АКАДЕМИЯ НАУК СССР
νΚΦ%.

Как формируется ученый? Как он находит свое
место в науке? Чем руководствуется при выборе
предметов исследования? Каким образом производит
исследования? В чем причина его успехов и где корни
его неудач? Все эти вопросы обсуждаются в книге на
материале жизни и деятельности Генриха Герца —
крупного немецкого ученого прошлого века.
Герц изучал электромагнитные явления, сделал
важные открытия в области оптики и газового
разряда; развивая электродинамику и перерабатывая
основы механики, он продолжил дело, начатое
Максвеллом и Ньютоном. Авторы тщательно рассматривают,
в чем состояли открытия Герца, как они были
сделаны, к каким последствиям привели, каково влияние
их на современную науку. Иначе говоря, в этой
книге дан анализ научных трудов Герца, сделана
попытка проникнуть в творческую лабораторию ученого.
Книга представит большой интерес для историков
науки, философов, психологов, преподавателей
физики и студентов физико-математических факультетов.

ί&ί-

А. Т. ГРИГОРЬЯН, А. Н. ВЯЛЬЦЕВ
ГЕНРИХ ГЕРЦ
1857-1894
ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА»
МОСКВА · 1968

ПРЕДИСЛОВИЕ
— Генрих Герц? Знаю, знаю! — скажет многоопытный
читатель, прочтя заглавие этой книги. Герц — крупный
ученый. Первооткрыватель радиоволн. В честь его
названа единица частоты колебаний: герц — одно колебание в
секунду.
Читатель, более эрудированный или работающий в
области истории науки и техники, даст более подробную
характеристику Герца. Он окажет, примерно, следующее:
Генрих Герц — выдающийся немецкий физик. Он жил и
работал <в конце прошлого века. К сожалению, очень
недолго: он умер от заражения крови в возрасте неполных 37 лет.
Его главный вклад в науку заключается в открытии
электромагнитных волн — тех волн, которые ныне образуют
основу радиосвязи. Кроме того, он открыл фотоэлектрический
эффект, также играющий чрезвычайно большую роль в
современной технике, заметил проницаемость металлов для
катодных лучей, развил метод расчета электромагнитных
полей, создаваемых вибраторами. Его перу принадлежит
оригинальный курс классической механики, построенный
без понятия «сила».
Если обратиться к энциклопедическим словарям,
справочникам и биографическим изданиям, то без труда можно
будет еще более пополнить и конкретизировать описание
жизни и деятельности Герца. Получится, примерно, такая
картина: Генрих Рудольф Герц родился в Гамбурге 22
февраля 1857 г. Его отец, адвокат, впоследствии сенатор
города, был образованным человеком с передовыми для своего
времени взглядами. В течение всей своей жизни сын
находил в нем поддержку и опору. Мать Герца также была
незаурядной женщиной. После смерти своего великого
сына она написала о его детстве яркие, насыщенные ценными
свидетельствами воспоминания. Из лих мы, между прочим,
узнаем, что Генрих родился слабым, болезненным
ребенком. Врачи даже сомневались в его жизнеспособности.
5

Но мальчик выжил и, более того, с первых лет проявил
редкую одаренность и удивительную разносторонность. Он
живо реагировал на все окружающее, внимательно ко
всему присматривался, все старался понять; он обладал
прекрасной памятью, был скромен и правдив.
В школе Герц был одним из первых учеников. По
свидетельству его школьного учителя, он «блистал в учении, как
звезда первой величины. Никто не мог превзойти его в
быстроте и остроте восприятия». Он быстро и одинаково
успешно усваивал и точные науки — математику и физику, ж
гуманитарные, например греческий и арабский языки. Он
остро чувствовал красоту поэзии. Гомер и Данте были его
любимыми поэтами, и многое из них он знал наизусть.
В свободное от занятий время он увлекался работой на
токарном и столярном станках, изучал технические
дисциплины. О его успехах в области ремесел можно судить по
следующему эпизоду. Когда он стал известным ученым, его
старый учитель по токарному делу, узнав об этом, сказал
с огорчением: «Жаль! И-з него вышел бы прекрасный
токарь».
По окончании гимназии в 1:875 г. Герц, решив стать
инженером, учился сначала в Дрезденской, затем в
Мюнхенской высших технических школах, работал на
строительстве моста через Майн во Франкфурте-на-Майне. Когда,
однако, пришло время приступить к изучению специальных
инженерных дисциплин, он резко изменил свое намерение и,
с благословения родителей, твердо встал на путь ученого-
физика. Объясняя этот поворот в своей жизни, он писал
родителям 1 ноября 1877 г.: «Раньше я часто говорил себе, что
(...) быть посредственным инженером для меня
предпочтительней, чем посредственным ученым. Но теперь я думаю,
что прав Шиллер, сказавший: <«Кто трусит жизнью
рисковать, тому успеха в ней не знать», и что излишняя
осторожность была бы с моей стороны безумием» [XXXVI,49] *.
Высшее научное образование Герц получил в
Берлинском университете под руководством Гельмгольца, с
которым затем всю жизнь поддерживал дружеские отношения,
* Здесь и далее в квадратных скобках цаны ссылки на
работы Герца. Римская цифра означает номер работы в
хронологическом описке (стр. 301), арабская — страницу, как правило, в
первой публикации этой работы. Все цитируемые нами письма и
дневники Герца опубликованы в сборнике XXXVI; в дальнейшем
мы не делаем на него сноски.
6

а также Кирхгофа, Куммера и других первоклассных
учителей. Уже студентом он начал вести исследовательскую
работу в физической лаборатории университета, и первые же
его шаги на этом поприще ознаменовались крупными
успехами и получили признание: за первую работу,
экспериментальную, посвященную измерению инерции носителей
электрического тока, он получил в 1879 г. приз
университета, а за вторую, теоретическую, посвященную изучению
индукции во вращающихся в магнитном поле шарах, ему
была присвоена в 1880 г. степень доктора с отличием.
Истинное призвание Герца как исследователя
обнаружилось в 1886—1889 гг., когда он, уже будучи
профессором Высшей технической школы в Карлсруэ, поставил, как
выразился Эдисон, «опыты с искрами и колебаниями».
Этими опытами Герц подтвердил предсказание теории
Максвелла о существовании в природе электромагнитных волн,
которые по всем своим свойствам подобны световым
волнам. Попутно он заметил действие ультрафиолетового
света на длину искр разрядника и изучил основные
закономерности этого явления, получившего впоследствии название
фотоэффекта. Исследования электромагнитных волн
принесли Герцу всемирную известность и способствовали
быстрому всеобщему признанию теории Максвелла, что в свою
очередь повлекло за собой революцию в физическом
мировоззрении. Опыты с фотоэффектом вызвали к жизни новое
направление научного развития, которое играло важную
роль в укреплении квантовой теории.
Заслуга Герца перед наукой были признаны и
вознаграждены уже его современниками. В 1888 г. ему была
присуждена медаль Маттеучи Итальянским обществом
наук в Неаполе, в 1889 г.— премия имени Лаказа
Парижской академией наук и в том же году Венской
императорской академией — премия Баумгартнера. В 1890 г.
Лондонское королевское общество присудило ему медаль
Румфорда, а в 1891 г. Королевская академия в
Турине—премию Бресса. Прусское правительство наградило его
орденом Короны. Московское общество естествознания,
антропологии и этнографии и состоявшийся в Петербурге в
январе 1890 г. съезд естествоиспытателей послали Герцу
приветственные телеграммы. Академии наук в Берлине,
Мюнхене, Вене, Риме, Турине, Геттингене, Болонье и
многие другие научные общества избрали его своим членом-
корреспондентом.
7

К чести Герца надо сказать, что мировая слава не
вскружила ему голову: он не зазнался и не почил на
лаврах, но остался прежним, простым и скромным человеком,
подлинным тружеником науки. Из его последующих работ
заслуживает внимания открытие способности катодных
лучей проходить через тонкие металлические пластинки.
Изучение этого явления было продолжено учеником Герца
Ленардом и привело к важным техническим открытиям,
например к созданию электронных пушек.
В последние годы жизни все силы Герца были
сосредоточены на переработке классической механики.
Результатом этой работы явилась книга «Принципы механики,
изложенные в новой связи» — одно из самых глубоких и
своеобразных исследований классической механики в мировой
научной литературе. Решение ряда конкретных задач него-
лономных систем, систем с циклическими переменными и
т. д. представляет практический интерес и в настоящее
время. Сохраняет также значение методологическая сторона
этого произведения, до сих пор вызывая споры философов.
Большой познавательный интерес представляют письма
и дневниковые записи Герца. В дневниках, написанных
отчасти стенографически, Герц очень коротко фиксировал
свои научные занятия. В письмах, адресованных главным
образом родителям, он тоже много места уделяет своей
научной работе, сообщая об успехах, об ошибках и
разочарованиях, которые ему пришлось пережить. В письмах,
кроме того, выражены его взгляды на жизнь, описывается
его образ жизни, высказываются впечатления о людях, с
которыми ему довелось встречаться. По письмам можно,
наконец, составить представление о ходе его роковой
болезни и о его отношении к ней. Предчувствуя свой
близкий конец, он писал родителям 9 декабря 1893 г., за три
недели до смерти: «Если со мной действительно что-то
случится, вы не должны огорчаться, но должны немного
гордиться и думать, что я принадлежу к тем особо избранным
людям, которые жили хотя и недолго, но вместе с тем жили
достаточно. Эту судьбу я не желал и не выбирал, но я
доволен ею, и если бы мне предоставили выбор, я, может быть,
сам выбрал бы ее».
Приведенная биографическая справка тоже, конечно, не
является исчерпывающей. Обратившись к письмам и
дневникам Герца, к воспоминаниям его современников и
очевидцев, почерпнув сведения о нем из периодической печа-
8

ти ж книг его времени, из осмотра тех мест, где он жил и
творил, можно было бы и далее множить факты, так или
иначе относящиеся к Герцу. Таким путем мы могли бы
описать его быт, его привычки и характер, его окружение,
знакомства, историческую обстановку, его политические и
религиозные взгляды, общественную деятельность,
отношение к нему современников, друзей и врагов,
почитателей и завистников, мнения о пем потомков...
Но тут мы слышим голос читателя: а нужно ли все это?
Да, нужны ли такие скрупулезные исследования жизни
и деятельности великих людей? Нужно ли собирать о них
всё более и более мелкие сведения, нужно ли
восстанавливать все детали их быта? Зачем это? Кому такие данные
нужны? В чем, вообще, смысл и цель биографических
исследований?
Не вдаваясь в обсуждение всех этих интересных и
весьма актуальных вопросов — тем более актуальных, чем
шире разрастается литература, выходящая под рубриками
«Жизнь замечательных людей», «Биографическая серия»
и т. п.,— подчеркнем лишь, что историко-научное изучение
трудов ученого представляет собой несомненный интерес
и обещает принести многогранную пользу. Изучая труды
ученого, подвергая их строгому, детальному и
всестороннему анализу, задумываясь в процессе этой работы над их
особенностями, обусловленными личностью ученого,
сравнивая трудовую жизнь разных ученых и обобщая
полученные результаты, мы, как можно надеяться, придем к
пониманию механизма научной деятельности, установим законы
научного творчества, построим то, что можно было бы
назвать психологией ученого. Вопросы, постановка которых
сейчас кажется утопией, получат тогда вполне научное
звучание: чем предопределяется научная одаренность
человека, какие условия воспитания и обучения наилучшим
образом содействуют развитию в человеке природных
задатков, каковы способы облегчения и ускорения поисков
ученым своего места и направления в науке, как рождаются в
голове ученого новые идеи и вырабатывается научная
интуиция? Практическая и теоретическая важность этих
вопросов очевидна. Тем настоятельнее необходимость
поисков путей, которые могли бы привести к ответу на них.
В настоящей книге сделана попытка начать обсуждение
проблем психологии ученого на материале научных трудов
Генриха Герца.

Глава первая
ФОРМИРОВАНИЕ УЧЕНОГО
Изложение научных трудов ученого естественнее всего
начинать с первой опубликованной работы: это
обеспечивает и документальную строгость и точность датировки.
Правда, первой публикации всегда предшествует какая-то
подготовительная работа, которая иногда имеет более,
богатое содержание, чем сам опубликованный труд. Так,
может быть, начинать следует с нее? Но ведь
подготовительной работе тоже что-то предшествует и ее определяет —
обучение, поиски призвания, раздумья... Этот ряд причин
и следствий уводит нас к колыбели будущего ученого и
через нее — еще далее, к его родословной. Таким образом, в
любом случае, излагая научные труды ученого, мы должны
где-то насильственно оборвать непрерывную цепь событий.
Первая печатная работа — достаточно важная веха в
жизни ученого, чтобы сделать это на ней.
В той же мере естественным может показаться
хронологический порядок изложения трудов ученого. В
действительности же это не так. Хронологический порядок часто
не совпадает с логическим, а последний при изучении
психологии ученого представляется более важным и
обязательным. Имея это в виду, мы будем излагать работы Герца
в смешанном, хронологически-логическом порядке:
объединим родственные по содержанию работы в группы, которые
расположим в том порядке, в каком выполнялись первые
работы каждой группы.
В первой главе будут рассмотрены работы Герца,
предшествовавшие главному делу его жизни — опытам с
электромагнитными волнами. Эти работы разнообразны и по
содержанию и по значимости полученных результатов.
Общим для них является только то, что они подготовили
Герца к свершению его исторической миссии. Отсюда наш
взгляд на них как на этапы процесса формирования
ученого.
10

I 1. Кинетическая энергия электрического тока
Реалистически мыслящему уму чуждо представление о
действиях, не имеющих материальной причины. В силу
этой особенности мышления с появлением в науке новых
типов сил — электрической и магнитной — возникло
представление об их материальных носителях — электрическом
и магнитном флюидах. Флюиды подобного рода принято
было называть невесомыми, однако в этот термин
вкладывался, очевидно, не какой-нибудь иной смысл, как только
тот, что флюиды, если и обладают массой, то совершенно
ничтожной по сравнению с массой обычных тел. Поэтому
вопрос о массе электрического и магнитного флюидов,
вообще говоря, никогда не сходил с повестки дня науки.
Реальная надежда на решение этого вопроса впервые
появилась во второй половине XIX в., после того, как
укрепилась уверенность во всеобщей применимости закона
сохранения энергии. С тех пор научно обоснованным сталю,
например, следующее рассуждение: если электричество
обладает массой, то электрический ток должен обладать
кинетической энергией, которая в момент возникновения тока
создается за счет его источника, вызывая тем самым
уменьшение энергии тока, а в момент прекращения тока
поступает обратно в цепь, увеличивая тем самым энергию тока.
Другими словами, наличие массы у электрического тока
должно сказываться в кажущемся увеличении индукции
цепи. Закон Ома для цепи, составленной из сопротивления
R и самоиндукции L, Ε = RI + Ldl j di, должен быть,
следовательно, заменен законом: Ε = RI + (L + m)dljdt,
где т — поправка, характеризующая инерционные
свойства электрического тока и зависящая от конфигурации цепи.
Экспериментально определить эту поправку можно было,
например, путем изучения экстратоков: в согласии со
сказанным, экстраток размыкания при наличии у
электричества массы должен быть больше, чем это следует из теории
для безынерционного электричества.
Основываясь на этом соображении, в августе 1878 г.
философский факультет Берлинского университета .выдвинул
по предложению Гельмгольца призовое задание для своих
студентов: установить, измеряя экстратоки, по крайней
мере верхнюю границу массы электрического тока. В
качестве источников экстратока рекомендовались двойные
проволочные спирали.
11

Намерение заняться данной темой возникло у Герца в
октябре 1878 г., через несколько дней после того, как он
начал учиться в Берлинском университете. До этого он
учился в Мюнхенской технической школе, где преобладали
инженерные дисциплины; познания то физике и математике
он приобрел главным образом в процессе самостоятельных
занятий. И вот теперь, едва начав систематическое
изучение этих предметов, он решил заняться исследованием.
О своем желании он сообщил Гельмгольцу, и тот горячо
поддержал инициативу своего нового ученика [письмо от
31.10.1878], уже успевшего привлечь внимание своим
необыкновенным дарованием экспериментатора. В начале
ноября Гельмгольц ввел его в лабораторию Физического
института и, как сообщал Герц, .«был так любезен, что
20 минут беседовал со мной о том, с чего мне всего лучше
начать и какие мне необходимы приборы» [письмо от
6.11.1878]. И в последующем Гельмгольц не переставал
дарить Герца вниманием, дружеским участием и
постоянным интересом к его работе.
Это была первая самостоятельная научная работа Герца,
и он прекрасно понимал свою неопытность в эксперименте,
свою недостаточную теоретическую подготовленность.
«Удивительно,— писал он родителям,— что я сейчас занят
очень специальными вопросами учения об электричестве,
тогда как каких-нибудь полгода назад едва ли знал о них
больше того, что не успел забыть со школьных лет» [письмо
от 24.11.1878]. В другом письме, от 6 ноября, он сообщает:
«Я пока лишь пытаюсь выполнить задание, но это, может,
мне и не удастся. Поэтому я не хотел бы говорить о своей
работе как о призовой». Только необходимость получить
рабочее место заставила его сделать заявку на тему.
Опасался он и недостатка времени: тема была объявлена
в августе, а к работе над ней он приступил только в
ноябре.
Искомая величина, кинетическая энергия
электрического тока, предполагалась столь малой, что на
положительный результат опыта не было почти никакой надежды.
В связи с этим Герц писал: «Работа, которой я занят, не
слишком благодарна, так как предполагаемый результат
должен быть отрицательным, т. е. изучаемое явление не
удастся наблюдать, что всегда доставляет меньшее
удовольствие, чем наблюдение. Но такова уж природа вещей»
[письмо от 17.11.1878].
12

Для измерения искомой величины Герц принял способ
двух цепей с одинаковыми сопротивлениями, но
существенно различными коэффициентами самоиндукции —
малым L и большим I/. Это устранило необходимость
измерять сопротивление цепей, подверженных влиянию
случайных, плохо учитываемых факторов, но зато потребовало
вычисления коэффициентов индукции, также весьма
трудоемкого.
Дополнительное преимущество данного способа
измерений заключалось в возможности пользоваться при
расчетах простой формулой
где Q и Q' — количества
электричества, созданные цепями с
коэффициентами самоиндукции L и U и
измеряемые по углу отклонения
стрелки гальванометра.
В определении этих углов и
заключалась практическая часть
опыта [I, 417—418].
Большую индуктивность цепи Рис. 1
Герц получал, включая в цепь
спираль, малую — включая две одинаковые спирали, которые
ставились рядом и так, чтобы токи в них текли в
противоположных направлениях. (Спирали (или спираль и
балластный проводник) включались в диагонали моста Уитс-
тона, две стороны которого составляли батарея и
гальванометр, а две других — тонкие прямые проводники (рис. 1).
Сопротивление спиралей и тонких проводников было
одинаковым, поэтому мост в условиях стационарного тока
находился в равновесии, т. е. ток через гальванометр не
проходил. Равновесие моста нарушалось в момент отключения
батареи: экстратоки, возникшие в спиралях, устремлялись
через гальванометр в одном направлении и отклоняли
стрелку [I, 418].
Успех работы, предпринятой Герцем, всецело зависел
от точности измерений; последняя в условиях его опыта
определялась прежде всего чувствительностью
гальванометра. Гальванометр и тангенобуссоль, служившую для
измерения начального тока в цепи, Герц использовал свои
собственные, приобретенные, а частично сделанные им
своими руками еще до начала учебы в университете.
13

Здесь он в первый, но далеко не в последний раз пожал
плоды своей юношеской увлеченности ремеслами. Вначале
он установил гальванометр на металлический кронштейн
в стене, выходившей на оживленную улицу города, но
движение уличного транспорта выводило прибор из строя, и
тогда Герц перенес его в другую, заднюю комнату и
поставил на каменную тумбу [письмо от 17.11.1878]. Проблема
гальванометра тем самым была решена. Далее было важно
исключить разного рода посторонние влияния на цепь
моста Уитстона, в частности влияние изменений
температуры окружающего воздуха. С этой целью Герц поместил
балластные стороны моста в стеклянные трубки,
наполненные дистиллированной водой [I, 425]. И ряд других
мер предосторожности и повышения точности опыта
был принят им при подготовке экспериментальной
установки.
Но все это не обеспечило успеха опыта. Малые
экстратоки практически не фиксировались гальванометром,
большие же нарушали регулировку моста. О величине
максимально допустимой силы тока и в то' же время о степени
чувствительности гальванометра можно судить по
следующему факту, сообщенному Герцем; этот ток вызывал
отклонение стрелки на долю одного деления шкалы, тогда как
даже несильное освещение спиралей вызывало отклонение
стрелки более чем на сто делений. Тем не менее и в этих
трудных условиях Герц сумел убедиться в отсутствии
заметной разницы между данными опыта и выводами
безынерционной теории электричества [I, 419].
Лучших результатов удалось достичь путем
усовершенствования экспериментальной установки. Если, как
отмечено, повышать силу экстратока не представлялось
возможным, то увеличению длительности его протекания
через гальванометр до определенного предела ничто не
препятствовало: достаточно было многократно
попеременно размыкать и замыкать цепь. Но для этого требовался
соответствующий коммутатор, и Герц сконструировал и
построил его. При этом он учел, что пропускание тока
через прибор всегда в одном и том же направлении может
вызвать систематическую ошибку, и позаботился, чтобы
коммутатор включал батарею и гальванометр в цепь то
в одном направлении, то в противоположном.
14

Коммутатор Герца — весьма хитроумное сооружение,
и, как таковое, заслуживает нескольких минут нашего
внимания.
Коммутатор (рис. 2, вид сверху) состоял из
насаженного на вертикальную ось диска с 20 деревянными спицами,
на каждой из которых находилась металлическая скобка,
скользившая при повороте диска в течение некоторой
части оборота в специальных канавках, наполненных
ртутью. Канавки служили клеммами, к которым
подключались батарея, спирали, гальванометр и тангенсбуоооль.
Рис. 2
Канавок с каждой стороны диска было три, из них
средние с разрывом посредине. Соответственно, спицы имели
разную длину, причем скобы длинных спиц соединяли
внешнюю и среднюю канавки, скобы коротких — среднюю
и внутреннюю. Длина средних канавок была подобрана
такой, чтобы скобы двух соседних спиц последовательно
погружались в них и выходили из них. Так как источники
тока — батарея и спирали — подключались к средним
канавкам, то такая конструкция канавок обеспечивала
чередование направления тока. Канавки спиралей были
смещены относительно канавок батареи на половину
расстояния между двумя соседними спицами, благодаря чему
переключение гальванометра происходило между двумя
последовательными переключениями батареи. Вообще,
последовательность включений и выключений получалась
такой: включена батарея — подключен гальванометр —
отключена батарея (возникший экстраток проходит через
гальванометр) — отключен гальванометр — включена в
15

противоположном направлении батарея — подключен в
противоположном направлении гальванометр —
отключена батарея (экстраток проходит через гальванометр в том
же направлении, что и в первый раз) — и т. д. За один
оборот диска все эти операции повторялись 20 раз
[1,426-427].
Диск приводился во вращение рукой, со скоростью
примерно один оборот за две секунды. Это был срок,
достаточно малый по сравнению с периодом собственных колебаний
стрелки гальванометра (около 20 сек) и в то же время
достаточно большой по сравнению с длительностью
экстратока (сотые доли секунды). Когда ток шел от двух
спиралей, за время одного оборота диска через гальванометр
протекало 80 элементарных экстратоков. От их суммарного
действия стрелка отклонялась уже на заметный угол. А
когда она, сделав одно колебание, проходила через положение
равновесия, Герц вновь поворачивал диск и, следовательно,
пропускал через гальванометр еще 80 экстратоков.
Отклонение стрелки, естественно, увеличивалось. Таким способом
можно было раскачивать стрелку до очень больших углов.
Герц нашел, что на его приборе целесообразно
ограничиться 7—9 отклонениями; при этом точность измерений
составляла 3% [I, 424].
Коммутатор оказался чрезвычайно полезной частью
экспериментальной установки, и Герц не мог нахвалиться
им. Поскольку сделан он был в родительском доме, во
время рождественских каникул, на глазах родителей, то Герц
делился с родителями своими впечатлениями о приборе.
В одном письме он сообщал: «Маленький аппарат, который
я сделал дома, служит мне хорошую службу, даже лучшую,
чем я ожидал. С его помощью я провел в последние три
дня еще раз все измерения и точнее, чем прежде» [письмо
от 42.1.1879], в другом: «Аппарат, который я сделал
дома, работает очень хорошо; лучшего мне и не надо; даже
сделанный на самой главной фабрике из золота и слоновой
кости не служил бы мне лучше» [письмо от 21.1.1879].
Последствия не замедлили сказаться: работа подошла
к концу раньше, чем планировал Герц.
Для сравнения результатов измерений с теорией Герцу
пришлось, как уже отмечалось, вычислять коэффициенты
самоиндукции цепей. Это была нудная, кропотливая работа.
Важно было учесть все особенности цепей, в том числе
влияние одних частей на другие. Герц много потрудился
16

над этой задачей. Не обошлось, однако, без ошибок,
которые повергли его на некоторое время в глубокое смущение.
Пришлось, наконец, не ограничиваясь формулами,
имевшимися в литературе, искать обходные полуэмпиричеокие и
более точные пути расчета. В итоге всех этих трудов он
получил желанные теоретические значения L и U. В
принятых им единицах они оказались равными: L = 178 500,
L'-= 37 840 000 [1,429-437].
Экспериментальные и теоретические результаты
неожиданно .совпали лучше, чем можно было предполагать,
учитывая точность измерений — до 1 %. Отсюда во всяком
случае следовало, что экстраток, обусловленный
кинетической энергией тока, не превышает 7г5 части общего тока
[I, 438].
Изложенной частью работы Герца задание факультета
было выполнено. Герц, однако, не удовольствовался
достигнутой точностью и нашел способ повысить ее. Он
обнаружил, что самоиндукция цепи, состоящей не из спиралей,
а из длинных прямых проводов, может быть вычислена
точнее; в то же время такая цепь дает вполне
наблюдаемый эффект. В опыте, который он поставил, провода имели
длину свыше 7 м. По-прежнему они были двойными и
с противоположным направлением тока, для
теплоизоляции они были обложены ватой. Результат этого опыта
оказался еще более неожиданным: он совпал с теоретическим
с точностью до 0,4% [I, 441].
Герц подсчитал, что такое совпадение в условиях его
опыта означает, что кинетическая энергия электрического
тока 1 мм3 медного проводника при плотности тока в 1
электромагнитную единицу, меньше 8·.10~8 эрг [I, 445].
Описанную работу Герц закончил в январе 1879 г.
[письмо от 31.1.1879]. На выполнение ее у него ушло,
следовательно, три месяца. Срож, установленный факультетом,
равнялся девяти месяцам. Таким образом, Герц не только
доказал необоснованность своих собственных опасений в
недостатке времени, но имел еще много времени в запасе.
О том, как он распорядился им, мы расскажем несколько
позже.
Что касается данной работы, то она получила очень
высокую оценку факультета, была признана достойной
премии, каковая и была вручена Герцу 3 августа 1879 г.,
причем с отзывами, которые побудили его признаться
родителям: «Мнение факультета было таким хвалебным, что
17

почти удвоило для меня цену премии» [письмо от
4.8Л879].
Подобно тому, как в процессе выполнения задания
Герц не удовольствовался рекомендацией факультета, но
разработал другую, более эффективную схему цепи, так
после выполнения задания он не перестал размышлять
о проблеме инерции тока и нашел другой, более
эффективный метод ее решения. Новый метод основывался на
использовании силы Кориолиса, т. е. той силы, которая
действует на тело, движущееся во вращающейся системе
отсчета. Первое упоминание о новом методе содержится
в письме от 5 мая 1879 г. Герц пишет здесь: «Я придумал
другой метод разработки той же темы, который может
устранить последнее сомнение. Впрочем, опять десять
против одного, что получится лишь подтверждение
отрицательного результата первой работы. Тем не менее опыт
кажется мне интересным сам по себе». Гельмгольц, с которым он
поделился своими соображениями, одобрил их и
благословил своего преуспевающего ученика на новый подвиг. Герц
с жаром принялся строить экспериментальную установку.
Работа пошла не сразу. Две недели спустя после
цитированного письма он сообщает родителям: «Работа пока
идет очень плохо, все время встречаются трудности,
которые невозможно было предвидеть». Однако он не падает
духом, не жалуется, надеясь, что и на этот раз ему удастся,
как он выразился, «вытащить телегу из грязи, в которой
она завязла» [письмо от 22.5Л879]. Это ему действительно
удалось, но много позже, чем он думал: работа была
закончена и послана в журнал лишь в конце 1881 г. [письмо
от 2.1,1.1881].
Суть новой работы Герца и ее экспериментальное
оформление заключались в следующем. Если электрический
гак обладает массой и течет по вращающемуся
проводнику, то под действием силы Кориолиса он должен смещаться
в сторону. Для наблюдения этого эффекта надо, очевидно,
иметь достаточно широкий проводник, лучше всего —
пластинку. Герц воспользовался стеклянной пластинкой
размером 25 X 45 мм, гальванопластически покрытой с
одной стороны тонким слоем серебра. Пластинка
прикреплялась к шайбе стальной оси, укрепленной в горизонтальных
подшипниках и приводимой во вращение от колеса
демонстрационной электрической машины. Вдоль пластинки
пропускался ток, который подводился к ее концам с по-
18

мощью двух проводников, одним из которых служила сама
стальная ось, другим — тонкая проволочка, пропущенная
через отверстие, просверленное вдоль оси. Внешние концы
оси и проволочки вводились в сосуды с ртутью, служившие
клеммами для подключения батареи. Когда пластинка
находилась в покое, ток в ее проводящем слое имел какое-то
определенное распределение. Предполагалось, что оно
будет нарушено, как только пластинка начнет вращаться.
Рис. 3
Зафиксировать ожидаемое нарушение должен был
гальванометр, который подключался к боковым сторонам
пластинки с помощью скользящих контактов. Схема цепи, таким
образом, имела форму моста Уитстона (рис. 3).
Регулировка моста производилась в неподвижном состоянии сначала
путем подекабливания серебряного слоя, затем —
включением в цепи батареи и гальванометра дополнительных
сопротивлений. Главная трудность опыта состояла в
обеспечении надежного контакта электродов гальванометра
с пластинкой во время вращения. Герц придал электродам
вид щеток, а на серебряном слое пластинки сделал золотые
напаи. Проявив мастерство ювелира, он добился такой
плавности и надежности касания, что равновесие моста
совершенно не нарушалось даже при скорости вращения
30 об/сек [IV, 581-584].
Вместе с тем это, очевидно, означало, что
инерционность электричества и на сей раз не обнаружила себя.
По оценке Герца, точность его измерений позволяла
утверждать, что кинетическая энергия тока в 1 мм3
серебряного проводника при плотности тока il э.-м. единицу не
19

превышает 2-dO-10 эрг [IV, 587—589]. Это в 400 раз
меньше предыдущего результата. Кроме того, новый
результат получен более прямым способом и справедлив без
оговорки, при которой действителен первый (независимость
удельного сопротивления металла от плотности тока)
[I, 445; IV, 581]. Новый результат, таким образом, был
большим шагом вперед по сравнению с прежним.
Взглянем на рассмотренные работы Герца глазами
сегодняшнего дня. Теперь мы знаем, что электрический ток
в металлах представляет собой поток электронов, которые
действительно обладают конечной массой и, следовательно,
кинетической энергией. Однако масса и кинетическая
энергия электронов оказались гораздо меньшими, чем мог
предполагать Герц или кто бы то ни было из его
современников. В тех условиях, для которых рассчитан последний
результат, истинное значение искомой величины примерно
р. 10 000 раз меньше, чем указано Герцем. Иначе говоря,
в последнем опыте Герц находился еще очень и очень
далеко от положительного эффекта. Если прибегнуть к
сравнению, то Герца можно уподобить водолазу, который,
желая достать дно в наиболее глубокой части Тихого океана
(Филиппинская впадина, 11 км), опустился бы под воду на
глубину одного метра. Существенно, однако, что до него
никому не удавалось опуститься и на сотую долю той же
глубины, а пройти весь путь, изучая те явления, которые
изучал он — экстратоки и силу Кориолиса,— не удается и
в наше время. Весь путь был пройден с помощью других
явлений — электрических разрядов в газе. Мы можем,
следовательно, сказать, что Герцу для получения
положительного результата потребовалось бы изменить не только
методы исследования, к чему он постоянно стремился, но и сам
исследуемый объект — электрический ток в металлах, чего
он, конечно, не мог знать, так как не имел правильного
представления ни о природе электрического тока, ни
о структуре катодных лучей.
В заключение укажем на одну распространенную
ошибку в литературе о Герце. Обычно целью рассмотренных
работ считают проверку теории Вебера, а их отрицательный
результат трактуют как опровержение этой теории. Ни то,
ни другое неправильно: теорию Вебера Герц в этих
работах не ставит под сомнение, и хотя пользуется ею при
расчетах, его результаты опровергают ее не в большей
степени, чем современную электронную теорию.
20

§ 2. Распределение сил
в электромагнитном поле и в упругих телах
Закончив первую работу, Герц стал думать, чем
заниматься дальше. Всего естественнее, конечно, было бы
развивать начатую тему, и Герц, как мы знаем, позже так и
поступил, но в первое время отрицательный результат
работы не мог не смущать его. «Если бы я получил
положительный результат,— писал он,— я, естественно,
продолжил бы разработку того же вопроса» [письмо от 31.1.1879].
Но поскольку в ближайшем будущем не было надежды
получить положительный результат, вопрос о дальнейшей
деятельности стоял перед Герцем в полный рост.
Как и следовало ожидать, в обсуждении этого вопроса
принял участие Гельмгольц. Еще до окончания первой
работы Герц по его совету начал выполнять на той же
экспериментальной установке другую работу, носившую уже
электродинамический характер. Вначале новая работа не
нравилась Герцу и он делал ее неохотно, но вскоре его
отношение к ней изменилось. «Работа начинает меня очень
интересовать», сообщает он родителям в письме от 9
февраля 1879 г. Однако продолжение ее по каким-то причинам
не последовало.
Полгода спустя, после летних каникул и после
вручения премии за первую работу Гельмгольц предложил
Герцу новую тему из области электродинамики — об
электродинамических свойствах поляризации диэлектриков, тоже
призовую и тоже сформулированную им самим, но уже
большую, рассчитанную на 2—3 года.
Этой второй призовой теме предстояло сыграть в жизни
Герца фатальную роль. Тем интереснее узнать о его первой
реакции на нее. «Над этой темой,— писал он родителям,—
я не хотел бы работать, если бы не понуждение к тому со
стороны Гельмгольца и та форма, в которой он это
делает — совершенно почтительно, обещая мне свои
всестороннюю помощь и постоянный интерес к работе» [письмо от
11.8,1879]. Герц в этот период находился в состоянии
неприятной неопределенности, не желая ни браться за
работу, навязываемую Гельмгольцем, ни огорчать своего
учителя категорическим отказом, и молил бога, чтобы беда
миновала его [письмо от 4.11.1879]. Ему действительно
удалось тогда уклониться от работы по предложенной теме.
21

Впоследствии в исторической литературе этому момбй-
ту в жизни Герца всегда уделялось большое внимание.
Повторяя друг друга, все авторы сходятся на том мнении,
что Герц в тот период не видел средств для выполнения
задания и потому до поры до времени откладывал его.
Такой же версии придерживался, став всемирно известным
ученым, сам Герц [XXXIII, 1]. Однако его письма того
периода рисуют иную картину отказа от темы. Как
выясняется из писем, решающую роль в его поступках играло
тогда желание поскорее стать доктором наук. Высокая
оценка первой работы окрылила Герца, и вначале у него
даже было намерение, несколько изменив, представить ее
в качестве докторской диссертации [письмо от ill.8.1879].
Затем он оставил эту мысль и стал искать другую тему,
но непременно выгодную и быстро исполнимую. Тема
Гельмгольца явно не устраивает его. «Мысль о трехлетней
тайной работе,— жалуется он родителям 4 ноября 1879 г.,—
ужасна для меня». Подходящая тема нашлась довольно
скоро. Это был чисто теоретический вопрос, отчасти
связанный с его домашними занятиями по электродинамике,
которым он уделял часть своего времени в конце d878 и
начале 1879 г.
Не беря на себя неблагодарный труд по критическому
разбору ходячей версии, сделаем все-таки одно
исключение для непосредственного участника описываемых
событий, Гельмгольца, который, если и не поддержал общее
заблуждение, то и не помог его рассеять. Свои
воспоминания о Герце Гельмгольц построил следующим образом. Он
познакомился с Герцем осенью 1878 г. как с практикантом
в физической лаборатории университета. «Уже в то время,
ногда он выполнял элементарные учебные работы,—
вспоминает Гельмгольц,— я увидел, что имею дело с учеником
совершенно необычайного дарования. Когда в конце
летнего семестра я должен был предложить тему для
студенческой работы в области физики на соискание премии, я
выбрал вопрос из области электродинамики, будучи уверен,
что Герц заинтересуется этим вопросом и успешно его
разрешит, что впоследствии и подтвердилось» *. Далее
Гельмгольц, сказав несколько слов о состоянии электродинамики
в XIX в., подробно излагает первую работу Герца, которую
* Г. Гельмгольц. Г. Герц.—В кн.: Г. Г. θ ρ ц. Принципы
механики, изложенные в новой связи. М., 1959, стр. 298.
22

мы изложили в § 1. Читатель этого рассказа Гельмгольца
естественно решит, что в цитированных словах речь шла
о призовой теме с экстратоками, хотя некоторые неувязки
с датой и формулировкой, возможно, приведут его в
замешательство. В действительности Гельмгольц говорит здесь
о второй призовой теме, о той, которую Герц отказался
выполнять. Гельмгольц, таким образом, нарушил в своем
рассказе элементарную логику: сначала упомянул о
постановке второй призовой темы, а затем рассказал о работе над
первой *. Несколько ниже, уже в соответствующем месте,
он вновь возвращается ко второй теме и говорит о ней:
«Решение этого вопроса мне казалось работой
выполнимой и достаточно важной, чтобы стать темой одной из
больших конкурсных задач Берлинской академии» **.
(Кстати, по упомянутой ходячей версии, студент Герц,
в противоположность профессору Гельмгольцу, считал
тогда эту работу невыполнимой.) Этими словами Гельмгольц
вновь обрывает последовательное изложение событий и
начинает рассказывать о знаменитых исследованиях Герца
с электромагнитными волнами, неизбежно создавая у
несведущего читателя впечатление, что эти исследования были
выполнены вслед за постановкой второй темы. В самом
деле они были осуществлены много лет спустя, вслед же
за постановкой второй темы Герц выполнил докторскую
диссертацию, о которой Гельмгольц почему-то даже не
упоминает. Как видим, ходячей версии сопутствуют
несуразности и натяжки в изложении исторических фактов.
Работа над докторской диссертацией всецело захватила
Герца. В этот период в его письмах встречаются такие
признания: «Работа очень занимает меня и приносит много
радости» [письмо от 27.11.1879]; «Я, почти не отрываясь
продолжаю работать над начатой темой, и с таким успехом
я таким радостным чувством, лучше которых не мог бы и
пожелать себе» [письмо от 13.1,2.1879]. В рекордно
короткий срак, за два месяца, он заканчивает работу и тотчас же
посылает в министерство культа прошение о
предоставлении ему права выступить с защитой диссертации до
окончания университетского курса. Ответ министерства был
благоприятным и настолько быстрым, что Герц даже
растерялся [письмо от 17.1.1880]. При поддержке друзей он
* Ср. прим. Ленарда в кн.: Н. Hertz. Gesammelte Werke.
Bd. 3. Leipzig, 1910, S. XVI.
** Г. Г е л ь м г о л ь ц. Цит. соч., стр. 303.
23

скоро, однако, пришел в себя и нанес «в цилиндре и
фраке» официальные визиты своим будущим экзаменаторам —
Кирхгофу, Целлеру, Куммеру и Гельмгольцу. Всеми
четырьмя он был принят благосклонно и 5 февраля 1880 г.,
еще до окончания четвертого семестра своего
университетского образования, при свете «всех свечей актового
зала» был увенчан степенью доктора с редким в истории
Берлинского университета и особенно редким у таких
строгих учителей, как Гельмгольц и Кирхгоф, предикатом
magna cum laude, т. е. «с отличием» [письмо от 6.2.1880].
В это время Герцу исполнилось 23 года.
Обратимся теперь к содержанию докторской
диссертации и некоторых других, связанных с нею, работ Герца.
Всякая физическая теория есть в конечном счете
определенная система понятий и связей между ними.
Обширностью системы и степенью ее соответствия
действительности определяется достоинство физической теории.
Больших разветвленных и проверенных систем такого рода не
так уже много в науке. К последней четверти XIX в. их
насчитывалось всего четыре — механика, термодинамика,
молекулярню-кинетическая теория и электродинамика.
Последняя система не была единой, но многие понятия и
связи в ней имели универсальное значение. Если,
например, в электродинамике ставился вопрос о явлениях
индукции, возникающих в проводниках, движущихся в
магнитном поле, то открывалась возможность для следующей
системы рассуждений. Пространственное распределение
заданного магнитного поля можно описать скалярным
магнитным потенциалом χ. Если в поле движется проводник
со скоростью ν, в нем возникает электродвижущая сила,
которая является функцией ν и χ. Она создаст ток,
характеризующийся плотностью /'. Ток создает свое магнитное
поле напряженностью Н, которое можно также описать
векторным потенциалом А. Зная j и А, можно вычислить
скалярный электрический потенциал φ. Магнитное поле тока
допускает и иную интерпретацию. Пусть задана некоторая
функция ψ, характеризующая распределение
электрического тока по некоторой поверхности. Тогда интеграла = V—ds
будет так называемым потенциалом некоторой массы,
распределенной с плотностью Ψ по поверхности s;
производная от него даст магнитный потенциал тока Ω, простым
образом связанный с напряженностью магнитного поля Н.
2А

Как видим, задавшись некоторым исходным магнитным
полем и движением в нем проводника, можно вычислить
целый ряд величин, отражающих ту или иную сторону
происходящих в проводнике процессов. Вычисления такого
рода и .произвел Герц в своей диссертации. Поскольку он
ограничился рассмотрением проводящих сфер, сплошных и
полых, вращающихся вокруг своих осей, он мог все
интересовавшие его функции разложить в ряды по шаровым
функциям. Это позволило решить дифференциальные
уравнения и дать искомые величины в явном виде. Задаваясь
разными значениями χ, он находил /', φ, Ω, Ψ, ψ.
Полученные формулы он применил к расчету токов в некоторых
частных случаях, например в случае бесконечного диска,
вращающегося в магнитном поле (диска Араго), и
получил результаты, совпавшие с известными теоретическими
и экспериментальными данными [II].
В диссертации Герца более всего поражает легкость, с
которой он оперирует весьма сложными уравнениями и
специальными функциями. Диссертация занимает более 100
страниц, сплошь заполненных формулами. Для
выполнения такой работы, тем более в столь короткий срок, надо
обладать совершенно недюжинными математическими
способностями. В биографии Герца это нечто новое. Если
проследить за проявлением его талантов по времени,
получится впечатляющая картина: вначале большие
способности к школьным наукам, к ремеслам и языкам, затем
склонность к инженерному делу, после нее необыкновенное
экспериментальное мастерство и, наконец, выступление в
роли одаренного математика. Поистине, природа не часто
наделяет людей такими яркими и разнообразными
способностями, и прав был Гельмгольц, назвавший Герца
«любимцем богов».
Некоторые свои выводы Герц подверг
экспериментальной проверке. Опыт ставился следующим образом. Над
проводящей пластиной колебалась длинная заряженная игла с
металлическими пластинками на концах. Наведенное
электричество в пластине должно было следовать за иглой и,
согласно теории, тормозить ее по логарифмическому
закону. Измерения подтвердили этот закон [III].
Вслед за первой теоретической работой Герц выполнил
еще одну, которая, если судить по характеру обсуждаемого
в ней явления — упругости, далека от первой, электроди-
25

намической работы, но по примененному методу — методу
потенциала — непосредственно к ней примыкает.
Аналогия между электромагнитными и упругими
явлениями была замечена еще в начале XIX в. и с тех пор
обсуждалась многократно и всесторонне. В известном смысле
полевые представления Фарадея имеют основу именно в
этой аналогии. Обсуждалась она и в период,
непосредственно предшествовавший выступлению Герца. Поэтому его
обращение к этой аналогии не может казаться странным или
неожиданным. В той же мере прозрачен метод, который
привлек его внимание — метод потенциала Ψ, пригодный
для описания как электродинамических сил, созданных
некоторой системой зарядов или токов, так и напряжений,
возникающих в упругих телах под действием внешней силы.
Когда два упругих тела приходят в ооприкосноъение,
у них образуется общая поверхность — поверхность
сжатия. Даже будучи малой, она играет определяющую роль,
так как от того, как распределены по ней нагрузки,
зависит распределение деформаций и напряжений во всем
объеме соприкасающихся тел. Между прочим, именно это
обстоятельство и обусловливает применимость метода
потенциала в области упругости: события на небольшом участке
определяют картину изменений во всех остальных частях
пространства. Сходство уравнений упругости с
уравнениями электромагнетизма позволяло рассчитывать на успех не
только в качественном, но и в количественном описании
процесса. Герц показал, что это ожидание в полной мере
оправдывается.
Задача, стоявшая перед ним, заключалась в том, чтобы
правильно применить метод теории потенциала в условиях
соприкасающихся упругих тел и найти решения
получающихся при этом весьма сложных дифференциальных
уравнений. Он успешно сделал и то и другое [V, 157— :170;
VI, 174—190]. В результате были получены решения
уравнений в общем виде и для некоторых конкретных задач.
Среди примеров, рассчитанных им, наиболее интересны,
пожалуй, следующие: радиус круга сжатия в случае
стального шара, лежащего на жесткой горизонтальной плоскости,
тем большее относительно радиуса шара, чем больше этот
последний радиус, и становится равным ему при радиусе
1000 км [V, 167]; два стальных шара, каждый размером с
Землю, столкнувшись с начальной скоростью 1 см/сек,
находились бы в соприкосновении 27 часов [V, 171].
26

