Сто великих ученых

открытия и обессмертить себя. Характеризуя состояние электродинамики

в то время (лето 1879 года), Гельмгольц писал: «...область электродинамики превратилась в то время в бездорожную пустыню. Факты, основанные

на наблюдениях и следствиях из весьма сомнительных теорий, — все это

было вперемежку соединено между собой». Именно в этот год Герц родился как ученый.

 

Начинающего ученого всецело захватила работа над обязательной для

выпускника университета докторской диссертацией, которую он хотел

закончить как можно скорее. 5 февраля 1880 года Генрих Герц был увенчан степенью доктора наук с редким в истории Берлинского университета, да еще у таких строгих профессоров, как Кирхгоф и Гельмгольц, предикатом — с отличием. Его дипломная работа «Об индукции во вращающемся шаре» была теоретической, и он продолжал заниматься теоретическими изысканиями в физическом институте при университете.

 

Но Генрих Герц стал сомневаться, так как он считал, что теоретические работы, опубликованные им, случайны для него как для ученого. Его

все больше и больше стали привлекать эксперименты.

 

По рекомендации своего учителя в 1883 году Герц получил должность

доцента в Киле, а через шесть лет стал профессором физики в Высшей

технической школе в Карлсруэ. Здесь у Герца была своя собственная экспериментальная лаборатория, которая обеспечила ему свободу творчества, возможность заниматься тем, к чему он чувствовал интерес и признание. Герц осознал, что больше всего на свете его интересует электричество, быстрые электрические колебания, над изучением которых он трудился еще в студенческие годы. Именно в Карлсруэ начался наиболее

плодотворный период его научной деятельности, который, к сожалению,

продолжался недолго.

 

В работе 1884 года Герц показывает, что максвелловская электродинамика обладает преимуществами по отношению к обычной, но считает не

 

ГЕНРИХ РУДОЛЬФ ГЕРЦ 397

 

доказанным, что она является единственно возможной. В дальнейшем Герц,

однако, остановился на компромиссной теории Гельмгольца. Гельмгольц

взял у Максвелла и Фарадея признание роли среды в электромагнитных

процессах, но в отличие от Максвелла считал, что действие незамкнутых

токов должно быть отлично от действия замкнутых токов.

 

Этот вопрос изучал в лаборатории Гельмгольца Н.Н. Шиллер в 1876 году.

Шиллер не обнаружил различия между замкнутыми и незамкнутыми токами, как-то и должно было быть по теории Максвелла! Но, видимо, Гельмгольц не удовлетворился этим и предложил Герцу вновь заняться проверкой теории Максвелла.

 

Подсчеты Герца показали, что ожидаемый эффект даже при наиболее

благоприятных условиях будет слишком мал, и он «отказался от разработки задачи». Однако с этих пор он не переставал думать о возможных путях

ее решения и его внимание «было обострено в отношении всего, что связано с электрическими колебаниями».

 

К началу исследований Герца электрические колебания были изучены

и теоретически и экспериментально. Герц с его обостренным вниманием

к этому вопросу, работая в высшей технической школе в Карлсруэ, нашел

в физическом кабинете пару индукционных катушек, предназначавшихся

для лекционных демонстраций. «Меня поразило, — писал он, — что для

получения искр в одной обмотке не было необходимости разряжать большие батареи через другую и, более того, что для этого достаточны небольшие лейденские банки и даже разряды небольшого индукционного аппарата, если только разряд пробивал искровой промежуток». Экспериментируя с этими катушками, Герц пришел к идее своего первого опыта.

 

Экспериментальную установку и сами опыты Герц описал в опубликованной в 1887 году статье «О весьма быстрых электрических колебаниях». Герц описывает здесь способ генерации колебаний, «приблизительно

в сто раз быстрее наблюденных Феддерсеном». «Период этих колебаний, —

пишет Герц, — определяемый, конечно, лишь при помощи теории, измеряется стомиллионными долями секунды. Следовательно, в отношении

продолжительности они занимают среднее место между звуковыми колебаниями весомых тел и световыми колебаниями эфира». Но ни о каких

электромагнитных волнах длиной порядка трех метров Герц в этой работе

не говорит. Все, что он сделал, это сконструировал генератор и приемник

электрических колебаний, изучая индукционное действие колебательного

контура генератора на колебательный контур приемника при максимальном расстоянии между ними три метра.

