Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга) - Гернек Фридрих (читать бесплатно полные книги .TXT) 📗
Предложенный Гельмгольцем эксперимент должен был выяснить, обладает ли на самом деле электрический заряд, движущийся по проводникам, как ток, подобной инерцией. Таким образом, конкурсный вопрос опосредованно служил усилиям экспериментальной проверки теории электричества Фарадея - Максвелла, в правильность которой Гельмгольц склонен был верить.
Рабочее место Герца было в новом, как он писал, "прекрасно оборудованном" Физическом институте на Рейхстагуфер, который был построен по планам Гельмгольца. В его распоряжении были все приборы, необходимые для проведения исследовательской работы. Руководитель института лично опекал его, давал советы. "Гельмгольц приходит каждый день на несколько минут, смотрит работу и очень любезен", - говорится в письме родителям от 17 ноября 1878 года.
Но научные интересы студента не ограничивались занятиями в области его специальности. Герц слушал также лекции по гуманитарным предметам, в первую очередь по истории, например лекции придворного историографа Гогенцоллернов Генриха Трейчке, блестящего оратора, который оказал, однако, роковое влияние на берлинских студентов и "национально" настроенную немецкую буржуазию, способствуя распространению антисемитских взглядов. Пресловутый лозунг "евреи - наше несчастье", который позднее служил для "оправдания" фашистских преступлений в Аушвитце, Майданеке и других местах ужаса, был впервые выдвинут Трейчке.
С конкурсным факультетским заданием Герц справился успешно, хотя и с негативным результатом как он и предчувствовал. Инертная масса в той форме, в какой ее следовало ожидать в соответствии с электромеханикой Вебера, не обнаруживалась. Этот результат противоречил старой, еще господствовавшей электродинамике.
В своем исследовании Герц не ограничился экспериментом, предложенным Гельмгольцем, а вышел за его рамки. Гельмгольц считал, что эти опыты убедительно продемонстрировали Герцу "неслыханную подвижность электричества" и помогли найти путь, который вскоре привел его к большим открытиям.
Решением конкурсной задачи Берлинского университета Герц сделал первый шаг к своей мировой славе физика. Памятная медаль, которой были отмечены его достижения, "очень большая и красивая золотая медаль", врученная ему ректором, философом Эдуардом Целлером, в конце летнего семестра 1879 года в актовом зале университета, была его первой научной наградой.
Более широкая по содержанию работа - вновь по инициативе Гельмгольца была вынесена на конкурс Берлинской Академией наук. Следовало установить, влияют ли изоляторы каким-либо образом на электродинамические процессы, как того требовала максвелловская теория в противовес старым воззрениям. Гельмгольц предложил это задание, ожидая, что Герц справится с ним успешно.
Однако приблизительный расчет убедил Герца в том, что применяемые тогда лабораторные средства недостаточны для возбуждения быстрых электрических колебаний, которые были необходимы для экспериментального разрешения этого вопроса. Он не мог решиться начать разработку. Через семь лет он вернулся к этому предмету в Карлсруэ. Осенью 1879 года увенчанный премией студент приступил к разработке своей докторской диссертации "Индукция во вращающихся шарах". Через три месяца он закончил опыты и письменно изложил их результаты.
Только 14 дней лежал манускрипт на письменных столах экспертов. Гельмгольц оценил работу на "очень хорошо". "Она показывает, - писал он, что автор умеет проводить трудные математическо-физические исследования с большой уверенностью и находчивостью. Результаты интересны и новы". Кирхгоф как второй эксперт добавил: "Я присоединяюсь к положительной оценке работы и ходатайствую о допуске кандидата к экзамену".
О ходе докторского экзамена, проходившего 5 февраля 1880 года, Герц сообщил на следующий день родителям: "Некоторую неловкость испытал я, однако, когда шел вчера в университет и увидел, что в сенатском зале горят все огни. Экзамен длился от шести до восьми. Стоило мне начать, и я сразу увидел, что не должен провалиться". Далее он пишет: "Как только у меня появлялась неуверенность, экзаменаторы торопились поднять мое мужество детски легкими вопросами и перейти в другую область. В философии я мог бы блеснуть, если бы профессор Целлер не спрашивал слишком уж легко".
Протокол экзамена в актах Гумбольдтовского университета подтверждает и дополняет слова Герца.
"Господин Гельмгольц, - говорится там, - начал экзамен с основного предмета. Он спросил о фактах, обнаруженных посредством наблюдений, благодаря которым пришли к признанию волновой теории света. Кандидат ответил на все без исключения поставленные вопросы с большой уверенностью и ясностью. Профессор Целлер спрашивал о досократовской, платоновской и аристотелевской философии и был удовлетворен ответами кандидата".
На все вопросы, поставленные Кирхгофом, который продолжил экзамен по основному предмету, Герц также ответил "полностью правильно и уверенно". Математик Куммер закончил экзамен вопросами из области механики и ее применения и из теории кривых плоскостей. И здесь кандидат показал себя "хорошо ориентированным почти во всем в этих предметах". Общей оценкой экзамена была - "хорошо" ("magna cum laude").
Оценка "хорошо" была тогда редкой в Берлинском университете и Герц остался ею весьма доволен. "Считанные доктора здешнего университета имеют мою оценку, и, особенно у Гельмгольца и Кирхгофа, это удается немногим", гордо сообщает он родителям. Еще раньше, вскоре после своего прибытия в Берлин, он писал: "К здешним докторам относятся с трепетным уважением, и они кажутся, мне во всяком случае, иными, чем где-либо в других местах".
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.