Выводы этой теоретической работы также были
подвергнуты экспериментальной проверке. Опыты ставились
с телами, покрытыми сажей. Приводя такие тела в
соприкосновение и определяя затем под микроскопом форму и
величину отпечатков, Герц подтвердил свой вывод о росте
размера поверхности сжатия пропорционально
кубическому корню из давления, о формах поверхности сжатия при
соприкосновении двух цилиндров под разными углами друг
к другу и о зависимости величины поверхности сжатия от
модуля упругости материала [VI, 187—190].
О своей теоретической работе но соприкосновению
твердых упругих тел Герц сделал сообщение на заседании
физического общества 21 января 1881 г. Работа привлекла
внимание специалистов. Она была рекомендована к
опубликованию в техническом журнале [письмо от 17.3.1881];
по просьбе предстаъителя землемерной комиссии Герц на
основе своих формул рассчитал деформацию
триангуляционных приборов [письмо от 4.5.1881]; директор Берлинской
обсерватории поздравил его и пожелал с ним
познакомиться [письмо от 1.5.1882]. Интересный спор в связи с этой
работой произошел у Герца с Кирхгофом. Кирхгоф, как и
Гельмгольц, не слышал доклада Герца, но познакомился с
работой по просьбе редактора математического журнала
Кронекера, которому Герц послал рукопись ее. Дав в
общем положительный отзыв, Кирхгоф все же внес в
рукопись много исправлений. Герц не согласился с ними.
Кирхгоф настаивал. По мнению Герца, Кирхгоф лишь
другими словами утверждал то же самое, что было сказано им
самим. Не желая, однако, раздражать учителя, он принял
некоторые его выражения, не менявшие смысла [письмо от
4.5.1881], а некоторое время спустя обнаружил, что
Кирхгоф сам допустил ошибку там, где он, по его мнению,
исправил ошибку Герца [письмо от 30.6.1881].
Хорошее согласие теории с опытом и интерес,
проявленный специалистами к его работе, побудили Герца
продолжить разработку тех же вопросов и, в частности, дать
новое определение твердости тел. Твердость оказалась как
будто простым, но в действительности трудно
определимым свойством тел. По выражению Герца, «о сущности
этого свойства наука имеет примерно столь же ясное, т. е.
совершенно темное представление, как и любой дилетант»
[письмо от 9.5.1882]. Все прежние определения и способы
измерения этого свойства были относительными, т. е. вы-
27

ражали твердость одного тела через твердость другого, и к
тому же крайне нестрогими и несовершенными. Герц
попытался определить твердость тела абсолютно — как
прочность в отношении упругой деформации при условии
сохранения круговой поверхности сжатия [VI, 190—195]. Он
привел ряд теоретических доводов в пользу такого
определения, но попытки применить его на практике почему-то —
то ли из-за грубости опытов, то ли по причине
неоднородности образцов — окончились неудачей: результаты
измерения твердости стекла по деформации стеклянной
пластинки под действием стальной линзы, по деформации,
испытываемой стеклянными шарами при столкновении, и по
фигурам трещин в тонких стеклянных палочках имели
разные значения [VI, 195—196].
Еще в одной теоретической работе по упругости Герц
рассчитал распределение сил давления в круглых
цилиндрах, в частности в цилиндре, зажатом между двумя
параллельными плитами (в таком положении находятся,
например, опорные валики металлических мостов). Здесь ему
снова пришлось решать и исследовать решение сложного
дифференциального уравнения. Он выяснил направления
главных, т. е. максимальных и минимальных, давлений,
установил распределение сжатий и напряжений; между
прочим, нашел, что в указанном примере сжатие в центре
цилиндра в 6/л; раз больше, чем в случае равномерного
распределения нагрузки по диаметру [XIV].
Пользуясь в теории упругости методами
электродинамики, Герц, однако, нигде этого явно не подчеркивает,
считая, по-видимому, такой прием общеизвестным. Отсюда
некоторая парадоксальность изложения им своих работ. Так,
в работе V, говоря о сжатии упругих тел, он подробно
останавливается на том, как происходит этот процесс, какие
деформации и напряжения возникают в телах, как они
описываются. И вдруг, переходя к выяснению условий
равновесия тел, заявляет: «Пусть Ρ — функция,
удовлетворяющая внутри тела уравнению Δ Ρ = 0. В частности, мы
будем считать Ρ потенциалом некоторого количества
электричества, распределенного по конечной части плоскости ζ =
= 0» [V, 160]. У неподготовленного читателя неизбежно
возникает недоуменный вопрос: причем тут электричество?
Ведь речь идет о чисто механических явлениях и, уж
конечно, автор не имеет намерения входить в
микроструктуру рассматриваемых тел. Возможно, для некоторых чи-
28

тателей этот вопрос так и остался загадкой. В работе VI
Герц ограничивается указанием: «Функция Ρ имеет
простой смысл в теории потенциала: она представляет собой
потенциал бесконечно сплюснутого тяжелого эллипсоида,
совпадающего в данном случае с поверхностью сжатия»
[VI, 176].
Из оказанного как будто следует, что вопросы
методологии науки в тот период не занимали Герца. Параллелизм
в математическом описании столь различных по существу
физических явлений, как электромагнитные и упругие
явления, интересовал его только с сугубо практической точки
зрения — как средство для решения той или иной задачи
из одной области методами, развитыми в другой. Поэтому
мы не найдем у него и замечаний о тех пунктах, в которых
теория электромагнетизма отличается от механики упругих
сред. А между тем именно в этих пунктах проявляется
специфика жаждой дисциплины, и без понимания того,
имеется в данном пункте совпадение или отличие, нет
полного знания ни той, ни другой.
Кстати, это обстоятельство необходимо иметь в виду и
при оценке научного вклада в электродинамику ученых,
работавших в области механики. Без специального анализа
результаты из одной области науки не могут и не должны
переноситься в другую. Об этом приходится напомнить в
связи с тенденцией некоторых советских историков
физики считать Умова, работавшего в области механики,
предшественником Пойнтинга в его работах по переносу
энергии электромагнитного поля. Можно еще заметить, что,
встав на путь отыскания в механике аналогов
электродинамических открытий, мы, поскольку теория упругих сред
предшествовала теории электромагнитного поля, не
оставим в истории электродинамики места для
самостоятельного и самобытного творчества, и это, несомненно, было бы
неправильным.
Рассмотренные в настоящем параграфе теоретические
работы Герца предопределили один из самых блестящих
успехов, с которыми связано его имя в истории
электродинамики. Поэтому мы еще раз вернемся к ним в гл. IV, § 3.
29

§ 3. Электрический гистерезис бензина
и испарение ртути
Усиленное занятие теоретическими вопросами при
подготовке докторской диссертации не прошло для Герца
бесследно: он испытал что-то вроде переутомления и
антипатии к теории. «Никакого желания работать
теоретически» — сообщал он родителям вскоре после защиты
диссертации [письмо от 20.2.1880]. Он ищет тему
экспериментальной работы, надеясь «найти предмет столь же благодарный,
как прежний» [письмо от 10.2.1880]. Этот обычай
чередовать теоретические и экспериментальные занятия он
сохранит на всю жизнь и не раз будет отмечать его
благотворное влияние на продуктивность своей работы и на свое
общее духовное состояние.
На этот раз Гельмгольц уже не сопровождает его в
поисках новой темы. После корректной, но тем более
чувствительной размолвки между учителем и учеником в случае
с большой призовой темой, учитель навсегда оставил
ученика своими попечениями в этой части. Предоставленный
самому себе Герц ориентируется на тематику работ,
ведущихся в Физическом институте, и примыкает то к одному
направлению, то к другому. Ассистент Физического
института Гизе занимался изучением остаточной поляризации
диэлектриков и разработал новый метод точного анализа
этого свойства. Герц тоже занялся изучением остаточной
поляризации диэлектриков, применив метод Гизе. Другой
ассистент Физического института, Хаген, изучал испарение
жидкостей и построил новый тип гигрометра. Герц тоже
начал изучать испарение жидкостей и также построил
новый тип гигрометра.
Широко известна способность металлов, будучи
намагниченными, сохранять длительное время свойство
намагниченности. Менее известна способность диэлектриков,
будучи поляризованными, сохранять некоторое время
свойство поляризованности. Тем не менее такое свойство
существует, и мы будем по аналогии с магнитным
гистерезисом называть его электрическим гистерезисом.
Существовало мнение, что электрический гистерезис обусловлен
неоднородностью изолятора. На эту сторону дела и обратил
свое внимание Герц. Он подверг испытанию жидкие
изоляторы с различной степенью загрязнения. Жидкий
изолятор наливался в лейденскую банку, внешняя обкладка
30

которой соединялась с батареей, а внутренняя — с
чувствительным электрометром. Зарядив и разрядив
банку, Герц через некоторое время, порядка одной оекунды,
подключал ее как источник тока к электрометру. Если бы
диэлектрическая прокладка конденсатора не сохраняла
свойства поляризованное™ и с течением времени не
теряла его, прибор, очевидно, не давал бы показаний.
Следовательно, по показанию электрометра в данном случае можно
было судить о величине электрического гистерезиса [XIII,
279-281].
Вначале новая работа с головой захватила Герца. «Я
сижу в лаборатории с 9 утра до 9 вечера», писал он 20
февраля 1880 г. В напряженном труде прошли конец зимы,
весна, начало лета. Работа явно затягивалась, но Герц по-
прежнему не теряет надежды получить интересный
результат [письмо от 29.5.1880]. Но вот и лето в разгаре, а он
все сидит в душной лаборатории и кипятит необходимые
ему по ходу дела серу, шеллак, смолу, бензин. Занятие,
конечно, мало приятное, тем более, что удовлетворительные
результаты перемежаются с противоречивыми [письмо от
1.7.1880]. Наконец, Герц сдается: работа вызывает у него
«отвращение и скуку», пишет он родителям, и он хочет
отложить ее до осени с тем, чтобы взяться за нее с новыми
силами (письмо от 8.7.1880]. Но продолжить эту работу
осенью Герцу было не суждено: с осени 1880 г. он, по
предложению Гельмгольца, начал работать ассистентом
Физического института, и новые обязанности поглотили все его
свободное время. Лишь полгода спустя, 27 мая 1881 г., он
сделал об этой работе доклад в Физическом обществе, а к
опубликованию подготовил ее еще спустя два с лишним
года. За это время он успел потерять запись своих
результатов, и измерения по его просьбе повторил студент Гейне.
Измерения производились уже только с бензином, который
Герц счел наиболее подходящим для данных
исследований и по величине сопротивления и по величине
гистерезиса.
ιΒ результатах, полученных Герцем и воспроизведенных
Гейнсом, особенно интересна зависимость сопротивления
и остаточной поляризации бензина от времени работы
лейденской банки на протяжении, примерно, суток. Как
выяснилась, в первые минуты работы остаточная поляризация
велика, порядка 10% первоначальной поляризации,
сопротивление же, напротив, мало. Примерно через полчаса
31

остаточная поляризация заметно уменьшается, а
сопротивление увеличивается. К исходу суток, когда бензин еще не
совсем испарился, практически исчезли и гистерезис и
проводимость. Если предположить, что в процессе опыта
однородность бензина автоматически восстанавливалась, то это
согласуется с гипотезой о гетерогенном происхождении
электрического гистерезиса изоляторов. О правильности
такого предположения особенно убедительно
свидетельствовал следующий факт: первоначальные свойства бензина
восстанавливались, если бензин взбалтывали, или
переливали, или продували через него воздух, или погружали в
него различные предметы, примешивали к нему порошок
или делали еще что-нибудь подобное. Наконец,
дистиллированный бензин в чистом сосуде с самого начала вел себя
как хороший изолятор с ничтожной остаточной
поляризацией. Поскольку, однако, сопротивление некоторых сортов
бензина менялось с течением времени и в незаряженной
лейденской банке, приходилось предполагать, что такие
сорта относятся к типу суспензий, а остальные — к типу
растворов. Следовательно, разные сорта бензина
неоднородны по-разному [ХШ, 282—283].
Специальными исследованиями Герц постарался
исключить хотя и маловероятное, но все-таки возможное
объяснение наблюдаемых показаний электрометра не гистерезисом
изолятора, а свободным электричеством, проникшим в
изолятор.
Один из опытов строился таким образом. В тот
момент, когда к конденсатору подключался электрометр,
бензин из конденсатора выливался. Если бы остаточное
действие обусловливалось свободным электричеством, стрелка
электрометра отклонилась бы в сторону, противоположную
обычной. Но, как убедился Герц, направление отклонения
стрелки не менялось [ХШ, 283—284].
Став ассистентом Физического института Берлинского
университета, Герц получил в свое распоряжение
прекрасно оборудованную физическую лабораторию, может быть,
лучшую лабораторию того времени. Как перед
исследователем, перед ним открылись широчайшие возможности.
Образно говоря, он оказался в положении ребенка,
попавшего в большой магазин игрушек, и его духовное
состояние в тот момент действительно напоминало состояние
восхищенного ребенка. Он хотел бы заняться сразу всем, его
голова забита планами, которых так много, что они меша-
32

ют друт другу. «Мне теперь труднее, чем прежде,
сосредоточиться на какой-нибудь определенной работе. Их много·
у меня в голове, и так как я имею средства для
осуществления их всех, то я то думаю об одной работе, то готовлю
приборы для другой. Ни меня, ни моего времени не хватит
на все те опыты, которые я хотел бы поставить с
приборами, находящимися в моем распоряжении <...). Я мог бы
сделать очень многое, если бы приобрел способность
работать в десять раз быстрее, чем прежде. Но так как это,
к сожалению, невозможно, то приборы будут использованы
мною далеко не полностью» [письмо от 27.11.1880].
Тем не менее в начал© своей ассистентской
деятельности Герц занимался почти исключительно теорией. Иначе
говоря, богатейшая лаборатория, в которую он получил
доступ, совершенно не использовалась им. Все свободное от
учебных занятий время он проводит в своей комнате с
карандашом в руках, разрабатывая уже известные нам
вопросы теории упругости. Мы можем, следовательно, сказать,
что логика развития идей, содержавшихся в его
докторской диссертации, оказалась сильнее внешних
обстоятельств и увлекла мысль Герца в какой-то степени даже
против его желания по руслу, оставлявшему
неиспользованными на редкость благоприятные экспериментальные
возможности. Кроме того, по-видимому, определенную роль
сыграла и потребность периодически переходить от
экспериментальных занятий к теоретическим и наоборот
(напомним читателю, что перед этим Герц был занят
утомительными и затянувшимися опытами с жидкими
изоляторами) . Что касается одновременной работы по нескольким
темам, то она исключалась из-за недостатка времени и
из-за желания Герца сконцентрировать свои силы на
каком-то одном участке работы [письмо от 7.1.2.1880].
Когда теоретические работы по электромагнетизму и
упругости были закончены, по всем пунктам следовало, что
Герц должен был заняться экспериментальной работой. Но
какой? Конечно, прежде всего, следовало бы закончить
работу с бензинам, но она так надоела, что он не хотел пока
к ней возвращаться. Новая тема, которой он занялся, как и
старая, была навеяна исследованиями сотрудников
Физического института.
Герц как новый ассистент Гельмгольца был встречен и
введен в курс своих новых обязанностей одним из старых
ассистентов Физического института, Хагеном. Хаген дру-
33

жесКи отнесся к Герцу, и Герц почувствовал к нему
симпатию. Уже после первого знакомства он выразил желание
«сделать с ним много общих работ» [письмо от 24.10.
1880]. Этого сделано не было (кстати, у Герца вообще нет
ни одной работы, выполненной совместно с кем-нибудь из
коллег), но попытки работать над теми же проблемами, над
которыми работал Хаген (испарение жидкостей и
влажность воздуха), были. Начало работы Герца над проблемой
испарения приходится на весну 1881 г., но вплотную
он занялся ею осенью того же года. ι15 октября он
сообщил родителям: «Целиком бросил себя на работу об
испарении».
Общая картина процесса испарения жидкости была к
тому времени ясна, и только некоторые детали ее еще
нуждались в доработке. Так, было установлено, что скорость
испарения жидкости при любых условиях не может
превышать некоторой конечной величины, равной средней
скорости молекул насыщенного пара при температуре
поверхности данной жидкости, но экспериментально
существование такого предела не было доказано. Кроме того, расчет
скорости испарения разными методами, как показал Герц,
приводил к неодинаковым результатам. Например,
скорость испарения с плоской поверхности жидкости могла
быть рассчитана на основе кинетической теории газа и на
основе термодинамики. Максимальная толщина слоя ртути,
способной испариться за одну минуту при температуре
насыщенного пара 100°, по первому методу получалась
равной 0,54 мм, а по второму —0,7 мм [VIII, 187—193].
Опыт Герца состоял в определении количества
испарившейся жидкости за данный промежуток времени при
данных значениях температуры на поверхности жидкости и
давления над ней. Измерение количества жидкости не
составляло большой трудности: пар из колбы с
исследуемой жидкостью отводился в холодильник, где превращался
в жидкость, которая скапливалась в тонкой вертикальной
трубке. По высоте столбика жидкости в трубке,
измеряемого катетометром, определялось ее количество. Главная
трудность опыта состояла в точном измерении
температуры и давления. Для суждения о процессе испарения важно
знать температуру на самой поверхности жидкости, так
как эта температура отличается от температуры выше
лежащих слоев пара и от температуры в глубине жидкости.
34

Малейшее изменение положения термометра почти
неизбежно искажает результат. Обходя эту трудность, Герц
применил плавающий термометр, т. е. измерял
температуру на некоторой глубине и затем вводил поправку.
Давление у поверхности жидкости отличается от давления
насыщенного пара очень незначительно, и точное
измерение этой разницы чрезвычайно затруднено. Герц
применил несколько типов манометров, но так и не достиг
желанной точности [VIII, 177—187].
Испытав несколько жидкостей, Герц остановился на
ртути, которая благодаря большой теплопроводности,
малой скрытой теплоте парообразования и способности
переносить высокие перегревы без закипания оказалась
особенно подходящей для измерений такого рода. В процессе
работы он трижды менял экспериментальные установки, все
более совершенствуя их. Но ни ртуть, ни улучшенная
установка не принесли успеха: ιπο-прежнему систематическая
ошибка оставалась больше наблюдаемой величины, не
позволяя тем самым прийти к какому-либо заключению [VIII,
187].
Эмоциональная сторона этих трудов Герца отражена в
его письмах родителям. Выполняя эту работу, он пережил
все фазисы настроения, от воодушевления до
разочарования. «Работа принесет мне радость, если оправдает те
надежды, которые я возлагаю на нее», писал он 2 ноября
1881 г. Такое настроение сохраняется три-четыре
месяца. Затем появляется первое разочарование: выяснилось,
что «большая часть усилий или даже все» потрачены
даром, так как были допущены ошибки, из-за которых
«прекрасный положительный результат превратился в
совершенно отрицательный» [письмо от 10.3.1882]. Еще через
месяц уже нет сомнения, что работа не удалась, оказалась
«ничуть не похожей» на то, на что надеялся Герц вначале
[письмо от 1.5.1882]. Наконец, еще полтора месяца спустя
он решает прекратить опыты и готовит для печати те
данные, которые удалось получить, замечая при этом: «Эта
работа так стесняет меня, что я даже рад, что не нужно
обрабатывать ее в ее первоначальном объеме» [письмо от
13.6.1882].
Экспериментальную установку Герц использовал для
измерений давления насыщенного пара ртути при
температуре выше 100°, поскольку у него появилось сомнение в
правильности принятых тогда в литературе данных Реньо.
35

Эти измерения Герца явились дополнением к измерениям
Хагена в области температур ниже 100°. При расчетах
Герц пользовался введенной им самим формулой,
устанавливающей связь между давлением и температурой. Затем
он обнаружил, что ту же формулу несколько ранее его
вывел Калачек [IX].
Попутно с опытами по испарению Герц построил
гигрометр. К тому времени существовали гигрометры многих
типов, отличавшиеся друг от друга и принципом действия,
и конструкцией, и областью применения. Герц предложил
совершенно новый тип прибора: влажность измерялась по
весу какого-нибудь неорганического гигроскопического ве-
щества, например водного раствора хлористого кальция,
поглощающего или отдающего воду в зависимости от
влажности окружающего воздуха. Зная вес раствора и
температуру воздуха, можно определить абсолютную влажность
воздуха. Относительную влажность можно замерять без
учета температуры, так как отношение давления
насыщенного пара над раствором солей к давлению насыщенного
пара над поверхностью воды почти не зависит от
температуры.
Гигрометр Герца имел вид крутильных весов, на
одном коромысле которых укреплялся кусок смоченной
гигроскопическим раствором папиросной бумаги. По мере
повышения влажности это коромысло опускалось, и угол
его наклона указывал величину влажности. Показания
можно было снимать через 10—45 минут после изменения
влажности. Недостатком этой конструкции было то, что
при большой влажности на бумаге образовывались капли,
которые при неосторожном обращении легко
стряхивались. Такого недостатка не было у конструкции,
предназначенной для измерения среднего значения влажности за
длительный срок (дни и недели): гигроскопический
раствор наливался в сосуд, но зато при снятии (Показаний
прибора требовалось точное взвешивание сосуда [VII].
Заинтересованность Герца измерениями влажности
приходится на январь — февраль 1882 г.; 20 января он
сделал доклад о своем гигрометре в Физическом обществе,
а в письме к родителям подробно описал процесс
изменения влажности при проветривании жилых комнат в
зимнюю пору [письмо от 2.2.1882].
Оба исследования, изложенные в этом параграфе, не
оправдали надежд, которые возлагал на них Герц; их по-
36

этому можно назвать неудачными. В истории
формирования Герца как ученого они в значительной степени —
случайные эпизоды, не подготовленные его
предшествовавшими работами и не повлекшие за собой продолжения. В
обоих случаях Герц, выйдя из-под контроля профессора,
испытал влияние ассистентов и, как можем мы теперь сказать, в
обоих случаях вступил на неблагодарный путь. В то же
время обе работы оказались хорошей школой для Герца,
закалили его для борьбы с неудачами в работе. Он на
собственном опыте осознал, что изучаемое явление всегда
может оказаться сложнее, чем было принято думать, и даже
самый подкупающий вначале результат в дальнейшем
может превратиться в никуда негодный. Эти работы в
большей мере, чем предыдущие, приучили его к упорному
труду, к величайшей осторожности в выводах, к
многократному повторению каждого измерения. Несмотря на малую
результативность, обе работы поражают обстоятельностью, с
которой они были выполнены. Герц с полным правом мог
сказать, что сделал все, что мог, и не его вина, что
результаты не соответствовали затраченным усилиям.
§ 4. Электрический разряд
в разреженных газах
Изучение электрических разрядов в разреженном
пространстве стеклянных трубок красной нитью проходит
через всю физику второй половины XIX в. Явление
газового разряда оказалось настолько многосторонним и
сложным, что работы хватило многим и на многие годы.
О том, каким широким фронтом шло исследование
газового разряда, говорит даже такой чисто внешний факт:
запаянные стеклянные трубки с электродами, служившие
для изучения газового разряда, одни ученые называли
«трубками Гейслера», другие — «трубками Гитторфа»,
третьи — «трубками Крукса». Редкий физик последней
четверти XIX в. не уделил части своего времени
исследованию или обсуждению этого интересного, красивого и
важного физического явления. Не избежал общей участи
и Герц.
Первое документальное сообщение о занятиях Герца
явлениями газового разряда относится к 29 июня 1882 г.
В письме с этой датой он сообщает, что «весь день, с утра
до вечера, занимался световыми явлениями в разрежен-
37

ных газах в так называемых трубках Гейслера». Он
продолжает заниматься ими и в июле. Работа все более
увлекает его несмотря на то, что за окном — летняя жара, ему
же приходится сидеть в темной комнате. Утешением для
него, по его словам, служит «светящийся стеклянный
колокол, в котором газ под влиянием разрядов ведет себя
как сумасшедший, демонстрируя чудеснейшие, многооб-
разиейшие и красочнейшие явления <...). Вид вокруг меня
такой,— добавляет он,— как в кухне волшебника» [письмо
от 10. 7.1882].
К тому времени, когда Герц занялся газовым
разрядом, основные наблюдения над этим явлением в наиболее
простых условиях опыта уже были сделаны и успех
дальнейшей работы во многом зависел от изобретательности
экспериментатора. Варьировались условия и способы
создания разряда, менялись форма трубок и их размер,
испытанию подвергались различные газы при разном
давлении, применялись разные электрические напряжения от
разных источников тока, объектами исследования
служили как световые, так и электрические и магнитные
эффекты. Это был научный поиск в полном смысле слова.
Перед учеными лежала «неизвестная страна», во многом еще
таинственная, в ряде пунктов уже противоречивая, но
безусловно и во всем — неотразимо привлекательная.
Одних ученых ожидали в этой стране неудачи и
заблуждения, других — блистательные победы, кто-то пошел по
бесперспективному пути, кому-то, напротив, суждено
было выйти к ключевым позициям.
Первые шаги Герца были неуверенными и делались
без ясно понимаемой цели. «Я кружусь,— писал он,— без
определенного метода на уже исследованной почве,
узнавая известное, повторяя опыты других и, вообще, ставя
опыты, которые попадаются под руку» [письмо от 29. 6.
1882]. Постепенно его работа становится более
целенаправленной и явно приобретает характер изобретательства.
Наиболее интересные результаты он получил на
установке следующего типа. Небольшая стеклянная трубка имела
только один электрод, а с другой стороны была открыта.
Она помещалась в другую стеклянную трубку, в которой
размещался переносный второй электрод. С помощью
такого устройства Герц оказался в состоянии заметить
эффект, который до того еще не был никем замечен или, по
крайней мере, не был описан в печати. Когда переносный
за

Электрод располагался вблизи открытого конца малой
трубки, при включении тока из нее вырывалось цветное
пламя, окраска которого зависела от рода газа,
наполнявшего трубку, а форма — от давления в трубках, но в
общем, всегда напоминая струю воды из брандспойта. Герц
установил, что пламенные языки возникают не вдруг, а
постепенно: появившись у открытого конца трубки, они
распространяются со скоростью примерно 2 м/сек,
причем голова пламени еще блестит в то время, когда хвост
его уже угас. Пламя нагревало тела, на которые падало,
и приводило во вращение поставленную на его пути
вертушку. Боковой ветер сдувал его в сторону [XI, 81—82].
Казалось естественным считать пламя потоком
раскаленных газов, вырывающихся из малой трубки (область
повышенного давления) в большую (область более
низкого давления). Тот факт, что вид пламени почти не
изменялся при переключении полюсов батареи, подтверждал
это заключение. Но если бы оно было верно, вид пламени
не должен был меняться и тогда, когда отверстие в малой
трубке находилось сбоку; Герц же установил, что в этом
случае пламя хотя и появляется, но оно гораздо слабее.
Значит, в явлении определенную роль играло и
направление разряда. Опыт с двумя шарами в воздухе
окончательно доказал это: во время разряда между ними также
появлялось пламя и только в продольном направлении [XI,
84-85].
Явление, которое наблюдал Герц, в то время не
получило полного объяснения. Доклад о нем в Физическом
обществе вызвал оживленную дискуссию [письмо от 11.2.
1883]. В настоящее время мы можем, по-видимому,
утверждать, что Герц в этих опытах наблюдал сильную
ионизацию газов, создаваемую катодными и тогда еще не
открытыми каналовыми лучами.
Сосредоточиться на более специальных вопросах
газового разряда и разобраться в литературе по этому
предмету Герцу помог Гольдштейн, признанный авторитет
того времени в области газового разряда [XII, 782, прим.].
Таких вопросов оказалось два: структура тлеющего
разряда и связь между его световыми и электрическими
свойствами. К началу 80-х годов XIX в. об электрическом
разряде в разреженном газе было известно следующее:
разряд состоит, по крайней мере в основном, из потока
светящихся лучей, выходящих из катода нормально к
39

его поверхности (отсюда название луч ой: катодные); эти
лучи отклоняются магнитом подобно упругому
проводнику с электрическим током, закрепленному на одном
конце; -падая на флюоресцентные вещества, они заставляют
их светиться. Что представляют собой катодные лучи и
какова их структура, известно не было. В частности, не
знали, сохраняется ли непрерывный, характер катодных
лучей при любой, сколь угодно малой интенсивности, или,
начиная с некоторого значения интенсивности, лучи
приобретают дискретную структуру. Ответ на этот вопрос
помог бы, очевидно, составить представление о природе
катодных лучей. Точно так же не знали, указывает ли
трасса катодных лучей только путь света или и путь
электрического тока. Поведение катодных лучей в магнитном
поле говорило как будто в пользу последнего
допущения, но ведь известно, что магнитное поле вращает
плоскость поляризации света, хотя световой луч ни в коем
случае не может быть отождествлен с электрическим
током.
Подготовку к работе Герц начал с постройки
большой, в тысячу элементов Планте, батареи. Постройка
началась в июле, а была закончена после летних
каникул, в сентябре 1882 г. Все приходилось делать своими
руками, и Герц в этот период был похож, по его
собственному признанию, на фабричного рабочего, который по
тысячу раз повторяет одну и ту же операцию: то часами
сверлил отверстия, то часами сгибал свинцовые
пластины, то часами полировал их и т. д. [письмо от 6. 9. 1882].
Как только батарея была готова, Герц приступил к
опытам. К сожалению, через несколько дней батарея по
непонятным причинам вышла из строя. Правда, вскоре ее
удалось восстановить и даже улучшить [письмо от 7.10.
1882] и опыты продолжались. Еще некоторое время
спустя батарея опять села, и на этот раз уже окончательно.
Заканчивать опыты пришлось с малой батареей, точнее
с индуктором [XII, 785]. Не исключено, что это
обстоятельство оказало на результаты опытов более пагубное
влияние, чем можно было предполагать.
Прежние исследования структуры катодных лучей
малой интенсивности, производившиеся главным образом
методом вращающегося зеркала, привели к выводу о
прерывистом, дискретном строении катодных лучей, т. е. к
представлению о катодных лучах как о последователь-
40

ности отдельных разрядов. Герц задался целью проверить,
нельзя ли получить разряд, который был бы несомненно
тлеющим и в то же время при самых тонких методах
исследования не обнаруживал бы следов разрывности.
Оказалось, это вполне возможно, причем доказать
отсутствие прерывности Герц смог шестью разными способами,
не считая некоторых косвенных доказательств. Вот суть
каждого из них. Первый способ: разрядная трубка
включается в первичную цепь индуктора, во вторичную цепь
которого включен динамометр, т. е. амперметр
индукционного действия. Если бы трубка давала прерывистый ток,
динамометр фиксировал бы наличие тока во вторичной
цепи; в действительности он оставался бездеятельным
[XII, 788]. Второй способ: в цепь трубки последовательно
включаются гальванометр и динамометр и отмечаются их
показания; затем те же приборы включаются в цепь
батареи постоянного тока и подбирается ток, при котором
гальванометр дает прежнее показание. Если бы ток в трубке
был прерывистым, показание динамометра во втором
случае отличалось бы от его первоначального показания —
такого различия заметить не удалось [XII, 789]. Третий
способ: собирается схема моста Уитстона, одно плечо
которого выполнено в виде спирали, т. е. обладает
большой индуктивностью, а в диагональ включен динамометр;
мост уравновешивается с помощью постоянного тока;
затем ток к мосту подводится через (разрядную трубку. Если
бы этот ток был прерывистым, равновесие моста
нарушилось бы за счет переменной части тока и динамометр
отметил бы это — ничего подобного не произошло [XII,
789—790]. Четвертый способ: собирается мост Уитстона,
все четыре плеча которого имеют большое сопротивление
и малую индуктивность (в опыте Герца применялись
жидкие электролиты), а в диагональ включается
чувствительный электроскоп (Герц включал электроскоп с
золотыми листочками и наблюдение за ними вел в
микроскоп) ; мост уравновешивается, когда ток к нему
подводится через разрядную трубку; после этого одно из плечей
моста закорачивается конденсатором большой емкости.
Если бы ток в мосту был прерывистым, конденсатор
практически замыкал бы одно плечо для его переменной части
и, значит, равновесие моста нарушалось бы и электроскоп
заряжался — этого не происходило. Для проверки
эффективности способа Герц пропустил через мост ток той же
41

силы, во с 2000 разрывами в секунду. Листочки
электроскопа разошлись тотчас же, как был подключен
конденсатор. Верхний предел чувствительности установки бъит
определен в насколько сот тысяч перемен тока в
секунду [XII, 790—792]. Пятый способ: электроскоп подключался
к катоду разрядной трубки листочками —
непосредственно, а обкладкой — через большое сопротивление. Если бы
ток в трубке был прерывистым указанной выше частоты,
создаваемые им в сопротивлении электрические волны
нарушали бы одновременное равенство потенциалов
листочков и обкладки, и листочки расходились бы; в
действительности они оставались в покое. Подключение
прерывистого тока и здесь дало явно наблюдаемый эффект.
Верхний предел для частоты тока в трубке был установлен
примерно в 50 000 000 перемен в секунду [XII, 792—793].
Шестой способ: параллельно с работающей разрядной
трубкой включается конденсатор, в цепи которого имеется
кусок тонкой проволоки; изменение длины последней при
нагревании фиксируется специальным прибором. Прибор,
построенный Герцем, состоял из вертикально подвешенной
стальной проволочки с зеркальцем, перпендикулярно к
которой в виде двух растяжек припаивались с разных
сторон серебряные нити. Другие концы нитей прикреплялись
к клеммам рамки. С помощью стальных нитей, на которых
висела стальная проволочка, она могла быть закручена до
состояния натяжения серебряных нитей. Когда через
нити пропускался ток, они нагревались и удлинялись,
позволяя тем самым стальной проволочке закрутиться на еще
больший угол. Зеркальце обеспечивало точный отсчет
угла поворота. Как убедился Герц, наблюдаемым было
изменение температуры уже на 7зо°· Применение
системы рычагов для увеличения угла поворота зеркальца
увеличило точность прибора в 10 раз, но сделало его
показания менее надежными [X]. В условиях опыта Герца
особые достоинства описанного приспособления
заключались в малом сопротивлении и исчезающе малой
самоиндукции серебряных нитей, составлявших часть цепи
конденсатора. Если бы ток в разрядной трубке был
прерывистым, часть его проходила бы через цепь
конденсатора, а следовательно, и через серебряные нити, и
зеркальце поворачивалось бы; но оно продолжало покоиться.
Прерывистый ток приводил его в движение. Учтя, что
тепловой эффект прерывистого тока в два раза меньше, чем
42

непрерывного, Герц определил, что верхняя граница
частоты: тока в разрядной трубке соответствует нескольким
миллиардам перемен в секунду [XII, 793—794].
Как видим, несмотря на неистощимую
изобретательность Герца, все его попытки заметить дискретность
электрического разряда оказались тщетными. С полным
нравом он мог сделать вывод о непрерывном характере
разряда. Этот вывод он подкрепил критикой некоторых
представлений сторонников дискретности [XII, 796—797].
Впоследствии, уже после смерти Герца, выяснилось, что
катодные лучи имеют все-таки дискретную структуру,
состоят из отдельных движущихся электронов, но
степень их дискретности настолько тонка, что ее нельзя
заметить теми (по преимуществу индукционными)
методами, которыми пользовался Герц: дискретность катодных
лучей была установлена по их поведению в
электрическом и магнитном полях.
Интересно, что Герц отнюдь не был чужд этого
последнего метода, более того, он применил его в той же
работе при выяснении соотношения между световыми и
электрическими свойствами катодных лучей, но, к
сожалению, и здесь не имел успеха.
Некоторые факты того времени заставляли
предполагать отсутствие связи между световым лучом и
электрическим током в газоразрядной трубке. Например, было
известно, что катодные лучи всегда нормальны к
поверхности катода, где бы ни располагался анод, тогда как ток,
очевидно, должен менять свое направление с изменением
местоположения анода. Герц задался целью внести
полную ясность в этот вопрос. Но как это сделать?
В интересах Герца было, очевидно, по возможности
полнее отделить светящийся пучок от электрического
тока. Нормальность катодного луча к поверхности катода
подсказывала способ такого отделения: надо было,
изготовив катод в форме диска с отверстием посредине, анод
в форме булавочной головки поместить в центр диска
(рис. 4). Тогда лучи пойдут вдоль трубки, а ток потечет
по радиусам, симметрично оси трубки. В магнитном
отношении такой ток эквивалентен замкнутому круговому
магниту, внешнее действие которого равно нулю.
Значит, магнитное действие тока при данной конструкции
трубки исключается, и если, тем не менее, вблизи трубки
будет наблюдаться магнитное поле, его придется припи-
43

сать светящемуся пучку, подтвердив тем самым
гипотезу о неразрывной связи катодного луча с катодным
током [XII, 800-801].
Герц построил трубку с указанным расположением
электродов и исследовал магнитное поле вокруг нее с
помощью маленького магнитика, подвешенного на нити.
Хотя он тщательно исследовал поле во всех
направлениях — по радиусу, по касательной к диску и вдоль трубки,
ни в одном положении магнитная стрелка не испытывала
■* +
Рис. 4
заметного отклонения. В то же время, когда анод
смещался из центра так, чтобы ток шел отчасти вдоль
трубки, стрелка отклонялась, как это и должно быть в поле
электрического тока. Из этих наблюдений Герц сделал
вывод, что магнитное действие светящегося пучка, если
оно вообще существует, не превышает 7зоо части того
действия, которое наблюдалось бы, если бы светящийся
пучок был образован носителями электрического тока [XII,
801].
Сейчас мы знаем, что этот вывод Герца неверен. Мы
знаем, что светящийся пучок в газоразрядной трубке
состоит из электронов, носителей электрического заряда,
движение которых рождает магнитное поле.
Причиной, помешавшей Герцу заметить магнитное
поле движущихся электронов, была, возможно, большая
концентрация остаточного газа в его трубке.
Концентрация остаточного газа еще не стала к тому времени
объектом пристального внимания экспериментаторов, а от нее,
как выяснилось впоследствии, существенно зависят
многие важные свойства газового разряда. В частности, при
большой концентрации катодный ток создает встречный
поток положительно ионизированных атомов, магнитное
поле которого отчасти компенсирует магнитное поле
катодного тока.
44

Ё изложенном опыте объектом наблюдения служили
видимые катодные лучи. Для того, чтобы иметь
возможность следить за распределением и невидимых линий
тока, Герц построил другую трубку, вернее камеру, так как
она имела форму плоского прямоугольного ящика, в
котором электроды по-прежнему располагались
благоприятным образом для отделения лучей от тока. Направление
линий тока определялось по их магнитному действию на
магнитную стрелку, подвешиваемую над ящиком в
разных точках. Предыдущий опыт позволял утверждать, что
поведение стрелки обуславливается именно током, а не
лучами. Отмечая положения стрелки, Герц получил
графики распределения силовых линий для нескольких
положений анода и катода. Один из таких графиков
показан на рис. 5. Поскольку линии тока явным образом не
совпали с катодными лучами (пунктирные линии),
Герц еще более укрепился в своем мнении об отсутствии
связи между током и лучами [XII, 801—804].
+ -
W/Ш
<шшяшшгшш
Рис. 5
ТгТ
Ja'a'.
Рис. 6
Комментируя эту часть опытов Герца, необходимо
заметить, что факт несовпадения силовых линий с
катодными лучами в действительности не имеет того значения,
которое придал ему Герц: это расхождение легко
объясняется большой скоростью вылетевших из катода
электронов. Но Герц, конечно, был далек от такого объяснения.
Правда, мысль о быстрых частицах, как показывает одно
его замечание, была не чужда ему, но он считал ее
невероятной [XII, 815].
45

Убедившись, как ему казалось, в отсутствии
электродинамического действия катодных лучей, Герц решил
выяснить, не оказывают ли они электростатического
действия.
Этот вопрос он изучил с двух сторон; сначала
попытался установить электростатическое действие самих
катодных лучей, а затем электростатическое действие на
них других заряженных тел. К сожалению, и на этот раз
он пришел к совершенно ошибочным результатам.
Оба опыта ставились с газоразрядной трубкой, анод
которой представлял собой металлическую сетку,
пропускавшую катодные лучи (рис. 6). Это позволяло получить
позади анода катодный пучок, удобный для исследования.
В первом опыте нижняя часть трубки помещалась в
металлический кожух, который подключался к
электрометру. Если бы катодные лучи несли с собой электрический
заряд, они вызывали бы поляризацию кожуха, и
следовательно, отклонение стрелки прибора. Ничего подобного
Герц не заметил. Однако, когда вместо трубки во внутрь
кожуха он ввел соединенный с катодом металлический
стержень, имевший ту же форму, что и катодный луч,
стрелка электрометра сильно отклонилась [XII, 810—812].
Во втором опыте на пути катодных лучей внутри трубки
помещался небольшой непрозрачный для них предмет,
а в нижнем конце трубки находился фосфоресцентный
экран. Сама трубка располагалась между пластинами
заряженного конденсатора. Если бы катодные лучи были
носителями электрического заряда, поле конденсатора
отклоняло бы их, а тень предмета на экране смещалась.
Ничего подобного Герц тоже не заметил, хотя действие
магнита на тот же катодный луч наблюдалось без труда
[XII, 812-813].
Неудачу двух последних опытов Герца следует
объяснить недостаточной чувствительностью использованного
им электрометра, в первом случае, и слабостью
электрического поля, которое он был в состоянии создать, во
втором. Способность катодных лучей заряжать тела, на
которые они падают, была установлена Перреном через 12
лет после описанных опытов, а отклоняемость катодных
лучей в электрическом поле наблюдалась Томсоном и Ви-
хертом еще двумя годами позже — в 1897 г.
Читатель, надо думать, согласится, что разобранная
работа Герца производит тяжелое впечатление. При не-
46

сомненном остроумии замысла опытов и трудоемкости их
выполнения Герц на все поставленные им вопросы
получил неправильные ответы и пришел к ложным выводам.
Суть позиции, в которой он укрепился в итоге своих
опытов, коротко можно выразить так: катодные лучи
непрерывны и ничего общего не имеют с электричеством.
Более ошибочную позицию трудно даже придумать. К тому
же Герц попытался развить ее; например, ввел понятие
катодных лучей, создаваемых током, в отличие от
обычных катодных лучей, создаваемых катодом [XII, 809];
упорно подчеркивал аналогию между магнитным
отклонением катодных лучей и магнитным вращением
плоскости поляризации света [XII, 807 и 816] и даже наметил
крылатую аналогию: катодные лучи не более связаны с
электричеством, чем свет с электрической лампочкой [XII,
814].
Легко представить, какая участь ожидала бы Герца
или любого другого ученого, если бы все его опыты
кончались такой же невообразимой какофонией. Такой ученый,
очевидно, вошел бы в историю физики как великий
путаник и неудачник, как новый, физический Дон-Кихот.
К счастью, такая участь не постигала еще ни одного
крупного ученого. Среди трудов Герца рассмотренная
работа тоже стоит особняком. Если попытаться определить,
что именно обусловило ее печальную исключительность,
то можно будет обратить внимание на два рода
обстоятельств.
Во-первых, данная работа Герца протекала в крайне
неблагоприятных условиях. Начать хотя бы с большой
батареи, на которую он затратил столько труда и которая
работала всего несколько дней. Далее, в то время Герц
испытывал упадок сил — физических (незадолго до
этого он болел так серьезно, что родители опасались за его
жизнь) и духовных (он чувствовал усталость,
разочарование, недовольство тем, что разменивается по мелочам).
Кроме того, с конца ноября 1882 г. он настолько увлекся
другими проблемами (теория морских течений и
плавания льдин), что практически не мог продолжать опыты с
газовым разрядом. В этой связи любопытно следующее:
в начале 1883 г. Герц намеревался выдвинуть работу по
газовому разряду на конкурс на должность доцента, для
чего ее надо было соответствующим образом оформить.
Однако поглощенность проблемой плавания тел не позшо-
47