 

В работе «О действиях тока» Герц перешел к изучению явлений на

более далеком расстоянии, работая в аудитории длиной 14 метров и шириной 12 метров. Он обнаружил, что если расстояние приемника от вибратора менее одного метра, то характер распределения электрической силы

аналогичен полю диполя и убывает обратно пропорционально кубу рас

398

 

стояния. Однако на расстояниях, превышающих три метра, поле убывает

значительно медленнее и неодинаково в различных направлениях. В направлении оси вибратора действие убывает значительно быстрее, чем в

направлении, перпендикулярном оси, и едва заметно на расстоянии

четырех метров, тогда как в перпендикулярном направлении оно достигает расстояний, больших двенадцати метров.    ;

 

Этот результат противоречит всем законам теории дальнодействия. 1

Герц продолжал исследование в волновой зоне своего вибратора, поле]

которого он позже рассчитал теоретически. В ряде последующих работ Герці

неопровержимо доказал существование электромагнитных волн, распрост-1

раняющихся с конечной скоростью. «Результаты опытов, поставленных мною 1

над быстрыми электрическими колебаниями, — писал Герц в своей восьмой ]

статье 1888 года, — показали мне, что теория Максвелла обладает преиму-1

ществом перед всеми другими теориями электродинамики».  І

 

Поле в этой волновой зоне в различные моменты времени Герц изоб-1

разил с помощью картины силовых линий. Эти рисунки Герца вошли во 3

все учебники электричества. Расчеты Герца легли в основу теории излуче-1

ния антенн и классической теории излучения атомов и молекул |

 

Таким образом. Герц в процессе своих исследований окончательно и і

безоговорочно перешел на точку зрения Максвелла, придал удобную фор- |

му его уравнениям, дополнил теорию Максвелла теорией электромагнит- |

ного излучения. Герц получил экспериментально электромагнитные вол- |

ны, предсказанные теорией Максвелла, и показал их тождество с волнами |

света.

 

В 1889 году на 62-м съезде немецких естествоиспытателей и врачей

Герц прочитал доклад «О соотношении между светом и электричеством».

Здесь он подводит итоги своих опытов в следующих словах: «Все эти опыты очень просты в принципе, но, тем не менее, они влекут за собой важнейшие следствия. Они рушат всякую теорию, которая считает, что электрические силы перепрыгивают пространство мгновенно Они означают

блестящую победу теории Максвелла... Насколько маловероятным казалось ранее ее воззрение на сущность света, настолько трудно теперь не

разделить это воззрение».

 

В 1890 году Герц опубликовал две статьи: «Об основных уравнениях

электродинамики в покоящихся телах» и «Об основных уравнениях электродинамики для движущихся тел». Эти статьи содержали исследования о

распространении «лучей электрической силы» и, в сущности, давали то

каноническое изложение максвелловской теории электрического поля,

которое вошло с тех пор в учебную литературу.

 

Опыты Герца вызвали огромный резонанс. Особое внимание привлекли

 

опыты, описанные в работе «О лучах электрической силы». «Эти опыты с

вогнутыми зеркалами, — писал Герц в «Введении» к своей книге «Исследования по распространению электрической силы», — быстро обратили

 

ГЕНРИХ РУДОЛЬФ ГЕРЦ 399

 

на себя внимание, они часто повторялись и подтверждались. Они получили положительную оценку, которая далеко превзошла мои ожидания»,

 

Среди многочисленных повторений опытов Герца особое место занимают опыты русского физика П. Н. Лебедева, опубликованные в 1895 году,

первом году после смерти Герца.

 

 

В последние годы жизни Герц переехал в Бонн, где также возглавил

кафедру физики в местном университете. Там он совершил еще одно крупнейшее открытие. В своей работе «О влиянии ультрафиолетового света на

электрический разряд», поступившей в «Протоколы Берлинской Академии наук» 9 июня 1887 года, Герц описывает важное явление, открытое

им и получившее впоследствии название фотоэлектрического эффекта.

 

Это замечательное открытие было сделано благодаря несовершенству

герцевского метода детектирования колебаний: искры, возбуждаемые в

приемнике, были настолько слабы, что Герц решил для облегчения наблюдения поместить приемник в темный футляр. Однако оказалось, что

максимальная длина искры при этом значительно меньше, чем в открытом контуре. Удаляя последовательно стенки футляра, Герц заметил, что

мешающее действие оказывает стенка, обращенная к искре генератора

Исследуя тщательно это явление, Герц установил причину, облегчающую

искровой разряд приемника, — ультрафиолетовое свечение искры генератора. Таким образом, чисто случайно, как пишет сам Герц, был открыт

важный факт, не имевший прямого отношения к цели исследования. Этот

факт сразу же привлек внимание ряда исследователей, в том числе профессора Московского университета А.Г. Столетова, особенно тщательно

исследовавшего новый эффект, названный им актиноэлектрическим.

