам построил несколько научных измерительных приборов, например гигрометр и электродинамометр, который он использовал для своих экспериментов с газосветными разрядами.

Герц не боялся однообразной механической работы, которая была неизбежной, например, при самостоятельной постройке большого источника постоянного тока. "Я тружусь совершенно так же, как фабричный рабочий, писал он 6 сентября 1882 года, - потому что я тысячу раз повторяю каждое движение руки, так, я часами только и делаю, что сверлю отверстия одно подле другого, гну жестяные полосы, потом часами лакирую их и так далее".

Уже работы берлинского периода выявляют ту беспощадную самокритичность в оценке результатов опытов, которая была характерна для позднейших работ исследователя. Герц никогда не удовлетворялся констатацией какого-либо положения, но всегда точно указывал границы, в которых оно действительно. Этот рано развившийся самокритический подход стал одним из источников его научного величия.

За время своего ассистентства Герц по-человечески ближе познакомился с "имперским канцлером науки", как любили называть Гельмгольца в годы культа Бисмарка. Гельмгольц часто приглашал своего сотрудника на чай или на званые вечера в свою роскошно обставленную служебную квартиру.

Однако более близкое знакомство со знаменитым физиком оказалось во многих отношениях разочаровывающим. Гельмгольц был в обращении чопорен и формален и до мозга костей прусский тайный советник. Он "не относится к хорошим собеседникам... - замечал Герц в письме к родителям, - он говорит так медленно и размеренно, что по крайней мере для меня невозможно слушать его внимательно, если речь не идет о вещах, при обсуждении которых действительно хочется взвешивать каждое слово".

Такие внешние моменты, конечно, не умаляли уважения и благодарности, которые Герц испытывал к своему наставнику. В речи, посвященной памяти Герца, Планк говорил о "детском почитании своего учителя Гельмгольца", которое Герц проявлял при каждой возможности: "нельзя было не заметить, что он сам воспринимал как благо возможность облечь в личную форму восхищение достоинством и истинностью своей науки".

В Берлине для молодого физика-исследователя не было тогда возможности продвижения, во всяком случае в обозримый промежуток времени. Поэтому Герц последовал совету Кирхгофа принять доцентуру по математической физике в университете Киля. Министерство просвещения дало согласие. На время его приват-доцентуры до разрешения на экстраординарную профессуру, для которой он предназначался, для него была предусмотрена постоянная денежная субсидия.

Нелегко было страстному физику-экспериментатору уйти из главного центра физических исследований и преподавания, каким был Берлинский университет при Гельмгольце и Кирхгофе, в провинциальный университет, где в его распоряжений не было даже простой лаборатории. В Берлине он располагал самыми лучшими приборами для своей дальнейшей исследовательской работы. Регулярные собрания в Берлинском физическом обществе, где он сам несколько раз делал доклады, стимулировали его научную работу. От всего этого он должен был теперь отказаться.

После того как в мае 1883 года за статью о газосветном разряде он получил право преподавания, Герц два года преподавал в Киле математическую физику.

Влияние его преподавательской деятельности на этот маленький университет, где на всех факультетах, взятых вместе, насчитывалось лишь несколько сот студентов, было скромно. Большей частью в его аудитории сидело лишь 6...8 студентов. В хорошую летнюю погоду их было еще меньше. Так, в июле 1883 года он писал, что посещаемость лекций за последние недели, когда было особенно жарко, пострадала, к его "немалому огорчению", несколько раз число присутствующих опускалось до двух. Поскольку одновременно с понижением температуры оно вновь поднялось до четырех, он решил, что может не ставить себе в вину столь скудное посещение. Время от времени он находил аудиторию совсем пустой. "Большое расстройство", - писал он по этому поводу в своем дневнике.

При таких обстоятельствах молодой ученый имел относительно много времени для размышления о научных вопросах и работы над специальной литературой. Это было лучшее из того, чем отмечены годы, проведенные в Киле, и что впоследствии очень благоприятно отразилось на его успехах.

Заметки в дневнике позволяют детально проследить исследования, проводимые доцентом.

Так, 19 января 1884 года говорится: "Обдумывал электродинамические опыты". 27 января он отметил: "Размышлял об электромагнитном излучении". 29 января он раздумывал об электромагнитной теории света. 4 марта его занимала недавно вышедшая "Механика" Эрнста Маха. 6 марта он посвятил оптике. 11 мая говорится: "Вечером - основательно - электродинамика по Максвеллу". 13 мая: "Исключительно электродинамика". 16 мая: "Весь день занимался электродинамикой".

Вплоть до поздней осени 1884 года на первом плане стояли занятия электродинамикой. Все время встречаются записи о том, что Герц "размышлял" над вопросами электродинамики. В их числе появляется заметка: "Упорно размышлял над электродинамикой". Наряду с этим он интересовался также трудами Давида Фридриха Штрауса, посвященными критике религии, и читал переписку между Гёте и Шиллером, Гауссом и Шумахером.

Но Герц не мог быть полностью удовлетворен своей деятельностью в Киле. "Очень плохое настроение", - отметил он в дневнике 29 октября 1884 года. Предоставление обещанной профессуры оттягивалось от семестра к семестру. Из-за этого у него не было прочной основы для существования. Но большей частью его угнетало, по-видимому, отсутствие возможности экспериментировать в хорошо оборудованном институте, к чему он привык в свои берлинские годы. Маленькая частная лаборатория, которую он начал оборудовать самодельными приборами в подсобном помещении своей квартиры, могла быть лишь паллиативом.

Герц был прирожденным экспериментатором. Несмотря на свои ярко выраженные математические способности и живые теоретические наклонности, он не чувствовал себя счастливым, занимаясь математической физикой. Он тосковал, как писал Планк, по своему любимому делу - эксперименту.