ляла ему заняться чем-либо другим, и уже почти
накануне конкурса работа у него была «только в голове, и ни
одной строчки на бумаге» [письмо от 24.2.1883].
Во-вторых, дальнейший ход познания катодных лучей
заставляет признать, что имело место историческое
несоответствие между задачами, поставленными Герцем, и
средствами, имевшимися в его распоряжении. Вопросы,
поднятые Герцем, выяснились лишь спустя 10—15 лет и
увенчались таким эпохальным событием, как открытие
электрона. Для конца XIX в., отмеченного бурным
развитием физики, 15 лет — не малый срок, а открытие
электрона — событие, которое не может быть произвольным. Мы
вправе, следовательно, сказать, что Герц своей работой
пытался опередить историю на целый период научного
развития. Такое если и удается, то только при самом
благоприятном стечении обстоятельств, чего, как мы видели,
не было у Герца.
Заметим попутно, что в умении соразмерять
трудности поставленной задачи со своими возможностями
заключается одна из самых важных черт опытного
экспериментатора, обеспечивающая успех его начинаниям. Задаться
важной проблемой, вообще говоря, не представляет
большого труда, и ранняя эпоха духовного развития
человечества в изобилии представлена такого рода деяниями.
Но истинная наука началась именно с того момента, когда
было понято, что постановка задач должна диктоваться
не их важностью, а наличием средств исследования.
Между прочим, Декарт не мог принять идей Галилея, а
Бэкон Ньютона именно потому, что их разделяло разное
отношение к этой проблеме. Позже правильный подход
стал общим достоянием ученых, и существование другого
подхода давало о себе знать только в форме редких
рецидивов, которые обращали на себя внимание разве только
своей поразительной бесплодностью.
Пагубность ошибок, допущенных Герцем, не
замедлила сказаться на дальнейшем развитии этой области
знания: в среде физиков, особенно немецких, укрепился
ложный взгляд на катодные лучи как на волновой процесс
в эфире, и это значительно затормозило темпы познания
природы катодных лучей, а ближайшему ученику Герца,
Ленарду, стоило первенства в открытии электрона.
48

§ 5. Морские приливы, плавание тел
щ образование облаков
Еще во время экспериментальной работы с газовым
разрядом Герц начал задумываться над темами новых
теоретических работ, но чтобы не разбрасываться, он
откладывал их разработку. «Снова попались очень
интересные проблемы,— писал он,— но не вовремя, так
как я полностью занят своей батареей» [письмо от
25.11 Л 882].
Обращение Герца к теории после эксперимента уже
не удивляет нас, знающих, что чередование
экспериментальных и теоретических занятий было одной из
характерных черт его научной деятельности, но темы
теоретических работ, на которых он теперь остановил свое
внимание, не могут не вызвать некоторого недоумения. Одну
за другой он поднял и обсудил тему о потоках,
возникающих в морях под влиянием небесных тел и тормозящих
вращение Земли вокруг своей оси, и тему о тяжелых
упругих пластинках, плавающих на воде, благодаря
положенному на них грузу. Обе эти темы не находятся ни
в какой логической связи с предыдущими работами
Герца; столь же тщетно было бы искать в них зародыши его
последующих работ. Иначе говоря, обе эти темы (как и
те, что рассмотрены в § 3) в полном смысле слова
являются в творчестве Герца случайными.
Стихийность тематики новых научных работ Герца
вновь рождает представление об еще не определившемся
и не обретшем твердую почву исследователе. Вновь
приходится думать о нем как об ученом, который виде не
нашел своего места в науке, и его собственные
свидетельства подтверждают такое заключение. Например, в одном
из писем того периода он пишет: «За один день можно
придумать больше опытов и работ, чем сделать за целый
год. Прежде чем доведешь начатую работу до половины,
силы убывают и интерес переходит к другим предметам.
Так и идет у меня, мелочь за мелочью, и ничего большого
и целого. Можно было бы совсем разочароваться, если бы
у других дело не обстояло еще хуже» [письмо от 2.12.
1882].
Несмотря на случайный характер указанных
теоретических работ, они всецело захватили Герца. О первой из
них он писал: «У меня сейчас снова, как мне кажется,
49

очень красивый теоретический вопрос, который приносит
мне то радость, то огорчение,— теория потоков и морских
течений, а также пассатных ветров и т. п. По этим темам
у меня есть, мне думается, новые идеи, но я еще не
уверен, действительно ли новы они и правильны. Во всяком
случае занимают они меня исключительно. Последние
дни я всегда просыпаюсь в 5 часов утра, зажигаю свет и,
лежа в постели, думаю об этом до восьми. Это самые
драгоценные часы, которые только можно придумать»
[письмо от 9Л2.1882]. О второй работе читаем:
«Последнюю неделю я занимаюсь исключительно проблемой
равновесия плавающей льдины, на которой стоит человек (...)
Удивительно у меня происходит в таких случаях. Восемь
дней я заставляю себя выбросить эту проблему из головы,
так как она, собственно говоря, совершенно безразлична
для меня, а у меня другие дела, но мне никак это не
удается: в расчетах всегда остается какое-нибудь
противоречие или сомнение, а пока это так, мне почти невозможно
отвести от нее свою мысль (...) Если я беру книгу или
начинаю делать что-нибудь другое, мысль неизменно
возвращается обратно и возникают вопросы: не так ли это
должно быть? не противоречиво ли это? Когда результат
маловажен, это настоящая мука» [письмо от 24.2.1883].
Поводом для работы Герца о морских приливах
явилось, по-видимому, чтение «Теоретической физики» Томсо-
на и Тэта. Там, между прочим, сообщается, что
замедление периода вращения Земли вокруг своей оси за счет
встречных потоков водных масс, создаваемых
притяжением к Луне, составляет 22 секунды в 100 лет.
Торможения Земли водой, очевидно, не возникало бы, если бы не
было трения воды о твердь. Определенную роль играет и
внутреннее трение воды, и именно этот фактор попытался
учесть Герц. Для этого он рассмотрел движение воды,
происходящее под действием Луны в закрытом канале,
расположенном в направлении с востока на запад. Анализ
решения соответствующего уравнения показал, что
возникающие в канале волны максимальны, когда длина и глубина
канала удовлетворяют условию, при котором период
собственных колебаний воды в канале равен
продолжительности суток. Поскольку, однако, формулы Герца были
справедливы только для мелких каналов, применение их
к движению воды в морских водоемах привело к
противоречивым результатам. В частности, получилось, что
50

для указанного замедления Земли требуются морские
приливы на западе высотой всего 30 см [XV].
Поводом для работы о плавании тел явилось, по всей
вероятности, наблюдение плавающих льдин на реке.
Герца заинтересовала теоретическая проблема: когда на
льдине стоит человек, льдина прогибается и как бы
превращается в лодку; значит, превратиться в лодку и плавать
в нагруженном состоянии могут и такие упругие
пластины, которые в ненагруженном состоянии тонут.
Парадоксальность этого явления привлекла внимание Герца
[письмо от 24.2.1883]. Он записал, руководствуясь
«Теорией упругости» Клебша, соответствующее
дифференциальное уравнение, решил его, проанализировал решение
и обнаружил, что в действительности имеет место не
простой прогиб пластины, а ряд чередующихся прогибов
и вздутий. Иначе говоря, в пластине возникает круговая
стоячая затухающая волна. Например, в случае
бесконечно большой железной пластины толщиной 1 см первый
горб появляется на расстоянии 120 ом от точки
приложения груза, а период остальных горбов равен 170 см.
Правда, амплитуда волны быстро сходит на нет. Так, в
указанном примере при точечной нагрузке 100 кг глубина
центральной впадины равна 86 мм, а последующие уже не
различимы глазом [XVI, 449—452]. Тем не менее такая
сложная картина деформации заставляет внести уточнение
в высказанное ранее условие плавания нагруженных
упругих пластин: пластина, очевидно, будет плавать только в
том случае, когда на ее край приходится вздутие, и при
любых обстоятельствах потонет, когда край совпадает с
впадиной [XVI, 454—455]. Интересно также обратить
внимание на соотношение между подъемными силами,
обусловленными легкостью и упругостью тел. Как показал
Герц, первая совершенно ничтожна по сравнению со
второй. Например, подъемная сила листа бумаги по закону
Архимеда равна всего нескольким граммам, а за счет своей
упругости он может держать на воде груз в несколько сот
граммов.
Точно так же, плавание человека на льдине обусловлено
главным образом не легкостью льда по сравнению с водой,
а способностью льдины принять под тяжестью человека
форму лодки. Наконец, подчеркнул Герц, упругие
пластины на воде под действием локализованной нагрузки
скорее прорвутся, чем потонут [XVI, 452—454].
51

Проблема плавания тел была 'последней научной
проблемой, разработанной Герцем в Берлине. Последующая
деятельность его протекала в Киле, где условия для
научной работы были совершенно иными, чем в Берлине;
точнее сказать, их там совсем не было. Аборигены Киля,
например Карстен, имели свои лаборатории, но доступ в них
посторонним был закрыт. Герцу тоже пришлось создавать
себе лабораторию за свой счет и собственными силами.
Сделать это было очень не легко. «Здесь, в (Киле,—
жаловался он,— во всем недостаток. За каждым куском
платиновой проволоки или стеклянной трубки, бог весть,
сколько приходится бегать. Даже чтобы достать жалкую
спиртовку, нужны огромные усилия» [письмо от 27.10.
1883]. Тем не менее, обуреваемый неугасимой жаждой
исследования и проявляя поразительное трудолюбие, он
строит один прибор за другим и ставит опыт за опытом.
И не его вина, что ни один из поставленных в Киле
опытов не завершился результатами, которые можно было бы
опубликовать.
Контраст между условиями научной работы в
Берлине и Киле заставляет с особенным интересом отнестись
к причинам, побудившим Герца сменить Берлин на Киль.
Что двигало им при этом решении, что побудило его
расстаться с прекрасно оборудованной лабораторией
Берлинского университета и обществом
высококвалифицированных специалистов, собиравшимся под его сводами? Сам
по себе факт перемещения из центра на периферию еще
не является потерей для ученого: все зависит от целей,
которые при этом преследуются. Мы знаем, например,
имена ученых, которые уезжали в глушь, чтобы создать
там очаги научного исследования; знаем ученых, которые
покидали шумные центры в интересах своих собственных
исследований. В случае Герца все обстоит гораздо
прозаичнее: он переехал из Берлина в Киль потому, что это
был наиболее удобный для него способ перейти с
должности ассистента на должность доцента. Доцентом можно
было стать и в Берлине, но для этого требовалось
участвовать в конкурсе, процедура которого была крайне
антипатична Герцу, напоминая ему «толкучку перед окошком
кассы» [письмо от 17.2.1883]; в Киле ту же должность
можно было занять без «толкучки». Любопытно, что
через два года Герц переедет из Киля в Карлсруэ для
быстрейшего превращения из доцента в профессора. Города
52

Ёерлин, Киль, Карлсруэ будут для него как бы этапами
его карьеры, а для истории науки — этапами триумфа
истины.
Наряду с экспериментальными исследованиями Герц
занимался в Киле — и с гораздо большим успехом —
теоретическими вопросами. Перечень его кильских тем еще
пестрее, чем берлинских. Вопросы из области
гидродинамики, электродинамики, оптики, термодинамики, теории
упругости калейдоскопически чередуются в его
дневнике, который он начал вести в Киле. Среди этого потока
работ три увидели свет. О двух из них, по
электродинамике, мы расскажем в следующем параграфе, а об одной,
по термодинамике,— в настоящем.
Эта работа была сделана Герцем в октябре 1884 г. в
двухнедельный срок [дневниковые записи от 7 и 20Л0.
1884] и содержит предназначенный для метеорологов
способ быстрого и удобного определения адиабатического
изменения состояния влажного воздуха при подъеме его
в верхние слои атмосферы. Работа состоит из трех частей.
В первой части приведены уравнения состояния для
смеси воздуха и воды в тех случаях, когда в смеси имеются
только газ (стадия сухого воздуха), газ и жидкость
(стадия дождя), газ, жидкость и лед (стадия града), газ и лед
(стадия снега). Большинство формул Герц заимствовал
из «Механической теории теплоты» Клаузиуса; для
стадии града при 0° он вывел свою формулу, не зная, что
за несколько лет до него то же самое сделали Гульдберг
и Мон [XIX, 320—326]. Во второй части Герц,
основываясь на этих формулах и предполагая для простоты, что
вес пара в смеси значительно меньше веса воздуха,
вычертил кривые для каждой стадии в логарифмических
осях p(h),t в диапазоне давления 300—800 мм рт. ст. и
температуры от —20 до +30° С (этот диапазон
практически наиболее важен, а логарифмическая система осей
делает кривые почти прямыми, что облегчает и их
построение и пользование ими). Кривые, соответствующие
первой стадии, оказываются прямыми линиями (семейство
α на таблице Герца); линии второй стадии (семейство Б)
несколько искривлены и более наклонены (оказывается
скрытая теплота водяного пара); третьей стадии
соответствует изотерма 0°; линии четвертой стадии аналогичны
линиям второй, но, в отличие от них, расположены не над,
а под изотермой 0° (семейство γ). Переход от кривых
53

первого семейства it кривым второго и четвертого
указывали пунктирные линии — каждая для определенной
влажности воздуха, т. е. для определенного количества
воды в 1 кг смеси; переход от второго семейства к
четвертому, т. е. сдвиг вдоль изотермы 0°, производился с
помощью дополнительной таблицы, вычерченной на основе
оригинальной формулы Герца и расположенной под
основной таблицей [XIX, 327—331]. Наконец, третья часть
рассматриваемой работы содержит подробный разбор
одного примера применения таблиц: Герц проследил
адиабатические превращения при подъеме на высоту массы
влажного воздуха (50% влаги при 750 мм рт. ст. и 27°С)·
Получилась следующая картина. Конденсация пара в
этой массе влажного воздуха, т. е. облакообразование,
начинается на высоте 1270 м; образование града, если не
происходит выпадание дождя,— на высоте 3750 м, а вся вода
замерзает на высоте 3900 м. Нижнего контура таблицы,
т. е. температуры — 20°, облано достигает на высоте
7200 м, при этом из 11 г воды, находящихся в 1 кг смеси,
2 г все еще находятся в состоянии пара [XIX, 331—336].
Любопытная деталь. Упомянутые Гульдберг и Мон (на
их работу внимание Герца любезно обратил редактор
метеорологического журнала, в который Герц послал свою
статью) аналитически решили один пример тото же типа,
что и рассмотренный выше. Герц решил тот же пример
с помощью своей таблицы и получил иной результат.
В первый момент это его обескуражило. Проверив,
однако, расчеты Гульдберга и Мона, он нашел в них ошибку,
устранив которую, получил свой табличный результат,
разумеется, в пределах определенной точности. И еще
одна деталь: на решение примера аналитическим
способом требовалось 3—4 часа, а графическим — всего
несколько минут [XIX, 337—338]. В свете этих фактов
особенно многозначительно звучит замечание Ленарда,
что данную работу Герц выполнил «ради отдыха» *.
Построение метеорологической таблицы было не
единственным увлечением Герца вопросами прикладной
физики в кильский период его деятельности: он долго и
упорно изучал также падение капель дождя. Эта проблема и
некоторые вопросы гидродинамики упоминаются в днев-
* Ph. Lenard. Einleitung.—В кн.: Η. Hertz. Gesammelte
Werke. Bd. I, Schriften vermischten Inhalts. Leipzig, 1895, S. XXVII.
54

нике Герца на протяжении всего 1884 г. Они, таким
образом, поглотили гораздо больше его времени и сил, чем
работа над таблицей. И тем не менее никаких следов от
них не осталось, так как ничего нового Герцу получить
не удалось. Это сильно угнетало его. В итоге почти
годовых тщетных попыток стронуть гидродинамическую
проблему с места он записал: «Совершенно упал духом из-за
неудачи с гидродинамической проблемой» ['дневниковая
зипись от 11.11.1884]. Единственным результатом этих
работ стал доклад о каплях тумана, сделанный Герцем
в следующем году в Карлсруэ в Обществе
естествоиспытателей [запись от 11.12.1885].
§ 6. Электродинамика дальне- и близкодействия
В процессе развития науки не раз обнаруживались
далеко идущие совпадения между физическими
величинами, хотя по многим признакам и родственными, но в то
же время имевшими существенно разную природу, а
главное, вошедшими в науку разными путями, и потому,
вообще говоря, не допускавшими безоговорочного
отождествления друг с другом. Таково, например, совпадение
между инерционной массой тела, как она определяется из
второго закона динамики Ньютона, и тяжелой массой
тела, определяемой законом всемирного тяготения; таково,
далее, совпадение между действием постоянного магнита,
известным уже древним народам, и магнитным действием
электрического тока, ^открытым Эрстедом в 1820 г.;
таково, наконец, совпадение между электростатическим
действием, также известным с древности, и электродвижущей
силой индукции, открытой Фарадеем в 1837 г.
Некоторые из таких совпадений становились отправными
точками весьма важных теоретических построений. Так, из
числа перечисленных, первое дало Эйнштейну повод
разработать геометризоваиную теорию гравитационного
поля, второе позволило Амперу объяснить
происхождение магнетизма гипотезой молекулярных токов. Менее
известно, что третье совпадение из числа названных
послужило Герцу для вывода уравнений Максвелла новым,
независимым от прежних, методом.
Рассмотрим кольцевой соленоид, по обмотке которого
течет постоянный электрический ток. Внутри такого
соленоида будет существовать круговое магнитное поле
55

(рис. 7), т. е. кольцевой соленоид подобен кольцевому
магниту. Если, как предположил Ампер, магнитостатическая
и (Магнитодинамическая силы тождественны, то данное
подобие будет означать больше, чем простое внешнее
сходство,— оно будет означать единство магнитных
свойств кольцевого соленоида и кольцевого ;магнита. Так
обстоит дело с двумя типами магнитных сил.
Предположим теперь, что сила электрического тока в
кольцевом соленоиде или, что согласно принятому
предположению одно и то же, намагниченность кольцевого
магнита изменяется с течением времени. Тогда, по
закону электромагнитной индукции, возникнут электрические
силы, 'которые будут стремиться вращать находящийся
поблизости электрический заряд вокруг тела соленоида,
т. е. возникнет вихревое электрическое поле. Эти
электрические силы — электродинамические силы (рис. 8).
Распределение их во внешнем пространстве точно такое же,
как распределение электрических сил двойного
электрического слоя того же размера, как размер соленоида. Это
следует, в частности, из сравнения потенциалов поля для
того и другого случая. Но электрические силы двойного
слоя — это электростатические силы (рис. 9). Значит,
отождествление кольцевого соленоида, по обмотке
которого течет монотонно изменяющийся электрический ток,
Рис. 7 Рис. 8
с двойным электрическим слоем предполагает гипотезу
тождественности электростатической и
электродинамической сил [XVII, 87—88].
Приняв эту гипотезу, придем к следующему выводу:
так как два плашмя сложенных двойных электрических
слоя притягиваются друг к другу или взаимно
отталкиваются в зависимости от того, какими сторонами они
сложены, то и два совмещенных кольцевых соленоида при
56

изменении в них силы тока должны взаимодействовать
аналогичным образом. Такое взаимодействие двух
соленоидов, как подчеркнул Герц, в старой электродинамике
никогда не рассматривалось и более того из основного
закона этой электродинамики, потенциального закона
Неймана, не могло быть выведено: закон Неймана
позволяет найти силу взаимодействия между соленоидами,
зависящую от величины текущих в них токов, но не от
скорости изменения этих токов, что предполагается в
рассматриваемом случае [XVII, 911.
Рис. 9
Итак, наметилась дилемма: или электростатическая и
электродинамическая силы представляют собой два рода
электрических сил, или традиционная электродинамика
неполна. Экспериментальное решение дилеммы в тот
период исключалось из-за ничтожно малой величины
гипотетического взаимодействия соленоидов. Оставался,
следовательно, теоретический путь. Так как различие между
электростатической и электродинамической силами в
электродинамике Неймана никогда не проводилось, разумно
было считать эти две силы тождественными. Но тогда
вставала задача: дополнить электродинамику Неймана в
данном пункте [XVII, 89 и 90].
Герц задался такой задачей и решил ее летом 1884 г.
[дневниковые записи от 19.5 и 26.6. 1884].
Требовалось, очевидно, найти поправку к нейманову
выражению магнитной силы за счет переменной
интенсивности электрической силы. Но поправка к магнитной
силе, какой бы она ни оказалась, на основании закона
сохранения энергии и в силу жесткой связи, существующей
между электрическим и магнитным полями, должна была
потребовать соответствующей поправки к индуцирован-
57

ной электрической силе. Последняя, в свою очередь, по
той же причине требовала следующей поправки к
магнитной силе. И так далее, до бесконечности, т. е. предстояло
найти бесконечный ряд поправок к магнитной и
электрической силам и значения сумм этих бесконечных рядов
считать истинными значениями магнитной и
электрической сил [XVII, 91].
Поставленная задача обладает явной симметрией в
отношении магнитного и электрического полей. Уравнения
же традиционной электродинамики такой симметрией не
обладали. Выраженные через векторный потенциал А
напряженности магнитного и электрического вихревых
полей в пустоте записывались в виде
Η = rot А, (1)
je«= — — А
с
Асимметрия уравнений объясняется тем, что А есть
(векторный потенциал электрического тока; в
электродинамике Неймана он удовлетворяет уравнению
AA = -^j (2)
Понятие же магнитного тока в этой электродинамике
обычно не рассматривалось. Герц, с целью достичь
симметрии между электрическими и магнитными величинами,
ввел такое понятие, определив магнитный ток как род
движения магнетизма на том основании, что движущаяся по
кругу непрерывная цепочка одноименных магнитных
полюсов производит такое же электрическое действие, как
лежащий в той же линии переменный кольцевой магнит.
Согласно принципу тождества магнитостатической и маг-
нитодинамической сил, взаимодействие магнитных токов
должно быть подобно взаимодействию электрических токов
и, вообще, уравнения, справедливые для
электрического тока, должны быть справедливы и для магнитного [XVII,
88-89].
Основываясь на этих соображениях, Герц ввел понятие
векторного потенциала С магнитного тока и записал для
него систему уравнений, аналогичную системе (1):
Ε = — rot С,
с
58

При этом векторный потенциал магнитного тока
удовлетворял уравнению, подобному уравнению (2).
Соответственно Герц расширил и толкование всех этих уравнений.
Так, поскольку уже признано, что электрическое поле
может порождаться не только изменением магнитной
индукции, но и магнитным током, естественно было допустить
способность магнитного поля создаваться не только
электрическим током, но и изменением электрической
индукции [XVII, 89-90].
Легко понять, что послов всех этих дополнений
традиционной электродинамики Герц обеими ногами вступил
на почву электродинамики Максвелла, ибо идея
симметрии между электрическими и магнитными явлениями,
направлявшая Герца в его рассуждениях, является
характерной чертой максвелловой теории. Интересно в данной
связи отметить также следующий факт: одновременно с
Герцем и независимо от него понятие магнитного тока ввел
Хевисайд, который уже сознательно и убежденно
разрабатывал теорию Максвелла. Вместе с тем, уравнения (1), (2)
и (3), как они определены выше, справедливы только в
рамках электродинамики Неймана и заранее неясно, как
их надо изменить, чтобы они были справедливы в рамках
электродинамики Максвелла. Герц выяснил это, и мы
будем в состоянии понять его, если последуем за ним в
лабиринт его рассуждений.
Пусть, говорит Герц, последнее уравнение системы (3)
дает искомую поправку к магнитной силе за счет
изменения намагниченности, и пусть первое уравнение системы
(1) дает в первом приближении ту магнитную силу, к
которой должна быть добавлена эта поправка, и пусть,
наконец, в том же первом приближении последнее
уравнение системы (1) и первое уравнение системы (3)
выражают одну и ту же величину. Тоща, воспользовавшись
двумя последними равенствами, мы сможем выразить С\
через Αχ (τ. е. С через А в первом приближении) и для
поправочного члена найдем выражение
Для магнитного поля во втором приближении можно
будет написать
H^rotA^eA^A^^^^- (4a)
59

Уточнение магнитного члена, как уж© говорилось,
неизбежно влечет за собой соответствующее изменение в
электрическом члене: во втором приближении мы должны
положить
i?2 = __Li2 (46)
Аналогичные рассуждения для магнитных токов, т. е.
когда поправочным членом считается последнее уравнение
системы (1), приводят во втором приближении, к системе
уравнений
Е2 = — rot Сг,
(5)
где Нз = 7^'
Уравнения (4) и (5) подняли нас на более высокий
уровень точности по сравнению с исходным, но по
внешнему виду, как легко убедиться, они ничем не отличаются
от первоначальных. Изменили свой смысл только
векторные потенциалы: во втором приближении (векторные
потенциалы отличаются от векторных потенциалов в первом
приближении на поправочный член, который учитывает
временное изменение электрического и магнитного токов.
Эти дополнительные члены, следовательно, и
соответствуют тем силам, которые проявляются, по предположению,
в кольцевых электрических и магнитных соленоидах. Из-
за присутствия коэффициента с-2 величина их ничтожно
мала [XVII, 92-96].
Повторив для систем уравнений (4) и (5)
рассуждения, проведенные для систем уравнений (Ί) и (3),
придем к формулам для напряженностей и для потенциалов
в следующем, третьем приближении. Формулы для
напряженностей по-прежнему сохранят свой внешний вид,
тогда как в формулах для потенциалов добавится еще по
одному уточняющему члену. То же самое будет
происходить на всех последующих стадиях уточнения. Таким
образом, и в пределе уравнения (1) и (3) сохранят свой
вид, но входящие в них векторные потенциалы будут
60

иметь уже другой смыол. Окончательное выражение для
векторных потенциалов без труда устанавливается
рекуррентным образом. Например, в случае векторного
потенциала электрического тока оно выглядит так:
Л с У г 4лс» dfi ))J r ^
1 di CCC .dVidV3dVa
16jtV dt&
gJ/Zl^Z! (6)
Можно показать, что этот бесконечный ряд сходится
[XVII, 96-98].
Электродинамика, в которой векторный потенциал
имеет указанный смысл, и есть, очевидно,
электродинамика Неймана, дополненная в известном нам пункте.
С другой стороны, уравнения этой электродинамики
совпадают с уравнениями электродинамики Максвелла. В
самом деле, легко заметить, что применение к формуле (6)
оператора Лапласа понижает на единицу ранг ее
интегралов, а применение двойного дифференцирования по
времени на один шаг повышает ее производные; поэтому
применение оператора Даламбера уничтожает все члены,
кроме одного, т. е. мы получаем уравнение
□4 = -^i (7)
Это — уравнение максвелловой электродинамики. Оно
отличается от уравнения (2) неймановой электродинамики
временным членом, который учитывает тот факт, что
взаимодействия распространяются с конечной скоростью
[XVII, 99].
Дополнение 'Старой электродинамики таким членом
предпринималось неоднократно и ранее, но авторы этого
дополнения, как подчеркнул Герц, всегда как бы
извинялись за свой шаг, нарушающий строгость здания
электродинамики дальнодействия. Теперь же это дополнение
получено как строгое следствие тождественности
электростатической и электродинамической сил в рамках старой
электродинамики.
Благодаря уравнению (7), системе уравнений (1)
можно придать симметричный вид, исключив из нее век-
61

торный потенциал. В частном случае получится
система
Η = — crotE,
Д = сШ Η, (8)
т. е. уравнения Максвелла для электромагнитного поля в
nycTOiM пространстве. Сам Максвелл вывел эти уравнения,
разрабатывая физическое мировоззрение Фарадея; Герц,
как мы видели, получил их в рамках представлений,
принимаемых врагами фарадеева мировоззрения. В этом —
главно© своеобразие обсуждаемой работы [XVII, 100].
Предыдущее рассуждение проведено для пустоты, но
оно, как подчеркнул Герц, может быть обобщено и на
случай произвольной среды. При этом константа, входящая
в уравнения, сохраняет смысл скорости распространения
электрических и магнитных возмущений, но теряет смысл
скорости света в пустоте [XVII, 101—102]. Иначе говоря,
и в этом пункте вывод Герца совпал с результатами
теории Максвелла.
Получив, по существу, все основные результаты
Максвелла новым, независимым путем, Герц, однако, умалил
их значение всеми оговорками, какие только подсказывала
крайняя осторожность. «Воззрение Фарадея —
Максвелла,— подчеркивал он,— получает с нашей точки зрения не
обоснование, но лишь простейшую интерпретацию его
системы уравнений»; «Данный вывод никоим образом нельзя
считать точным доказательством максвелловой системы
как единственно возможной»; «Точное можно вывести из
неточного лишь как наиболее вероятное, но не как
необходимое» — таковы предостережения, которые он в
изобилии рассыпал по своей работе [XVII, 101—102]. Строго
говоря, ©се эти предостережения верны, но если бы
логический педантизм был единственным орудием ученого,
научное познание природы не продвинулось бы ни на шаг
от его первобытного состояния. Ученый должен еще
иметь интуицию, которая подсказывала бы ему
правильные решения, позволяя выходить за рамки формальной
логики, оставаясь в то же время т рамках физической
картины мира.
Причиной скептицизма Герца в отношении теории
Максвелла следует, по-видимому, считать его надежду на
возможность построения в будущем электродинамики, отлич-
62

ной и от электродинамики Неймана, и от
электродинамики Максвелла. В конце своей работы он говорит: «Если бы
предстояло выбирать только между обычной системой
электродинамики и макевелл'овой системой, то предпочтение
следовало бы отдать последней» [XVII, 103], т. е. явно не
ограничивает возможность выбора этими двумя
системами. В то же время он был не в состоянии дать
сколько-нибудь определенное представление о других системах, более
истинных, чем предыдущие (как мы знаем теперь, таких
систем и не существует), и должен был признавать пока ту
или иную систему из уже существующих. Из его слов
следует, что он склонялся в пользу теории Максвелла. Это
было в 1884 г. Пройдет три года, и он, как мы убедимся в
гл. II, § 2, существенно изменит свою позицию.
В начале настоящего параграфа мы отмечали, что
вклад Герца в выяснение смысла совпадения некоторых
родственных физических величин пользуется меньшей
известностью, чем аналогичные вклады других ученых.
После сказанного об оценке Герцем результатов своей
работы это уже не кажется удивительным: Герц, очевидно,
сам не понял истинного смысла того вывода, к которому
привела его теория. Главное же, результаты Герца были
получены задолго до него другим исследователем. Если бы
этого не случилось — что вполне вероятно — работа Герца
представлялась бы нам в существенно ином свете. Более
того, вся история классической электродинамики имела бы
тогда существенно иной вид. С известной точки зрения
такое развитие событий было бы даже более естественным и
понятным. Тот факт, что сначала всему полку ученых
противостоял Фарадей, а затем эту роль взял на себя
Максвелл, нарушает привычное течение науки. Создается
впечатление о глубокой ошибочности и ненужности
большого числа работ, составлявших важную часть общей
научной деятельности на протяжении почти целого века. Все
это, конечно, не может не шокировать историка науки,
привыкшего ценить каждый вклад в сокровищницу
человеческого знания. Тот путь перехода к новой
электродинамике, который наметился в работе Герца, свободен от этих
недостатков. Здесь новая электродинамика рождается в
лоне старой, как ее развитие и усовершенствование. Новое
здесь не только не отрицает историческую необходимость
старого, но утверждает ее. Для того, чтобы этот путь
рождения классической электродинамики мог реализоваться,
63

требовалось, кроме самого факта выполнения обсуждаемой
работы Герца, по достоинству оценить ее результаты и
развить их до статуса самостоятельной теории. Все это
было вполне осуществимо. В частности, из уравнений (8)
легко вывести представление об электромагнитной волне,
распространяющейся в пустоте со скоростью света [XVII,
100]. Затем юсе эти выводы получили бы
экспериментальное подтверждение и мы имели бы сейчас ту же
классическую электродинамику, но без Фарадея и без Максвелла.
Невероятно, но факт!
В связи с рассмотренной большой работой Герца стоит
его маленькая заметка об единицах электрических и
магнитных величин [XVIII], написанная осенью того же,
1884 года, под впечатлением происходившей тогда
дискуссии о размерности магнитного полюса [дневниковые
записи от 27—29.9 и 6.10.1884]. Герц подошел к вопросу о
размерности с лоаиции своей идеи о симметрии между
электрическими и магнитными явлениями. Рассматривая
на равных правах электрический заряд и магнитный
полюс, электрический ток и магнитный ток, он сравнил
формулы для работы, совершаемой при движении заряда
(полюса) вокруг токов, с формулами для момента,
создаваемого движущимся по окружности зарядом (полюсом).
В случае зарядов формулы имеют вид А = — и ml =
qS . am , mS
= —, в случае полюсов — Α =—ξ- ш ql = -у , где q —
электрический заряд, а И — магнитная масса. Как видим,
отличие только во вторых формулах, причем такое, как
будто q и Ш меняются местами. Это подает мысль остановиться
на системе единиц, обеспечивающих справедливость обеих
формул. Легко убедиться, что в первой паре формул это
возможно только, когда [и] = г''2см3/2сек_1, [q] = г1/2см'/г, т. е.
в электродинамической системе; во второй паре — только
когда [q] = г'/2см3/2сек-1, [ш] = г'/2см'/2, т. е. в
электростатической системе. Значит, при рассмотрении движения зарядов
предпочтительней пользоваться электродинамической
системой единиц, а при рассмотрении движения полюсов —
электростатической; преимущественной во всех случаях
системы не существует. Лишь ради удобства Герц вслед за
Гельмгольцем рекомендовал при практических расчетах
пользоваться смешанной, гауссовой системой единиц,
а именно: электрические величины выражать в
электростатической системе, магнитные — в электродинамической,
64

а когда они встречаются вместе, вводить переходные
коэффициенты. Большинство физиков именно так и поступает
в настоящее время.
Кроме теоретических, Герц выполнил в Киле ряд
экспериментальных исследований по электричеству и
магнетизму. Например, он пытался установить, изменяются ли
электромагнитные свойства проводника при трении и
продольном намагничивании [дневниковые записи от 17 и
23.1. 1884], существует ли зависимость между
электризацией стеклянной палочки и скоростью ее опускания в
ртуть [записи от 48 и 27.7. 11884] и др. Одно время ему
казалось, что он получил некоторые интересные результаты,
но затем в учебнике Риза по электричеству трения
обнаружил, что все это уже было известно [запись от 7.8Л884].
В начале 1885 г. Герц переехал из Киля в Карлсруэ,
где ему была предложена должность профессора высшей
технической школы. Устроившись и осмотревшись на
новом месте, он возобновил научные изыскания, в том числе
по электричеству и магнетизму. На первых порах его
внимание остановилось на газовом разряде и
электродинамических явлениях [записи от 23, 28 и 30.5.4885]. Но тут
наступило состояние депрессии — утрата
работоспособности, беспричинная тоска, чувство безнадежности — и
работа приостановилась. Через полгода рабочее настроение
вернулось к Герцу, а последовавшая летом 1886 г. женитьба
на Елизавете Долль, дочери коллеги, окончательно
укрепила его в состоянии интенсивного научного творчества.
Осенью он возобновляет поиски темы — экспериментирует,
просматривает научные журналы. 4 октября он ставит
опыт по индукции при разряде лейденской банки. Этому
опыту суждено было стать первым звеном длинной цепи
событий, среди которых открытие и изучение
электромагнитных волн горят в истории физики немеркнущим
светом. Исследования электромагнитных волн составляют
главное дело жизни Герца. Историю их мы изучим со всей
обстоятельностью в следующей главе.

Глава вторая
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ВОЛНЫ
Труд ученого приобретает свое настоящее звучание
только в связи с общим потоком развития науки, как
элемент этого потока, как звено в непрерывной цепи
познания. Отсюда необходимость для историка науки
рассматривать любой научный труд на фоне общего развития
науки в данную эпоху. Но создание такого фона — дело
трудоемкое и сложное, гораздо более сложное, чем изложение
любого отдельно взятого научного труда; оно
оправдывает себя поэтому лишь при рассмотрении крупных
научных трудов, явившихся важными вкладами в науку,
ставших вехами на пути познания. В противном случае, как
принято говорить, рама окажется дороже картины. Что
касается фона, то характер его, очевидно, должен
определяться интересами предпринятого исследования: слишкои
громоздкий и детальный фон рассредоточит внимание
исследователя и в несущественном утопит существенное;
недостаточно полный фон не позволит уловить все важные
особенности обсуждаемого вклада в науку.
Опыты Герца с электромагнитными волнами —
эпохальное событие в истории науки и, следовательно,
целесообразность воссоздания исторической обстановки для их
обстоятельного изучения не может вызывать сомнений. Мы
нарисовали ее как для периода, предшествовавшего
опытам, так и для периода, последующего за ними. В
предварение даны сведения о теории электромагнитного поля
Максвелла, подтверждением которой явились опыты
Герца; в заключение сказано о применении волн, открытых
Герцем, для телеграфирования без проводов. Те и другие
факты привлечены нами в той мере, которая позволяет
представить опыты Герца и их историческую
окантовку — теорию Максвелла, с одной стороны, и радио Попова
и Марко ни, с другой,— как единую историко-научную
триаду.
66

§ 1. Теория Максвелла
В этой книге под словами «теория Максвелла» мы
будем всегда понимать математическую теорию
электрических и магнитных явлений, основанную на физических
представлениях Фарадея о силовых линиях, трубках сил,
электрогоническом состоянии и т. п., короче,— теорию
электромагнитного поля, ставшую ныне классической
макроскопической электродинамикой. Эту теорию Максвелл
создал в первой половине 60-х годов XIX в.— в то время,
когда Герц только еще начал учиться грамоте.
Теория Максвелла — весьма сложная и обширная
система логических построений. В той же мере богата
событиями ее история. Поэтому здесь, в нашей книге мы не
можем нарисовать сколько-нибудь полную картину этой
теории и ее истории: мы дадим только те их элементы,
которые необходимы для анализа работ Герца.
Начнем наш очерк с указания на исключительность
исторической судьбы теории Максвелла. Обычная
последовательность событий, когда вначале создаются менее
совершенные теории, затем им на смепу приходят более
совершенные, и так, шаг за шагом наука продвигается к
своей цели — к истине, в данном случае оказалась явным
образом нарушенной. Когда теория Максвелла, которую
мы сейчас считаем истинной теорией электромагнитных
явлений, была создана, она не только не вытеснила
прежние, менее истинные или даже ошибочные теории, но и не
положила конца их умножению и развитию. Иначе
говоря, значительное время она существовала одновременно и
наряду с некоторыми другими теориями
электромагнетизма, которые теперь давно отброшены и сохраняют разве
только исторический интерес, причем большинство ученых
того времени отдавало предпочтение именно этим
ошибочным теориям и пренебрежительно относилось к истинной
теории Максвелла.
Столь серьезное заблуждение должно было, разумеется,
иметь веские причины, и мы их вполне определим, если
процитируем одно высказывание Герца. Характеризуя
положение теории Максвелла вплоть до конца 80-х годов, он
писал в 1891 г.: «Основные гипотезы теории Максвелла
противоречили обычным воззрениям и не могли опираться
как на доказательства на точные опыты» [XXXIII, 21].
Смысл этих слов в том, что ни имевшийся тогда в распоря-
67

жении ученых экспериментальный материал, ни традиция
теоретического развития в области электромагнетизма не
говорили в пользу теории Максвелла: экспериментальный
материал, относившийся исключительно к явлениям в
замкнутых цепях, не плохо объясняли и антимаксвелловы
теории; традиция же теоретической деятельности, восходя
корнями к работам Ньютона по гравитации и Кулона по
электричеству и магнетизму, противоречила теории
Максвелла, основанной на представлениях близкодействйя.
Теория Максвелла была, таким образом, до конца 80-х годов
как бы не только ненужной, но и враждебной. Значит, и
для предпочтения ее теориям дальнодействия вплоть до
этого момента не было оснований.
Сейчас мы убедимся, что если бы, кроме
экспериментального материала и традиции, учитывалась еще
тенденция теоретического развития в области
электромагнетизма, такое предпочтение можно было бы сделать — и оно
действительно было сделано Максвеллом, который учел
ее — уже в начале 70-х годов.
Еще в XVIII в. Кулон установил для электрических
зарядов и магнитных полюсов законы взаимодействия,
совершенно однотипные с законом всемирного тяготения
Ньютона. Тем самым создалось подкупающее
представление о единстве гравитационных, электрических и
магнитных явлений. Поскольку гравитационные явления
получили в рамках ньютонова закона полное объяснение, можно
было говорить о господстве концепции дальнодействия и
в области электрических и магнитных явлений.
В начале XIX в. этой идиллической картине был
нанесен первый удар. Во-первых, выяснилось, что свободных
магнитных полюсов не существует в природе^ вместо них
Ампер предложил свою гипотезу молекулярных токов.
В итоге закон Кулона для магнитного взаимодействия
приобрел характер просто удачной фикции. Во-вторых,
обнаружилось, что движущиеся электрические заряды,
электрические токи, взаимодействуют по закону, отличному от
закона Кулона для электрического взаимодействия, и хотя
Ампер и для них нашел выражение, зависящее только от
геометрического расположения токов, классическая
концепция дальнодействия, чуждая представлению о
зависимости силы от состояния движения взаимодействующих
тел, была разрушена. В известном смысле, все
последующие бедствия концепции дальнодействия в области элект-
68

ромагнетизма можно рассматривать как развитие этого
внутреннего противоречия теории Ампера.
Завуалированная в теории Ампера зависимость сил от
движения взаимодействующих объектов явно выступила в
теории Вебера. Благодаря идее электрического атомизма,
пронизывающей эту теорию, взаимодействие между
элементами тока приняло в ней вид взаимодействия между
движущимися зарядами, причем сила взаимодействия
оказалась зависящей не только от относительной скорости
зарядов, но и от их относительного ускорения.
С середины XIX в. в потоке электродинамических идей
появилась новая струя — идея конечной скорости
распространения электрического взаимодействия. Впервые к этой
идее пришел Гаусс, во по своему обыкновению, из чувства
научной осторожности, он предоставил ей многие годы
пылиться в черновых бумагах. Во второй половине XIX в. эта
идея становится уже общим достоянием и неизменно в той
или иной форме присутствует во всех вновь создаваемых
теориях электромагнетизма. Ясно, что это означало еще
один сокрушительный удар по концепции дальнодействия
в ее чистом виде, ибо мгновенность распространения
взаимодействий является ее квинтэссенцией.
Уже в признании конечной скорости распространения
электродинамических действий недвусмысленно
выражена важная роль промежуточной среды, разделяющей
взаимодействующие заряды и токи. Все более явное
выражение этого факта становится характерной чертой
последующего теоретического развития. Если в теории Вебера
присутствует относительная радиальная скорость, то Риман
постулирует зависимость электродинамического
потенциала уже от относительной полной скорости, а Клаузиус —
от абсолютных скоростей, т. е. от скоростей относительно
общей среды — эфира. Таким образом, промежуточная
среда, стихия Фарадея, все прочнее входила в теории
дальнодействия, превращая тем самым идею дальнодействия в
жалкий атавизм.
Знамением нового времени можно считать теорию
Гельмгольца, который попытался сочетать в рамках
единой схемы концепцию дальнодействия с ее понятием силы
как функции расстояния и концепцию близкодействия с ее
приматом промежуточной среды, т. е., как мы можем
теперь сказать, попытался сочетать несочетаемое.
Показательна также попытка Неймана-сына, который, желая
69

при объяснении новых фактов во что бы то ни стало
сохранить принцип дальнодействия, пришел к столь путаным и
сбивчивым представлениям, что их трудно даже понять *.
Итак, развитие электродинамических теорий на почве
концепции дальнодействия происходило ценой все более
настойчивого внесения в них идей концепции близкодей-
ствия. Но это и значит, что в развитии электродинамики
имелась определенная тенденция в сторону концепции
близкодействия.
Цель, к которой стихийно двигалась электродинамика
XIX в., примерно в то самое время, когда это движение
стало зримым, сознательно реализовал Максвелл,
математически оформив физические идеи Фарадея. Тенденция
исторического развития и творчество гениальной личности
совпали, таким образом, в данном случае не только по
содержанию, но и во времени. Интересно, что сам Максвелл
прекрасно понимал это. Свой «Трактат об электричестве и
магнетизме», появившийся в 1873 г., он заканчивает
обзором теорий Гаусса, Римана, Клаузиуса и др. и в
последнем пункте трактата с категорическим заголовком «Идея
среды неодолима»! резюмирует обзор следующими
многозначительными словами: «Все эти теории приводят к
представлению о среде, в которой происходит распространение
электрических и магнитных действий; и если мы примем
это представление в качестве гипотезы, то, я думаю, она
должна будет занять важное место в наших исследованиях,
и нам следовало бы изучить все детали ее проявления —
что и было моей постоянной целью в этом трактате» **.
Зададимся вопросом: насколько плодотворно развитие
физической теории на пути сочетания равных философских
концепций и как долго может продолжаться этот процесс?
В поисках ответа отметим прежде всего, что уже сам факт
нагромождения инородных предположений не красит то
учение, которое прибегает к такому методу. Отметим,
далее, что почти против всех таких теорий в разное время
делались весьма серьезные возражения. Так, некоторые из
них, как выяснилось, не согласуются с законом
сохранения энергии, а наиболее разработанная из всех, теория
Вебера, приводит к заключению о неустойчивости
электричества в объемных телах и к бесконечному эквиваленту
* Д. Максвелл. Избранные сочинения по теории
электромагнитного поля. М., 1954, стр. 630.
** Там же, стр. 632.
70