 

Исследовать это явление детально Герц не успел, поскольку скоропостижно умер от злокачественной опухоли 1 января 1894 года. До последних дней жизни ученый работал над книгой «Принципы механики, изложенные в новой связи». В ней он стремился осмыслить собственные

открытия и наметить дальнейшие пути исследования электрических явлений.

 

После безвременной смерти ученого этот труд закончил и подготовил

к изданию Герман Гельмгольц В предисловии к книге он назвал Герца

самым талантливым из своих учеников и предсказал, что его открытия

будут определять развитие науки на многие десятилетия вперед.

 

Слова Гельмгольца оказались пророческими и начали сбываться уже

через несколько лет после смерти ученого. А в XX веке из работ Герца

возникли практически все направления современной физики,

 

КОНСТАНТИН ЭДУАРДОВИЧ ЦИОЛКОВСКИЙ

 

(1857—1935)

 

 

 

 

В наше время полет космического корабля считается обыденным явлением. И даже странным порою кажется, что еще сто лет назад люди не|

могли и мечтать о таких полетах. Первым, кто попытался представить'1

практическую сторону освоения космоса, стал скромный учитель из Калу-1

ги Константин Эдуардович Циолковский.     1

 

Циолковский родился 5 сентября 1857 года в селе Ижевском Рязанской губернии в семье лесничего. Темперамент отца умерял природную

пылкость и легкомыслие матери..

 

В десятилетнем возрасте Костя заболел скарлатиной и потерял слух. |

Мальчик не смог учиться в школе и вынужден был заниматься самостоятельно.

 

Вот как вспоминал о годах юности сам ученый:

 

«Проблески серьезного умственного сознания проявились при чтении. Лет в 14 я вздумал почитать арифметику, и мне показалось все там

совершенно ясным и понятным. С этого времени я понял, что книги —

вещь немудреная и вполне мне доступная. Я разбирал с любопытством и

пониманием несколько отцовских книг по естественным и математическим наукам (отец некоторое время был преподавателем этих наук в таксаторских классах). И вот меня увлекает астролябия, измерение расстояния до недоступных предметов, снятие планов, определение высот. Я устраиваю высотометр. С помощью астролябии, не выходя из дома, я опре

 

КОНСТАНТИН ЭДУАРДОВИЧ ЦИОЛКОВСКИЙ 401

 

деляю расстояние до пожарной каланчи. Нахожу 400 аршин. Иду и проверяю. Оказывается — верно. Так я поверил теоретическому знанию .

 

Отец вообразил, что у меня технические способности, и меня отправили в Москву. Но что я мог там сделать со своей глухотой! Какие связи

завязать? Без знания жизни я был слепой в отношении карьеры и заработка Я получал из дома 10—15 рублей в месяц. Питался одним черным

хлебом, не имел даже картошки и чаю Зато покупал книги, трубки, ртуть,

серную кислоту и прочее».

 

Итак, когда Константину исполнилось шестнадцать лет, отец отправил его в Москву к своему знакомому Н Федорову, работавшему библиотекарем Румянцевского музея Под его руководством Циолковский много

занимался и осенью 1879 года сдал экзамен на звание учителя народных

училищ.

 

«Наконец после рождества (1880), — пишет в своей книге воспоминаний Циолковский, — я получил известие о назначении меня на должность учителя арифметики и геометрии в Боровское уездное училище

 

По указанию жителей попал на хлеба к одному вдовцу с дочерью,

 

жившему на окраине города, поблизости реки Дали две комнаты и стол

из супа и каши. Был доволен и жил тут долго. Хозяин, человек прекрасный, но жестоко выпивал

 

Часто беседовали за чаем, обедом или ужином с его дочерью. Поражен

был ее пониманием Евангелия

 

Пора было жениться, и я женился на ней без любви, надеясь, что

такая жена не будет мною вертеть, будет работать и не помешает мне

делать то же. Эта надежда вполне оправдалась.

 

Венчаться мы ходили за четыре версты, пешком, не наряжались, в

церковь никого не пускали. Вернулись, и никто о нашем браке ничего не

знал.

 

До брака и после него я не знал ни одной женщины, кроме жены

 

Мне совестно интимничать, но не могу же я лгать. Говорю про дурное

и хорошее.

 

Браку я придавал только практическое значение уже давно, чуть не с

шестнадцати лет, разорвал теоретически со всеми нелепостями вероисповеданий.