работы в случае тел с конечной массой, что, очевидно, в
равной мере нелепо *. Наконец, самое главное, все эти
теории были отправлены в архив истории, когда
выяснилось истинное значение теории Максвелла. Соединяя
вместе все замечания, мы можем, по-видимому, сказать:
успешно© научное развитие несовместимо с философским
эклектизмом и может происходить только в лоне
монистического мировоззрения.
Вместе с тем это не исключает возможности
вычленения истинной теории в процессе развития ложных теорий.
По мере насыщения электродинамики элементами близко-
действия ее дальнодействующий фон все более отходил бы
на задний план, работа в разных направлениях все чаще
приводила бы к одним и тем же выводам, которые
постепенно перемещались бы в центр внимания и таким
образом из инородных вкраплений теории превращались в ее
костяк. Работа Герца, рассмотренная нами в гл. I, § 6, дает
пример такого рождения истинной теории в рамках ложной.
Другим примером может служить уже упоминавшаяся
теория Гельмгольца. В этой теории учитывается роль среды,
но превалирующей идеей по-прежнему остается идея
дальнодействия. Отсюда сложное отношение между теориями
Максвелла и Гельмгольца. На глубокое различие между
влми указывал Пуанкаре**; Герц тоже говорил: «Никоим
образом нельзя сказать, что в основе теории Гельмгольца
лежат представления Максвелла» [XXXIII, 26]. Только в
предельном случае, когда вся энергия взаимодействия
зарядов предполагается заключенной в промежуточной
среде, теория Гельмгольца формально переходит в теорию
Максвелла. Вместе с тем в теории Гельмгольца больше
элементов истины, чем в какой-либо другой теории
дальнодействия, и в этом смысле она знаменует переход от старой
концепции к новой. Если бы в анналах науки не было
теории Максвелла, то, по-видимому, именно
последователи Гельмгольца, двигаясь по пути, указанному учителем,
стали· бы творцами истинной электродинамической
теории.
Сам Максвелл не уставал повторять, что его вклад в
историю электромагнетизма ограничивается переводом на
язык привычных математических символов той математи-
* Г. Г е л ь м г о л ьц. Фарадеевская речь. СПб., 1898, стр. 12.
** Η. Ρ о i η с а г ё. Electricite et optique. II. Les theories de
Helmholtz et les experiences de Herta. Paris, 1891, p. VI et 112.
71

ческой системы, которая, по его словам, заключена в
физических представлениях Фарадея. Однако другие физики
и математики думали несколько иначе и, вообще говоря,
не отождествляли так решительно математическую теорию
Максвелла с физическими представлениями Фарадея.
Например, Гельмгольц говорил в 1881 г.: «В настоящее время
фарадеево воззрение является единственным, согласным со
всеми экспериментальными данными и не противоречащим
ни в каком из своих выводов основным законам
динамики» *, а в своей очередной теоретической работе в том же,
1881 г. применял при анализе внутренних напряжений
намагниченных и наэлектризованных тел свою собственную
теорию, особо подчеркивая ее отличие от теории
Максвелла **.
Мы отметили все моменты истории электромагнетизма
XIX в., которые будут нам нужны при анализе опытов
Герца с электромагнитными волнами. Главных моментов —
подчеркнем это для ясности — четыре: наличие в анналах
науки готовой теории, реализующей в полной мере ту
тенденцию, под флагом которой шло развитие
электродинамики в XIX в.; необходимость качественного скачка в
мировоззрении для принятия этой теории; недостаточная
доказательная сила экспериментального материала,
относящегося к явлениям в замкнутых цепях; различие между
математической теорией Максвелла и системой физических
представлений Фарадея и Максвелла. Теперь познакомимся
с содержанием теории Максвелла, главным образом в
части, отличающей ее от дальнодействующих теорий
электродинамики.
Основным эмпирическим фактом, открытым в свое
время Эрстедом, является то, что электрический ток создает
вокруг себя магнитное поле. Магнитное поле
электрического тока, как и всякое другое магнитное поле, есть поле
вихревое, т. е. его силовые линии — замкнутые кривые. В
случае магнитного поля, созданного прямолинейным участком
электрического тока, силовая линия имеет форму
окружности с центром в проводнике (рис. 10). Направление
силовой линии определяется правилом винта: если ввинчивать
винт по направлению тока, направление вращения рукоят-
* Г. Гельмгольц. Фарадеевская речь, стр. 12.
** Η. Η е 1 m h о 11 z. Uber die auf das Innere magnetisch oder
dielektrisch polarisierter Korper wirkenden Krafte.— Ann. Phys.
Chem., 13, 385-406, 1881.
72

ки винта даст направление силовой линии магнитного поля,
созданного этим током. Величина напряженности
магнитного поля пропорциональна силе тока' больше ток —
сильнее поле (закон Био — Савара). Данную закономерность
мы можем условно записать в виде формулы
(вихрь Н) = (ток) (9)
Вторым основным эмпирическим фактом,
установленным в свое время Фарадеем, является то, что
изменяющееся магнитное поле создает
электрический ток. Представим ' д.
себе, например, что через контур /" '
проводника в форме витка про- f
ходит возрастающий поток сило- V
вых линий магнитного поля V». .ι
(рис. 11). Тогда по проводнику
будет течь ток, направление ко- Рис. 10
торого можно определить по так
называемому правилу Ленца:
магнитное поле, созданное электрическим током,
возникшим в результате изменения заданного магнитного поля,
своим действием препятствует действию этого поля, т. е.
направлено против него, если оно возрастает, и одинаково
с ним, если оно исчезает. Применение в нашем случае этого
правила дает для тока направление, указанное на рисунке
стрелкой. Сила электрического тока, индуцированного
магнитным полем, пропорциональна скорости изменения
потока магнитного поля через контур тока: быстрее
изменение поля — больше ток (закон Фарадея). Эту зависимость
мы можем условно записать в виде формулы
(ток) = (изменение Н) (10)
В общем случае причиной появления электрического
тока в цепях служит электрическая сила, действующая во
всех точках проводника, т. е. электрическое поле. Сила
тока при этом пропорциональна силе электрического поля
(напряженности Έ): сильнее поле — больше ток (закон
Ома).
Применяя это представление к предыдущему примеру,
можно утверждать, что изменение магнитного поля
создает вихревое электрическое поле (рис. 12). Как видим,
электрическое поле, индуцированное магнитным полем, по
своей структуре подобно магнитному полю, созданному элек-
θ'
73

трическим током. Соответственно, формулу (10) можно
теперь записать так:
(вихрь Е) = (изменение Н) (И)
Попробуем критически оценить изложенную систему
представлений с точки зрения соответствия между
электрическим и магнитным полями. Легко заметить, что эти два
поля выступают в данной системе не на равных началах:
за переменным магнитным полем признана способность
порождать электрическое поле, тогда как переменному
электрическому полю не приписывается никакой способности
сверх той, которой обладает и постоянное электрическое
псле, т. е. постоянный электрический ток.
Рис. 11 Рис. 12
Неравноправие электрического и магнитного полей с
известной точки зрения может казаться слабым местом
теории. Ведь несомненно, что между этими полями есть
много общего, и неясно, почему они так существенно
различаются между собой в способности создавать друг друга.
Но, с другой стороны, это различие можно и оправдать,
обратив внимание, например, на тот факт, что
электрический ток, создаваемый электрическим полем, существует в
природе, тогда как магнитного тока, создаваемого
магнитным полем, в природе нет, поскольку реально существуют
электрические заряды, но не существует магнитных
зарядов.
Как видим, налицо некоторая неопределенность
ситуации. Каждое мнение допускает доводы и за и против. В тех
случаях, когда в науке образуются подобные развилки, воз-
Н растет
74

никает разноголосица: одни ученые придерживаются
одного мнения, другие — другого. В обсуждаемом нами случае
большинство ученых продолжало придерживаться
изложенной системы представлений, тогда как Максвелл и его
немногие последователи дополнили эту систему положением
о полном равноправии электрического и магнитного полей
в отношении их способности порождать друг друга.
Дополнение Максвелла должно было, очевидно,
состоять в обобщении формулы (9) по типу формулы (11).
Практически оно заключалось в постулировании наряду с
прежней причиной возникновения магнитного поля
(электрический ток) еще одной причины — изменения
электрического поля. В результате, формула (9) приобрела вид:
(вихрь Н) = (ток) + (изменение Έ) (12)
Формулы (10) и (11) Максвелл перенес в свою теорию
без изменения.
Таким образом, вся специфика теории Максвелла, суть
ее отличия от остальных теорий электромагнетизма
заключена в формуле (12). Следствия, которые можно вывести
из этой формулы, рассматривая ее совместно с
прежними представлениями об электрических и магнитных
явлениях, и образуют то, что мы называем теорией
Максвелла.
Когда проводников, по которым мог бы течь
электрический ток, в рассматриваемой нами части пространства
нет, уравнение (12) примет усеченную форму
(вихрь Η) = (изменение Е) (13)
В таком виде оно явно представляет собой аналог
уравнения (11), доказывая тем самым лишний раз, что в теории
Максвелла электрическое и магнитное поля выступают на.
совершенно паритетных началах.
Если уравнение (13) и соответствующий ему процесс
истолковать в старом духе, т. е. в смысле уравнения (9) и
соответствующего ему процесса, то надо будет ввести
понятие тока нового рода — «тока смещения», как его назвал
Максвелл; этот ток обладает свойством течь и без
проводников. С помощью данного понятия уравнение (13)
запишется так:
(вихрь Н) = (ток смещения) (14)
В отличие от тока смещения, обычный электрический ток
можно определить как ток проводимости. Тогда уравнение
75

(12), соответствующее общему случаю, когда
рассматриваемая часть пространства, вообще говоря, неоднородна в
смысле проводимости, запишется в виде
(вихрь Н) = (ток проводимости) + (ток смещения) (15)
Отсюда следует, что нововведение Максвелла можно
выразить еще и таким образом: наряду с обычным током
существует ток смещения, обладающий, по предположению,
теми же магнитными свойствами, что и обычный ток, но
текущий не только в проводниках, но и в изоляторах,
например между обкладками конденсатора.
Благодаря симметрии, имеющей место в теории
Максвелла между электрическим и магнитным полями,
становится возможным непрерывный процесс такого рода:
переменное магнитное поле создает переменное электрическое
поле, которое в свою очередь создает переменное
магнитное поле и т. д. В результате мы получаем цепочку
неременных полей
(вихрь -Н")—^(вихрь JE)—^(вихрь 1Г) —* (вихрь J?)—»-и т.д.
По своей структуре эта цепочка полей представляет собой
электромагнитную волну. Следовательно, теорию
Максвелла можно еще определить как теорию,, постулирующую
существование в природе электромагнитных волн.
Раскроем теперь некоторые из записанных выше
условных формул, придав им общепринятое математическое
выражение. Вначале сделаем это для наиболее простого, но
в то же время достаточно содержательного случая,
именно для случая, когда в пространстве нет проводников, но
имеется некоторый равномерно заполняющий все
пространство изолятор с диэлектрической постоянной ε и
магнитной восприимчивостью μ. Примем, кроме того, что
электрическое и магнитное поля одномерны, причем первое
направлено по оси Ох, а второе по с-ои Оу (рис. 13). Тогда
уравнения (13) и (11) выразятся следующей системой
дифференциальных уравнений:
дН дЕ дЕ дН ,, с.
Величина с здесь — коэффициент, появление которого
обусловлено тем, что данные уравнения связывают
изменяющиеся во времени, т. е. динамические, и не
изменяющиеся, или статические, электрические и магнитные величины,
76

Η
а статические и динамические эффекты выражены нами в
разных системах единиц. Коэффициент с, таким образом,
устанавливает соответствие между этими системами,
точнее представляет собой отношение однотипных величин в
электростатической и в электродинамической системах.
Для выяснения его смысла,
положим, например,
Jэл
с = 7—
О маг
и припомним, что техническая
единица силы тока, ампер, равна 3·
• 109 единицам силы тока в системе 0\
CGSE (размерность г'/2-см3/2· сек-2) Е-^^ У
и 0,1 единицы силы тока в системе
CGSM (размерность тк ■ см'/2.
•сек-1). Следовательно, получим: Рис- 13
с = 3 · 10ю см/сек. Как видим,
коэффициент с очень велик и имеет
размерность скорости.
Когда ученые XIX в. вычислили отношение между
электростатической и электродинамической величинами,
большим сюрпризом для них явилось совпадение, в
пределах измерительных ошибок, его значения с установленным
ранее значением скорости света в пустоте (или в воздухе).
Тайна этого совпадения была раскрыта теорией Максвелла.
Продифференцируем первое уравнение системы (16) по
t, а второе по ζ и приравняем одинаковые части. Получится
уравнение
которое, как давно было известно в математической
физике, представляет собой уравнение распространения волны,
в данном случае — электрической. Совершенно
аналогичное уравнение можно получить для магнитного поля.
Значит, система (16) есть не что иное, как система
уравнений электромагнитной волны. Коэффициент перед вторым
членом в уравнении (17) имеет смысл квадрата скорости
распространения этой волны, v. Следовательно, можно
написать

Данная формула — один из самых важных результатов
теории Максвелла. Из нее следует, что электромагнитные
волны распространяются со скоростью, зависящей от
диэлектрической постоянной и магнитной проницаемости
среды, в которой происходит распространение; когда такой
средой является пустота или воздух (ε = μ = 1), ν равна
скорости света. Отсюда один шаг до предположения, что
свет есть не что иное, как электромагнитная волна. Иначе
говоря, мы приходим к электромагнитной теории света
как составной части теории Максвелла. Именно в этом и
заключается тайна количественного совпадения
коэффициента с в уравнениях (16) со скоростью света в
пустоте.
Из уравнений (16) далее видно, что электромагнитная,
или, что теперь то же самое, световая волна, описываемая
этими уравнениями, распространяется в направлении оси
Οζ, τ. е. в направлении, перпендикулярном к
направлениям и электрического и магнитного полей. Соотношение
между этими тремя направлениями, имеющее в теории
Максвелла универсальный характер, показано на рис. 14.
Заметим, что волны такого рода называются поперечными.
До Максвелла, если и возникали представления об
электрических волнах, то всегда только как о волнах
продольных, т. е. образованных изменением электрической силы в
направлении распространения волны.
Наконец, 'обратим внимание на сложный характер
электромагнитной волны: юна, как следует из оказанного,
состоит из двух волн — электрической и Магниткой,—
лежащих во взаимноперпендикулярных плоскостях. Можно
также показать, что если, например, электрическая волна
описывается функцией синуса, то магнитная волна в
пустоте также описывается функцией синуса, а в проводе —
функцией косинуса, т. е. электрическая и магнитная
компоненты электромагнитной волны, согласно теории
Максвелла, в пустоте совпадают, а в проводе сдвинуты
относительно друг друга по фазе на 90°. Учитывая все эти
свойства, бегущие электромагнитные волны в пустоте
следовало представлять себе примерно так, как это
изображено на рис. 15.
Уравнения (16) изображают так называемую плоскую
волну. В действительности, волны имеют более сложную
форму, зависящую от формы их источника. На достаточно
большом расстоянии от источника, каким бы по форме он
78

ни был, волны становятся сферическими, что, впрочем, не
означает, что их интенсивность на данном расстоянии от
центра одинакова для всех направлений; только малую
часть сложной поверхности можно приближенно считать
франтом плоской волны. Уравнения волн сложной формы,
естественно, сложнее уравнений (16). Кроме того,
усложнение вносят свободные электрические заряды и
электрические токи. Уравнения Максвелла в их полном виде
учитывают все эти стороны явления и дают им совершенно
адекватное действительности отражение.
iV
Ε
Η
Рис. 14
Рис. 15
Не с целью дальнейшего анализа теории Максвелла, а в
интересах наших будущих рассуждений приведем
систему уравнений Максвелла в ее полном виде. В векторной
форме записи она такова:
rot Η =
rotE =
div D =
div В =
-Lb
с
1
с
4πρ
0
+
В
4л
с
3
(19)
Здесь D — вектор электрической индукции (D—гЕ); В—
магнитной (В = μ-Η"); ри^ — плотности заряда и тока.
Чудесно, непостижимо могущество этих уравнений.
Написанные впервые Максвеллом в первой половине 60-х
годов XIX в., они сохраняют фундаментальное значение
для электродинамики до сегодняшнего дня, причем за эти
сто лет в них не потребовалось изменить или добавить, как
говорится, ни одной точки, ни одной запятой. Даже корен-
79

ная ломка наших представлений о пространстве и времени,
происшедшая на грани XIX и XX вв. и приведшая к
теории относительности, не коснулась формы уравнений
Максвелла, в то время как все другие уравнения физики, в том
числе уравнения Ньютона, были перестроены в
соответствии с преобразованиями Лоренца, последние были
выведены как преобразования координат, не изменяющие вида
уравнений Максвелла. Нисколько не пострадали они и в
процессе развития радиотехники, хотя область эта ныне
поистине необозрима. Вот как оценивают положение вещей
в своей науке современные электротехники: «С тех пор как
макроскопическая электродинамика является теорией
уравнений Максвелла, это типично аксиоматически
построенная дисциплина, не допускающая каких бы то ни было
принципиальных открытий физического характера.
Универсальность основных электродинамических законов,
выражаемых уравнениями Максвелла, их полнота вряд ли
вызовут сомнение в обозримом будущем. Таким образом,
если не говорить об исследовании свойств различных сред,
то, по существу, в электродинамике уже не должно быть
места эксперименту: ведь, на любой вопрос практически в
принципе можно получить ответ на дедуктивном пути.
Достаточно лишь сформулировать и решить соответствующую
(обычно, краевую) задачу для уравнений Максвелла» *.
Для нас особенно важно подчеркнуть, что одним из
первых величие теории Максвелла понял Герц. В 1889 г. он
сказал о ной: «Изучая эту чудесную теорию, нельзя не
почувствовать, что ее математическим формулам присущи
самостоятельная жизнь и собственное сознание, что они
умнее нас, умнее даже их создателя, что они дают нам
больше, чем в них было заложено вначале» [XXIX, ill]. И хотя
следующие строки из «Фауста» применил «"^уравнениям
Максвелла не Герц, а Больцман, они, как, надо думать,
согласится читатель, вполне созвучны мнению Герца:
Не бог ли эти знаки начертал?
Таинственен в них скрытый дар!
Они природы силы раскрывают
И сердце нам блаженством наполняют.
Экспериментальное подтверждение этой-то чудесной
теории и стало главным делом жизни Герца.
* В. Никольский. О современной постановке задач
электродинамики.— Тр. Всесоюз. заочного энергетич. ин-та, 26, 24,1964.
80

§ 2. Опыты Герца
Существует несколько методов изложения научных
работ, выполненных и опубликованных ученым. Простейший
из них — простое перечисление того, что сделал ученый,
какие результаты получил и какие выводы из них сделал.
Такой метод можно было бы назвать фактологическим. Его,
разумеется, нельзя признать венцом историко-научного
исследования. Метод, более близкий к этому идеалу,
заключается в изображении каждой данной работы как
определенного этапа на пути развития познания, в связи с научной
проблематикой эпохи, на фоне общего состояния науки.
Однако и этот метод, по праву называемый историческим,
не решает проблему. Методом, идущим в этом направлении
дальше исторического, следует считать логический метод,
основанный на представлении истории науки в виде
объективного, от воли людей не зависящего процесса раскрытия
истины, подчиненного своим собственным законам. Такой
процесс представляет 'собой идеализацию реального и
совпадает с ним только с точностью до случайных факторов,
деформирующих реальный процесс. Так 'спрямленное на
географической карте русло реки совпадает с извилистым
потоком, бегущим по пересеченной местности. Только с
применением логического метода можно связывать
надежду на превращение истории науки из описательной и
произвольной, какой она в настоящее время является, в
отрасль точного знания.
Если бы мы захотели излагать опыты Герца,
подтвердившие теорию Максвелла, фактологическим методом, нам
достаточно было бы дать краткое изложение его работ в
том порядке, в каком они появлялись в печати, и в том
виде, в каком представлял их сам Герц. Применение
исторического метода потребовало бы от нас предварительной
характеристики научной атмосферы того времени и
последующего анализа исторического значения опытов Герца.
Наконец, следуя логическому методу, надо прежде всего
ответить ла такие вопросы: в чем должна была состоять
экспериментальная проверка теории Максвелла, с чего она
должна была начаться и как протекать? Иначе говоря,
когда мы хотим, чтобы логика идей превалировала над
летописью фактов, приходится следить не столько за тем, как
шел процесс познания в действительности, сколько за
тем, как он мог и должен был идти.
81

Если, как давно и справедливо замечено, все научные
положения носят вероятностный характер и с этой
стороны отличаются друг от друга только степенью
правдоподобия, каковая, впрочем, может изменяться в очень широких
пределах, то и суждения логики истории науки, носящие,
как сказано, характер долженствования, тем более не
могут быть иными. Любой очередной шаг, совершаемый в
процессе развития познания, делается, в лучшем случае, в
направлении, правильность которого представляется
наиболее вероятной. До опыта никто не может оказать о таком
шаге ничего большего, но и после опыта никто не может
утверждать, что той же цели нельзя было достичь другими
путями.
Оценивая под таким углом зрения проблему
экспериментальной проверки теории Максвелла, мы вправе
заключить, что проверены должны быть прежде всего наиболее
яркие и типичные положения этой теории, такие, как
вывод о существовании в природе электромагнитных волн,
подобных по всем своим свойствам световым волнам.
Вопрос об электромагнитных волнах, без сомнения, узловой
пункт теории Максвелла: вся она стоит или рушится в
зависимости от решения этого вопроса. Представление же
об электромагнитных волнах в рамках теории Мансвелла
неизбежно приводит к их отождествлению со световыми
волнами. Как подчеркнул Герц, отрицание
электромагнитной теории Максвелла разрушает основу его воззрений на
свет, и, наоборот, не приняв его взгляда на свет, нельзя
согласиться с его электромагнитной теорией [XXIX, 13].
Наметить в теории центральный пункт, требующий
экспериментальной проверки,— еще не значит
предопределить весь ход работы: всегда может оказаться, что
проверить этот пункт нельзя из-за недостаточно высокого уровня
техники эксперимента. Тогда эксперимент ищет обходные
пути, и проверке подвергаются какие-то иные пункты
теории.'
Мы без труда могли бы назвать теории, которые
давно приняты в науке, но до сих пор не получили прямой
экспериментальной проверки своих центральных пунктов.
Таким образом, когда решен вопрос о том, что в данной
теории следует прежде всего экспериментально проверить,
актуальным становится выяснение технической
возможности постановки соответствующих опытов.
82

Посмотрим, как с этой стороны обстояло Дело с
электромагнитными волнами, предсказанными теорией
Максвелла.
Мы видели, что электромагнитная волна, согласно
Максвеллу, есть цепочка электрических и магнитных
полей, возникающая, например, из переменного
электрического поля. Последнее создается любым переменным
током, в частности колебаниями электрического тока в
цепях, составленых из самоиндукции L и емкости С.
Колебания такого рода изучались с давних пор; была известна
также формула Томсона (Кельвина) для периода этих
колебаний в том случае, когда омическое сопротивление
колебательного контура ничтожно мало:
Τ = 2π YLC
Из уравнений Максвелла, далее, следует, что
интенсивность электромагнитной волны тем выше, чем быстрее
меняется поле. Так как первой трудностью, стоявшей на
пути эксперимента, была именно малая интенсивность
гипотетических электромагнитных волн, то, понятно,
внимание экспериментаторов должно было сосредоточиться
преимущественно на высокочастотных колебаниях. Как
видно из формулы Томсона, такие колебания следовало
искать в контурах с очень малыми индуктивн остями
и емкостями.
Конечно, 'собрать цепь с малыми L и С не составляет
никакого труда. Но здесь возникает одно препятствие:
энергия электрических колебаний тем меньше, чем меньше
L и С. Как видим, колебательный контур в качестве
источника электромагнитных волн оказывается налкой о двух
концах: чтобы получить достаточно мощные
электромагнитные волны, параметры контура надо одновременно и
уменьшать и увеличивать. Во всех подобных случаях
существуют некоторые оптимальные условия для создания
искомого эффекта. Ню найти их не всегда легко. Кроме
того, обычно бывает неясно, удается ли практически
наблюдать эффект даже при соблюдении оптимальных
условий. Именно так обстояло дело и в рассматриваемом
случае. Поэтому вопрос о том, можно ли с помощью
колебательного контура создать практически наблюдаемые
электромагнитные волны и как эти волны наблюдать, мог быть
решен только экспериментально.
83

Ответ на вопрос об экспериментальной возможности
создания и наблюдения электромагнитных волн
определился стихийно в процессе ряда опытов, поставленных Герцем
в 1886—1888 гг.
Изучая индукционную связь двух незамкнутых цепей,
Герц собрал установку, схема которой изображена на рис.
16. Первая, задающая цепь представляла собой искровой
разрядник, состоявший из двух прямых, расположенных
в одну линию проводов с металлическими шарами на
концах (цель А). Цепь подключалась к источнику высокого
переменного напряжения, обычно к катушке Румкорфа.
Когда катушка работала, в промежутке между двумя
проводами возникала искра. Длина ее могла достигать
нескольких миллиметров. Вторая, открытая цепь В состояла из
провода, согнутого в виде прямоугольника; между хорошо
зачищенными концами провода оставался маленький зазор,
который можно было регулировать микрометрическим
винтом. Цепь В соединялась с цепью А тонкой проволочкой.
Во время работы цепи А в цепи В также наблюдались
искры, правда, очень маленькие, не длиннее нескольких
десятых долей миллиметра. Такие искры удавалось видеть
только в затемненной комнате привыкшими к темноте
глазами и с помощью специальной увеличительной трубы
[XX, 423]. Короче говоря, наблюдение искр во второй цепи
было тонким и сложным делом, а между тем, именно они
были решающим звеном опытов Герца. Впоследствии Герц
назвал их «тонкой нитью», на которой висел успех его
работы [XXIX, 18].
Возникновение искр в цепи В Герц (Объяснил
появлением напряжения между точками 1 и 2 за счет разницы во
времени, за которое потенциал от соединительного
проводника, связанного с цепью А, достигал каждой из этих
точек. Само но себе возникновение искр во второй цепи не
вызывало удивления, так как было известно, что из-за
самоиндукции электрических цепей потенциалы
распространяются в них с конечной скоростью. Странным, однако,
казался следующий факт: искры продолжали возникать и
в том случае, когда цель В представляла собой очень
короткий и толстый провод. В такой цепи потенциал от
соединительного проводника достигал точек 1 и 2
практически мгновенно и, следовательно, искры как будто бы не
должны были возникать. Появление их заставляло
предполагать необыкновенно высокую скорость изменения
потенциала во время работы установки [XX, 423].
84

Так Герц пришел к мысли о том, что в Цепях, с
которыми он работал, происходили колебания необыкновенно
высокой частоты.
Вначале он думал, что колебания в искровом
разряднике до такой степени беспорядочны и непостоянны, что их
нельзя использовать для достаточно точных измерений
[XXXIII, 2], но одно важное открытие заставило его
изменить это мнение. Открытие произошло при изучении
условий, благоприятствующих появлению искр во втором
контуре. В процессе этого исследования Герц естественно
пришел к схеме опыта, при которой соединительный провод
+ -
О
ι Ι ι · ι
12
В
Рис. 16
Рис. 17
подключался к контуру В на одинаковом расстоянии от
точек 1 и 2 (рис. 17). Как обнаружилось, при таком
подключении контура В искр в нем не возникало. Отсюда
следовало, что потенциалы в этом опыте подходили к точкам
1 и 2 в одинаковой фазе и, значит, процесс в цепях носил
правильный колебательный характер [XX, 425].
Правильность этого вывода подтверждалась также
дополнительными наблюдениями: если в схеме рис. 17 к одной из
концевых точек второго контура подключался какой-нибудь
проводник, в контуре появлялись искры; если такой же
проводник подключался и к другой концевой точке, искры
исчезали [XX, 427]. Все, иначе говоря, происходило как на
хорошо отбалансированных весах.
Всесторонне изучив явление искр в условиях связанных
контуров, Герц перешел к контурам несвязанным, разде-
85

ленньгм в пространстве. Типовая схема этих опьгтов
показана на рис. 18. И в этом случае при определенных
размерах контура В в нем наблюдались искры, длина
которых уменьшалась по мере увеличения расстояния между
контурами, но не настолько быстро, чтобы искры нельзя
было наблюдать и на расстоянии 1,5 м от контура А [XX,
433]. Усиление искр в этом случае следовало связывать
с установлением резонанса между контурами.
Действительно, воспроизведение опытов на установке с искровым
разрядником, допускавшим перемещение шаров вдоль
стержней и тем самым изменение периода задающих колебаний,
Ω.
С
мм
3
г
Рис. 18
0,5
Рис. 19
ι,ο
и с набором вторых контуров разной длины и,
следовательно, обладавших различными периодами собственных
колебаний, полностью подтвердило это предположение.
Герц даже вычертил графики зависимости длины искры
во втором контуре от длины самого контура. Один из
графиков такого 'рода воспроизведен на рис. 19. Как видим, он
имеет вид типичной резонансной кривой [XX, 438].
Опыт, схема которого изображена на рис. 18, содержит
все основные элементы современной радиосвязи. Мы
имеем здесь источник электромагнитных волн, «передатчик» и
отделенный от него пространственным интервалом
регистратор этих волн — «приемник». Когда работает
передатчик, приходит в действие и приемник, позволяя тем самым
судить о работе передатчика. В этой схеме в зародыше, в
миниатюре содержались все современные системы
беспроволочной связи; развитие их из нее, как легко понять,
было лишь делом времени и изобретательской мысли. От-

сюда колоссальное историческое значение данной работы
Герца. Необходимо только добавить, что ето значение было
предопределено не самой возможностью фиксировать
в одном месте электромагнитные процессы, возникавшие
в другом месте (такая связь реализовалась и раньше,
например с помощью электромагнитной индукции), а
природой агента, переносившего действие.
Электромагнитные волны — вот, иначе говоря, тот момент опытов
Герца, который придал им эпохальное историческое
значение.
Главные части экспериментальной установки —
контуры А и В — вошли в историю науки под названием
«вибратор» и «резонатор» Герца. Интересно, что эти
названия приборам дал не сам Герц, а его английские
коллеги *.
Конструкция вибратора и резонатора Герца более всего
поражает своей простотой. Собственно, это даже не
приборы в 'современном смысле слова, а простые куски
.проволоки и жести. Изготовить такие приборы можно в любой
мастерской — лишь бы были под рукой молоток и
ножницы. На первый взгляд это шокирует: мол, великое
открытие — и вдруг такие примитивные средства! Но по
размышлении мы приходим к иному выводу. Мы замечаем,
что все гениальное всегда очень просто, что простота —
непременный атрибут гениальности. Поэтому в некотором
смысле безразлично, как охарактеризовать вибратор и
резонатор Герца: «Это просто!» или «Это гениально!»
Дабы дать читателю возможность воочию
прочувствовать самобытность приборов Герца, приводим
репродукции с фотографий его приборов (рис. 20 и 21),
хранящихся ныне в качестве драгоценных реликвий в Немецком
музее в Мюнхене.
Простота приборов Герца тем более удивительна, что
явление, изученное с их помощью, очень сложное и
капризное. Достаточно учесть следующее: ток в этих
приборах во время опыта за одну секунду менял свое
направление более ста миллионов раз и искры, которые надо было
наблюдать, существовали лишь миллионные доли
секунды. Отсюда ясно, как трудно наблюдать такие искры, ка-
* F. Trouton. Repetition of Hertz's experiments, and
determination of the direction of the vibration of light,— Nature, 39, 391 —
393, 1889.
87

-rL
Рис. 20. Вибратор Герца
кой навык и какое напряжение внимания требуются при
работе с ними. Именно эти навык и напряжение, или,
иначе говоря, экспериментальное искусство наблюдателя,
компенсировало примитивность приборов, позволяя с их
помощью наблюдать сложнейшее явление. Если построить
вибратор и резонатор Герца не составляет никакого труда,
то создать и наблюдать электромагнитные волны с их
помощью — уже труд, который под силу далеко не каждому
Рис. 21. Резонатор Герца
88

экспериментатору. Научный подвиг Герца, следовательно,
сложился в равной мере из открытия конструкции
приборов и из умения работать на них.
Метод регистрации волн Герц основывал, как мы
видели, на явлении резонанса. Было бы, однако, неверно
думать, что в его приборах происходило примерно то, что
имеет место между двумя настроенными в резонанс
камертонами. Колебания, которые создавал его вибратор и
фиксировал его резонатор, правильнее сравнить со
звуковыми колебаниями, создаваемыми деревяшкой,—
настолько они были
неустойчивыми и так быстро затухали
£ХХ, 443]. График этих
колебаний имел примерно
вид, изображенный на рис.
22, т. е. на каждый разряд
в контуре А приходилось
по 3—4 полезных
колебания [XXXIII, 287]. С
такой-то, по выражению
самого Герца, несовершенной
«музыкой» ему и
приходилось работать [XXIX, 47].
Прежде чем продолжить анализ последующих опытов
Герца, сравним наше изложение его первого опыта с
изложением, бытующим в исторической литературе, и
скажем несколько слов об обстоятельствах выполнения этой
работы Герца.
Суть нашего изложения состояла в ответе на- вопрос
о практической возможности создания и наблюдения
электромагнитных волн. Теория Максвелла утверждала
только реальность таких волн, но отнюдь не возможность
экспериментальной физики XIX в. работать с ними. Тот
факт, что между принципиальной возможностью явления
и его практической реализацией лежит дистанция
огромного размера, едва ли нуждается в специальных
доказательствах. Ради иллюстрации его заметим все-таки, что,
например, любой сколь угодно малый и сколь угодно
далеко находящийся от нас предмет создает на сетчатке
наших глаз некоторое изображение, но практически очень
малые и очень удаленные предметы мы не видим, как бы
ни напрягали зрение. Нечто подобное могло случиться и л
электромагнитными волнами, длина которых значитель-
89

но превосходит длину светового спектра, причем при
регистрации их не только глазом, но и физическим прибором.
Другими словами, в природе могло не оказаться
достаточно мощных источников таких волн или достаточно
чувствительных к ним приемников, как, например, не
оказалось средств для реализации предсказанной законом
электромагнитной индукции Фарадея индукционной связи на
больших расстояниях.
Герц прекрасно понимал, что решил именно
практическую, а не какую-либо другую проблему. В начале
сообщения о выполненной работе он говорит: («Теория позволяет
предвидеть возможность очень быстрых колебаний в
хорошо проводящих незамкнутых проводниках, концы которых
нагружены небольшими емкостями, но теория, конечно,
не может решить, можно ли возбудить такие колебания с
заметной силой» [XX, 422]. В конце сообщения он
повторяет это заявление: «Цель данной работы состояла в том,
чтобы показать, каким образом могут быть возбуждены
наблюдаемые собственные колебания в коротких
металлических проводниках» [XX, 448].
В нашем изложении, между прочим, четко выявилось
то обстоятельство, что проблема создания
электромагнитных волн и проблема регистрации их решились
одновременно. Иначе, конечно, и не могло быть. Трудно
представить, как можно было бы заявлять о возникновении
волн, не имея средства их регистрации, и, наоборот,
нельзя регистрировать искусственное явление, не умея
вызвать его. Другими словами, ни вибратор, ни резонатор
Герца в их современном смысле не могли появиться
раздельно; это две части одного прибора, с построением
которого и оказалась разрешенной обсуждаемая
проблема.
В исторической литературе, посвящ/зиной Герцу, его
опыты излагаются иначе. Можно перелистать десяток
статей, брошюр, докладов и книг и всюду встретить одну и
ту же, примерно такую версию. До Герца умели получать
электрические колебания с частотой не выше Ί06
колебаний в секунду. Такой частоте соответствуют волны
длиной 300 м. Это слишком большая длина волны, чтобы с
нею можно было экспериментировать в лаборатории.
Поэтому Герц изготовил специальный вибратор, который
давал волны частотой 108 колебаний в секунду и длиной 3 м.
90

Такие волны уже можно было наблюдать, и Герц
действительно наблюдал их, подтвердив тем самым
справедливость теории Максвелла.
В этой довольно распространенной версии по крайней
мере три ошибки.
Вокпервых, из нее следует, что электромагнитные
волны длиной, существенно отличной от 3 м, не могли быть
открыты. Спрашивается, почему? Ведь сейчас одинаково
успешно создаются и фиксируются волны самой
различной длины — и больше и меньше 3 м. Кроме того, вскоре
после пионерской работы Герца другие исследователи
повторили его опыты с волнами другой длины, да и сам
Герц впоследствии экспериментировал с волнами, в
десять раз более короткими, чем в первом опыте. Значит,
длина волны 3 м или частота колебаний 108 гц сами по
себе не имели сколько-нибудь важного значения и не они
определили историческое значение данного опыта.
Во-вторых, неверно утверждение, что Герц построил
свой вибратор с целью создавать достаточно короткие
волны или по крайней мере колебания достаточно высокой
частоты. В действительности, как было подчеркнуто в
нашем изложении опыта, Герц сначала построил свои цепи,
а затем уже обнаружил, что они дают сравнительно
устойчивые колебания чрезвычайно высокой частоты.
Наконец, не соответствует действительности сам дух
версии, основанной на представлении о том, что Герц с
самого начала ставил своей целью проверку теории
Максвелла и, следовательно, в соответствии с этим строил все
свои эксперименты. Между прочим, ошибочность подобного
представления, о котором нам еще много придется
говорить, по-видимому, и служит главным источником всех
прочих недоразумений. Просим читателя заметить, что в
нашем изложении наше собственное толкование опытов
Герца всюду отделено от толкования их самим Герцем.
На тему рассмотренной работы Герц напал в октябре
1886 г. в процессе своих лихорадочных поисков новых
тем. 25 октября в его дневнике появилась первая запись,
имеющая прямое отношение к данной теме: «Получил
искровой микрометр и начал опыты с ним», а на
следующий день он записал: «Сделал опыты с искрами в коротких
металлических цепях». Опыты продолжались и в
последующие дни. 12 ноября он записывает в дневнике:
«Установил интересное действие индукции», а на следую-
91

щий день уточняет, о чем здесь идет речь:
«Посчастливилось установить индукционное действие друг на друга
двух незамкнутых цепей с током. Длина цепей 3 м,
расстояние между ними 1,5 ш\ж Еще через несколько дней
появилась запись: «Удалось установить резонанс между
электрическими колебаниями в двух цепях», и на другой
день: «Резонанс стал яснее. Узлы колебаний»
[дневниковые записи от 2 и 3.12.1886]. 5 декабря он пишет письмо
Гельмгольцу с описанием экспериментальной установки
и полученных результатов. «Мне удалось, — сообщает
Герц,— совершенно определенно установить
индукционное действие одной незамкнутой прямолинейной цепи с
током на другую незамкнутую прямолинейную цепь».
В этом явлении особенно замечательным ему кажется то,
что «колебания оказывали сравнительно очень сильное
индуцирующее действие»: он наблюдал его на расстоянии
1,5 м и уверен, что при хорошей настройке контуров «это
расстояние можно существенно увеличить».
В январе 1887 г. Герц приступил к составлению
отчета о проделанной работе, в марте закончил его и 23 марта
отослал в журнал. Появилась статья, фигурирующая в
нашем списке под номером XX. После этого Герц
углубился в изучение открытого им -фотоэлектрического
эффекта, и к высокочастотным колебаниям вернулся лишь
в сентябре. В записи от 7 сентября мы читаем: «Начал
работу в лаборатории с быстрыми колебаниями».
Доказательство реальности электромагнитных волн,
содержащееся в первом опыте Герца, не было решающим и
окончательным. Установление резонансной связи между
двумя удаленными друг от друга колебательными
контурами, в одном из которых создавались, а в другом
индуктировались колебания высокой частоты, лишь
согласовалось с предсказаниями теории Максвелла, но не
доказывало их справедливости. Этот эффект можно было
объяснить — как то и делал сам Герц — и вне рамок теории
Максвелла, с помощью обычной индукционной связи
контуров. Иначе говоря, для объяснения результатов
первого опыта не требовалось понятия электромагнитных волн,
вполне достаточно было понятия электрических
колебаний. Экспериментальное обоснование теории Максвелла
все еще оставалось делом будущего.
Теория Максвелла постулирует существование не
просто волн, но волн определенного рода, т. е. волн, подчи-
92

ненных определенным законам и обладающих
определенными свойствами. Только подтвердив на опыте все
эти законы и установив все эти свойства, можно было
говорить об экспериментальном доказательстве истинности
теории. Учитывая это, программу дальнейшей проверки
теории Максвелла следовало мыслить в таком виде:
1. Продолжить, насколько· это окажется возможным,
изучение волн в воздухе.
2. Изучить волны в различных средах, точнее в
средах, имеющих различные значения диэлектрической
постоянной и магнитной восприимчивости.
3. Измерить скорость распространения волн в
различных средах.
. 4. Выяснить степень родства между
электромагнитными волнами, с одной стороны, и световыми волнами, с
другой.
Желательно, чтобы читатель внимательнее вдумался
в эту программу и до того, как мы перейдем к описанию
последующих работ Герца, уяснил себе, насколько ее
пункты разумны, естественны и обязательны. Дело в том,
что Герц шел именно тем путем, который здесь намечен,
и, значит, если у читателя не будет сознательной
уверенности в целесообразности данной априорной программы,
у него может создаться мнение, что мы списали ее у
Герца или составили по его опытам апостериори.
Первому пункту нашей программы (дальнейшие
опыты в воздухе) в опытах Герца соответствовало изучение
картины электрического поля, создаваемого вибратором.
Герц помещал вибратор в центре большой комнаты, а
резонатор переносил с места на место, и в каждом месте
отыскивал такое расположение, при котором искра в
резонаторе была максимальной. Найденные положения он
отмечал на полу куском мела. Повторив такие
манипуляции многие десятки раз, он получил из
штришков-нормалей к плоскости резонатора картину силовых линий,
изображенную на рис. 23. Существенно при этом
заметить, что радиус поля, промеренного Герцем в этом
опыте, достигал 14 м [XXII, 167].
На рисунке должны быть особо отмечены следующие
моменты: а) в поле вибратора имеются четыре
симметрично расположенные точки (отмечены звездочками), в
которых электрическая сила не зависит от направления,
т. е. одинакова по всем направлениям [XXII, 168]; б) в
93

^ *
направлении колебаний (по линии вибратора) поле
уменьшается гораздо быстрее, чем в перпендикулярном
направлении, на котором искры в резонаторе
наблюдались вплоть до максимальных расстояний, допускаемых
помещением (свьгШе 10 м), причем, начиная с
расстояния 3 м, силовые линии оказались практически
параллельными вибратору [XXII, 467].
Эти моменты важны тем, что говорят против
электродинамических теорий дальнодействия, в пользу теории
Максвелла. Так, первый момент разумно объяснить
интерференционным действием
~_Г-ППЛГ~-Г'-^~-~-П~^ волн и, следовательно, нуж-
х х ^ ., но предполагать конечную
скорость их распространения
[XXII, 168]. Второй не
находит объяснения в рамках
теорий дальнодействия, так
как эти теории дают один и
_'_ ^ тот же закон убывания ин-
Аукционного действия с
увеличением расстояния для
Рис. 23 всех направлений, причем
убывания столь быстрого,
что действие на расстоянии
свыше 10 м на установке Герца вообще не должно было
наблюдаться [XXII, 167 и 168].
Как видим, продолжение изучения волн в воздухе
оправдало возлагавшиеся на него надежды, ибо
заставило недвусмысленно предпочесть теорию Максвелла
соперничавшим с нею теориям. Особенно убедителен в этом
смысле первый момент, из которого естественно следует
вывод о конечной скорости распространения
электрических действий. Как подчеркнул Герц, это было первое в
истории науки прямое экспериментальное подтверждение
данного свойства [XXII, 169].
По второму пункту нашей программы необходимые
действия диктуются с большей определенностью:
требовалось, очевидно, помещать на пути волн различные
вещества и смотреть, как это влияет на работу резонатора.
Согласно теории Максвелла, присутствие среды
увеличивает энергию полей: если плотность энергии
электрического и магнитного полей в пустоте равна Е2/8л и Н2/8я,
то в среде она увеличивается соответственно б ε и μ раз.
94

Значит, при наличии среды резонатор должен работать
более интенсивно.
Первый опыт Герца с таким целевым назначением
строился следующим образом. На концы вибратора
вместо шаров надевались металлические пластины, и стержни
вибратора изгибались так, чтобы пластины образовали род
конденсатора. Поблизости от них располагался
резонатор (рис. 24). Во время измерений в пространство между
Рис. 24 Рис. 25
пластинами вибратора Герц вводил и затем быстро
убирал блоки из серы и парафина. Предполагалось
обнаружить усиление искры в резонаторе при введении блока
и ослабление при удалении. Однако такого эффекта
заметить не удалось [ХХХШ, 5].
Предположив, что опыт не удался из-за низкой
чувствительности резонатора, Герц решил изучать не
изменение интенсивности искр, а условия их отсутствия. Для
этого потребовалось модифицировать экспериментальную
установку, .придав ей некоторую асимметричность. Герц
поступил следующим образом. Концы вибратора
по-прежнему снабжались пластинами, но располагались они уже
не параллельно, а в одной плоскости (рис. 25). Резонатор
имел форму незамкнутой окружности, был настроен в
резонанс с вибратором и располагался вблизи вибратора
в плоскости, перпендикулярной плоскости пластин,
параллельно стержню вибратора и симметрично
относительно уровня пластин. Резонатору была придана круглая
форма ради удобства поворота его в собственной
плоскости. Когда резонатор был повернут так, что его искровой
95

промежуток располагался сбоку (например, как указано
на рисунке), искр >в нем не было в силу одинаковости
условий для нижней и верхней половинок резонатора.
Если же ,к пластинам вибратора подносилось
какое-нибудь проводящее тело, оно деформировало поле
вибратора, резонатор оказывался уж© не в нейтральном
положения и в нем появлялись искры. Небольшим поворотом
резонатора в собственной плоскости можно было вновь
добиться отсутствия искр. При этом искровой
промежуток резонатора надо было поворачивать в ту сторону, с
которой подносилось проводящее тело [ХХШа, 274—278].
Все это находит простое объяснение в рамках любой
электродинамической теории, ибо все они допускают
возникновение в проводниках конвекционных токов, которые
и обусловливают указанное явление. Но как действуют
изоляторы, в которых, согласно Максвеллу, тоже
возможны токи, хотя и иной природы?
■Как только Герц поднес к пластинам вибратора
изолирующее тело, сразу же обнаружился тот же эффект,
который наблюдался с проводящим телом, т. е. изолятор,
подобно проводнику, вызвал деформацию поля вибратора.
При этом, как .заключил Герц по величине утла поворота
резонатора до нового нейтрального положения, по своей
величине эффект был близок к тому, который следовало
ожидать от конвекционного тока в проводнике,
эквивалентного току смещения в изоляторе [ХХШа, 279].
Измерение последнего рода Герц повторил с
различными изоляторами — бумагой, асфальтом, смолой,
деревом, песком, серой, парафинам и керосином. Во всех
случаях изолирующие тела имели весьма большие размеры.
Так, бумажный блок Герц собрал из книг, сложив их в
виде параллелепипеда с основанием 1,5X0,5 м и
высотой il м; асфальт он заливал в ящик размером 140Х40Х
Х60 см [ХХШа; 280].
Подозревая, что индукционное действие диэлектриков
могло быть обусловлено находящимися в них примесями
проводящих веществ, Герц принял специальные меры для
получения по возможности чистых изоляторов. Так как
получение чистых изоляторов большого размера было
дорогостоящим делом, а применение малых блоков на той
же экспериментальной установке могло исказить эффект,
Герц построил другую установку, во всем аналогичную
первой, но в два раза меньшую по величине. Опыты на
96

ней дали те же самые результаты, и это еще раз
подтвердило правильность вывода об индукционной способности
диэлектриков [ХХШа, 282].
Итак, зависимость электромагнитных процессов от
свойств среды, предсказываемая теорией Максвелла,
нашла в опытах Герца убедительное и надежное
подтверждение.
Третий пункт нашей программы звучит не менее
определенно, чем второй (измерение скорости
распространения электромагнитных волн), но как выполнить его,
к сожалению, было неясно. Согласно теории, скорость
электромагнитных волн в воздухе равна 300000 км/сек,
т. е. баснословно велика; скорость вюлн в более плотных
средах хотя и меньше, но не настолько, чтобы рождать
радужные надежды. Поиски способов экспериментального
определения скорости электромагнитных волн
приходилось, следовательно, предоставить остроумию и счастью
экспериментаторов.
Как мы видели, в одном из предыдущих опытов Герц
уже получил данные, указывающие на конечность
скорости волн, но это указание нельзя было считать
достаточно убедительным. Путь к убедительному доказательству
открылся перед Герцем благодаря одному случайному
наблюдению: Герц обнаружил, что его резонатор
позволяет наблюдать стоячую волну, возникшую в результате
отражения волны вибратора от стены комнаты. Зная
длину стоячей волны и частоту колебаний вибратора,
легко вычислить скорость волн. Согласно теории
Максвелла, наиболее полное отражение волн происходит от
проводящего экрана, размер которого велик по сравнению с
длиной волн. Поскольку вибратор Герца позволял
получать волны длиной менее одного метра, создание такого
экрана не представляло большой трудности.
Герц изготовил экран из большого листа цинкового
железа и укрепил его на стене, тщательно заземлив в
разных точках с тем, чтобы предотвратить накопление
на нем электрических зарядов, возможное по причине
недостаточно высокой проводимости металла. Вибратор был
установлен возле противоположной стены комнаты, на
расстоянии примерно 10 м от экрана и вертикально
(в этом случае колебания электрической силы
происходили в вертикальной плоскости). Резонатор имел форму
окружности; в процессе измерений он располагался или в
97

плоскости волны, или в перпендикулярной, к ней
плоскости [XXV, 611].
Здесь мы должны сделать небольшое отступление,
чтобы познакомиться с работой резонатора Герца.
Рассмотрим сначала случай однородного
электрического поля (рис. 26). Пусть в таком поле находится
резонатор, плоскость которого параллельна направлению
поля. Выделим два положения резонатора: / — искровой
промежуток находится в направлении силовых линий и
II — искровой промежуток находится в направлении,
Нснра^^сребняя
Нсчры кет Искра есть Истшьтя Искра слабая
:ф=^п Θ Θ
Рис. 26 Рис. 27
перпендикулярном к силовым; линиям. Легко понять, что
в первом положении обе одинаковые половинки
резонатора находятся в равноправном отношении к полю и,
следовательно, разности потенциалов на искровом
промежутке не возникает; наоборот, во втором положении
электрическое состояние одинаковых половинок
резонатора различно, и это создает в его искровом промежутке
разность потенциалов. Таким образом, образование искры
возможно только в положении II.
Далее, рассмотрим случай неоднородного
-электрического поля (рис. 27). Здесь надо выделить три положения
резонатора: те же / и //, но в последнем положении надо
различать два варианта: На — искровой промежуток
повернут в сторону убывания июля и Пб — искровой
промежуток повернут в сторону возрастания поля. В
положении I искра если и возникнет, то только за счет
неоднородности поля; назовем эту искру «средней». В
положении Па верхняя половина резонатора находится во
вдвойне невыгодном положении по сравнению с нижней
половиной: в ней отсутствует часть проводника и, кроме
того, юна расположена в более слабо;м поле. Поэтому в по-
98

ложении Па существуют условия для возникновения
«сильной» искры. Из тех же соображений в положении
Пб, где одна неблагоприятная причина компенсируется
другой — ущербность нижней половины контура
ущемленное тью состояния верхней,— можно ожидать
возникновения лишь «слабой» искры.
Отметим, наконец, что когда плоскость резонатора
перпендикулярна силовым линиям электрического поля,
искр не возникает в обоих случаях при любом положении
искрового промежутка.
й ι ι ι ι ι ι ι ι „,
0/2345678 н
Рис. 28
Перемещая резонатор, расположенный в плоскости
волны (т. е. в однородном поле), вдоль комнаты, от
экрана к вибратору, Герц наблюдал следующую картину.
Вблизи экрана искр в резонаторе заметно не было. По
мере удаления от экрана, они появились и все более
усиливались вплоть до расстояния 2 м; при дальнейшем
перемещении резонатора искры начали уменьшаться;
полное исчезновение их наблюдалось на расстоянии 4 м от
экрана. Затем они снова появились, начали
увеличиваться и на расстоянии 6,5 м достигли нового максимума.
При дальнейшем перемещении резонатора ожидаемого
спада искр не произошло: надо думать, оказалось
влияние вибратора [XXV, 616].
Приняв во внимание эти наблюдения, а также тот
факт, что экран, не будучи абсолютно проводящей
поверхностью, не обеспечивал строгих условий для
возникновения узла стоячей волны, Герц пришел к картине
стоячей волны, изображенной на рис. 28. Здесь точки
В и D — пучности, С и А — узлы стоячей волны. Как
видим, узел А пришлось предполагать находящимся за
стеной, примерно на расстоянии полуметра [XXV, 613].
Аналогичную картину Герц получил и с помощью
резонатора, расположенного в плоскости, перпендикуляр-
99

ной к плоскости экрана. Так как пол© вибратора по
нормали к нему неоднородно, то в этом случае наблюдения
интерпретировались в согласии с рис. 27. Способ
измерения был прежним: резонатор постепенно перемещался
от экрана к вибратору, но теперь в каждой точке
отыскивалась то положение резонатора, при котором искры
достигали максимальной длины. Положения резонатора,
соответствующие максимальные искрам, показаны на
рис. 29.
Ϋ—ψ—Ψ-
_J_i ι I ι i_JU ι I ^
0,5 3,0 5,5 8,0 м
Рис. 29
Легко заметить смысловую схожесть обоих рисунков.
Там, где на рис. 28 имеет место особенно быстрый
подъем или спад кривой, на рис. 29 находятся точки
максимальной неоднородности электрического поля, причем
искровые промежутки резонаторов обращены в стороны
уменьшения силы поля [XXV, 612].
Несмотря на яркость полученных результатов,
картина стоячей волны оставалась в некотором смщсле
неполной: было неясно, какого рода изменение претерпевает
электрическое поле в точке С: меняет ли оно здесь только
величину или и знак. Иначе говоря, если воспользоваться
рис. 28, то для изображения воины в каждый момент
времени достаточно ли сохранить какую-нибудь одну
синусоиду или необходимы обе?
Для решения этого вопроса Герц воспользовался
следующим приемом. Он поместил центр кругового
резонатора в точку С и начал вращать резонатор в его
собственной плоскости, внимательно наблюдая за искрой в
резонаторе. Если бы электрическое поле по обе стороны
от точки С имело одинаковое направление, поворот
искрового промежутка из положения α в положение β (рис. 30,
а) сопровождался бы изменением направления силы отно-
-1
■
100

сительно резонатора, и, значит, искра в резонаторе должна
была бы исчезать один или вообще нечетное число раз.
Напротив, когда поле по обе стороны от точки С имеет
разное направление (рис. 30, б), аналогичный поворот
резонатора не будет сопровождаться таким изменением,
и, значшт, искра или совсем не будет исчезать, или
исчезнет четное число раз. Опыт подтвердил последнее
предположение. Тем самым была доказана перемена знака поля
в узле стоячей волны [XXV, 615].
а б
Рис. 30
Между прочим, применение того же приема в точках
В и D, как и следовало ожидать, подтвердило
правильность для них первого предположения (случай а).
Различие между точкой С, с одной стороны, и точками В и 22,
с другой, было установлено Герцем и другим способом:
повторяя измерения при положениях резонатора,
несколько смещенных относительно особых точек в направлении
распространения волны, он заметил, что характер
явления меняется в точке С при меньшем смещении, чем в
точках BvlD [XXV, 615].
Изложенные опыты Герца не только создают
наглядную картину электромагнитных волн — они делают эти
волны почти осязаемыми. Читая описание этих опытов,
испытываешь такое чувство, как будто ощупываешь
электромагнитные волны, и невольно приходишь в
некоторое замешательство1, когда вспоминаешь, что волны эти
все-таки невидимы и неосязаемы. Герц тоже испытал это
чувство. Еще находясь под впечатлением открытия, он
писал Гельмгольцу: «Я думаю, волновая природа звука
в пустом пространстве демонстрируется не так ясно, как
волновая природа этого электродинамического процесса»
[письмо от 19.3.1888]. В свете этого обстоятельства
становится понятнее тот восторг, который вызвали эти опыты
Герца у его современников. Все как бы прогрели, увидели
101

то, что до тех пор оставалось скрытым. Сомневаться
отныне в существовании электромагнитных волн и в конечной
скорости их распространения не могли даже самые
закоренелые скептики.
Хуже обстояло дело с количественной оценкой
скорости. Она требовала знания и длины волны и частоты
колебаний вибратора. И то и другое могло быть определено
лишь весьма приблизительно. Мы видели, что измерения
длины волн Герц произвел разными способами, причем,
как следует из сравнения количественных характеристик
рис. 28 и 39, получил не совсем совпадающие результаты.
Поэтому для более точного измерения длины волны он
применил третий способ, более чувствительный, чем два
предыдущих.
Для уяснения сути этого нового способа вновь
обратимся к рис. 27, случай Пб. Из ранее сказанного о нем
следует, что искра в контуре в ноле сильной
неоднородности обусловлена именно этой неоднородностью, а в поле
слабой неоднородности — наличием искрового промежутка.
Значит, не исключена ситуация, ногда искр в резонаторе
вообще не будет, особенно если не только переместить,
но и немного повернуть контур из положения, указанного
на рисунке. Этим приемом и воспользовался Герц. Он
поместил свой резонатор, работавший в режиме
неоднородного поля, в некоторое промежуточное положение и,
перемещая его от экрана к вибратору, отметил те точней, в
которых искры исчезали. Первая из таких точек оказалась
на расстоянии 1,08 м от экрана, вторая — 2,35 м. Значит,
вершина пучности (точка В) лежала на расстоянии 1,72 м
от экрана. Продолжая измерение, Герц установил, что
первый узел (точка А) находился на расстоянии 0,68 м за
экранам. Из этих данных он рассчитал длину волны:
9,60 м [XXV, 617-9].
Период колебаний вибратора Герц оценивал в 2,8 ·
• 10~8 сек. Значит, скорость волн при указанной выше
длине их равна 340 000 км/сек, т. е. больше скорости
света [XXV, 619].
Желая убедиться, что его результаты не зависят от
размера помещения,— это, очевидно, лишило бы их
научной ценности,— Герц повторил опыты с вибратором и
резонатором меньших размеров. Хотя картина волн
получилась при этом не столь яркой, в общем она
подтвердила безусловную ценность первых измерений [XX, V, 620].
(02

Кроме того, на той и на другой установках, причем на
второй с большим успехом, Герц пытался наблюдать
стоячие волны на волнах, распространявшихся в одном
направлении, т. е. когда вибратор стоял возле экрана, а
резонатор вдали от него. Эта модификация опыта тоже
ухудшила качество результатов, хотя в общем опять-таки
позволила получить ожидаемое явление. Так, когда
вибратор располагался на расстоянии 1 м от экрана, сильные
искры в резонаторе наблюдались на расстоянии 3 м и
9 м от экрана [XXV, 621].
Последнее наблюдение Герца вплотную подводит нас
к четвертому, последнему пункту нашей программы — к
установлению родства между электромагнитными и
световыми волнами. Действительно, явление интерференции
в однонаправленных электромагнитных волнах имеет
своим аналогом хорошо известные в оптике 'случаи
интерференции световых лучей в пластинах Ньютона и в
зеркалах Френеля [XXV, 612].
Однако Герц дал и более прямое доказательство этого
родства. Намерение его на этот раз было с самого начала
прозрачно четким: он решил повторить с
электромагнитными волнами те опыты, которые считаются
классическими в случае световых волн, именно опыты по
установлению законов прямолинейного распространения,
отражения, преломления и поляризации лучей. При постановке
этих опытов со световыми лучами пользуются, как
известно, зеркалами, линзами, призмами, николями,
турмалиновыми пластинками и т. п. Всем этим воспользовался и
Герц, но, конечно, в модифицированном виде. Так,
вместо оптических зеркал, он построил вогнутые зеркала из
цинка в форме параболических цилиндров высотой 2 м
и с апертурой 1,2 м. Посредине одного такого зеркала,
в его фокальной линии помещался вибратор, посредине
другого — резонатор. Призму Герц изготовил из асфальта
с основанием в виде равнобедренного треугольника с
боковой стороной 1,2 м и высотой 1,5 м. Вес этой призмы
был равен 1200 кГ. В качестве «турмалиновой пластинки»
ему служила деревянная рама размером 2 X 2 м с
натянутыми на ней через каждые 3 ом тонкими медными
проволоками [XXVII, 772, 779 и 775].
Первые попытки Герца работать с этим необычным
реквизитом не увенчались успехом [XXVII, 769 и письмо
Гельмгольцу от 19.3.1888]. Герц решил, что причина не-
103

удачи заключалась в несоответствии размеров его зеркал
с длиной исследуемых волн. Поэтому, когда ему удалось
получить волны еще более короткие, чем в первых
опытах, он вернулся к идее «оптического» эксперимента и на
этот раз имел успех по всем пунктам. Успех, как он
признавался, даже превзошел его ожидания: «Мне удалось,—
писал он,— создать заметные лучи электрической силы и
поставить с ними элементарные опыты, которые обычно
выполняются со светом и тепловым излучением» [XXVII,
769].
Рис. 31 Рис. 32
Вибратор, которым Герц пользовался в этом опыте,
представлял собой пару толстых (диаметр 3 см) коротких
(длина 9 см) проволок, к внутренним концам которых
прикреплялись большие (диаметр 4 см) металлические
шары (рис. 31). Так как длина волн, создаваемых таким
вибратором, равна его удвоенной длине, то правильно
будет сказать, что Герц в данно!м случае
экспериментировал с волнами 'полуметрового диапазона (точнее, он
считал длину волн равной 66 см). Соответственно со
спецификой опыта был перестроен и резонатор. Чтобы его
можно было укреплять в фокальной линии
параболического цилиндрического зеркала, он был сделан в виде двух
металлических усов длиной 50 см каждый (рис. 32).
Расстояние между усами составляло 5 см и
использовалось для включения выведенного за пределы зеркала
искрового промежутка [XXVII, 782]. Не надо обладать
большими знаниями по радиотехнике, чтобы узнать в
этой форме резонатора Герца прообраз современной
штыревой антенны.
Экспериментируя с направленными потоками
электромагнитного излучения, Герц изучил каждое из основных
свойств волн в процессе следующих опытов.
104

Прямолинейное распространение. Параболические
зеркала поставлены на некотором расстоянии друг от друга
(обычно 6—10 м) апертурами друг к другу. Резонатор
начинает искрить, как только начинает работать
вибратор. Небольшой поворот того или иного зеркала
уменьшает искрение, большой — уничтожает. Значит,
действительно зеркала создают и улавливают направленные
пучки лучей [XXVII, 774] (рис. 33).
Рис. 33 Рис. 34
Если между зеркалами ставился металлический экран,
искры в резонаторе исчезали. Человек, встав на шути
волн, также прерывал их. Напротив, изоляторы, например
деревянный щит, пропускали лучи. Герц перенес
резонатор в другую комнату и закрыл дверь. Резонатор
продолжал работать. «Не без удивления,— писал Герц,—
наблюдаются искры в закрытой комнате» [XXVII, 774]. Мы
можем добавить, что, сидя за закрытой дверью и наблюдая
искры резонатора, Герц был первым из бесчисленной ныне
когорты радиослушателей и телезрителей, которые,
закрывшись в своих комнатах, включив радиоприемники π
телевизоры, слушают и видят то, что происходит далеко
от них.
Если по сторонам луча ставились две металлические
ширмы, искра в резонаторе не изменялась до тех пор,
пока ширина щели между ширмами превышала апертуру
зеркал. При меньшей щели искра уменьшалась, а при
ширине 0,5 м исчезала совсем. Если щель была широкой,
но находилась сбоку от линии лучей, резонатор не
работал. Это убедительно доказывало прямолинейность
распространения лучей [XXVII, 774].
Особенно тщательно Герц изучил область вблизи тени,
надеясь заметить дифракцию лучей [XXVII, 775].
В дневнике 2 декабря 1888 г. он записал: «Тщетно искал
явление огибания».
105

Отражение. Сам факт отражения электромагнитных
волн от металлических экранов уже неоднократно
использовался Герцем, в частности на этом принципе работали
его параболические зеркала. Теперь ставилась задача —
изучить законы отражения. С этой целью Герц-разместил
оба зеркала рядам, обратив их в одну сторону так, чтобы
оптические оси зеркал пересекались впереди на
расстоянии 3 м. Когда при таком расположении зеркал
включался вибратор, искр в резонаторе, как и следовало ожидать,
не появлялось. Но если в точке пересечения оптических
осей симметрично относительно их ставился цинковый
лист (рис. 34, положение А), искры появлялись. Поворот
листа на 15° гасил искры. Отсюда следовало, что
отражение электромагнитных волн от металлического листа
подчинено закону равенства углов падения и
отражения и в случае гладких экранов происходит без заметной
диффузии [XXVII, 777].
Если цинковый лист в данном опыте удаляли от
зеркал, сохраняя его параллельное самому себе положение,
искры хотя и затухали постепенно, но наблюдались
вплоть до расстояния в 10 м (положение В). Значит,
волны сохраняли свое действие, пройдя 20 м и испытав
отражение [XXVII, 777].
Справедливость закона отражения была установлена
также при ином расположении зеркал, именно при
расположении их в (разных углах комнаты при взаимно
перпендикулярном направлении оптических осей. Искр в
резонаторе в этом случае, конечно, не наблюдалось. Однако,
когда в точке пересечения осей помещался металлшлеский
экран под утлом 45° к каждой оси (рис. 35), искры
наблюдались· Поворот экрана на 10° гасил их. Любые предметы
в комнате не оказывали влияния на этот опыт, если
находились не на пути лучей, и нарушали ход его, если
ставились на пути [XXVII, 778].
При указанной расстановке зеркал Герц решил вопрос
о законе отражения волн еще следующим образом: с
помощью своего кругового резонатора он определил
положение волновой плоскости в луче до и после отражения.
В обоих случаях волновая плоскость оказалась
перпендикулярной лучу, т. е. при отражении она
поворачивалась на 90° [XXVII, 778].
Преломление. В центре комнаты на высоте
искровых промежутков вибратора и резонатора ставилась ас-
106

фальтовая призма. На расстоянии 2,6 м от нее
располагалось излучающее зеркало, причем так, чтобы угол
падения пучка лучей на середину боковой поверхности призмы
составлял 65°. Для исключения непредвиденных влиянии
пучок ограничивался с обеих сторон двумя непрозрачными
для него ширмами. С другой стороны призмы на полу
вычерчивалась дуга окружности радиусом 2,5 м и по ней
перемещалось приемное зеркало (рис. 36). Когда это пос-
А
С~ у
Рис. 35
Рис. 36
леднее находилось на геометрическом продолжении
падающего пучка (положение А), искр в нем не возникало.
Искры появлялись при смещении зеркала к тупому концу
призмы и досгагали'максимума, когда смещение
составляло 22° (положение В). В этом направлении искры
прослеживались на расстоянии до 6 м (положение С) [XXVII,
780].
Из данных описанного опыта Герц получил для
показателя преломления призмы число 1,69. Это в пределах
ошибок соответствует оптическому показателю
преломления асфальта, лежащему между 1,5 и 1,6. В совпадении
электромагнитного и светового показателей преломления
мы имеем, очевидно, количественное подтверждение
тождественности электромагнитных и световых волн ГХХУП,
781].
Поляризация. Тот факт, что вибратор Герца создает
плоскополяризованный луч, неоднократно обнаруживал
себя в процессе предыдущих опытов. Система двух
параболических зеркал позволяла продемонстрировать это
свойство прямолинейного вибратора со всей
наглядностью. Для этого достаточно было в установке рис. 33 вра-
107

щать одно зеркало вокруг луча, как вокруг оси; при этом,
как показал опыт, искра в резонаторе постепенно
ослабевала и при повороте на 90° исчезала совсем. Отсюда
также следовало, что резонатор, применявшийся в опыте
(см. рис. 32), реагирует только на ту составляющую
'Колебаний, которая направлена вдоль него или, что то же
самое, вдоль фокальной линии приемного зеркала.
Следовательно, вибратор и- резонатор в данных опытах Герца
можно было считать поляризатором и анализатором в том
смысле этих слов, какой они имеют в оптике [XXVII,
775].
В оптических опытах для вращения плоскости
поляризации применяются, как известно, турмалиновые
пластинки. Герц попытался достичь аналогичного эффекта с
решеткой, о которой мы уже говорили. Он выполнил с ней
следующую серию наблюдений.
1. В опыте по схеме рис. 33 решетка ставилась на
пути лучей. Если фокальные линии зеркал имели при этом
одинаковое направление, то наблюдалась такая картина:
когда проволоки решетки совпадали с направлением
фокальных линий, искра в резонаторе пропадала; когда
проволоки шли поперек фокальных линий, решетка не
оказывала влияния на работу резонатора. Значит, решетка
пропускает электрические колебания, происходящие
поперек ее проволок, и не пропускает электрические
колебания, происходящие вдоль проволок [XXVII, 775J.
2. Для того чтобы выяснить судьбу пропавших
колебаний, Герц поставил с решеткой опыт по схеме рис. 34,
т. е. на пересечении лучей вместо сплошного экрана
поместил решетку. При этом оба зеркала, как прежде,
стояли вертикально·. Оказалось, что решетка дает тот же
эффект, что и сплошной экран, т. е. отражает волны, если
ее проволоки параллельны колебаниям электрической
силы, и не дает никакого эффекта (искра в резонаторе не
появляется), когда проволоки решетки составляют
прямой угол с направлением колебаний. Значит, колебания,
происходящие перпендикулярно прутьям решетки,
проходят через решетку, а колебания, параллельные
проволокам решетки, отражаются решеткой [XXVII, 779].
3. Способность решетки пропускать волны в одном
положении и отражать в другом Герц «мог наблюдать
одновременно, поставив фокальную линию одного зеркала
перпендикулярно к фокальной линии другого. Иначе го-
108

прох
воря, он воспроизвел вариант оптического опыта со
скрещенными николями. В опыте рис. 33, как мы уже знаем,
при этом не наблюдается никакого эффекта. Точно так же
не наблюдалось при таком расположении зеркал
никакого эффекта и в опытах рис. 34 и 35, если
отражателями служили изотропные экраны [XXVII, 778].
Напротив, когда на пути лучей в первом опыте и в качестве
отражателя в двух других ставилась решетка, причем так,
что ее проволоки образовывали с обеими фокальными
линиями угол в 45°, резонатор начинал искрить [XXVII,
776 и 779].
На основании этих наблюдений
можно было утверждать, что при
падении электрического поля на
решетку под некоторым
произвольным углом к ее проволокам
часть поля, равная его проекции
на направление проволок,
отражается, а другая часть, равная его
проекции на перпендикулярное
направление, проходит через
решетку (рис. 37) [XXVII, 776]".
Как видим, решетка
действительно ведет себя наподобие
турмалиновой пластинки с той, однако, существенной разницей,
что в турмалиновой пластинке непропускаемая часть
лучей поглощается, тогда как здесь она отражается
[XXVII, 779].
Специальное внимание Герц обратил на 'возможную
зависимость законов отражения и преломления от
положения плоскости поляризации лучей. При вертикальной
установке его зеркал плоскость электрических колебаний
располагалась нормально к плоскостям падения,
отражения и преломления. Повернув зеркала (конечно, вместе
с вибратором и резонатором) на 90° и сохраняя экран и
призму в прежних положениях, он сделал совпадающими
эти плоскости и повторил наблюдения. Ни в случае
отражения [XXVII, 779], ни в случае преломления [XXVII,
781] никаких изменений сравнительно с предыдущими
опытами не произошло. Тем не менее Герц, будучи очень
осторожным экспериментатором, не исключал
возможности для луча утрачивать после отражения или
преломления прямолинейность своей поляризации в случаях более
Рис. 37
109

общих, чем те, которые были изучены им, и предполагал
возможность изучения этой ситуации в интересах оптики
[XXVII, 779].
В заключение своих «оптических» опытов Герц с
полным правом мог заявить, что исследованные им
электрические лучи суть световые лучи с очень большой длиной
волны и что, следовательно, свет, тепловое излучение я
электродинамическое волновое движение суть
тождественные явления [XXVII, 781].
Последние опыты Герца исчерпали намеченную нами
программу экспериментальной проверки теории
Максвелла. Хотя уже и ранее, после опытов с волнами в воздухе,
для сомнения в правильности основных положений этой
теории не осталось почти никакой почвы, теперь эта
теория получила новое мощное подтверждение, может
быть, даже более яркое, более красочное и более
покоряющее, чем все предыдущие. «Данная работа Герца является,
пожалуй, наиболее блестящей по выполнению, и в ней
с исключительной отчетливостью выявляются ясность
мышления Герца, чистота его экспериментов и их
широкий размах, позволяющий охватить изучаемое явление
оо всех сторон» *. «Не случайно из всех работ Герца
именно эти опыты вызвали наибольшую заинтересованность
современников, можно даже сказать,— сенсацию»**.
Опыты произвели впечатление даже на людей, далеко
стоявших от науки. О них стали говорить с одинаковым
воодушевлением и на научных собраниях и в кружках
любителей естествознания. Герц сделался одним из самых
популярных людей своего времени. В наше время
знакомство с ним также обычно начинается с этих опытов:
со школьной скамьи мы проносим по жизни воспоминание
о тех страницах учебников, где по традиции
изображаются параболические зеркала Герца, и пояснения к ним
гласят, что с их помощью ученый наблюдал невидимые
электромагнитные лучи подобно тому, как мы наблюдаем
световые лучи с помощью обычных зеркал, линз и призм.
В нашем изложении работ Герца мы точно следовали
намеченной нами программе по проверке теории
Максвелла. В действительности, последовательность опытов
Герца в некоторых пунктах была иной. Кроме того, не
* Η. Μ адов. Генрих Герц.—УФН, 19, 556, 1938.
** Ср. J. Ζ е η η е с k. Heinrich Hertz. Berlin, 1927, S. 21.
110

было той резкой дискретности, которая имеет место в
нашем изложении. Реальная картина выполнения работ была
такой.
Еще в процессе выполнения первой работы с
индукцией Герц решил изучить индукционное действие
диэлектриков, однако, несмотря на упорные попытки,
повторявшиеся несколько раз на протяжении декабря месяца
1886 г., ожидаемого эффекта не обнаружил [XXXVI, 166].
Тогда он увлекся другой темой, и к электрическим
колебаниям вернулся лишь в сентябре 1887 г., начав на этот
раз изучать распределение сил в пространстве, и
выполнил эту работу за несколько дней. В частности, чертеж
сил, воспроизведенный нами на рис. 23, сделан им 25
сентября. После этого он вновь занялся проблемой влияния
диэлектриков, но уже на другой экспериментальной
установке,— и достиг цели: в течение октября 1887 г. он
произвел все те опыты, которые описаны нами на стр. 95.
Между прочим, изолирующие вещества, с которыми
ставились опыты, стоили больших денег, так как
употреблялись в больших количествах (например, блок асфальта
весил 1600 кГ, смолы — 900 кГ и серы — 200 кГ), и Герц
выражал удовлетворение тем, что платить за все это ему
можно было не из собственного кармана, а из кассы
института [письма от 25 и 30.10.1887].
Как видим, последовательность первых двух опытов
Герца вначале не совпала с порядком пунктов нашей
программы. Повышенный интерес Герца к диэлектрикам
объясняется тем, что на исследование их Герц смотрел
как на выполнение старой призовой темы, о которой мы
упоминали в гл. I, § 2. «Законченная мною с божьей
помощью работа,— писал он родителям о своем исследовании
диэлектриков,— есть, собственно, решение задания,
которое было поставлено Берлинской академией в 1879 г., но
осталось невыполненным. Гельмгольц предлагал мне
тогда обработать его, но я отказался, так как не видел
подходящего пути. Теперь мне посчастливилось, почти шутя,
напасть на путь, о существовании которого тогда нельзя
было даже догадываться» [письмо от 30.10.1887],.
Аналогичное сообщение в связи с той же работой он сделал
и Гельмгольцу [письмо от 5.11.1887].
К определению скорости волн Герц приступил тотчас
же после окончания работы с изоляторами. Но это была не
та работа, о которой мы рассказали выше: первая попытка
111

Герца определить скорость не укладывается в рамки нашей
априорной схемы и потому была опущена в предыдущем
изложении. Теперь мы вериемся к пей и тем самым
восполним пробел в нашем изложении работ Герца.
Герц решил определить скорость распространения
электродинамических действий в воздухе, воспользовавшись
электромагнитными волнами в проводах [XXIVa, 552].
Важно подчеркнуть, что ни эти действия, ни эти волны,
как их тогда себе представляли, к теории Максвелла не
имеют никакого отношения. Конечную скорость
распространения электродинамических действий допускали и
некоторые теории дальнодействия, например теория Гельм-
гольца, а электромагнитные волны в проводах считались
обусловленными самоиндуктивностью проводов,
продольными по своему характеру и распространяющимися с
конечной скоростью, зависящей от материала проводов, но,
впрочем, всегда близкой к скорости света. Этим последним
обстоятельством и решил воспользоваться Герц.
Свой опыт он построил следующим образом. Для
создания направленного цуга электродинамических действий
служил вибратор с пластинами. Вибратор располагался
горизонтально, а пластинам было придано направление
вертикальной плоскости. Действия от такого источника
распространяются главным образом в направлении,
перпендикулярном плоскости пластин, т. е. вдоль комнаты. Тот же
Рис. 38
вибратор служил источником волн в проводе. Отвод коле-
'баний к проводу осуществлялся с помощью
дополнительной пластины, которая ставилась параллельно пластинам
вибратора вблизи одной из них. К ней присоединялся
провод длиной 60 м, натянутый горизонтально и заземленный
на конце на высоте 1,5 м от пола (рис. 38).
Предполагалось, что при включении индуктора вдоль комнаты начнут
распространяться волны в проводе и действия в воздухе.
112

спроб
Рис. 39
Задача заключалась в измерении тех и других [XXIVa,
553].
Поля, создаваемые вибратором и проводом, однородны
в параллельных им плоскостях и неоднородны в
направлении нормалей. Имелась, следовательно, возможность
применять положения резонатора, изображенные на обоих
рисунках, 26 и 27. Существенной чертой опыта было также
то, что поля вибратора и провода имели разное
направление: каждое из них параллельно линии источника и,
значит, они перпендикулярны друг другу (рис. 39). По этой
причине резонатор, расположенный в плоскости Oxz
(положение А на рис. 39),
реагировал только на поле провода, а
резонатор, расположенный в
плоскости Oyz (положение В на рис.
39),— только на поле вибратора.
Значит, имелась возможность,
меняя ориентацию резонатора в про- ~χ~
странстве, измерять то поле
провода, то поле вибратора, то, наконец,
при некоторой промежуточной
ориентации резонатора, суммарное
действие обоих полей.
Основываясь на указанных
соображениях, Герц установил, что в его проводе при
включении вибратора образуется стоячая волна. Он тщательно
зафиксировал расположение в ней узлов и пучностей,
сохраняя резонатор в положении A [XXIVa, 557]. Затем он
поставил резонатор в промежуточное положение, под
некоторым углом к плоскости пластин вибратора, и вновь
замерил стоячую волну [XXIVa, 560]. Если бы действие в
воздухе распространялось с бесконечно большой
скоростью, интерференция его с волнами в проводе, как полагал
Герц, должна была бы обнаруживаться через каждые
полволны, уменьшая интенсивность волн; если бы скорость
действия в воздухе и волн в проводе совпадала,
интерференция их друг с другом происходила бы во всех точках;
наконец, в случае конечной скорости распространения
действия в воздухе, но отличной от скорости
распространения волн в проводе, интерференционная картина была
бы промежуточной [XXIVa, 562—563]. Измерения с
наклоненным резонатором показали, что оправдывается
последнее предположение.
113

Этот результат был получен не сразу. На первых порах
работа пошла необыкновенно быстро. В самом начале ее,
7 ноября 1887 г., Герц записал в днр-эдшке: «Обнаружил
стоячие электрические колебания в прямолинейно
натянутых проводах с длиной волны 3 м». Тогда же его жена
сообщала его родителям: «Он установил приборы, произвел
измерения и в течение четверти часа закончил
прекраснейшие опыты. Новая работа почти готова, и она прекраснее
уже напечатанной. Прекрасные вещи сыплются у него как
из рога изобилия» [XXXVI, 180]. В унисон с этим
свидетельством звучат и собственноручные записи Герца.
Например: «Удалось получить интерференцию между
прямыми действиями и действиями, распространяющимися по
проводам» [дневниковая запись от 10.11.1887]. Но так
было только вначале. Затем начались трудности. «Вопреки
ожиданию, — записал он 12 ноября, — получил для
скорости распространения действий бесконечное значение».
Все попытки заметить эффекты, свидетельствующие о
конечной скорости распространения действий, ни к чему не
привели, хотя на них было затрачено много сил и
времени. Полтора месяца спустя Герц констатировал: «В
последние пять недель я фактически не продвинулся вперед»
[письмо от 23.12.1887]. Сдвинуться с мертвой точки, т. е.
получить для скорости распространения в воздухе
конечный результат, удалось только вечерам под рождество, и
это было воспринято Герцем как рождественский подарок
[письмо от 26.12.1887]. По его вычислениям, волны в
проводе распространялись со скоростью 200 000 км/сек, а
действия в воздухе — со скоростью 320 000 км/сек. Последняя
величина выше скорости света в пустоте [XXIVa, 566].
Необходимо отметить, что все измерения Герц производил
тщательно и многократно, меняя условия опыта, форму
резонатора, метод отсчета и т. д. Скрупулезно описывая
все свои действия в журнальной статье, он отмечал, что
«предоставляет читателю судить, добросовестность это или
тщеславие» [письмо от 15.1.1888].
В силу большой неточности результата и запутанной
системы умозаключений, приводящих к нему, Герц, как
только представилась возможность, произвел измерение
той же величины другим, более простым и убедительным
способом — способом стоячих волн в воздухе. О содержании
этой работы мы рассказали в своем месте, здесь окажем
несколько слов об обстоятельствах ее выполнения.
114

В самом конце 1887 г., наращивая рождественский
успех, Герц обнаружил теневое действие металлического
листа и усиление индукционного действия вблизи стен
комнаты, что, очевидно, свидетельствовало об отражения волн
от стен [дневниковая запись от 29.12.1887],. Работе в этот
период благоприятствовало то обстоятельство, что
благодаря студенческим каникулам он мог на целые дни занимать
большую аудиторию, которая в обычное время переходила
в ©го распоряжение лишь на несколько вечерних часов, и
ему приходилось каждый раз заново монтировать и
демонтировать весьма чувствительную аппаратуру.
Основательное изучение стоячжх волн в воздухе Герц
предпринял в конце февраля — начале марта 1888 г. В
качестве отражателей волн применялись жестяной и
цинковый экраны. Поскольку конечной целью и этих опытов
было измерение скорости волн в воздухе, Герц выражал
опасение, как бы новые результаты не разошлись с
прежними [письмо от 4.3.1888],. Но новые результаты вначале
вообще не получались. Тогда он начал изучать законы
распространения волн с помощью большого вогнутого зеркала.
Эти опыты тоже не пошли, но зато 10 марта был получен
первый «многозначительный результат» по интерференции
волн. Это сразу же привлекло к себе все внимание Герца.
12 марта он наблюдает стоячую волну в воздухе, а 15,
применив большое плоское зеркало, окончательно убеждается
в реальности стоячей волны. Новая установка позволяет
ему уверенно и просто определить скорость волн, т. е.
сделать то, к чему он стремился в опытах с проводами.
Отмечая эту общую черту двух своих работ, он писал о второй:
«Хотя она дает то же самое, что дали мои последние опыты,
но дает значительно прямее и яснее и, по-видимому,
явится их прекрасным подтверждением» [письмо от 17.3.1888].
На языке нашей программы описанные события интерь
претируются, очевидно, так: Герц начал выполнять третий
пункт программы с волнами в проводах и в процессе этой
работы случайно заметил отражение волн в воздухе
проводящими поверхностями, что привело его к четвертому
пункту программы; начав его разработку, он обнаружил
стоячую волну в воздухе, и это побудило iero вернуться к
третьему пункту и выполнить его уже с волнами в воздухе.
Эти зигзаги и привели к тому, что по третьему пункту он
опубликовал две статьи — XXIV и XXV, а не одну, как по
всем другим пунктам. Отметим попутно, что, несмотря на
115

это, третий пункт был разработан Герцем не полностью: он
не измерял скорости волн в различных средах.
Решающие опыты по четвертому пункту последовали
не скоро. Правда, первое применение прямолинейного
резонатора, игравшего важную роль в этих .опытах, относится
к 24 марта 1888 г., но тогда же, в конце марта Герц начал
ряд других работ, теоретических и экспериментальных, в
том числе работу с волнами в проводах (не путать с
рассмотренной работой о волнами в проводе!), которые
заняли вое его время. И только в ноябре, когда в ходе
экспериментальных работ он, применив малый резонатор,
обнаружил очень короткие волны в проводах, у него возникла
мысль воспользоваться тем же резонатором и
соответствующим вибратором для опытов с волнами в воздухе,
именно для изучения законов распространения волн.
Первая же попытка увенчалась полным успехом. 15 ноября
он наблюдал в воздухе волны длиной менее метра, 19
ноября точно измерил их длину (66 см), 22 ноября впервые
получил направленный цуг волн с помощью вогнутого
параболического зеркала, 24 ноября поставил первые
опыты с двумя вогнутыми зеркалами, а 9 декабря уже
закончил описание всей серии оптических опытов. В тот же
день его жена писала, что он совершенно поглощен
работой, не может ни на минуту оторваться от нее и считает
ее лучшей среди всех своих работ.
Как видим, герцевокая оценка своих работ полностью
совпала с оценкой, которую дали им его современники и
потомки. Впрочем, это совпадение скорее внешнее, чем
истинное, так как Герц видел и ту сторону своей
последней работы, которая, к сожалению, часто выпадает из поля
зрения даже историков науки. Об этой стороне он писал:
«Моя последняя работа, попавшаяся на глаза миру, в
действительности содержится в моих предыдущих работах, а
главная заслуга всегда состоит в отыскании первого
шага. Чем далее в прошлом лежит работа данной серии и
чем меньше обращают на нее внимания, тем большей
похвалы она заслуживает» [письмо от 10.2.1889].
Итак, мы убедились, что Герц, ставя свои исторические
опыты, не имел никакой предварительно составленной
программы. Он руководствовался лишь идеями, которые
возникали в процессе его экспериментальных исследований
природы. И природа провела его почти по тому же пути,
который мы наметили на основе истинной теории. Неболь-
116

шие отклонения от нашей программы объясняются
действием случайных факторов, лишний раз напоминая, что
логическое и историческое совпадает лишь с точностью
до случайного.
Мы говорили до сих пор, что Герц своими опытами
проверил и доказал правильность теории Максвелла. И это
точно характеризует историческое значение его опытов.
Сам Герц впоследствии был того же мнения. По окончании
работы он писал: «Мы не можем лучше охарактеризовать
цель и результаты наших собственных опытов, как сказав:
целью опытов была проверка основных гипотез Фарадея и
Максвелла, результатом их явилось подтверждение
основных гипотез этой теории» [XXXIII, 21]. Однако на те же
опыты можно взглянуть и по-другому, если оценивать их
результаты независимо от каких бы то ни было
теоретических предсказаний, вне научной атмосферы того
времени. При таком взгляде на вещи можно будет сказать, чго
Герц открыл и изучил новый, никогда прежде никем не
наблюдаемый вид излучения.
Подобный (вывод отнюдь не кажется неприемлемым.
Напротив, он тотчас же приводит на память факты
открытия новых лучей Рентгеном и Беккерелем, а ведь об этих
ученых всегда так и говорят: они открыли новые, никогда
прежде никем не наблюдаемые виды излучения — Х-лучи
и радиоактивные лучи. Ничто, как будто, не мешает и
работы Герца поставить в тот же ряд, сказав, что Герц
открыл электромагнитные лучи. Однако при более глубоком
рассмотрении мы обнаруживаем, что между открытием
Герца, с одной стороны, и открытиями Рентгена и Бекке-
реля, с другой, существует принципиальное различие.
Рентген и Беккерель стоят в начале новых
самостоятельных направлений научного развития, которые никем ранее,
до того, как совершилось открытие-Х- и радиоактивных
лучей, не могли быть предвидимы. Они в полном смысле
слова возникли вместе с этими открытиями. Теперь мы
знаем, почему так случилось: Х-лучи возникают во
внутренних сферах атомных электронных оболочек,
радиоактивные лучи возникают внутри атомных ядер; ни о тех, ни
о других в тот период, когда Рентген и Беккерель сделали
свои открытия, не было ни малейшего представления.
Именно открытые ими лучи и сообщили нам впервые о
существовании в природе этих областей материального
мира. Совсем иначе обстоит дело с открытием Герца.
117

Первые сведения об электричестве и магнетизма
появились еще в древности. Начиная CXVII в. процесс
накопления таких сведений резко ускорился. К середине XIX в.
их было уже так много, что создались реальные
предпосылки для построения научной теории электрических и
магнитных явлений. Имена Фарадея и Максвелла
знаменуют реализацию этой возможности. Но коль скоро теория
электромагнетизма создана, существование
электромагнитных волн становится ее необходимым следствием.
Иначе говоря, в теоретически правильно интерпретируемой
совокупности фактов из области электромагнетизма,
известных в XIX в., представление об электромагнитных
волнах содержится как обязательный и естественный
ингредиент, и достаточно мощный ум провидел бы его с
такой же ясностью, с какой средний математик провидит,
например, квадратные числа .натурального ряда. Значит,
не природе вещей, не логике процесса познания, а
исключительно интеллектуальной ограниченности людей
обязаны мы тем обстоятельством, что для естествоиспытателей
XIX в. реальность электромагнитных волн была тайной
вплоть до конца 80-х годов.
Таким образом, если Рентген и Беккерель стоят в
начале исторических линий развития, то Герц стоит в конце
такой линии; если они открыли в истории науки новые
эпохи, то он в известном смысле завершил старую эпоху;
первые сделали экспериментальные открытия неизвестных
прежде лучей, последний экспериментально подтвердил
существование теоретически предсказанных лучей. В этом
суть принципиального различия между их открытиями.
Может показаться, что указанное различие в какой-то
мере умаляет научные заслуги Герца. Но так подумает
только человек, плохо знакомый с историей науки. История
науки на большом числе примеров доказывает, что высшей
доблестью ученого является отнюдь не тот или иной
частный успех, иногда чрезвычайно блестящий, но
достигнутый без .затраты сколько-нибудь значительных усилий,
просто в силу благоприятного стечения обстоятельств или
даже случайно. Главное в науке — труд. Титаны труда —
вот истинные герои науки. Среди них наибольшего
преклонения заслуживают те, которые не были баловнями
легких удач. Суровость судьбы придает особую
привлекательность их личности. Классический пример тому — подвиги
Амундсена и Скотта: первому из них мы аплодируем за
118

его несомненный успех, а перед судьбой второго
благоговейно склоняем головы.
При экспериментальной проверке того или иного
теоретического предсказания заслуга .ученого определяется
прежде всего трудностью осуществления данной проверки.
Именно трудность получения и регистрации
электромагнитных воли обусловила тот факт, что ни сам создатель
теории Максвелл, ни ικτο-дибо другой в течение первых
25 лет существования теории не сделали того, что сделал
Герц, хотя попытки в этом направлении делались
неоднократно. Как мы знаем, Герц преодолел эту трудность с
помощью не вполне замкнутых электрических цепей,—
вибратора и резонатора. Важно подчеркнуть, что формула
Томсоша для периода собственных колебаний контура,
которой пользовался Герц, была установлена и проверена
для сравнительно низкочастотных колебаний;
применимость ее и в той области частот, с которой имел дело Герц,
совсем не была очевидной; оп поэтому был в
нерешительности, следует ли ему пользоваться этой формулой для
расчетов или проверять ее [XX, 444]. Это тоже, конечно,
затрудняло его работу.
О технических трудностях, с которыми было
сопряжено выполнение опытов Герца, мы в продолжение нашего
повествования не раз (говорили явно и еще чаще
косвенно, когда перечисляли многочисленные тщательные
утомительные измерения, произведенные Герцем. При этом
мы подчеркивали главным образом трудность
регистрации волн. Добавим теперь, что и создание этих волн с
помощью вибратора Герца также представляет собой
сложную и трудоемкую задачу. Вибратор Герца создает
нужные колебания далеко не во всех режимах работы.
Эффективность его действия нарушается, если он
подвергается освещению ультрафиолетовыми лучами
какого-нибудь другого источника [XXII, 169 и XXIII, 895], если на
разрядных! -шариках образуется слой окалины [XXVII,
770], если неумело выбрано расстояние между этими
шариками, и во многих других случаях [XXIX, 20]. Герц
выполнил многие сотни измерений на своем приборе.
Сколько же раз он должен был разбирать вибратор и
полировать его концы?! Сколько пробных измерений он должен
был сделать для того, чтобы найти наивыгоднейшую
длину искрового промежутка?! А когда она была найдена,
сколько разных резонаторов он должен был испытать в
119

поисках такого, который находился бы в резонансе с
вибратором?!
Поел© этого небольшого экскурса в рабочую кокухню»
Герца становится понятно, что трудности, стоявшие на
его пути, Герц сумел преодолеть только благодаря своей
колоссальной работоспособности. Труд — вот тот рычаг,
с помощью которого Герц поднял груз, оказавшийся не
по силам его предшественникам и современникам;
труд — вот источник его беспримерного успеха.
Великий труд Герца проявился, в частности, в его
единоличном и монопольном праве на экспериментальное
подтверждение всех основных сторон теории Максвелла.
С другим, менее трудолюбивым ученым вполне могло
случиться, что, открыв способ создания и регистрации
электромагнитных волн, -изучение их основных
закономерностей он предоставил бы другим ученым, и тем самым
поделил бы с ними славу экспериментального подтверждения
теории. Герц, выполнивший целый ряд чрезвычайно
трудных работ, один сделал все самое важное до того, как
другие ученые успели подключиться к разработке
открытого им нового богатого карьера. Иначе говоря, благодаря
своей громадной работоспособности, он один стяжал себе
всю славу по экспериментальному подтверждению теории
Максвелла.
Свой трудовой подвиг Герц совершил за удивительно
короткий срок: с момента, когда он заметил
индукционную связь двух открытых цепей, до момента окончания
его «оптических» опытов прошло немногим более 25
месяцев. Даже при краткости земного бытия Герца это
составляет всего 5% его полной и 15% научной жизни. За
этот сравнительно ничтожный срок он произвел
настоящий переворот в науке и обеспечил себе в истории то
место, которое занимает.
Такие периоды в жизни и творчестве ученого —
периоды кульминации — представляют величайшую ценность
для истории науки; именно они прежде всего должны
стать объектами психологии научного творчества. Тем
интереснее узнать, что говорят о них сами ученые. Мы
выделим три таких высказывания Герца.
1. Свои успехи Герц был склонен объяснять счастьем:
такое умонастроение ощущается во многих его письмах,
а распространенным оборотом его дневниковых записей
были слова «мне посчастливилось». Окидывая мыслен-
120

ным взором весь карлсруэвский период своей
деятельности, он соглашался, что был настоящим «баловнем судьбы»
(Gluckspilz) [письмо от 16.12.1888].
2. Мы уже не раз подчеркивали поразительную
трудоемкость опытов Герца. В каждом случае он делал
огромное число точнейших измерений, которые затем
подвергал скрупулезнейшей обработке и обсуждению. В
каждой его работе можно насчитать сотни и тысячи фактов,
которые, перед тем как увидеть свет, потребовали от
автора обдумывания, расчетов, наблюдения. С учетом
краткости сроков выполнения работ, это создает
представление о колоссальной трудовой активности Герца; к такому
же выводу приводит знакомство с его дневниками. Однако
сам Герц вынес о пережитом иное впечатление. «Мне
кажется,— писал он 10 февраля 1889 г.,— что я
по-настоящему и полно работал лишь отдельные дни или, может
быть, недели, а месяцами к работе и не прикасался».
У него поэтому сохранялась уверенность, что он мог бы
сделать гораздо больше, если бы отдавал себя работе
целиком.
3. Волнения повседневной жизни, по мнению Герца,
почти не мешают научной работе. В доказательство он
ссылался на собственный опыт: решающие шага
(изучение роли диэлектриков) были сделаны им в период
рождения его первого ребенка, дочери Иоанны-Софии-Елиза-
веты, когда, как он выразился, («беспокойств и в доме и в
голове было более, чем достаточно» [письмо от 16.12.1888].
Трудовое напряжение, пережитое Герцем, не прошло
для него бесследно. В начале 1889 г. у него ухудшилось
чрение, причем до такой степени, что· чтение и переписку
он должен был поручить жене. К заболеванию глаз,
вызванному, несомненно, перенапряжением зрения во время
экспериментов, вскоре добавилось заболевание зубов,
которое, в свою очередь, повлекло болезнь носа и ушей.
Последняя болевнь свела Герца в могилу. Мы в праве, таким
образом, заключить, что кульминацию своего творчества
Герц оплатил дорогой ценой — ценой здоровья и самой
жизни.
Еще две работы Герца, нами пока не упомянутые,
находятся в непосредственной связи с изложенными — они
тоже экспериментальные и тоже посвящены проверке
теории Маисвелла, но носят уже специальный характер.
Заранее наметить их цель, как мы это сделали в отношении
121

главной серии работ Герца, было бы поэтому трудным
делом. Эти (работы посвящены некоторым частным выводам
и приложениям теории Максвелла. Число таких выводов
и приложений бесконечно велико. Разработкой их вместе
с Герцем занялись многие другие экспериментаторы.
Работа эта продолжается до сегодняшнего дня и будет,
очевидно, продолжаться до тех пор, пока электрические и
магнитные явления, охваченные рамками теории
Максвелла, будут представлять для человечества какой-либо
интерес. Участие Герца в этой работе мы можем
объяснить, с одной стороны, его желанием пойти еще дальше
по тому пути, который привел его к оптическим опытам,
а с другой стороны, некоторой закономерностью, согласно
которой первооткрыватель новой области исследования
делает в ней несколько первых шагов в каком-нибудь
специальном направлении, как бы передавая современникам
эстафету своих исследований.
Обе обсуждаемые работы Герца посвящены
распространению электромагнитных волн по проводам, но
преследуют разные цели.
Как уже отмечалось, к представлению о волнах в
проводах приводят и электродинамические теории
дальнодействия, и теория Максвелла. В ряде случаев выводы тех
и другой совпадают, хотя по существу речь идет о·
совершенно равных волнах. Достаточно сказать, что, согласно
теориям дальнодействия, волны существуют лишь до тех
пор и постольку, пока и поскольку существует провод,
внутри которого они распространяются, тоща как,
согласно теории Максвелла, волны существуют и в отсутствие
провода, а при наличии его лишь соответствующим
образом меняют направление распространения. Особенно
интересно то, что, согласно теории Максвелла, даже при
наличии провода волны бегут собственно не по проводу, а в
окружающей его диэлектрической среде, в частности в
воздухе, проникая внутрь провода совершенно на
ничтожную глубину, причем тем меньшую, чем выше частота
колебаний в волне.
Эту-то последнюю особенность волн в проводе,
предсказываемую теорией Максвелла, Герц решил
подтвердить экспериментально. Среди ряда опытов,
произведенных им под таким утлом зрения, наиболее любопытен
опыт с проводом, конструкция которого показана на
рис. 40. Здесь АВ — провод. В точке С он разорван искро-
122

вым промежутком, который заключен в проволочный
цилиндр со сплошными металлическими основаниями α и β.
Во втором основании в цеитре имеется вырез и к нему
припаяна металлическая трубка γ с открытым концом δ
[XXVIII, 401].
Рис. 40
Целесообразность такой хитрой конструкции станет
понятна, ©ели мы рассмотрим, как проходят волны по
проводу, согласно старым теориям и согласно новой теории.
В первом случае дело обстоит очень просто: волна от
точки А подходит к искровому промежутку С, форсирует его,
создавая искру, и идет дальше к точке В. Опытподтверж-
дает возникновение искр в.точке С, и таким образом, как
думали раньше,— и старые , теории. Теория Максвелла
также предписывает образование искр в точке С, но
происхождение их объясняет совершенно иначе: волна
достаточно высокой частоты, дойдя до диска а, не проходит
через него, а скользит по его поверхности, затем по
поверхности проволочного цилиндра, по поверхности диска β,
по поверхности трубки γ и, таким образом, доходит до
точки δ, где разделяется на две части; одна часть
продолжает движение в том же направлении, к точке В, другая,
скользя уже по внутренней поверхности трубки γ,
возвращается обратно, доходит до диска β, скользит по его
внутренней поверхности, затем по внутренним поверхностям
цилиндра и диска α и только после этого вновь попадает
на провод, от которого оторвалась при первой встрече с
диском а. Далее все идет как и в старых теориях: волна
форсирует разрыв С, создавая искру, и движется к
точке В. Как видим, теория Максвелла предписывает волнам
в проводах, имеющих конструкцию указанного типа, столь
странный путь, что без специального экспериментального
подтверждения трудно даже поверить, что процесс может
протекать таким образом [XXVIII, 403]. Это
подтверждение и было дано Герцем.
Во-первых, он показал; что искры в С исчезают, если
отверстие трубки в δ закрыть проводящей пробкой, нажри-
123

мер листом станиоля. Для старых теорий этот эффект не
объясним, для теории Максвелла, как следует из
сказанного, он является само тобой разумеющимся [XXVIII,
404]. Во-вторых, с помощью небольшого кругового
резонатора Герц показал, что внутри трубки γ существует
стоячая волна, образованная первичной волной, идущей от
точки б, и волной, отраженной от другого конца трубки,
т. е. от точки σ [XXVIII, 406].
В связи с обсуждаемыми свойствами
электромагнитных (Волн Герц обратил внимание на некоторую
парадоксальность общепринятого разделения тел на проводники
и изоляторы. Обычно проводниками называют тела,
способствующие, а изоляторами — тела, препятствующие
распространению электрических возбуждений. В случае
волн мы наблюдаем обратную картину: волны
распространяются только в изоляторах, проводники же служат для
них непреодолимым препятствием. Таким образом,
проводники и изоляторы как бы обмениваются своими
ролями [XXVIII, 407].
Вторая экспериментальная работа Герца специального
назначения имела целью выяснение механических
действий, оказываемых электромагнитными волнами на тело,
помещенное на пути их распространения. Из общих
соображений было ясно, что электромагнитная волна, состоя
из электрического и магнитного полей, должна оказывать
на встречные тела как электрическое, так и магнитное
действие. Результатом этого должны были явиться
некоторые эффекты, одни из которых, например тепловые,
уже наблюдались, другие, например механические,
можно было только предвидеть. Экспериментально
подтвердить это последнее предвидение и попытался Герц.
Вначале он хотел это сделать на волнах в воздухе, но
слабость эффекта заставила его ограничиться волнами в
проводах, которые способствуют пространственной
концентрации электромагнитной энергии [XXXII, 407]. Он
остановился на системе двух параллельных проводов,
незадолго перед тем изученной Лехером и с тех пор вошедшей в
обиход физики под именем «системы Лехера». Перед
открытым концом этой системы, снабженной парой
пластин, по одной на каждый провод, устанавливался
вибратор, также нагруженный пластинами (рис. 41).
Благодаря двойной системе пластин колебания вибратора
передавались в провода и распространялись вдоль их в виде
124

волн вплоть до закрытого тоща системы Лехера и
частично до проводящей перемычки, моста А, если таковой
вводился в систему. Здесь волны отражались и шли обратно.
Герц работал с мостом, добиваясь с его помощью
возникновения на интервале АВ интенсивной стоячей волны,
механическое действие которой и было предметом его
изучения [XXXII, 409].
В область 'Стоячей волны Герц вводил маленькую
трубочку, свернутую из -золотой бумаги или маленький
обруч, согнутый из тонкой проволоки. Трубочка и обруч
.н1—f ^
Рис. 41
были подвешены на тонких нитях и снабжены
магнитиками, с помощью которых они устанавливались в
определенное положение, и зеркальцами, фиксировавшими их
малейшее отклонение от этого положения. Герц установил,
что по величине отклонений вполне можно судить о
характере сил, действующих внутри электромагнитной
волны на трубочку или обруч. В частности, выяснилось, что
концы трубочки притягиваются близлежащими частями
проводов, тогда как концы экваториального диаметра
обруча отталкиваются ими. Объяснение этой закономерности
могло быть только таким: трубочка подвергается
действию электрической силы, обруч — главным образом
магнитной силы, которая направлена нормально к электричек
ской [XXXII, 412 и 413]. Далее Герц установил, что
места максимального действия на обруч совпадают с
местами минимального- действия на трубочку и приходятся на
точки А и В, а место максимального действия на трубочку
совпадает с местом минимального- действия на обруч и
лежит в середине, между точками А и В. Очевидная
интерпретация этой закономерности такова: узлы
электрической (волны, приходящиеся на точки А и В, совпадают с
пучностями магнитной волны, а пучность электрической
волны, приходящаяся на середину интервала АВ,
совпадает с узлом магнитной волны [XXXII, 414 и 415].
125

Обе отмеченные закономерности, как легко· видеть,
полностью согласуются с представлением о структуре
электромагнитной волны, как оно диктуется теорией
Максвелла и было изображено нами на рис. 15.
Среди других результатов, полученных Герцем в этом
опыте, заслуживает внимания снятая им диаграмма
формы электрической волны:. Для получения ее Герц
помещал золотую трубочку в разные точки интервала АВ и для
каждой точки определял величину отклонения трубочки
от положения равновесия. В итоге он получил данные,
которым соответствует график рис. 42. По ординате здесь
отложена величина отброса светового зайчика от
зеркальца трубочки при смещении ее из положения равновесия.
С некоторым правом данное число можно считать мерой
интенсивности электрического поля волны. Ход кривой
показывает, что стоячие волны в системе Лехера не
имеют синусоидального характера, но определяются кривыми
более сложного вида [XXXII, 412]. В пользу того же
вывода говорил и другой замеченный Герцем факт — некоторое
несовпадение узла магнитного поля с пучностью
электрического [XXXII, 416].
Рис. 42
Первая из рассмотренных нами специальных работ
Герца была начата в конце марта 1888,г.: согласно
дневниковой записи, 26 марта он «рассчитывал и обдумывал
распространение волн вдоль провода». Однако это был
скорее задел будущей работы, чем начало ее, так как
занятый другими работами, а потом отвлеченный
подготовкой к переезду из Карлсруэ в Бонн, он обращался к ней
лищь эпизодически, через неравные промежутки времени.
Вот некоторые наиболее яркие вехи: 20 апреля он
доказывает, что электрический ток распространяется только
в поверхностном слое; в мае пытается определить
толщину этого слоя; 17 мая сосредоточивается на рассмотрении
J26

проводников в форме труб; 12 ноября, применив малый
резонатор, получает в проводах очень короткие волны;
21 января 1889 г. заказывает большую трубу из
параллельных проводов (проволочный цилиндр), 26 января
наблюдает интерференцию волн в трубе, 30 января чертит
чертеж (рис. 40), а на друюй день отсылает готовую
работу в печать.
Вторая работа начата 16 февраля 1889 г.; в этот день
Герц попытался заметить пондеромоторное действие
электромагнитных волн в воздухе, но, как уже упоминалось,
сделать это ему не удалось. Затем работа была отложена,
так как последовал переезд в Бонн, где Герцу была
предложена должность профессора университета. Приступить
к исследованиям на новом месте удалось, естественно, не
сразу; лишь по прошествии трех месяцев Герц начал ма-
ло-по-малу подумывать о продолжении научной работы,
и первый опыт, который он поставил на новом месте,
был «опыт с маленьким прибором для наблюдения пондеро-
моторных действий» (дневниковая запись от 16.7.
1889]. Затем (работа снова была отложена и возобновлена
лишь iB апреле следующего года. На этот раз она пошла
успешно, так как Герц сосредоточился уже на волнах в
проводах. 18 апреля он наблюдал механическое действие
электрической компоненты волны, а 19-го — магнитной.
Этим, впрочем, успехи и ограничились. Возникшие
трудности, с одной стороны, и занятость учебными делами, с
другой, вновь заставили отложить работу в сторону.
Апрельские опыты были продолжены липйь в октябре, а в
первых числах ноября работа была закончена и
оформлена для печати [вались от 10.11.1890].
Мы видим, две последние работы Герца растянулись
более, чем на 30 месяцев (с марта 1888 г. по ноябрь
1890 г.), тогда Как шесть предыдущих были сделаны за
25 месяцев (с ноября 1886 по декабрь 1888). Темп
работы — лучший показатель увлеченности исследователя
работой. Мы можем, следовательно, оказать, что
увлеченность Герца опытами с электромагнитными волнами
резко упала, когда он от принципиальных вопросов
перешел к частным. Тот факт, что после двух рассмотренных
работ экспериментальная деятельность Герца в этой
области вообще прекратилась, не кажется поэтому
странным или непонятным.
127

* * *
Опыты Герца с электромагнитными волнами
привлекли внимание всего цивилизованного человечества. Они
сделали Герца ученым с мировым именем, стяжали ему
почетные звания и награды. Электромагнитные волны, о
которых прежде никто серьезно не говорил, стали
повседневной реальностью физических лабораторий, а очень
скоро—и практики беспроволочной связи. Не будет
преувеличением оказать, что опыты Герца открыли в истории
человечества новую эру. Частным, но важным
следствием опытов явилось второе рождение теории Максвелла,
которая отныне получила всеобщее признание и стала
одной из фундаментальных теорий физики. К сожалению,
сам творец этой теории не был свидетелем ее торжества:
он умер в 1879 г., за девять лет до триумфа.
Прижизненная слава Герца была поэтому посмертной славой
Максвелла.
В тот период и в последующие годы об опытах Герца
с электромагнитными волнами было сказано бесчисленное
количество восторженных слов. Вот, например, слова
А. Г. Столетова, сказанные 3 января 1890 г. яа VIII
съезде естествоиспытателей и врачей в Петербурге: «Эти
результаты поразительны. Максвелл нашел или предсказал
их путем теории. До последнего времени никто не мерил
прямым опытом скоростей электрической волны, о них
заключали по цифрам диэлектрического коэффициента;
никто не наблюдал самой передачи электрического
процесса волной сквозь непроводящую среду. Оставалось
проверить предсказания теории. Эта-то важная победа
науки достигнута блестящими опытами Герца в 1888 и
1889 гг.» *
* * *
Обратимся теперь к истории электродинамики в XIX в.,
уже не ограничивая себя деятельностью одного лица, но
учитывая всех, работавших тогда в этой области. Такой,
даже беглый экскурс в историю приводит нас к
неожиданному открытию: оказывается, электромагнитные волны
наблюдались задолго до Герца, причем не одним, а не-
* А. Г. Столетов. Собрание сочинений, т. 2. М., 1941,
стр. 250.
128

сколькими исследователями. В 1875 г. их наблюдал
американский физик Томсон, в 1876 г.— английский физик
Томпсон, а в 1879 г., т. е. за девять лет до Герца, их не
только наблюдал, но и отождествил американец Юз.
Правда, все эти наблюдения носили отрывочный характер,
не были в полной мере поняты и, вообще, всплыли на
поверхность истории только после опытов Герца. Однако
несомненно одно: электромагнитные волны в последней
четверти XIX в. уже начали входить в обиход
экспериментальной физики.
С другой стороны, в тот же период сторонники теории
Максвелла предпринимали сознательные усилия по
созданию и фиксированию электромагнитных волн. Начиная
с 1881 г., Лодж пытался достичь цели с помощью
разрядов лейденской банки, применяя в качестве регистраторов
термические и химические детекторы*, Фицджеральд в
1883 г. пытался воспользоваться явлением резонанса **.
Хотя усилия эти не увенчались успехом, они доказывают,
что в последней четверти XIX в. ученые подходили к
электромагнитным волнам не только стихийно, но и
сознательно.
Таким образом, случайное в индивидуальной
деятельности Герца открытие электромагнитных волн не было
случайным в истории физики XIX в. Напротив, здесь это
открытие было предопределено, подготовлено и отчасти
даже начато. Случаен год открытия — 1888, случайно имя
первооткрывателя — Герц, но не случаен сам факт
открытия в конце XIX в. К этому времени электромагнитные
волны, подобно зверю на лежбище во время групповой
охоты, были обложены экспериментаторами с разных
сторон, и нет сомнения, что, если бы Герц замешкался со
авоим открытием, первооткрывателем электромагнитных
волн вскоре же стал бы кто-нибудь другой. Сам Герц
признавал это [XXXIII, 3].
Оригинальным достоянием Герца остается, согласно
сказанному, только способ, которым он достиг цели,—
способ связанных почти замкнутых цепей. Интересно,
однако, что и тут у него был предшественник. Еще в 1870 г.,
изучая электрический разряд по создаваемому им
электрическому полю, Бецольд заметил, что разряда не проис-
* О. Lodge. Experiments on the discharge of Leyden jars.—
Proceedings of the Royal Society, Ser, A, 50, 28, 1892.
** Цит. no F. Τ г о u t о п.— Nature, 39, 391, 1889.
129

Ходит, когда напряжение подводится к искровому
промежутку по двум проводникам одинаковой длины.
Предположив, что важную роль в этом явлении играет
интерференционный эффект, Бецольд с целью более детального
изучения его собрал цепь, схема которой показана
на рис. 43. Здесь D\ и Z>2 — провода, образующие почти
замкнутую цепь, которая входит в цепь вторичного
контура катушки Румкорфа. Искра в первой цепи наблюдалась
только при разной длине проводов D\ и D2 или когда при
одинаковой длине проводов к коицу одного из них
подключался дополнительный провод. Суть последнего
эффекта, как можно было думать,
■ν состояла в нарушении симметрии
цепи и, следовательно, в
изменении интерференционной картины,
создаваемой собственными
колебаниями в цепи ΐ>\ D2*.
Легко заметить, что цепь
Герца ,(рис. 17) очень близка к цепи
Бецольда. В той же мере,
очевидно, родственны и явления,
протекавшие в этих цепях. Между прочим, это сходство
признал и сам Герц и даже поместил часть статьи Бецольда
в сборник своих работ **, вместе с тем указав, что Бецольд
не понял важности открытого им явления [XXXIII, 3].
Итак, у Герца всюду, предшественники, все части его
работы связаны с работами его современников.
Естественно возникает вопрос: чем же отличаются опыты Герца
от опытов его коллег; что обеспечило ему триумфальный
успех там, где его коллеги имели в лучшем случае
совершенно ничтожные успехи?
Суть дела, очевидно, в следующем. Работы Томсона,
Томпсона, Юза, Лоджа, Фицджеральда и Бецольда
носили случайный, спорадический характер. Это были лишь
отдельные наблюдения или, в случае Бецольда,
предварительные разработки, за которыми не последовало
целенаправленного исследования. Напротив, работы Герца
обладали всеми признаками глубокого систематического
исследования. Как свидетельствовал впоследствии один из
* W. В θ ζ ο 1 d. Untersuchungen iiber elektrische Entladung.—
Arm. Phys., 140, 541, 1870.
** XXXIII, 59 (перевод «Из предыстории радио». М., 1948,
стр. 149).
vw
130

предшественников, «Герц не ходил лениво по комнате,
наблюдая искры, но исследовал положения, при которых
они получаются, и ставил свой прибор надлежащим обра- -
зом для обнаружения мест наибольшего и наименьшего
количества возникновения искр»*.
Мы вправе, следовательно, сказать, что [Новизна
исторического деяния Герца и его отличие от всех других, более
ранних работ родственного содержания, заключаются в
переносе традиционных приемов научного исследования
на новую область явлений природы, в распространении на
эту область прерогатив науки. В таком расширении
областей исследования, в охвате научным анализом все
новых и новых объектов — суть всягаого процесса познания.
История науки, кроме того, учит, что последовательность
объектов, становящихся поочередно очагами научного
исследования, определяется не по произволу, не по воле
случая и не по желанию ученого, но подчинена строгому
объективному закону. Самой природой вещей
предопределено, в каком порядке должны следовать друг за другом
области систематического исследования, и человеку
остается только отыскивать в каждом данном случае ту новую
область, для выхода в которую создались необходимые
предпосылки. Было бы тщетно пытаться начать
разработку какой-либо области, хотя и важной в практическом
отношении, но еще не подготовленной исторически; с
другой стороны, при современных условиях процесса
познания не остаются долгое время неразработанными
исторически подготовленные к тому области.
Между прочим, последнее замечание заставляет
считать работы предшественников Герца, приходящиеся на
70-е годы и начало 80-х годов, как бы сигналами о
готовности очередной области явлений природы для
систематического экспериментального исследования. Каждый из
названных предшественников Герца мог бы стать
инициатором такого исследования, ибо в его распоряжении
имелись и необходимые знания о процессах в электрических
цепях и материалы, потребные для изготовления
соответствующих приборов. Иначе говоря, электромагнитные
волны, судя по всему, могли бы быть экспериментально
открыты и изучены лет на 10—15 ранее, чем это случилось
в действительности. Мы имеем здесь, следовательно, при-
* С. Томпсон. Свет видимый и невидимый. СПб., 1899,
стр. 151.
131

мер целины, поднятой не сразу, как это стало возможным,
а с некоторым запозданием, может быть, даже
правильнее будет сказать — с большим запозданием. Данное
замечание в свою очередь объясняет, почему открытие Герца
тотчас же вызвало бурный резонанс во всех уголках
научного мира и в полном смысле слова уже на другой день
было освоено, повторено и даже демонстрировалось перед
широкой аудиторией. Подобное происходит отнюдь не
всегда. История науки знает много примеров, когда
крупное открытие не сразу привлекало внимание, долгое
время оставалось незамеченным и иногда даже вновь
переоткрывалось. Например, в том же 1886 г., когда Герц
начал работать со своими цепями, Гольдштейн провел
систематическое изучение каналовых лучей, однако на его
работу последующие 10 лет никто не обращал внимания,
хотя спустя этот срок каналовые лучи стали изучаться не
менее интенсивно, чем электромагнитные волны, открытые
Герцем. Все это заставляет думать, что процесс
'распространения прерогатив систематического исследования на
новую область явлений представляет собой в
действительности более сложный этап развивающегося знания, чем
простой переход от невозможного к возможному.
Взгляд на систематичность исследования как на
решающий фактор научного деяния, как на фактор, перед
которым бледнеют все случайные обстоятельства,
подтверждается перипетиями научной судьбы Герца. Это
становится особенно ясно, если начать рассуждение с научной
судьбы Фарадея. После того как Фарадей, направляемый
своей гениальной интуицией, проник в сущность
электромагнитных явлений, прогресс в этой области в
значительной степени стал определяться последовательным
развитием идей Фарадея. Максвелл первым пошел по этому
пути, придав идеям Фарадея математическое выражение.
Служение Максвелла было добровольным. Его, по
пословице, судьба вела. Непослушных она тащила. К числу
последних принадлежали Гельмгольц в своих
теоретических работах и Герц в начале своих
экспериментальных работ. Когда Гельмгольц сформулировал известную
нам призовую тему, он, сам того не ведая, поставил
мощный маяк на пути к истине, указанной Фарадеем.
Каждый, кто, двигаясь по колее систематического
исследования, захотел бы руководствоваться светом этого маяке,
неизбежно пришел бы к открытию электромагнитных
132

волн, т. е. сделал бы дело Герца. Даже если бы он шел
к цели таким же окольным и зигзагообразным путем,
каким прошел Герц.
Еще в 1879 г., сразу после постановки призовой темы,
Герц, по его словам, сделал прикидки ожидаемого
электродинамического действия поляризации диэлектриков для
электрических колебаний той максимальной частоты,
которую тогда умели получать, и, найдя эффект
находящимся на пределе экспериментальных возможностей,
отказался от надежды немедленно решить поставленную
задачу (XXXIII, 1]. Но мысль об этой работе засела у него
в голове, и он пристально приглядывался ко всему, что
было связано с электрическими колебаниями. Свет
впервые блеснул осенью 1886 г., когда он во время
подготовки очередной лекционной демонстрации заметил, что
индукционная связь двух спиралей гораздо сильнее, . чем
можно было предполагать: для возбуждения искры в
одной спирали достаточно было вызвать искру в другой с
помощью такого слабого источника тока, как лейденская
банка [XXXIII, 2]. Герц начал изучать явление, придав
цепям по возможности простой вид. Об этих его работах
мы уже рассказали. Решив задачу Берлинской академии,
он написал Гельмгольцу: «Я постоянно имел в виду эту
задачу и, наконец, нашел путь к ее решению,
который должен был дать ясный результат» [XXXVI, 179].
Все, что последовало в дальнейшем, нам также уже
известно.
Таким образом, открытие электромагнитных волн
Герцем было предопределено постановкой темы Гельмголь-
цем. Как только тема была поставлена, открытие
электромагнитных волн стало делом времени, и время это
определялось отысканием подходящего экспериментального
метода. Конечно, тот путь поиска, по которому прошел
Герц, чисто случаен, К своей схеме вибратора и
резонатора он мог подойти и каким-нибудь другим путем. Сама
схема также могла оказаться существенно иной. В § 4
мы убедимся, что во времена Герца уже существовал
другой метод регистрации волн, гораздо более
чувствительный, чем метод резонатора Герца, и ничто не мешало
бы экспериментатору-первооткрывателю воспользоваться
именно этим другим методом. Суть дела, иначе говоря,
состояла не в применении какого-то определенного метода,
а в отыскании любого метода, который бы позволил
133

подвергнуть проблему систематическому изучению.
Систематическое же изучение проблемы, как мы уже сказали,
автоматически предопределяло его исход.
В данной связи интересно обратить внимание на
следующее архивное открытие. До оих пор мы товорили, что
вывод об электромагнитных волнах как естественном
следствии фарадеевой картины мира впервые сделал Максвелл
с помощью математического аппарата своей теории.
Оказывается, к аналогичному выводу еще ранее и совершенно
другим путем пришел сам Фарадей. В 1832 г. он передал
Королевскому обществу запечатанное письмо, содержание
которого стало известно только сто с лишним лет спустя.
В этом письме Фарадей писал: «Я пришел к заключению,
что на распространение магнитного воздействия требуется
время, которое, очевидно, окажется весьма
незначительным. Я полагаю также, что электрическая индукция
распространяется точно таким же образом. Я полагаю, что
распространение магнитных сил от магнитного полюса
похоже на колебания взволнованной водной поверхности <...)
По аналогии я считаю возможным применить теорию
колебаний к распространению электрической индукции» *.
Последний факт интересен также как иллюитрапия
к закону единого пути познания истины. Природа
поставила идею элеитрамаинитных .волн вехой на атом пути, и
вот три исследователя независимо друг от яруга тремя
разными способами, приходят к ней (или к аналогичной
идее, поскольку Фарадей говорит не об электромагнитной
волне, а об электрической и магнитной волнах по
отдельности) . Фарадея ведет его гениальная интуиция,
Максвелла — математика, Герца — эксперимент. Исходным для
всех трех служит точно и надежно установленный
эмпирический материал. Они, таким образом, своим примером
доказывают, что если в мельницу научного познания
заложено доброкачественное зерно, результатом перемола
его будут одни и те же истинные представления, в чьей бы
голове ни происходил этот процесс и в каких бы формах
он ни протекал. Ученый, если только он идет дорогой
истины, лишь следует определенному, раз навсегда
заданному предписанию. Образно выражаясь, познание
природы — это движение по заранее уложенным рельсам: пункт
* Цит. по G. Η о w e. A Faraday discovery.— The Wireless
Engineer, 15, 245, 1938. Перевод: напр., Тр. Всесоюзн. заочного энергетич.
ин-та, 26, 4, 1964.
134

назначения здесь определяется заданием пункта
отправления, хотя сами машинисты локомотивов науки могут не
понимать этого.
Отметив сильную сторону опытов Герца, скажем и об
их слабой .стороне, побудившей некоторых ученых даже
отрицать их важность для теории Максвелла.
Отремясь работать с наиболее яркими искрами, Герц
применяя резонаторы, находившиеся в резонансе с
вибраторами. При этом, фиксируя узлы и пучности стоячих
волн в проводах и в воздухе, он был уверен, что изучает
стоячие волны, создаваемые вибратором. Но некоторые из
его последователей, повторив его опыты с резонаторами
разных размеров, с удивлением обнаружили, что
расположение узлов! и пучностей в стоячей волне при одном и
том же вибраторе меняется от резонатора к резонатору.
Для больших резонаторов длина волн получалась большей,
для малых — мотылей, т. е. резонаторы всегда
показывали только те волны, которые соответствовали их
собственным колебаниям, независимо от того, какие волны
создавал вибратор*.
Это открытие, сделанное Сарасеном и де-ля-Ривом
в 1890 г., поставило под сомнение заключительную часть
опытов Герца. Герц при расчете скорости волн
основывался на формуле λ = νΤ, считая Τ величиной, однозначно
задаваемой вибратором, а λ — однозначной функцией Т.
Теперь оба допущения приходилось признать ложными и,
значат, вывод о скорости в^олн, так особенно резко
подчеркнул Корню,— несостоятельным **.
Как вскоре выяснилось, еще до Сарасена и де-ля-Рива
явление «многократного резонанса» наблюдал Траутон,
но так как его измерения с разными резонаторами
производились с разрывом в несколько месяцев, то замеченное
различие в расположении узлов волны он объяснил
изменением искрового промежутка ***. Еще интереснее для
нас узнать, что то же явление наблюдал и Герц, но не
придал ему значения и не сделал о нем сообщения.
Дело обстояло так. Осенью 1888 г. он изучал
распространение волн по проводам с помощью малых резонаторов и
*Ё. Sarasin, L. de la Rive. Resonance multiple des on-
dulatioms eleotriques de M. Hertz.—Compt. Read., 110, 72—75, 1890.
** А. С о r η u. Там же, стр. 75—76.
*** F. Trouton. Multiple resonance obtained with Hertz's
vibrators — Nature, 41, 295—296, 1890.
135

обнаружил узл(ы волны почти на самом Конце прохода.
Он понял, что наблюдает короткие .волны, и вскоре нашел
форму излучающего их вибратора [XXXIII, 17]. Какую
роль сыграли короткие волны в его «оптических» опытах,
нам уже известно.
Для объяснения эффекта Сарасена — де-ля-Рива было
предложено несколько гипотез. Сами авторы открытия
высказали предположение, что вибратор Герца излучает
колебания разных частот в некотором диапазоне, и рево-
натор реагирует только на те из них, которые совпадают
с частотой его собственных колебаний. Другое объяснение,
предложенное Тюрпеном, оюновывалоюь на учете разных
скоростей затухания колебаний в вибраторе и
резонаторе. Если предположить, что затухание вибратора
происходит так быстро, что в достаточно удаленных от экрана
точках прямая волна от источника успевает исчезнуть
к тому моменту, когда в эту точку приходит отраженная
волна, а колебания в резонаторе, возбужденные прямой
волной, к тому времени еще сохраняются, то они-то и
будут складываться с колебаниями, возбужденными в
резонаторе отраженной волной; и следовательно,
наблюдаемое действие будут производить только те волны, на
длину которых настроен резонатор1.
Герц отверг обе эти гипотезы как крайно|оти. Первая,
по его мнению, соответствует представлению о
непрерывных колебаниях вибратора (в этом случае резонатор,
находящийся в резонансе с вибратором, должен был бы
колебаться в тысячи раз сильнее, чем в отсутствие
резонанса), вторая — представлению о вибраторе, создающем
один-единственный всплеск (в этом случае все резонаторы
колебались бы одинаково). Поскольку не наблюдается
ни резкого различия, ни полного отсутствия различий,
истина должна лежать посредине. Исходя из этого, Герц
присоединился к мнению Пуанкаре, который
модифицировал гипотезу Тюрпена в том смысле, что резонатор
приходит в возбуждение только когда ©го собственная
частота не слишком отличается от частоты вибратора *.
Последнее равносильно также гипотезе Сарасена —
де-ля-Рива, модифицированной в том смысле, что вибратор
излучает волны разных частот с разными амплитудами
* Η. Ρ о in care. Electricite et optique. II. Les theories de Helm-
holtz et les experiences de Hertz. Paris, 1891, p. 250.
136

[XXXIII, 18]. Траутон, независимо пришедший к тому же
объяснению и подкрепивший его экспериментально,
предложил изображать зависимость амплитуды волн
«полосатого спектра», создаваемого вибратором Герца, от
разности частот-каждого данного колебания и центрального
колебания полосы — степенной экспонентой *.
Снимает ли объяснение эффекта Сарасена — де-ля-
Рива, принятое Герцем, возражение Корню? Да, снимает,
©ели считать, что расположение резонатора в опытах
Герца обуславливалось формой кривой, типичной для его
вибратора. Имению тарой смысл, по нашему мнению, надо
вкладывать в слова Герца о некомпетентности Корню
[[XXXIII, 1SJ. Но соблюдалось ли в действительности это
условие в опытах Герца? На этот вопрос уже никто не
может дать ответа. Резонаторы Герца всегда находились
в резонансе с его вибраторами, и, значит, результаты его
измерений не зависели от того, наблюдал ли он колебания
вибратора или колебания самого резонатора. Свет на эту
загадку могло бы пролить только точное знание
распределения интенсивности в спектре вибратора, но его не
легко добыть **.
Независимо ют того, какую сторону мы примем в
данном вопросе, несомненным остается факт, что открытие,
существенно повлиявшее на ход науки, может оказаться
фиктивным, ошибочным. История науки знает такие
примеры. Открытие привлекало внимание к тому или иному
явлению или объекту, возбуждало инициативу
исследователей, что в свою очередь ознаменовывалось новыми вая?-
ными открытиями, а затем обнаруживалось: оно неверно.
Неверные представления, конечно, тотча|с же исключались
из сокровищницы науки, а истинные, которые были
добыты с их помощью, сохранялись и до сих пор продолжают
служить человечеству.
§ 3. Отношение Герца к теорий Максвелла
Отношение Герца к теории Максвелла — чрезвычайно
острая и сложная проблема. Герц выступил в истории
физики иродолжателем дела Максвелла, и это слило его
* F. Trouton. Цит. соч.
** А. Пуанкаре. Теория Максвелля и герцовские
колебания. СПб., 1900, стр. 57—60.
137

научную судьбу с научной судьбой Максвелла. Но в
предыдущем параграфе мы убедились, что, совершая свое
служение, Герц не руководствовался теми целями,
которым служил. Он, таким образом, в определенный период
своей деятельности принадлежал к числу ученых, не
понявших своего назначения, и это резче и яснее всего
проявляется в его отношении к течрии Максвелла. Отсюда
целесообразность самого детального изучения данной
проблемы.
Как мы уже говорили, Герц еще только начинал жить,
когда Мамсвелл создал свою теорию электромагнитных
явлений. Не понятый и не поддержанный современниками,
он дал обширное изложение ее в знаменитом ныне
«Трактате об электричестве и магнетизме». Герцу в это время
было 16 лет. В тот самый год, когда Герц выполнил свою
первую научную работу, Максвелл умер. Он умер
всемирно известным и глубоко уважаемым главным обра-
зом из^за своих работ по молекулярно-окиветической
теории газа. Его работы по электромагнетизму тоже были
повсеместно известны, но не пользовались признанием.
Вехи первого 'знакомства Герца с теорией Максвелла
прослеживаются с полной отчетливостью. Мы можем
перечислить их по годам.
1879 г. Герц пишет докторскую диссертацию. В ней он
рассматривает распределение потенциала в
металлических шарах, вращающихся между полюсами магнита. Он
указывает, что аналогичная задача — распределение
потенциала по бесконечно большой проводящей плоскости,
вращающейся между полюсами магнита — была решена
Максвеллом {II, 37]. Правда, сам Герц при решении этой
задачи пользуется теорией Неймана. Тем не менее
наличие параллелизма между его работой и работой
Максвелла несомненно. В чаетиаотл, Герц рассматривает
распределение потенциала в диске, который представляет собой
двухмерное подобие шара; этот частный .случай
рассматривал и Максвелл [II, 117].
1883 г. В работе с электрическим разрядом в
разреженном газе в плоской камере Герцу потребовалось
установить зависимость между распределением магнитных сил и
распределением линий тока, и он црибег к помощи
«Трактата» Максвелла [XII, 803]. В связи с той же работой о
Максвелле напомнил Герцу Гельмгольц, который
высказал свое представление о катодных лучах как о форме
138

распространения внезапного удара по «мэдсвелаюву
электромагнитному эфиру» *.
1884 г. На протяжении всего этого года в дневниках
Герца встречаются заметки об ©го усиленных 'занятиях
вопросами электродинамики. ι« Размышлял об
электромагнитных лучах» [запись от 27.1.1884], «Размышлял об
электромагнитной теории света» [зашись от 29.1.1884],
«Снова обратился к электродинамике» [запись от 24.10.
1884] и т. д. В некоторых записях прямо названо имя
Максвелла. Так, в одном месте читаем: «Основательно
изучал электродинамику Максвелла» и вслед за тем:
«Исключительно электродинамика», «Целый день занимался
электродинамикой» [записи от 11, 13 и 16.5.4884].
В том же году появляется его статья к<Об отношении
между мансвелловыми электродинамическими основными
уравнениями и основными уравнениями враждебной
электродинамики», в которой на одном частном примере с
двумя кольцевыми соленоидами, по обманкам которых текут
переменные токи, Герц путем весьма тонких рассуждений
показывает, что теория Максвелла симметричнее и полнее
соперничавших с ней, «враждебных» теорий (стр. 55 и
след.).
Тогда же он пишет небольшую статью «О
размерностях магнитного полюса в различных магнитных
системах», в которой обращает внимание на один нюанс в
отношениях электродинамической, «клаузиусовой» и
электростатической, «максвелловой» систем. Сам он
предпочитает пользоваться системой Гаусса (стр. 64).
Перечисленные фаиты с несомненностью доказывают,
что Герц, с первых же шагов в науке познакомился с
электродинамическими идеями Мамсвелла, неоднократно
обращался к ним в наследующие годы, и хорошо видел
некоторые преимущества теории Максвелла перед
традиционными теориями электромагнетизма. Может возникнуть
желание — и некоторые историки науки поддаются ему—
пойти дальше в своих выводах и заключить не
только о хорошем знакомстве Герца с теорией Максвелла,
но и о признании им этой теории в качестве единственно
истинной среди электродинамических теорий XIX в. Такое
заключение будет, однако, неверным. Нам уже
приходилось обсуждать этот вопрос в гл. I, § 6 для периода первой
* См. XXXVI, стр. 260.
139

половины 80-х годов; теперь мы займемся им для периода
второй половины 80-х годов — периода знаменитых
опытов с электромагнитными волнами.
Начнем с того, что просмотрим все главные опыты
Герца под углом его отношения к теории Максвелла. Чтобы
облегчить себе ориентацию в главных опытах, перечислим
и перенумеруем их в хронологической
последовательности, указав, кроме того, время выполнения каждой работы
и ее номер в общем библиографическом списке.
1. Об очень быстрых электрических колебаниях
(ноябрь 1886 г. — март 1887 г.) — XX
2. О действии линейных электрических колебаний на
соседний проводник (сентябрь 1887 г.) — XXII
3. Об индукционных явлениях, вызываемых
электрическими процессами в изоляторах (октябрь 1887 г.)
— ХХШа
4. О скорости распространения электродинамических
действий (ноябрь-декабрь 1887 г.) — XXIVa
5. Об электродинамических волнах в воздухе и их
отражении (март 1888 г.) — XXV
6. О лузах электрической силы (март и
ноябрь-декабрь 1888 г.) - XXVII
Теперь выделим в каждой из этих работ все то, что
имеет отношение к теории Макдеедла.
Первая работа. Сообщив о том, что ему удалось
получить электрические колебания в сто раз более быстрые,
чем колебания, полученные его предшественниками, Герц
указывает на эти колебания как на промежуточные
между акустическими и световыми и заключает: «В этом и в
возможности сделать их тщательное наблюдение полезным
для теории электродинамики, лежит интерес, который они
вызывают» [XX, 422]. Данное заключение при. желании
можно поставить в связь с проблемой выбора между
электродинамическими теориями дальнодействия и
теорией Максвелла.
В конце статьи, вычислив период колебаний (своего
вибратора и умножив его на скорость 'света в пустоие,
Герц замечает о найденной им таким образом величине:
«Это—отрезок пути, покрываемый светом за одно
колебание, и одновременно длина волны
электродинамических волн, которые, по воззрению Максвелла,
предполагаются следствием колебаний» [XX, 445].
140

Ив этих двух фрагментов как будто вырисовывается
позиция, если не промаксвеллова, то по меньшей мере
близкая к ней. Однако это впечатление безжалостным
образом разрушается, когда мы читаем на той же странице,
что теоретическое вычисление коэффициента
самоиндукции прямолинейного вибратора может быть произведено и
по формуле Неймана и по формуле Максвелла, которые
отличаются друг от друга значениями некоторого
коэффициента в обобщенной формуле Гельмгольца, и что он,
Герц, будет пользоваться формулой... Неймана [XX, 445].
Как видим, здесь Герц явно отвергает теорию Максвелла,
предпочитая ей одну из дальнодействующих теорий.
Чтобы по достоинству оценить приведенные факты,
надо вспомнить, что Герц в этой работе впервые наблюдал
действие электромагнитных волн, предсказанных теорией
Максвелла. Казалась бы, он только и должен был говорить
об этих волнах и об этой теории. В действительности он не
только не говорит о них, но при расчетах не учитывает
потери энергии на излучение, в силу чего должен был
впоследствии признать свои расчеты не имеющими
ценности [XXXIII, 288]. Как уже говорилось, наблюдаемые
действия он объяснял явлением индукции.
Между прочим, совершенно того же взгляда на эту
работу придерживались и современники Герца. Например,
Пуанкаре в CBOieM курье лекций по электромагнетизму и
оптике, который он читал в 'Сорбонне с марта по июнь
1888 г., т. е. после знакомства с первой работой Герца,
весьма ревниво перечислил все известные ему
экспериментальные подтверждения теории Максвелла, но не подумал
упомянуть об электромагнитных волнах, действие
которых наблюдал Герц*.
Впоследствии правильный взгляд на первую работу
Герца был почти полностью утрачен, и лишь редкие
авторы подчеркивали, что Герц производил опыты, «не
подозревая вовсе, что вокруг вибратора образуются какие-то
волны»**.
Вторая работа. Здесь ни разу не упоминается ни имя
Максвелла, ни название электромагнитной волны. А между
тем, как мы знаем, работа посвящена изучению структуры
электрической части электромагнитных волн, создаваемых
* Н. Poincare. Electricite et optique. I. Les theories de
Maxwell et la theorie electromagnetique de la lumiere. Paris, 1890.
** В. Лебедев. Генрдх Герц.— Радиофронт, 1, 60, 1939.
141

Прямолинейным вибратором. Умолчание о теории
Максвелла означает, следовательно, что и здесь Герц не
догадывался о природе исследуемого явления.
Отдельные замечания, которые делает Герц, также
доказывают, насколько его мысль далека от идей теории
Максвелла. Так, он удивляется появлению искр в рево-
наторе на весьма большом расстоянии ют (вибратора, а в
связи с анизотропностью поля сил вибратора
констатирует (противоречие между теорией и опытам [XXII, 167].
Противоречие действительно существует, если под
теорией разумеется какая-нибудь теория дальнодействия; но
его нет, если признается теория Максвелла.
Наконец, образование точек неопределенного
направления силы Герц объясняет с помощью представления о
двух независимых силах — электростатической и
индукционной [XXII, 168]. Ото окончательно выдает симпатия
Герца: ведь мы помним, что он сам же указал на
тождество электростатической и индукционной сил как на
типичную черту теории Максвелла, отличающую ее от всех
теорий дальнодействия (стр. 62). На постулате о совпадении
этих сил он построил тогда свой вывод ίο преимуществе
теории Максвелла перед другими электродинамическими
теориями, и, значит, отрицание теперь этого совпадения
было равносильно для него отрицанию справедливости
теории Максвелла. Вот, оказывается, как прихотливо
развивались события! Не просто пренебрежение к теории
Максвелла при выполнении первых работ главного дела
жизни, но выполнение их в убеждении, что они
опровергают теорию. Максвелла,— таково истинное умонастроение
Герца в тот период.
Впоследствии и сам Герц признал ошибочность своего
объяснения точек неопределенного направления [XXVI, 1
и 14] и дал другое объяснение, основанное уже на теории
Максвелла [XXVI, 9].
Третья работа. В этой работе речь идет о
диэлектрическом влиянии среды, т. е. об эффекте, наиболее типичном
для представлений Фарадея и Максвелла. И Герц не
преминул со всей силой подчеркнуть это. Перед тем как
сообщить о результатах, полученных им при поднесении
изоляторов ж прибору, изображенному нами на рис. 25, он
говорит: «Если верны представления Фарадея и
Максвелла, то должно наблюдаться заметное влияние, причем
изолятор должен действовать как проводник с очень малым
142

периодом собственных колебаний» [ХХШа, 280]. Вслед за
тем он сообщает, что опыт полностью подтвердил
указанное предположение.
Как видим, Герц прекрасно понимал, какое отношение
имеют его опыты к теории Максвелла и какое
значение для нее имеют полученные им результаты. Однако
было бы поспешно заключать отсюда о переходе Герца
на позицию этой теории. Ведь среда играла важную роль
и в теории Гельмгальца,-сторонником которой был тогда
Герц, и, следовательно, подтверждение правильности
«представлений Фарадея и Максвелла» могло
интерпретироваться им как аргумент в пользу теории Гельмголь-
ца. Что дело обстояло именно так, подтверждает
отсутствие в работе других упоминаний о теории Максвелла или
об электромагнитных волнах и неоднократные замечания
об электростатической и электродинамической силах
[ХХШа, 276, 284 и др.].
Четвертая работа. Тема ее—экспериментальное
доказательство нонечнооти скорости ракщрротра нения
индукционного действия в воздухе. В первой публикации работы
(см. XXIV) о теории Максвелла не упоминается ни
единым словом. Что касается постановки данной темы, то
Герц, по его словам, подошел к ней следующим путем.
Доказав в предыдущей работе электродинамическое действие
поляризации диэлектриков, он начал изучать обратный
эффект — поляризацию диэлектриков
электродинамическим действием. В случае положительного результата
можно было бы сделать вывод о существовании конечной
скорости распространения электродинамических действий.
Метода прямого решения вопроса он не нашел, и тогда
решил проверить следствие, т. е. измерить скорость. Так
родилась идея данной работы [XXIVa, 551—552].
Интересно еще обратить внимание на терминологию,
которой пользуется Герц в данной работе. Как мы знаем,
здесь он имел дело с волнами в проводе и с волнами в
воздухе. Представление о волнах в проводе было общим для
всех теорий, тогда как представление о волнах ш воздухе
принадлежало только теории Максвелла. В работе Герца
термин «волна» десятки раз употреблен по отношению к
волнам в проводе [XXIVa, 552, 556, 557 и т. д.] и ни разу
по отношению к волнам в воздухе, которые он называет не
иначе, как «электродинамические действия». Как
говорится в таких случаях, комментарии здесь излишни.
143

Дух теории Максвелла впервые начинает
чувствоваться в дополнении к четвертой работе. В первой публикации
этой работы, в «Докладах Берлкщжой академии наук»
дополнения еще нет; оно появляется только во второй
публикации, в «Анналах» Видемана, которая последовала через
два месяца после первой. Здесь с первой же строки Герц
провозглашает: «Непосредственное следствие работы
есть подтверждение представлений Фарадея» [XXIVa, 568].
Любопытно, что имя Максвелла не встречается и в
дополнении, хотя Герц уже широко (Пользуется его теорией, в
частности «электромагнитной гипотезой света» [XXIVa,
569].
Пятая и шестая работы Герца, вышедшие после
дополнения к четвертой работе, выдержаны в совершенно ином
духе, чем четыре предыдущие.
Пятая работа. В основе ее замысла лежит
представление об электромагнитных волнах и их отражении от
проводящих поверхностей. Здесь, следовательно, Герц с
самого начала исходит из теории Максвелла. И на всех
последующих этапах исследования он руководствуется
этой теорией. Таким образом, отныне о нем можно было
сказать словами Пушкина: «тень Максвелла его
усыновила».
Показательно, что термин максвелловой теории
«электродинамические волны в воздухе» Герц не только
начинает широко употреблять в тексте, но и выносит в
загс-ловок своей статьи [XXV, 609].
Завороженность Герца идеями Максвелла в пятой
работе всего ярче проявилась, пожалуй, в следующем частном
эпизоде. Выяснив картину электрической стоячей волны,
Герц переходит к изучению магнитной волны и сообщает,
что ому удалось сделать это с тем же резонатором; он
даже вычерчивает график магнитной волны [XXV, 616 и 617].
Несколько позже он, однако, признает, что это наблюдение
было иллюзией, порожденной знанием теории [XXXII, 407,
также XXXIII, 291].
Новым духом отмечены не только постановка и
выполнение пятой работы, но и ее резюме: о всей серии своих
опытов Герц заявляет, что они создают «многостороннюю
поддержку для той теории электродинамических явлений,
которая впервые построена Максвеллом на воззрениях
Фарадея» [XXV, 622]. Здесь же мы находим анонс его
следующей работы: «Мне кажется, — говорит он, — что и
Ш

примыкающая к той же теории гипотеза о сущности
света в настоящее время навязывается сознанию более
настоятельно, чем прежде» [там же]. Нанонец, о прозрении
Герца свидетельствует одно из его писем того периода:
«Теперь у меня есть материал для многих работ; трудно
даже выбирать. Я стою перед возможностью завершить
большую область исследования» [письмо от 17.3.1888].
Шестая работа. Поскольку тпестая работа была
запланирована в пятой, она, как и эта последняя, построена и
выполнена с начала до конца в свете теории Максвелла.
В свое время мы отмечали также, что прообразом этой
работы служили элементарные оптические опыты, и трудно
даже сказать, чем особенно она поражает — новизной
открытых явлений или гигантским масштабом
воспроизведения старых оптических опытов. Наконец,
знаменательным с рассматриваемой точки зрения является следующий
факт: между пятой и шестой экспериментальными
работами Герц выполнил теоретическую работу — XXVI, — в
которой применил теорию Максвелла к расчету
гармонического вибратора и объяснил с ее помощью свои опыты
с интерференцией.
Отметим вместе с тем, что, блестяще подтвердив в
шестой работе теорию Максвелла в столь важном для нее
пункте, как электромагнитная теория света, Герц и в ней
ни словом не обмолвился о Максвелле и о его теории.
Итак, поворотным пунктом в истории отношения
Герца к теории Максвелла явилась четвертая работа. Было бы
поэтому интересно поближе познакомиться с
обстоятельствами ее выполнения. Это позволяют сделать дневники и
письма Герца.
Прежде всего отметим, что до четвертой работы имя
Максвелла в связи с данной серией опытов в дневниках
Герца никогда не упоминалось. Впервые Герц обратился к
теории Максвелла, когда вместо ожидаемого конечного
значения скорости распространения электродинамических
действий в воздухе получил бесконечное значение. С этого
момента в его дневнике замелькали записи типа:
«Размышлял о максвелловой теории»; «Думал о колебаниях
по максвелловой теории» [записи от 18.11 и 3.12.il 887].
Сложилась типичная для ученого ситуация:
экспериментальный результат пришел в противоречие с
предписанием теории. В таких случаях ученый должен выбирать
между ошибкой эксперимента и несостоятельностью
145

теории. Герц колебался в выборе. В 'письме Гельмгольцу от
8 декабря 1887 г. он говорит, что хочет оставить этот
вопрос открытым до следующих, более точных опытов, а в
письме родителям от 23 декабря заявляет, что его
прежняя оценка теорий, учитывающих роль среды, как «перс-
пективнейших электрических теорий», по-видимому, была
поспешной. Но вот в конце декабря он получает, наконец,
желанный результат. Теория победила! Но это была
победа не только теории Максвелла, но и теории Гельмгольца,
так как последняя тоже предписывала
электродинамическим действиям конечную скорость распространения. Что
касается теории Максвелла, то новый результат
по-прежнему противоречил ей: теория предсказывала равенство
скоростей волн в воздухе и в проводах, Герц же получил1
для скорости в воздухе величину, в полтора раза
превышающую скорость волн в проводе. Это, разумеется, лишь
укрепило его недоверчивое отношение к теории
Максвелла. В письме к Гельмгольцу, сообщая о завершении
работы с ш'олнами в проводах, он заметил: «До сих пор я
еще не пытался применить к изученным явлениям
определенную теорию <...>, но, думаю, можно утверждать, что
макевелловой системы уравнений для 'объяснения их
недостаточно» [письмо от 21.1.1888].
К этому письму была приложена рукопись четвертой
работы. Как мы помним, дух максвеллизма в ней еще
отсутствует. Через несколько дней Видеман, узнав о
рукописи, обратился к Герцу за разрешением напечатать ее в
«Анналах». Герц ответил, что «переработает статью или,
вернее, напишет новую» [письмо от 29.1.1888]· В
действительности он написал дополнение, «Выводы», насквозь
пропитанные духом максвеллизма. Таким образом,
решительный поворот Герца в сторону теории Максвелла
произошел в конце января 1888 г., между письмом
Гельмгольцу и ответом Видеману.
Произведенный смотр всей главной серии опытов
Герца под интересовавшим нас углом зрения позволяет
сделать ряд важных замечаний.
Прежде всего вспомним нашу оценку исторической
роли этих опытов: мы усматривали ее в
экспериментальном подтверждении теории Максвелла и даже видели в
этом существенное отличие открытия Герца от открытий
Рентгена и Беккереля. Теперь картина как будто меняется.
Мы обнаружили, что Герц в большей части своих оцы-
146

тов — в четырех из шести — не руководствовался идеями
Максвелла, шел вслепую и, следовательно, с этой стороны
ничем не отличался от Рентгена и Беккереля как
первооткрывателей новых видов излучения. Действительно,
психологический аспект нашей предыдущей оценки в свете
новых фактов меняется, но логический аспект ее остается
тем же. По-прежнему мы вправе утверждать: в наличном
фактическом материале из области электромагнетизма,
которым обладал XIX в., при правильной его теоретической
интерпретации, идея электромагнитных волн содержалась
как естественное следствие. Теория Максвелла лишь
реализовала ее. Тот факт, что кто-то из ученых XIX в. не
признавал эту теорию или не руководствовался ею, работая с
электромагнитными волнами, конечно, ничего не меняет в
общем логическом плане. Более того, легко представить
себе электродинамику XIX в. без теории Максвелла. Тогда
открытие электромагнитных волн Герцем было бы в полном
смысле слова открытием нового физического явления.
Однако и тогда, поняв архитектонику электрических и
магнитных процессов, мы должны были бы утверждать, что
идея электромагнитных волн уже содержалась в освоенном
наукой фактическом материале, но в силу тех или иных
причин никем не была вскрыта. Мы имеем здесь хороший
пример различия между исторшгаеюкой и логической
картинами научного прогресса.
Произведенный обзор, далее, показывает, что ученый
может открыть и разработать новое явление, не понимая
его сущности. От этого ценность положительных
результатов, добытых ученым, конечно, не уменьшается. В истории
человечества немало примеров таких неосознанных
открытий или открытий, сделанных на основе ложной системы
взглядов, но не теряющих, однако, своего значения. Так,
можно было бы напомнить о Колумбе, который открыл
Америку, думая, что он нашел прямой путь в Индию; о
Карно, который, основываясь на забракованной ныне
теории теплорода, сформулировал второе начало современной
термодинамики.
Герца по его первым четырем опытам надо
причислить к разряду именно таких первооткрывателей, и, по-
видимому, его имя действительно фигурировало бы среди
них, если бы за первыми четырьмя опытами не последовали
пятый и шестой, в которых он понял, что он, образно
говоря, открыл Америку, а не Индию, и продолжил разра-
147

ботку сделанного им открытия уже в свете истинной
теории.
Излагая опыты Герца, мы с самого начала шли от их
объективного содержания, а не от понимания их самим
Герцем. В частности, мы всюду говорили об
электромагнитных волнах и все результаты опытов соотносили с
теорией Максвелла, хотя сам Герц ни того, ни другого не
делал. На стр. 86 мы особо отметили историческое значение
первой радиосвязи, осуществленной Герцем. Теперь мы
должны присовокупить, что сам Герц не понимал всего
значения своего открытия и поэтому не выделял свой опыт
среди опытов своих предшественников, работавших с
индукционной связью. Учитывая все это, нельзя не
поражаться громадностью пропасти, которая иногда может
существовать между объективным содержанием научной
работы и ее субъективным восприятием самим
исследователем: объективно, путь Герца — это путь познания истины,
субъективно — путь заблуждений.
Между прочим, по-видимому, именно это различие и
служит психологическим обоснованием ходячей версии о
преднамеренных действиях Герца по проверке теории
Максвелла: практические действия Герца так хорошо
укладываются в эту схему, а его внутренняя настроенность
кажется столь чуждой и непонятной человеку навой эпохи,
что не мудрено [приписать Герцу не только правильные
действия, но и правильные мысли.
Когда ученый при интерпретации вновь открываемых
явлений руководствуется ложной системой взглядов, он
неизбежно допускает ошибки, делает неверные заключения
и искажающие суть вещей замечания. Все это должен был
допускать и Герц ib обоих первых четырех работах; поэтому
интересно проследить за ними и с этой точки зрения.
Мы уже отмечали некоторые ошибочные
положения Герца и указывали, что в ряде случаев он возвращался
к своим прежним объяснениям и пересматривал их. Много
таких исправлений он внес при подготовке к печати
сборника своих работ в 1891 г. В предисловии к сборнику Герц
говорит, что переделка его журнальных 'статей в
соответствии с его новыми представлениями потребовала бы много
времени, и ограничивается примечаниями к тем местам,
которые особенно настоятельно требовали такой переделки
[XXXIII, стр. VI].. Приходится, однако, признать, что
корректорский карандаш Герца коснулся далеко не всех мест,
148

которые в йен нуждались. В частности, он сохранил без
изменения формулу игнорирования теории Максвелла,
особенно характерную для первых работ серии.
Признаться, мы были бы более удовлетворены, если бы прочли во
«Введении» примерно следующее: «Первые опыты с
высокочастотными электрическими колебаниями я описал,
всецело оставаясь на почве традиционных теорий
дальнодействия. Позже мне стало ясно, что мои опыты являются не
чем иным, как подтверждением теоретических
предсказаний Максвелла. Отсюда следует, что моя интерпретация
изученных мною явлений была неправильной или, в лучшем
случае, неточной. Исправлению подлежат, во-первых,
общий дух описания работ, во-вторых, все мои попытки
объяснить новые явления, в-третьих, терминология». Правда,
в неявном виде подобное признание содержится в его
речи «Об отношении между светом и электричеством»,
произнесенной в 1889 г., но это мало помогает при чтении
первых работ.
Число ошибок в работах Герца было бы
значительно большим, если бы не его исключительная
осторожность и умеренность в интерпретации своих результатов.
Герц чаще всего только констатирует факты, оставляя
открытым вопрос об их теоретическом истолковании. Он,
иначе говоря, как бы следует мудрому завету Ньютона не
измышлять гипотез. Например, он всюду говорит только об
индукционной связи цепей, не вдаваясь в рассуждения о
структуре агента, обеспечивающего эту связь. Он лишь
удивляется, что агент действует на неожиданно больших
расстояниях, обладает свойством высокой регулярности и
конечной скоростью распространения. Из контекста видно,
что Герц при этом мыслит категориями традиционных
теорий. Так, вибратор и резонатор он называет «первичной» и
«вторичной» цепями, как это принято для обычной
индукционной сшязи цепей, например в катушке Румжорфа.
Особо отчетливо его пристрастие к традиционным теориям
обнаруживается, когда он констатирует наличие
противоречий между теориями и результатами своих опытов. Это
звучало бы безукоризненно, если бы Герц оговаривал, о каких
теориях идет речь. Так как он этого не делает, становится
ясно, что никаких теорий, кроме традиционных, он в
данной связи и не имеет в виду. Тем не менее, .в силу
отмеченной умеренности, теоретические интерпретации не
заглушают голоса эмпирических фактов, а последние в работах
149

Герца обладают уЖе абсолютной ценностью. Как спраЁбд-
ливо заметит потом сам Герц, свои опыты он «описывал без
обращения в существенных пунктах к исаким-либо
специальным теориям, так как доказательная сила опытов не
зависит от каких бы то ни было теорий» [XXV, 622].
Выяснение истины в работах Герца затруднялось кон-
цепцуальной эклектичностью теории Гельмюольца,
приверженцем которой был в то время Герц. Теория Гельмгольца
учитывала влияние 'среды и конечность скорости
распространения сигналов, хотя в основе своей имела идею
дальнодействия. Поэтому, когда в третьем и четвертом опытах
Герц установил наличие у электромагнитных волн
указанных свойств, он мог объяснить их, не выходя за рамки
традиционной электродинамики. Если бы не эта
обманчивая возможность, он, надо думать, несколько раньше понял
бы истинное содержание открытых им закономерностей,
может быть, уже в процессе третьего-опыта. Таким
образом, эклектичность мировоззрения сыграла с ним злую
шутку. Но это была не столько его вина, сколько его
судьба как сына своего века и ученика Гельмгольца.
* * *
Мы .много раз упоминали о том, что в литературе о
Герце его отношение к теории Максвелла изображается
обычно в неверном, искаженном, упрощенном виде.
Интересно узнать, "что возникло это заблуждение так рано, что
с ним должен был бороться уже сам Герц. С этой целью,
в частности, он написал вводный обзор к сборнику своих
работ. Когда в октябре 1891 г. издатель Барт предложил
напечатать такой сборник, Герц с радостью согласился
и сразу же написал введение ко всем работам [письмо от
от 17.1.1892]. Здесь он попытался «представить статьи как
единое целое и добавить к ним, что необходимо»
[письмо от 24ЛЛ892], а такж.е ответить на многочисленные
вопросы своих коллег о том, как он пришел к опытам с
электрическими колебаниями [XXXIII, стр. V]. В письме
Гельмгольцу от 24 января 1892 г. он, кроме того, писал:
«Я думаю, что из этого введения лучше и яснее, чем из
отдельных статей, будет видно, что мои работы возпикли
не столько непосредственно из изучения максвелловых
тр)удов, как я слышу со всех сторон, сколько в гораздо
большей мере из изучения работ Вашего превосходитель-
150

сива». Действительно, во введении ие pas отмечено, что при
постановке опытов автор руководствовался теорией не -
Максвелла, а Гельмголща [XXXIII, 16, 22 и др.],. Кроме
того, сборник вышел с посвящением Гельмгольцу и под
заглавием «Исследования распространения электрической
силы», тогда как в теории Максвелла было принято
говорить об электромагнитных «смещениях», «возмущениях»
или «волнах». Наконец, в теоретической части введения
теория Максвелла вводился как предельный случай
теории Гельмпольца, несмотря на то, что хронологически
Максвелл предшествовал Гельмгольцу, а вся
теоретическая часть следует за экспериментальной, хотя теория
была создана за четверть века до постановки опытов.
Нанеся всеми этими средствами удар по грубым
ошибкам ходячего мнения, Герц в то же время сам не избежал
аналогичных ошибок в некоторых более частных пунктах
своего отношения к теории Максвелла. По его словам,
дело было так:
1. Побудительным мотивом для его систематических
занятий высокочастотными электрическими колебаниями
явилась призовая тема, объявленная в 1879 ,г. Гельмголъ-
цем от имени Берлинской академии наук. Целью этой
электродинамической темы была проверка соперничавших
тогда теорий — общепринятых и максвелловой. Если
исходить из положений общепринятых теорий, то к непризна-
ваемой тогда теории Максвелла можно было прийти,
введя три дополнительных предположения: а) изменение
диэлектрической поляризации непроводников возбуждает
те же электродинамические силы, что и ток проводимости
той же величины; б) электродинамические силы, так же
как электростатические, способны вызывать
диэлектрическую поляризацию непроводников; в) пустое
пространство ведет себя в этих отношениях как любой другой
диэлектрик. К сему Герц добавляет: «Так как
доказательство всех трех предположений и, тем самым, правильности
всей максвелловой теории казалось слишком сложным.
Академия ограничилась требованием подтвердить одно из
первых» [XXXIII, 6—7]. В третьей своей работе он
подтвердил первое предположение.
Из приведенного рассуждения следует, что и
Берлинская академия в лице Гельмгольца и сам Герц
воспринимали в 1879 г. призовую тему каж experimentum crucis для
теории Максвелла и что свои опыты Герц с 'самого начала
151

•строил именно в таком разрезе. Это резко противоречит
тому заключению, к которому пришли мы при анализе
оригинальных работ Герца.
2. Подтвердив первое предположение, Герц стал искать
способ для подтверждения второго. Способ не находился.
В процессе работы ему вдруг стало ясно, что суть теории
Максвелла лежит не в следствиях из первых двух
предположений, a IB электромагнитных волнах, предсказываемых
теорией. И тогда Герц оказал юебе: «Центральный пункт,
смьцол и особенность фарадеевых и, тем самым, мавдвел-
лавых воззрений лежит в третьем .предположении и,
следовательно, будет до|Отойным делом, если я обращусь прямо
к нему» [XXXIII, 7]. Результатом осуществления этого
намерения явилась работа «О скорости распространения
электродинамических действий».
Отсюда следует, что первой работой, выполненной
Герцем в свете теории Максвелла и для проверки ее
центрального звена, была четвертая работа нашего списка, тогда
как, согласно нашему анализу, такой работой была пятая.
Следовательно, и здесь между версией, излагаемой Герцем,
и результатом нашего анализа существует хотя и более
частное, но не менее очевидное противоречие.
Кто же прав — Герц или мы?
Уже одна постановка такого iBonpofca может показаться
кощунственной. Ведь речь идет о процессе научного
творчества, о самом таинственном процессе из всех,
протекающих в природе. Кому же лучше судить о нем, как не
самому ученому!? И если ученый утверждает, что этот
процесс в его случае шел тажчто и такчто, может быть,
глупо возражать ему и говорить: нет, процесс шел иначе? Не
выходим ли мы за прерогативы историка науки, вступая
с ученым в спор по таким вопросам? Не должны ли мы в
таких случаях лишь внимательно прислушиваться к тому,
что говорит сам ученый?
Это действительно было бы не только единственно
разумным, но и единственно возможным способом действия,
если бы у нас не было других высказываний того же
ученого. Когда же они есть, приходится не только слушать,
но и следить, согласуются ли они друг с другом, нет ли в
них противоречия. Приоритет истинности при этом в
случаях, подобных рассматриваемому, должен принадлежать
более ранним высказываниям. Таковыми для нас являются
оригинальные работы Герца, из анализа которых мы и
152

сделали вывод о том, как складывалось отношение Герца к
теории Маиовелла. И поэтому, когда мы читаем в
воспоминаниях Герца другую версию его отношений к теории
Максвелла, мы собственно констатируем расхождение не
между нашими и его взглядами, а между взглядами,
защищаемыми им в разное время.
Приведенные соображения оправдывают постановку
нашего вопроса и дают нам право обратиться к дальней-
пгему изучению его.
Прежде всего, мы замечаем, что версия Герца сама по
себе не 'Свободна от противоречий: в первой части ее Герц
говорит о теории Мамсвелла каде о постоянно
действовавшем факторе своих работ, а во второй части относит
момент прозрения в отношении «центрального пуанта, смысла
и особенности» этой теории к началу четвертого опыта.
Чтобы совместить обе части, надо, очевидно, допустить,
что в начале работы Герц не заметил, какую роль в теории
ОДаксвелла играют электромагнитные волны. Такое
допущение кажется маловероятным.
Далее, обратим внимание на тот факт, что генезис
четвертой работы в «Вводном обзоре» изложен Герцем иначе,
чем в преамбуле к самой этой работе (стр. 143): в обзоре
идеи Максвелла играют ведущую роль, в журнальной
статье Максвелл даже не упоминается. Совместить эти две
В'ерши о происхождении одной и той же работы можно
только при очень большом желании, да и то придется
признать, что Герц вначале почему-то считал нужным
говорить под титлами, ни sa что не желая признаться, какое
место в его рассуждениях занимала теория Максвелла, и
что только три года спустя он «открыл карты».
В той же мере противоречиво содержание четвертой
работы и интерпретация ее результатов в обзоре. В обзоре
Герц много места отводит зафиксированной им разнице
между скоростью действий в воздухе и скоростью волн
в проводе, обсуждая ее в свете теории Максвелла. При
этом он употребляет такие выражения: «Я ожидал найти
равенство скоростей» [XXXIII, 8], «Полученное
расхождение мне казалось невероятным» {XXXIII, 9] и вообще всем
своим изложением создает впечатление, что этот опыт он
ставил, желая проверить вывод теории Максвелла о
равенстве скоростей. Мы тщетно стали бы искать что-нибудь
похожее на подобное умонастроение в журнальной статье.
Единственное, что подчеркивается в ней неоднократно,
153

это — конечность скорости распространения действий в
воздухе; численное отличие ее от скорости распространения
волн в проводе не только не удивляет его, но кажется ему
подходящим средством для определения относительных
периодов колебаний в различных по форме проводах
[XXIVa, 558]. Высказанное в связи с этим предположение
о замедлении волн в проводах-электролитах он сам потом
признал ошибочным [XXXIII, 289].
Еще один факт: в четвертой работе, так же как в
предыдущих, Герц говорит ,о пресловутых двух силах —
электростатической и электродинамической, напоминая о своем
объяснении с их помощью точек неопределенной силы во
второй работе и не исключая возможности для
электростатической силы распространяться мгновенно, тогда как,
согласно результатам его четвертой работы, скорость
распространения электродинамической силы конечна [XXIVa,
567].
Наконец, обратим внимание на последовательность
четвертой и пятой работ Герца. Цель у них одна —
определение скорости распространения электромагнитных волн в
воздухе,— но методы наблюдения существенно различны:
в пятой работе наблюдается интерференционная картина
самих волн в воздухе, в четвертой — влияние волн в
воздухе на интерференционную картину волн в проводе.
В той же мере, в какой метод пятой работы прост и ясен,
метод четвертой работы сложен и туманен. Герц сам
признал это, заявив в начале пятой работы, что заключение
о конечной скорости волн в четвертой работе «выведено
сложным образом из сложных фактов и поэтому, может
быть, не вполне убедительно для тех, кто всю эту систему
воззрений принимает без благоприятного предубеждения»
[XXV, 609]. Таким образом, он сначала в запутанных
условиях изучил то явление, которое затем изучил в чистом
виде. Ясно, что так не поступает тот, кто понимает
сущность явлений, с которыми имеет дело.
Интересно и многозначительно следующее
обстоятельство: в докладе, прочитанном после завершения всей
серии работ, Герц излагает свои опыты уже в естественной
последовательности, т. е. сначала рассказывает об
определении скорости волн в воздухе по их интерференционной
картине, затем — «если бы кто-нибудь усомнился в
расчете» — называет другой путь — сравнение скорости волн в
воздухе с известной скоростью волн в проводе, причем ув-
154

лекается настолько, что о результате, полученном вторым
способом, говорит: он не противоречит «ране©
полученному» [XXIX, 22].
Как видим, имеется целый набор фактов, которые
выдают неведение автора четвертой работы о природе того
агента, скорость распространения которого служила
объектом исследования. К идее электромагнитных волн он
пришел, согласно нашему выводу (стр. 146), в конце
января 1888 г., до той же поры придерживался старых
представлений, что, между прочим, сам зафиксировал в
письме, написанном в разгар четвертой работы, 13 ноября
1887 г.: «То, что я сейчас сделал, мерещилось мне давно,
но я не верил в осуществимость этого». Значит, в
четвертой работе Герц, вопреки его утверждению в «Вводном
обзоре», еще не руководствовался идеей электромагнитных
волн. Значит, второй пункт его версии ошибочен.
Займемся теперь первым пунктом. Для этого нам
придется сделать небольшой экскурс в электродинамику той
эпохи, когда была поставлена Гельмнольцем обсуждаемая
призовая тема.
Своеобразие исторической судьбы теории Максвелла,
о котором мы говорили в § 1 настоящей главы, нигде не
нашло такого яркого проявления, как в творчестве Гельм-
гольца. Гельмгольц одним из первых на континенте
обратил внимание на теорию островитянина и сразу же
почувствовал привлекательность многих ее сторон. Уже в 1870 г.
он рассматривает ее наряду с классическими теориями
старой школы — теорией Неймана и теорией Вебера — и
для всех трех строит свою обобщенную схему *; а в 1872 г.
мы читаем у него настоящий панегирик теории Максвелла,
в котором несовершенству прежних теорий, требующих
по непонятным причинам считать силы электрического
взаимодействия зависящими не только от расстояния
между взаимодействующими объектами, но и от состояния их
движения, противопоставляется достоинство теории
Максвелла, в которой такие разнообразные явления, как
электрические, магнитные, электродинамические,
индукционные и оптические, выводятся из элементарных свойств
эфира**. Казалось бы, Гельмгольцу ничего не оставалось, как
развивать, совершенствовать и популяризировать теорию
*Н. Helmholtz. Wissenschaftliche Abhandlungen Bd 1.
Leipzig, 1882, S. 538—544.
** Там же, стр. 639.
155

Максвелла. Тем более, что в его обобщенной схеме
вариант Максвелла, так же как вариант Неймана, в отличие
от варианта Вебера, не приводил к противоречиям.
Но Гельмгольц не делает этого. Следуя традиции, он
сосредоточивается на теории Неймана и в течение многих
последующих лет пытается улучшить и укрепить эту
типичную теорию дальнодействия; при случае он вступает
даже в опоры с критиками этой теории *, ставшей в его
глазах теорией Неймана — Гельмгольца. Как всякий
творец теории, Гельмгольц, конечно, был высокого мнения
о своем детище. Это мнение еще более укрепилось, когда
он обнаружил, что уравнения Максвелла вытекают из его
собственных уравнений в некотором предельном случае,
правда, весьма сомнительном в физическом смысле
(бесконечность диэлектрической постоянной среды) **.
Главная поправка к потенциальной теории Неймана,
внесенная Гельмгольцем, состояла в учете влияния
промежуточной среды, точнее, в учете магнитной и
электрической поляризации среды. Но соответствует ли эта поправка
действительности? С целью убедиться в этом, Гельмгольц
и выдвинул в 1879 г. от имени Берлинской академии наук
призовую тему — экспериментально проверить
электродинамические свойства поляризации диэлектрика любым цз
двух методов — «либо путем обнаружения
электродинамических сил, возбуждаемых процессами в изоляторах, либо
путем обнаружения поляризации изоляторов под действием
сил электродинамической индукции» [XXXIII, 1].
Такова, по нашему мнению, истинная цель призовой
темы 1879 г. Не теорию Максвелла имела она в виду,
а один -из пунктов теории Гельмгольца; не в интересах
максвелловой, а в интересах гельмгольцевой теории она
была задумана Гельмгольцем и выполнена Герцем.
В том, что это так, убеждает не только гармония
перечисленных фактов, но и атмосфера, царившая в опытах
Герца. Когда Герц в первом своем опыте наблюдал
действие электромагнитных волн, теоретически
предсказанных Максвеллом, он скромно и тихо послал отчет о
проделанной работе прямо в журнал, а в написанном перед
тем письме Гельмголыгу указал, что при постановке
опытов имел надежду заинтересовать его, так как связы-
* Н. Η elm holt z.; Цит. соч., стр. 763—773.
** Там же, стр. 626 и 788.
156

вал их с призовой темой семилетней давности [письмо от
5.12.1886]. Спокойно прошла и вторая работа,
посвященная изучению структуры волнового поля. Напротив,
изучив индукционное действие изоляторов, которое в
теории Максвелла ничем принципиально не отличается от
индукционного действия пустоты, он послал Гельмгольцу
победное письмо, в котором писал: «Я не мог не послать Вам
эту работу, так как в ней излагается предмет, к
рассмотрению которого Вы сами побудили меня несколько лет
тому назад» {письмо от 5.11.1887]. Гельмгольц тотчас же
ответил открыткой: «Рукопись получена. Браво! В четверг
пошлю в печать», и на первом же заседании Берлинской
академии сделал о ней сообщение (XXIII, 883].
Смысл этой трогательной переписки, очевидно, такой:
ученик подтвердил одно из важных положений теории
учителя. В ее свете становится также понятнее, почему в
третьей работе не упоминается теория Максвелла, но
говорится о «представлениях Фарадея и Максвелла»,
правильность которых подтвердил опыт: теперь мы знаем, что
для Гельмгольца и Герца той поры «теория Максвелла»
и «представления Фарадея и Максвелла» означали
существенно разные вещи и, следовательно, упоминание здесь
о Максвелле появилось не от почтения к его теории, а
скорее от щедрости с пиршественного стола.
Мы восстановили настроения, господствовавшие в
конце 70-х годов, когда ставилась обсуждаемая призовая тема,
и в конце 80-х годов, когда она была выполнена. Теперь
нам надо продвинуться немного вперед, к началу 90-х
годов, когда Герц писал введение к сборнику своих работ.
Кажется, промежуток времени совершенно ничтожный:
какие-нибудь 3—4 года. Но какая пропасть лежит между
ними! В конце 80-х годов еще господствовали теории
дальнодействия, в начале 90-х годов царила уже только теория
Максвелла. Все теории дальнодействия, в том числе теория
Гельмгольца, были сданы в архив. При обсуждении
актуальных вопросов электродинамики к ним уже никто не
обращался. Новые кадры электродинамиков вообще не
хотели знать о них. Ну, а старые? Им, конечно, было не
легко изменить свои симпатии и убеждения. Но менять
приходилось. Изменение шло по принципу: то, что ранее
связывалось со старыми теориями, теперь ассоциировалось
с новой теорией. Возможность для такой переориентации
существовала самая широкая, ибо новая теория оставляла
157

неприкосновенными все эмпирические данные и только
вкладывала в них новое содержание. Изменялись не
факты, а взгляд на них, не результаты, а их истолкование,
и даже не понятия, а только их смысл.
Герц, конечно, не избежал этой общей участи своих
современников. Он тоже должен был теперь соотносить
с теорией Максвелла то, что привык соразмерять с
теорией Гельмгольца. И, как показывает его «Вводный обзор»,
он эту новую ориентацию не только принял на будущее,
но и перенес на прошедшее, т. е. модернизировал
некоторые свои прежние взгляды.. Когда он писал статьи, он
меньше всего думал о Максвелле, а если и думал, то с
намерением опровергнуть его теорию; когда он писал обзор,
он только и думал о Максвелле, на все" смотрел очами
Максвелла, всему внимал ушами Максвелла, причем уже
с намерением подтвердить его теорию. Это изменение
позиции не затронуло результатов исследования, но изменило
субъективный колорит в их восприятии. Как следствие,
появились противоречия между, оригинальными статьями
и обзором.
Особенно это коснулось четвертой работы, так как она
пришлась на стык между старым и новым мировоззрением
Герца. В начале этой работы появились факты,
необходимые для прозрейия, а вскоре после завершения ее пришло
и само прозрение, впервые высказанное в дополнении к
четвертой работе. Во время опытов Герц не раз наблюдал
усиление индукционного действия вблизи стен комнаты, а
также чередование областей повышенного и пониженного
действия на разных расстояниях от вибратора
[XXV, 609—610]. Все это свидетельствовало об отражении
волн от стен и об образовании в воздухе стоячих волн.
Но принять такое объяснение он решился не сразу.
Четыре года спустя после этих событий он вспоминал: «Когда
мне впервые пришла в голову мысль, что усиление
действия вызывается отражением электрической силы от
проводящих масс, она показалась мне почти недопустимой:
так сильно отклонялась она от привычных тогда для нас
представлений об электрической силе, несмотря на все
знакомство с кругом идей максвелловой теории» [XXXIII,
11 —12]. Сохранив это впечатление, Герц в то же время
забыл, что новизна эффекта обусловила разрыв во
времени (примерно двухмесячный) между моментом открытия
и моментом его правильной интерпретации, и в обзоре
158

совместил эти два события. Отсюда, Но нашему мнению,
и возникли все те противоречия с четвертой работой, о
которых было сказано на стр. 152.
Противоречия в определении цели призовой темы
следует объяснить просто тем, что когда солнце Максвелла
вышло из-за облаков недоразумения, звезда Гельмгольца
померкла и перестала быть видимой. Затмение было
настолько полным, что сам Гельмгольц стал считать за благо
не напоминать о себе, и несколькими годами позже Герца,
допуская по существу ту же самую модернизацию
взглядов, так объяснил происхождение призовой темы: «iHo
мнению Максвелла, для его теории было существенным и
решающим, вызывает ли возникновение и исчезновение
диэлектрической поляризации в изоляторе те же самые
электродинамические действия в окружающей среде, какие
вызывает в проводнике гальванический ток. Решение этого
вопроса мне казалось работой выполнимой и достаточно
важной, чтобы стать темой одной из больших конкурсных
задач Берлинской академии» *.
Уточняя причину метаморфоза взглядов Герца,
надо со всей силой подчеркнуть, что ею ни в коей мере не
был пиетет перед личностью Максвелла. Наоборот, до
конца своих дней Герц сохранил к Максвеллу "чувство
некоторой неприязни. Мы уже отмечали его скупость на слова
там, где ему следовало бы отдать должное Максвеллу как
творцу той теории, подтверждением которой явились его
опыты. Аналогичные симптомы мы встретим при разборе
теоретических работ Герца (гл. 4, § 1). Чем это было
обусловлено, можно только догадываться. Возможно, Герц
испытал неизгладимый шок от того, что не сразу понял
отношение своих опытов к теории этого человека; не
исключено, что у него появилось чувство досады, когда стало
лево, что он не открыл новое явление, а лишь
'экспериментально подтоериил теореттчфки открытое, и что поэтому
потомство будет говорить не о «лучах Герца», а о «лучах
Максвелла — Герца»; наконец, и это, пожалуй, самое глав-
пое, против Максвелла восставало национальное чувство
Герца **. В последнем отношении для немцев создалась на
редкость неблагоприятная, можно даже сказать, трагиче-
* Г. Гельмгольц. Г. Герц.—В кн.: Г. Герц. Принципы
механики, изложенные в новой связи. М., 1959, стр. 303.
** Ср. М. Planck. Heinrich Rudolf Hertz. Leipzig, 1894, S. 14.
159

екая ситуация. На протяжении нескольких десятилетий
виднейшие теоретические умы Германии, от Неймана-отца
до Неймана-сына, прочно держали инициативу развития
электродинамики в своих руках и было основание
считать вклад, сделанный в науку этой плеядой немецких
теоретиков, бессмертным. С признанием же теории
шотландца Максвелла, основанной на воззрениях
англичанина Фарадея, вклад этот терял всякую научную
ценность.
В своем отношении к предшественникам ученые
часто впадают в две крайности. Одни ссылаются на
предшественников и там, где для этого нет видимой
необходимости, и приписывают им мысли, творцами которых
являются сами; другие, напротив, молчат о
предшественниках, даже когда излагают их работы, и таким образом
создают впечатление оригинального творчества, хотя по
существу повторяют уже высказанные мысли. Примером
ученого первого рода может служить Максвелл в
отношении Фарадея, примером ученого второго рода
приходится признать Герца в отношении Максвелла. Эти два
примера тем уместнее привести вместе, что Фарадей,
Максвелл и Герц находятся в некотором смысле в
однородных взаимоотношениях: Максвелл перевел на
математический язык представления Фарадея, а Герц
перевел на экспериментальный язык уравнения Максвелла.
Умолчание о предшественниках не следует отождествлять
с пренебрежением к ним; к тому же мы знаем
свидетельство Гельмгольца о том, что «радостное признание чужих
заслуг» было одной из привлекательных черт характера
Герца *. Вместе с тем умолчание о предшественниках
создает неприятное чувство, заставляя пожалеть об этой
маленькой тучке, туманящей нравственный облик ученого.
Причиной модернизации взглядов Герца был,
несомненно, сам процесс эволюции фиаичеакой картины мира.
Как помазывает истария науки, нечто подобное, хотя и в
меньших масштабах, случается почти с каждым ученым.
Революционный характер процесса развития
электродинамики на рубеже 80—90-х годов лишь обострил и
ускорил модернизацию, сделал ее более глубокой й заметой.
То изменение взглядов, которое в обычных условиях
происходит за 30—40 лет, в данном случае произошло за
* Г. Гельмгольц. Цит. соч., стр. 306.
160

3—4 года; соответственно сократились и ιαροκπ
модернизации. Пример Герца поэтому стал особенно ярким и
показательным.
Но если модернизация ученым своих прежних
взглядов есть явление всеобщее, всегда надо ожидать
услышать от него неверное изложение хода своих прежних
исследований. Такое изложение, естественно, не может
служить материалом для истории науки. Для получения
истинной картины процесса познания историк науки
должен обращаться исключительно к первым публикациям,
а если их по какой-либо причине нет,— к черновикам
и дневникам ученого. Даже обзоры, составленные по
горячим следам, всего несколькими годами позже
оригинальных исследований, и потому кажущиеся издалека их
ровесниками, могут, как это подтверждает пример
Герца, создавать о процессе познания превратное
представление.
Многие утверждения Герца в обзоре приобрели бы
вполне адекватный действительности вид, если бы
сопровождались зачинами, вроде следующих: «Если исходить из
теории Максвелла, то...»; «При правильной
интерпретации фактов, отсюда следует, что...» и т. д. Иногда он
делает, такие зачины. Например, указав на отсутствие в то
время необходимой базы для признания теории
Максвелла, он заключает: «В этой естественной связи мы не мю-
жем лучше охарактеризовать цель и результаты наших
собственных опытов, как сказав: целью опытов была
проверка основных гипотез теории Фарадея и Максвелла,
результатом их явилось подтверждение гипотез этой
теории» [XXXIII, 21]. Данная цитата определяет историческое
значение опытов, их объективное содержание, и в этом
смысле она безусловно верна. Если же не учитывать
зачина, то ее можно понять в том смысле, что она
характеризует опыты Герца как факт сознательной проверки теории
Максвелла, т. е. понять неверно. А именно так ее
понимает большинство историков. Кстати, не исключено, что
именно эта фраза Герца, всюду цитируемая, несет
львиную долю ответственности за заблуждение в этом
вопросе.
Обзор Герца высоко ценил Гельмгольц. Он указывал,
что в этом обзоре «развитие опытов Герца из ростков,
взращенных современниками, изложено так наглядно и
интересно, что никто не мог бы прибавить к этому что-либо
161

существенное и тем более лучшее» *. После нашего
анализа приходится возразить Гельмголкцу: добавить
лучшее, может быть, действительно нельзя, но внести
существенные исправления можно и необходимо. Далее
Гельмгольц говорил: «Это сообщение предста(вляет
выдающуюся ценность, будучи глубоко искренним я
подробным изображением того, как совершалось одно из
важнейших и плодотворнейших открытий. К сожалению, мы
обладаем лишь весьма немногочисленными подобными
документами о внутренней шеихолотичвакой истории науки,
и мы чрезвычайно благодарны автору за то, что он
позволил нам заглянуть так глубоко в мастерскую своей мысли
и даже в историю своих временных заблуждений» **.
С этим заявлением Гемгольца можно согласиться уже
полностью.
Оно могло бы, кстати, послужить прекрасным
призывом к ученым жертвовать человечеству историю своего
духовного развития. Для этого им потребовалось бы на
протяжении ряда лет тщательно, а главное, искренне,
фиксировать развитие своей научной мысли. Такие
документы будут содержать, без сомнения, летопись не только
удачных находок, но и досадных промахов, заблуждений,
грубых ошибок. Надо запастись большим гражданским
мужеством, прежде чем приступать к их составлению, и
писать их, говоря словами Лермонтова, «без тщеславного
желания возбудить участие или удивление». Для честных
служителей истины здесь нет проблемы, ибо они столь же
мало стыдятся своих ошибок, сколь много гордятся
своими достижениями. Ошибка и достижение в науке —
родные братья; ученый, допустивший ошибку, и ученый,
добившийся успеха,— солдаты единой армии, хотя и разных
судеб. Для теории познания в равной мере ценны и
сильные и слабые стороны ученого, выяснение слабых сторон
не порочит ученого, но приносит пользу науке.
В заключение параграфа скажем еще несколько слов об
ошибочном результате, полученном Герцем при измерении
скорости электромагнитных волн в проводе и воздухе
(стр. 114), поскольку он тоже имеет отношение к
обсуждаемому вопросу.
* Н. Helmholtz. Vorworf.— В кн.: Н. Hertz. Gesammelte
Werke. Bd. Ill, Leipzig, 1910, S. XXII.
** Г. Гельмгольц. Г. Герц.— В кн.: Г. Герц. Принципы
механики, изложенные в новой связи, стр. 304.
162

Расхождение между теорией и опытом в
количественной оценке скорости распространения волн в воздухе и по
проводу долго продолжало смущать Герца. Он склонен был
даже считать это расхождение важнейшим моментом
опыта [письмо Гельмгольцу от 19.3.1888] и не исключал
возможности изменения теории Максвелла в этом пункте
[XXV, 623; XXVI, 21]. Однако главной причиной
расхождения была ошибка, допущенная им при вычислении
периода колебаний вибратора: он принял период равным
3,54· Ю-8 сек, вместо правильного значения — 2,52 · Ю-8
сек; соответственно скорость волн в проводе получилась у
него равной 200 000 км/сек вместо 280 000 км/сек —
величины уже близкой к величине скорости света [XXXIII,
290].
Поскольку результат Герца не выходил из
диапазона скорости волн в проводе, определенной другими
экспериментаторами (Физо и Сименсом) для очень длинных
волн, он счел его правильным и, таким-образом,
укрепился в неправильном мнении. Не случись указанной
ошибки, он, возможно, ранее понял бы специфику изучаемого
им явления и изменил бы характер опытов [XXXI 11,9].
Ошибка, допущенная Герцем, принадлежит к разряду
недоразумений: Герц упустил из виду, что при
определении емкости конденсатора заряд одной пластины надо
делить не на потенциал этой пластины, а на разность
потенциалов обеих пластин. Первым ошибку заметил Пуанкаре,
и если бы чувство меры не отказало ему в данном случае,
он сообщил бы о ней Герцу в частном письме, а не стал бы
выступать с указанием на нее на открытом заседании
Французской академии наук *.
Исправление ошибки лишь уменьшило расхождение, но
не ликвидировало его полностью. Вместе с тем осталась
почва и для сомнения в правильности теории Максвелла.
Измерения с более короткими волнами, давшие почти
совпадающие результаты для скорости волн в воздухе и в
проводе, не поколебали осторожной позиции Герца
[XXXIII, 14]; он отказался от нее и признал безусловную
справедливость теории Максвелла только после того, как
другие исследователи установили строгое равенство ско-
* Н. Ρ о i η с а г ё. Contribution a la theorie des experiences de
M. Hertz.—Comptes Remdus, 111, 322, 1890.
163

ростей {примечание к английскому изданию 1893 г.
сборника XXXIII] *.
Позицию Герца в данном вопросе следует признать
вполне трезвой и оправданной. Правда, для нас, людей
XX в., звучит немного странно, что кто-то, принимая
основные положения теории Максвелла, в то же время мог
сомневаться в справедливости некоторых выводов из нее.
Но, оценивая позиции людей другой эпохи, мы должны
уметь отрешиться от собственных убеждений. В XIX в.
теория Максвелла еще не казалась стройной законченной
системой, в которой ничего нельзя ни убавить, ни прибавить,
что принятие какой-нибудь одной ее части с
неизбежностью влечет за собой принятие ее всей целиком. Тогда
вполне было резонно предполагать, что она верна в одних
пунктах и требует изменения в других. Обычно так и
создаются большие теории; живым примером тому могла
служить электродинамика дальнодействия. Между прочим,
тогда же в безусловной справедливости теории Максвелла
усомнился Пуанкаре: он допускал возможность иных
законов распространения электромагнитных волн в
проводе'**.
Что касается причины небольшого расхождения между
теорией и результатами Герца, то таковой следовало
считать влияние стен помещения и железной печки,
находившейся в 1,5 м от провода [XXXIII, 289 и 290—291].
Действительно, выполненный Томсоном теоретический расчет
скорости распространения волн вдоль провода в
предположении, что провод окружен проводящей цилиндрической
оболочкой, дал несколько иные результаты, чем в случае
волн в воздухе ***.
Интересно, что в данном случае пагубное влияние
оказала та же причина — теснота помещения,— которая в
другом случае помогла Герцу сделать важнейшее
открытие (стр. 158) ****.
В свете приведенных фактов невольно рождается
представление о каком-то особом, фатальном отношении Герца
к теории Максвелла. Герцу как бы было предопределено
* Н. Hertz. Gesammelte Werfce. Bd. III. Leipzig, 1914,
S. 14—15.
** А. Пуанкаре. Цит. соч., стр. 322—326.
*** J. Thomson. Note on the effect produced by conductors
in the neighbourhood of a wire on the rate of propagation of
electrical disturbances along it, with a determination of this rate.— Proc.
Roy. Soc, Ser. 2, 46,1—13, 1889.
**** M. План к. Цит. соч.. стр. 15—16.
164

способствовать торжеству этой теории, созданной в то
самое время, когда он только что родился, а он упорно
избегал, настойчиво сторонился этой миссии, не желая
принимать теорию. Когда Гельмгольц своей призовой темой
прямо навел его на цель, он уклонился от работы,
привлеченный блеском докторской степени, а затем вообще
променял научно оснащенный Берлин на захолустье Киля,
опять-таки из соображений престижа и карьеры. Но и в
Киле теоретическая работа привела его к теории
Максвелла. Он, однако, и на этот раз отрекся от нее в пользу
других, враждебных ей теорий. Тогда та же теория
открылась ему в экспериментальной области. Он долго не хотел
этого замечать, называя волновое действие индукционным,
прибегая к искусственным объяснениям, опираясь на
теорию Гельмгольца в тех пунктах, которые у нее были
общими с теорией Максвелла. И только когда это пестрое
сооружение рухнуло под тяжестью своей
неполноценности, Герц признал теорию Максвелла, не оставляя,
впрочем, сомнений в ее законченности и универсальности.
Только накануне смерти он снял свое последнее
возражение,
§ 4. Применение электромагнитных волн
Экспериментальное открытие и изучение
электромагнитных волн — это, конечно, чисто научное деяние и, как
таковое, оно всецело принадлежит истории физики.
Но электромагнитные волны нашли впоследствии
необычайно широкое практическое применение, вызвав к жизни
новую большую область человеческой деятельности —
радио, и тем самым открытие Герца приобрело
первостепенное значение и для истории техники. В силу последнего
обстоятельства научный подвиг Герца предстал
существенно в новом свете, причем в настоящее время просто
невозможно отделить его технический аспект от
физического. Для полноты нашей книги кажется поэтому
целесообразным коснуться здесь и технической стороны Дела,
тем более что в творчестве Герца имеются моменты,
представляющие несомненный интерес с этой стороны.
Когда о какой-нибудь отрасли науки известно, что она
нашла важное техническое применение, легко возникает
смещение понятий: значение научных открытий
начинают оценивать их практической значимостью и
широковещательные прогнозы технических применений открытия
165

начинают предпочитать результатам скромной будничной
работы по его разработке. Появляется, иначе говоря,
утилитарный и поверхностный взгляд на процесс
научно-технического прогресса; критерием правильности
исследования становится будущий успех; тонкий анализ начинает
казаться ненужной щепетильностью. Историк науки и в
этих условиях должен суметь сохранить равновесие
объективного наблюдателя. Для этого ему достаточно строго
следовать логике фактов.
В то же время историк не может не считаться с тем,
что выход из области науки в область техники есть выход
в специфически иную область человеческой деятельности.'
Если главным героем истории науки является
исследователь, то главный герой истории техники — изобретатель.
При всей очевидной родственности исследовательской и
изобретательской деятельности между ними есть и
несомненное различие. Природа его еще никем не определена,
хотя уже сделан целый ряд весьма метких замечаний.
Так, часто и справедливо противопоставляют
исследовательскую деятельность, как сугубо бескорыстную, —
деятельности изобретателя, всегда преследующего вполне
вещественные цели. Чрезвычайно любопытен также
следующий факт: в истории науки и техники великие ученые
и великие изобретатели персонально четко разделены,
т. е. почти не было людей, которые бы одновременно были
и великими учеными и великими изобретателями.
Например, как заметил Оствальд], величайший изобретатель
Эдисон, поставив более опытов, чем кто-либо другой, тем не
менее не сделал ни одного научного открытия *. Да и сам
Эдисон подчеркивал, что его область — только
изобретательство, но не наука **.
Границы между физикой и техникой, пожалуй, ярче
всего проступают при попытках найти физическому от^
крытию техническое применение: даже когда научная
ценность тг перспективность физического открытия не
вызывают ни малейшего сомнения, возможность его
технического применения может оставаться покрытой
непроницаемым мраком. Открытие электромагнитных волн как
раз принадлежит к числу таких открытий.
Что можно было сказать во времена Герца о техни-
* В. Оствальд. Изобретатели и исследователи. СПб., 1909,
стр. 31.
** См., напр., XXXVI, 221.
166

веской применимости электромагнитных волн? Очевидно,
самое большее, следующее: поскольку электромагнитные
волны суть те же световые лучи, хотя и невидимые
невооруженным глазом, их можно использовать для
сигнализации, причем примерно так же, как используются в этих
целях световые лучи, т. е. в одном месте их создавать,
а в Другом улавливать. Правда, тотчас же возникает
сомнение: а нужно ли делать это? Ведь создавать и
регистрировать световые волны очень просто, а
электромагнитные — очень сложно! Ясно, что без веских оснований
делать это нецелесообразно и даже, по-видимому,
бессмысленно.
В свете сказанного нас не удивит тот факт, что многие
ученые того времени вообще не задавались вопросом о
практическом применении электромагнитных волн. К
числу этих ученых принадлежал и Герц. Во всех его
многочисленных работах, посвященных изучению
электромагнитных волн, мы не найдем даже косвенного указания на
эту сторону дела. Кроме того, сохранился ответ Герца на
запрос одного инженера, Губера, о возможности
использования электромагнитных волн для «телефонирования без
соединяющих проводов». В ответе, датированном 3
декабря 1889 г., Герц, между прочим, писал: «Электрические
колебания в трансформаторах и телефонах слишком
медленные С.) Если бы Вы были в состоянии построить
вогнутые зеркала размером с материк, то' Вы могли бы
доставить намечаемые опыты, но практически сделать
ничего нельзя: с обычными зеркалами Вы не
обнаружите ни малейшего действия. По крайней мере, я так
думаю»*. Хотя Герц говорит здесь о неосуществимости
беспроволочной связи на основе обычных трансформаторов
и телефонов (она при таком условии действительно
неосуществима), инженера, надо полагать, интересовало не
только это. Во всяком случае, Герц в этом письме имел
случай высказать свое мнение о создании беспроволочной
телеграфии, и тот факт, что он этим случаем не
воспользовался, свидетельствует о его безразличии к такого рода
проблемам.
Некоторые современники Герца держались другого
мнения. Сосредоточив внимание на способности
электромагнитных волн проходить сквозь препятствия, непрони-
* Electrotechnische Zeitschmft, 18, 541, 1897.
167

цаемые для обычного света, они пророчили им великую
техническую будущность. Например, Крукс усматривал
в электромагнитных волнах «поразительную возможность
телеграфирования без проводов, телеграфных столбов,
кабелей и всяких других дорогостоящих современных
приспособлений» *. Подобные надежды не могли быть в то
время разумно обоснованы, их поэтому следует объяснить
исключительно темпераментом, оптимизмом и силой
воображения их авторов. Всего опаснее для историка было
бы видеть в них научное или техническое предсказание.
О фиктивности таких «предсказаний» лучше всего
говорит следующий факт: одновременно с Круксом большие
надежды на телеграфирование без проводов возлагал
Тесла. Ему принадлежат следующие слова: «Я хотел бы
сказать несколько слов по одному вопросу, который все время
у меня на уме и который затрагивает благосостояние всех.
Я хочу сказать о передаче осмысленных сигналов, а
может быть, даже и энергии на любое расстояние совсем без
помощи проводов» **. В прогнозе Тесла два
замечательных момента: во-первых, он надеялся на беспроволочную
передачу не только сигналов, но и энергии, что ни в коей
мере не осуществилось; во-вторых, все свои надежды он
связывал не с электромагнитными волнами, а с
электромагнитной индукцией, что тоже, как известно, ни в
малейшей степени не оправдало себя.
Вопрос о том, найдут ли электромагнитные волны
практическое применение и в чем это применение будет
состоять, мог быть решен только в процессе дальнейшего
изучения электромагнитных волн. Именно так это и
случилось. Но при решении любого вопроса в истории науки
всегда можно составить предварительную программу
действий, основанную на соображениях вероятности и
целесообразности. В составлении такой программы в данном
случае нам поможет только что цитированный Крукс,
который, развивая свою мысль о практическом
применении волн Герца, говорил: «То, что остается открыть, это,
во-первых, более простые и более надежные средства
генерирования электрических лучей любой длины вол-
* В. Крукс. Некоторые возможности применения
электричества.— «Из предыстории радио», М., 1948, стр. 417.
** Н. Тесла. О колебательных явлениях при высокой
частоте.— «Из предыстории радио», стр. 421.
168

ны <...>; во-вторых,— более чувствительные
приемники, которые будут откликаться на длины волн в
некотором определенном диапазоне и будут глухи ко всем
другим; в-третьих, — средства для концентрации пучка лучей
в любом желаемом направлении, в виде линз или
рефлекторов, при содействии которых чувствительность
приемника (очевидно, самая трудная из проблем, подлежащих
разрешению) могла бы быть не такой тонкой, как в том
случае, когда подлежащие приему лучи просто
излучаются в пространство во всех направлениях»*.
Следуя программе Крукса, выберем в истории физики
и техники те работы, которые способствовали ее
выполнению, если даже сами авторы этих работ не имели в виду
выполнять программу Крукса или, вообще, содействовать
созданию беспроволочной связи.
Первый пункт программы Крукса направляет наше
внимание на историю усовершенствования вибратора
Герца. Наиболее существенными недостатками его с точки
зрения обсуждаемого применения были, во-первых,
быстрое затухание колебаний (стр. 88), во-вторых,
быстрое обгорание контактов (стр. 119). Те же недостатки
тормозили и чисто научное изучение электромагнитных волн.
Поэтому устранены они были скорее учеными, чем
изобретателями. Наиболее удачными в первый период
оказались следующие усовершенствования: число колебаний до
полного затухания повысилось до 20000, когда вместо
одного искрового промежутка ввели три (Эберт), т. е.
применили схему, подобную показанной на рис. 44;
обгорание контактов прекратилось, когда искровой
промежуток поместили в жидкий диэлектрик, например
оливковое масло (Сарасен и де-ля-Рив) или вазелин (Риги).
При этом оказалось возможным далее обычного
раздвинуть шары вибратора (рис. 45), т. е. увеличить длину
* В. К ρ у к с. Цит. соч., стр. 418.
169

искры, что повысило мощность излучения вибратора.
Последнее также имело важные последствия с точки
зрения обсуждаемой проблемы.
Усовершенствованный вибратор Герца превратился в
достаточно надежный источник электромагнитных волн.
Оставалось лишь сделать более удобным способ
управления электромагнитными импульсами. Для этого
достаточно было включить в первичную цепь катушки Румкорфа
обычный ключ аппарата Морзе (Маркони). В результате
получилась схема передатчика, вполне пригодная для
целей радиосвязи (рис. 46).
Второй пункт программы Крукса направляет наше
внимание на историю усовершенствования резонатора
Герца. Мы знаем, что его резонатор, какую бы форму он
ни имел, сигнализировал об электромагнитных волнах
искрой, весьма малой по длине и потому очень трудно
наблюдаемой. Тем не менее Герц никогда серьезно не
пытался применить другие, более чувствительные методы
регистрации электромагнитных волн. Только в самом конце
опытов он попробовал заменить искровой промежуток
лягушечьей лапкой, да и то без успеха [XXVII, 783 и
дневниковая запись от 28. 1. 1889]. Вскоре другие
экспериментаторы восполнили этот пробел в работах Герца, с успехом
применив в качестве индикаторов не только лягушечью
лапку, но и газоразрядную трубку, электроскоп,
термоэлемент, болометр (уравновешенный мостик Уитстона)
и др. Однако истинный путь прогресса в деле
регистрации электромагнитных волн лежал в другом
направлении.
Для всех перечисленных способов регистрации
характерна энергетическая эквивалентность приходящего
сигнала и наблюдаемого эффекта. Так как энергия
приходящих сигналов чрезвычайно мала, трудно наблюдаемым
оказывается и проявление этой энергии в детекторе. Тех^
ника XIX в. знала много способов усиления сигналов, и
нет ничего удивительного в том, что и регистрация элект~
ромагнитных волн пошла по тому же пути.
Еще в 1884 г. Кальцекки-Онести обнаружил
способность металлических опилок и порошков, в обычных
условиях весьма плохих проводников электрического тока,
резко повышать свою электропроводность под влиянием
происходящего вблизи электрического разряда. В начале
90-х годов это явление вновь подверг изучению Бранли.
170

Обычно опыт строился следующим образом: стеклянная
трубка, наполненная металлическим порошком и
снабженная по концам контактами, включалась в цепь постоянного
источника тока, в которую включался также гальванометр
-0-
Рис. 46
Рис. 47
(рис. 47). В обычных условиях ток в цепи отсутствовал;
если же вблизи происходил электрический разряд, ток
возникал и затем уже не прекращался. Значит, под
влиянием электрического разряда в металлическом порошке,
как можно было думать, в результате слипания или
спекания опилок друг с другом, возникали линии
проводимости, которые сохранялись и по прекращении внешнего
электрического разряда. Для восстановления прежнего
свойства порошка достаточно было слегка встряхнуть
трубку.
После того как Герц использовал электрический
разряд для получения электромагнитных волн, стало
естественным объяснять указанную способность
металлических порошков действием именно этих волн. Такое
объяснение действительно было дано Лоджем. Так как
чувствительную трубку с порошком Лодж называл
«когерером» (дословно — сцеплятелем, елекателем), а
электромагнитные волны — волнами Герца, его замечание
прозвучало следующим образом: «Когерер удивительно
чувствителен к волнам Герца» *.
Данное замечание явилось дополнительным стимулом
к работе по усовершенствованию когерера. Прежде всего
О. Лодж. Творение Герца.— Из предыстории радио, стр. 435.
171

Требовалось повысить чувствительность прибора и
стабильность его действия. Поскольку картина процессов,
протекающих в когерере, в значительной степени
оставалась неясной, работа по необходимости приобрела сугубо
эмпирический характер: придавая трубкам различные
формы и наполняя их различными материалами, искали
д.:.ц η
Рис. 48 Рис. 49
наилучший вариант прибора. Это — типично
изобретательская работа; научное значение ее невелико,
техническое — огромно. Успех изобретателя собственно и состоит
в отыскании достаточно эффективной конструкции.
Известно, например, как Эдисон создавал лампочку
накаливания: он испробовал для нити сотни различных
веществ — металлических и растительных, в частности
волокна растений, которые по всему свету собирали для
него специально разосланные эмиссары, пока, наконец, не
был найден вольфрам, который и сейчас позволяет нам
менять лампочки не чаще, чем один раз в несколько
месяцев.
Среди схем когерера, выкристаллизовавшихся в
процессе поисков, наибольшее историческое значение имели
две: когерер Попова (рис.48) и когерер Маркони (рис.49).
В первом роль электродов играют две платиновые
полоски, наклеиваемые изнутри стеклянной трубки вдоль ее
противоположных стенок почти на всю длину; трубка
заполняется железным порошком. Во втором, более
миниатюрном, электроды изготавливаются из серебра и имеют
цилиндрическую форму; пространство между ними
заполняется порошком серебра и никеля с небольшим
количеством ртути; воздух из трубки откачивается до
давления в несколько миллиметров ртутного столба.
Ни Попов, ни Маркони не детерминировали
конструкции своих приборов: они допускали отклонения от
описанных образцов в отношении размера, формы,
материала и т. д. В дальнейшем описанные типы приборов
вообще были сняты с вооружения и заменены другими,
172

более совершенными. Историческое значение описанных
нами заключается в том, что они первыми нашли
применение для радиосвязи на достаточно больших расстояниях.
Как следует из нашего изложения, когерер в
приемных устройствах должен был заменить резонатор Герца.
Мы знаем, что эффективность
действия резонатора Герца
определялась не только величиной
искрового промежутка, но и
размером самого резонатора:
только резонатор определенного
размера находится в резонансе
с заданным вибратором, и,
следовательно, остро реагирует на
его сигналы. Для обеспечения
резонансной связи в новых
условиях было предложено
подключать к контактам когерера
провода разных длин (Маркони). Наиболее эффективным
оказался метод подключения, который использовали ранее
в беспроволочных линиях, работавших по принципу
электромагнитной индукции: один провод поднимается на
изоляторах высоко вверх, другой опускается глубоко в землю,
до уровня подземных вод (Тесла). В сочетании с когерером
, эти два провода — антенна и «земля» — дали схему,
изображенную на рис. 50 (Попов).
Применение антенны и заземления было важной
вехой на пути развития радиосвязи. Эти два элемента
радиосети и в настоящее время играют первостепенную
роль. Каждый радиолюбитель прежде всего громоздит
длинную жердь для одного провода и роет глубокую яму
для другого провода или припаивает его к трубе
водопровода. Радиовещательные станции ставят свои
мачты-антенны на самых высоких зданиях города, в окрестностях
городов стоят целые леса таких мачт. Высочайшие
сооружения мира, такие как Эйфелева башня в Париже,
увенчаны радиоантеннами; для радиоантенн строятся
специальные здания, из которых Останкинская башня в
Москве — самая высокая в мире.
Усовершенствованный когерер, снабженный
антенной и заземлением, мог служить достаточно надежным
детектором электромагнитных волн, но без
дополнительных приспособлений его, срабатывающего только один
173

раз, нельзя было применять для постоянной радиосвязи.
Для восстановления рабочих свойств когерер нуждался,
как мы помним, в легком встряхивании. Вначале его
встряхивали просто рукой, затем приспособили часовой
механизм (Додж), но ни тот, ни другой прием не
годились для когерера, включенного в цепь приемника
радиоволн: восстановление свойств такого когерера должно
происходить не произвольно и даже не периодически,
а непременно в те моменты времени, которые следуют за
приемом 'очередного сигнала. Ясно, что для этого встря-
хиватель должен быть включен в цепь самого когерера
(Попов, Маркони). В результате мы получаем схему
типа, изображенного на рис. 51.
Постукивание молоточка электромагнита по стеклянной
трубке создает звук, подобный дребезжанию звонка, и это
может служить указателем принятого электромагнитного
сигнала. На длинный электромагнитный импульс,
соответствующий тире азбуки Морзе, молоточек отвечает
длительным дребезжанием, на короткий импульс — кратким.
Кроме того, в цепь когерера могут быть включены и другие
регистрирующие приборы, в частности самопишущие.
Один из таких приборов условно показан на нашем
рисунке.
Включение в цепь когерера электромагнита, а также
других регистрирующих приборов, потребовало усиления
электрического напряжения цепи и увеличения 'Силы
тока. Однако когерер хорошо работает лишь при
определенных, не очень сильных токах. Поэтому естественно
возникла мысль ввести в схему приемника второй
каскад усиления, т. е. вторую цепь, имеющую меньшее
сопротивление или питаемую более мощным источником тока
и приводимую в действие цепью когерера, освобожденной
от дополнительных нагрузок (Попов, Маркони).
Конструктивное воплощение этой мысли не составляло труда, так
как задачу решал любой электрический замыкатель,
включенный в цепь когерера (рис. 52).
Последняя схема приемника оказалась достаточно
совершенной, чтобы найти применение в первых
практически эффективных сеансах радиосвязи. Такие сеансы
были проведены в России Поповым в 1895 г. * и в Англии
* А. С. Попов. Прибор для обнаружения и регистрирования
электрических колебаний.— ЖРФХО, ч. физ., отд. 1, 28, 1—14, 1896.
Перепечатка: напр., «Изобретение радио», М., 1966, стр. 57—70.
174

Маркони в 1896 г. * Источниками волн служили в первом
случае обычный вибратор Герца и атмосферные грозовые
разряды (отсюда название приемника Попова:
грозоотметчик) , во втором — передатчик, схема которого
показана на рис. 46.
V
""•Μ'Λΐ.ΐν.1.·· -·Μ—ι—'
■и—©-
ν
-тшш
Ш
■{δ)—1
Рис. 51
Рис. 52
Схема рис. 52 знаменует весьма важный этап в
истории применения электромагнитных волн. Если уж
говорить о рождении или изобретении радио, то всего
правильнее связывать это событие именно с данной схемой.
В работе, завершившейся ее созданием, приняли
участие, как мы убедились, многие исследователи и
изобретатели, но главную часть работы выполнили двое —
Попов и Маркони. Попов на год раньше провел
решающее испытание своего прибора, но он не сделал о нем
своевременно научной публикации, и потому, ©ели не
предполагать какой-нибудь детективной истории,
Маркони должен был пройти тот же путь самостоятельно.
Излагая историю вопроса, мы старались показать ее
естественность и необходимость и тем самым обосновать
возможность прохождения этого пути независимо не-
* W. Ρ г е е с е. Signalling through space without wires.— The
Electrician, 39, 216—218, 1897. Перевод: напр., «Изобретение радио»,
Μ., 1966, стр. 90—97,
175

сколькими лицами. В частности, такие существенные узлы
схемы рис. 52, как синхронный автоматический встря-
хиватель и двухкаскадное усиление, вполне могли быть
изобретены несколькими людьми независимо друг от
друга. Конструктивные различия приборов Маркони и
Попова подтверждают правильность этого вывода.
Наконец, в пользу самостоятельности Маркони говорит и тот
факт, что он не ограничил свою деятельность в области
радио построением передатчика (рис. 46) и приемника
(рис. 52), но внес в эти приборы много улучшений,
довел их до высокой степени совершенства. Все это
заставляет считать изобретателем радио в равной мере и
Попова и Маркони, и, значит, в памяти людей имена и
образы этих двух изобретателей всегда должны стоять
рядам.
Связав рождение радио с изобретением передатчика
Маркони и приемника Попова — Маркони, мы тем самым
признали, что программа Крукса оказалась выполненной
раньше, чем предполагал ее составитель,— без применения
направленного излучения волн. Суть дела, очевидно, в
том, что оказалось возможным построить приемники,
более чувствительные, чем полагал Крукс. Сомнения
Крукса легко понять, так как при. радиосвязи на большом
расстоянии на долю приемника приходится столь
ничтожная часть полной энергии, испускаемой в
пространство передатчиком, что априори никак нельзя призвать
этот род связи разумным и осуществимым.
Впрочем, третий пункт программы Крукса тоже нашел
практическое осуществление, хотя и в более позднюю
эпоху. Исходным для развития радиотехники в этом
направлении следует считать опыты Герца с вибратором,
снабженным пластинами, направлявшими волны
предпочтительно в одном направлении (стр. ИЗ), а также с
параболическими зеркалами, которые создавали и
улавливали направленные пучки электромагнитных волн
(стр. 105 и след.). Впоследствии на этом пути возникли
такие важные устройства, как радиорелейные линии,
радиолокаторы и радиотелескопы. Не вдаваясь в историю
изобретения этих приборов, отметим лишь, что в первом
варианте приемника Маркони к когереру прикреплялись
две металлические пластины (рис. 53), раздвигая
которые, можно было менять частоту собственных колебаний
приемника, а поворачивая вокруг оси — чувствитель-
176

ность приемника. Последнее есть, очевидно, не что иное,
как зародыш радиорелейной связи.
В истории усовершенствования передающих и
приемных устройств незримо присутствовала одна тенденция,
которую мы пока не выделяли,— тенденция к
увеличению дальности радиосвязи. Возникновение этой
тенденции понять нетрудно: радиосвязь как таковая
приобретает смысл главным образом потому, что мыслится как
Ж
ж
г и
Ι Μ
ш
ш
Рис. 53
связь на дальних расстояниях. Конечно, и на малых
расстояниях она имеет определенное практическое значение.
Например в радиосетях мелких военных подразделений,
вроде роты и батальона, где радиус действия передатчиков
и приемников не должен превышать нескольких
километров. Тем не менее в общем случае дальность
радиосвязи имела существенное значение, и обсуждение этой
проблемы красной нитью проходит через всю историю
радиотехники.
В опытах Герца расстояние между вибратором и
резонатором играло одну из самых важных ролей, и Герц
неоднократно обращал внимание на эту сторону дела.
Так, в первом же своем опыте он выразил удивление по
поводу существования связи между вибратором и
резонатором вплоть до расстояния 1,5 м [XX, 433, дневниковая
запись от 13.11.1886 и письмо от 5.12.1886]; во втором
опыте с еще большим удивлением констатировал
наличие связи до расстояния 14 м [XXII, 165]. Когда он начал
работать с цараболичеокими зеркалами, элемент
дальности выступил еще резче. Проследив появление искр в
резонаторе по всей длине комнаты, Герц, как мы уже
знаем, перенес резонатор в другую комнату. Расстояние
увеличилось до 16 м, а резонатор между тем по-прежнему
продолжал работать. Герц не сомневался, что если бы
позволили размеры помещения, он мог бы наблюдать
177

искры и на еще больших расстояниях [XXVII, 273 и
письмо от 30.11.1888]. Действительно, в опыте с
отражением от плоского зеркала волны проходили путь
длиной 20 м (XXVII, 777).
Все это убедительно доказывает, что Герц
небезразлично относился к проблеме дальности связи. Вместе с
тем приходится признать, что за все время работы с
электромагнитными волнами у него ни разу не возникло
желание подвергнуть их систематическому исследованию.
А между тем, было бы вполне естественно, открыв
новый вид лучей, задаться вопросом о максимальном
расстоянии, на котором они еще оказывают действие.
Постановка такой задачи в условиях опытов Герца неизбежно
вызвала бы стремление, с одной стороны, повысить
мощность источника волн, с другой, увеличить
чувствительность регистратора волн. Конечно, идя по этому - пути,
вскоре пришлось бы перенести опыты из лаборатории в
сад, а затем, может быть, и в окрестности города, и это,
судя по всему, не представило бы для Герца большой
трудности. Работа в этом направлении, по-видимому,
завершилась бы составлением таблиц или графиков
зависимости различных показателей цепей от расстояния
между цепями, например зависимости длины искры в
резонаторе от расстояния между резонатором и
вибратором. Как мы знаем, Герц составлял такого рода графики,
но только не для расстояний ме>жду цепями (см. рис. 19).
Интересно, что и ближайшие преемники Герца не
задались вопросом о дальности связи. Всего более этого
следовало бы ожидать от Лоджа, земляка Максвелла, к
тому же еще задолго до Герца пытавшегося обнаружить
электромагнитные волны. Лодж продолжал активно
работать с электромагнитными волнами и после опытов
Герца. В некотором роде его можно считать постоянным
попутчиком всех, кто в последней четверти XIX в.
занимался этим предметом. И тем не менее сам он, будучи по
натуре своей скорее популяризатором, чем
исследователем, не внес оригинального вклада ни на одном этапе
развития электромагнетизма — ни при открытии
электромагнитных волн, ни при исследовании их свойств, ни при их
практическом применении. Дальность связи была
очередной темой, при обсуждении которой он очень близко
подошел к истине, но все-таки не коснулся ее.
178

Первым апологетом увеличения дальности радиосвязи
выступил Маркони. Им двигали при этом чисто
практические соображения. Мы вынуждены, следовательно,
признать, что проблема дальности, в силу непонятного
пренебрежения к ней ученых того времени, так и не была
поставлена автономно в рамках науки. Что касается
Маркони, то мало сказать — он был горячим поборником
дальности радиосвязи: с внешней стороны его
изобретательская деятельность прежде всего и выражалась в
увеличении расстояний, покрываемых его радиосетями. Быстро
преодолев масштабы лаборатории, он вышел на простор
километровых дистанций, а затем, тоже в короткий срок,
довел предельные расстояния до тысяч километров. Вот
цифры, характеризующие его успехи в этой области *.
Дата сеанса связи Покрытое расстояние, км
Сентябрь 1896 г. . . . 3
Март 1897 г 12
Май 18Э7 г 17
Октябрь 18Э7 г 21
Март 18Э9 г 70
Январь 1901 г 290
Декабрь 1901 г 3500 (передача через
Атлантический океан)
Между прочим, именно в связи с этими успехами
впервые обнаружилась способность радиоволн, в отличие
от световых, следовать за кривизной Земли, без чего,
очевидно, радиосвязь никогда бы не сумела выйти за
границы применимости оптической связи.
Неутомимая изобретательская деятельность Маркони
делает его уникальной фигурой в истории радио. Построив
первую приемопередающую систему, он уже никогда не
переставал трудиться над ее усовершенствованием, а
вскоре, кроме того, развил бурную деятельность по внедрению
радио в жизнь народов. Повторив год спустя открытие
Попова, он как одержимый отдался делу пропаганды и
развития своего детища, в частности 60 раз пересек
Атлантический океан.
* Г. Маркони. Доклад Парламентской комиссии. СПб., 1913,
стр. 1—3. См. также A. Slab у.— Elektrotech. Zeitsch., 18, 655, 1897.
179

Объективная оценка деятельности Маркони
затрудняется той несимпатичной формой, которую придал своей
работе сам изобретатель. До Маркони работа в области
изучения и применения электромагнитных волн
производилась исключительно в рамках науки; Маркони круто
перевел ее в рамки коммерции. Дискуссия, которая до тех
пор велась на страницах научных журналов и к которой
всячески поощряли каждого, способного принять в ней
участие, была перенесена им в кулуары патентных бюро,
и доступ к его собственным работам был огражден
законами частной собственности. То, что прежде
рассматривалось как объект научного исследования, он сделал
объектом личного обогащения. Поскольку сам он в полной
мере воспользовался плодами трудов своих
многочисленных предшественников, объективно получилось так, что
их гений и труд стали для него средством наживы.
Работали все, а золото потекло в карманы одного Маркони.
Говоря словами Руссо, он был в области радио тем
первым собственником, который, оградив часть общего
достояния, сказал: «Это мое!» Конечно, это до глубины души
возмутило всех честных людей, и общественное мнение
окружило Маркони стеной презрения и антипатии.
Ситуация еще более обострилась в последующие годы,
когда деятельность в области радио приобрела
промышленный характер. В питательном бульоне социальной
системы экономического тоталитаризма отрицательные
личные качества Маркони распустились столь пышным
цветом, что он превратился в типичного плутократа.
Начиная с XX в. Маркони и основанное им общество, захватив
монополию, в деле распространения радио, по существу
стали тормозить развитие этой отрасли науки и техники,
прогрессу которой Маркони еще недавно так много
способствовал. Таким образом, этот человек сочетал в одном
лице неутомимого изобретателя и корыстного стяжателя,
талантливого организатора и ловкого дельца. Не знаешь
чему больше удивляться — гуманному содержанию его
деятельности или ее эгоистической форме. Обычно
Маркони или только превозносят, или только поносят, но следует,
по-видимому, принять эту сложную личность в ее
целостности, со всеми положительными и отрицательными
сторонами, и путем тщательного анализа психологических и
социологических аспектов попытаться понять природу и
происхождение подобных явлений.
180

В той же мере, в какой Маркони противостоял Попову
в смысле энтузиазма, Попов противостоял Маркони в
нравственном плане. В лице Попова мы имеем типичного
представителя бескорыстного служения истине. Он с
полным правом может считаться олицетворением гуманной
миссии радио. Символическим представляется следующий
эпизод из пионерской практики Попова. В 1900 г. Попов
установил радиосвязь межд^ материком и островом Гог-
ланд (вФинском заливе), вблизи которого сел на мель и
получил серьезные повреждения броненосец
«Генерал-адмирал Апраксин». Связь была нужна для руководства
аварийными работами по спасению броненосца, но к
моменту ее завершения произошел несчастный случай: от
берега оторвало и унесло в море льдину с группой
рыбаков. Поэтому первая радиограмма, переданная на остров
Гогланд, имела непредвиденное содержание: командиру
ледокола «Ермак», который в то время находился у места
аварии, предписывалось идти на спасение людей.
Радиограмма была принята, и рыбаки, унесенные на льдине,
были спасены. В этом случайном происшествии можно
видеть глубокий смысл. С тех пор радио спасло жизнь
неисчислимому числу людей — путешественникам,
мореплавателям, исследователям и т. д. Уже давно люди всего
мира договорились об едином радиосигнале бедствия —
SOS — и приходят на помощь по этому сигналу, откуда
бы он ни был послан и кто бы ни послал его. Когда эта
фатальная последовательность трех точек и трех тире
азбуки Морзе, многократно повторяясь, наполняет эфир,
она звучит не только сигналом бедствия, но и сигналом
великого единения народов.
Приходится с сожалением признать, что историки
науки и техники, занимавшиеся историей изобретения
радио, оказались не на высоте положения и не сумели
разобраться в той сложной ситуации, которая создалась
из-за противоречивого характера деятельности Маркони
и своеобразных условий первых«сообщений об
изобретении радио. Не составляет исключения в этом отношении
и картина, сложившаяся в советской литературе.
Интересно, что допущенные искажения исторической
действительности обернулись против тех, кто их допускал: желая
достичь одного результата, такие авторы достигли как раз
противоположного. Вот свидетельство на этот счет одного
из современных советских специалистов в данной области:
181

«За последние годы в советской печати появились работы,
совершенно неверно излагающие историю изобретения
радио (....) Ошибки ряда советских авторов не дают
возможности использовать их работы для борьбы за
международное признание приоритета А. С. Попова в изобретении
радио и установление правды в этом деле» *.
Широко известна радиограмма, переданная и
принятая с помощью приборов Попова и состоявшая всего из
двух слов: Генрих Герц. Эта радиограмма замечательна
своей символичностью: лучше специальных трактатов
она характеризует роль и место Герца в истории радио.
Однако, попробовав выяснить на основании имеющейся
литературы время и обстоятельства передачи этой
радиограммы, мы убедимся, что сделать это почти невозможно.
Некоторые лица, выдававшие себя за очевидцев
исторического сеанса, заявляли, что радиограмма была передана
на немецком языке; будучи переведенной с азбуки Морзе
на обычную азбуку, она имела -вид: «Heinrich Hertz» **,
другие, в том числе сам Рыбкин, автор радиограммы,
утверждали, что передача велась — и это представляется
более естественным в кружке русских ученых — на
русском языке, радиограмма была сочинена экспромтом и,
будучи записанной, имела вид «Генрихъ Герцъ» ***. И это
не все. В большинстве сочинений данная радиограмма
Датируется началом 1896 г., соответственно с чем авторы
этих сочинений объявляют ее первой в истории
человечества телеграммой, переданной с помощью радио; другие
авторы относят ее к концу 1897 г. и подчеркивают, что к
тому времени уже работали радиотелеграфы Маркони.
Как видим, путаница безнадежная: даже о таком ярком
и простом факте, как посылка символической
радиограммы, нельзя с определенностью сказать, ни в каком году,
ни на каком языке происходила передача.
* И. В. Б ρ е н е в. Тезисы доклада о методологии изложения
истории изобретения радио А. С. Поповым. Л., 1964, стр. 3.
** См., напр., «Изобретение радио А. С. Поповым». М., 1945,
стр. 270.
*** См., напр., «А. С. Попов в характеристиках и
воспоминаниях современников». М., 1958, стр. 287.
182

* * *
Опытами с электромагнитными волнами Герц перевел!
изучение электромагнитных процессов в открытых цепях
из чисто теоретической сферы, в которой оно вращалось
до тех пор, в сферу экспериментальную и практическую.
Именно работа в этой новой области исследования
завершилась применением электромагнитных волн для
радиосвязи на больших расстояниях. Но если важность радио
свидетельствует о плодотворности нового направления
деятельности, то интенсивность начавшейся здесь работы
может служить прекрасной иллюстрацией той большой
роли, которую играет в науке уверенность в реальности
исследуемого объекта. Пока электромагнитные волны
существовали лишь в потенции, как одно из следствий
одной из теорий, они не привлекали внимания широкой
научной общественности; когда все сомнения в их
реальности отпали, они в полном смысле слова сделались
центром всеобщего внимания и исследование их развернулось
во всю ширь. Быстрое внедрение радио в жизнь
народов — одно из свидетельств высокой интенсивности этого
процесса.
Уверенность в реальности электромагнитных волн
стимулировала активную деятельность не только в области
эксперимента, но и в области теории. Успехи, достигнутые
здесь, не менее значительны. Интересно узнать, что
Герц оказал решающее влияние и на это направление
научного развития. В гл. IV, § 3 мы убедимся, что
произведенное им обобщение теории Максвелла, как и
экспериментальная проверка ее, возбудили активность
других исследователей и подобно тому, как
экспериментальная работа привела к созданию основ радио Поповым и
Маркони, теоретическая работа привела к созданию основ
теории относительности Лоренцом и Пуанкаре,

Глава третья
ДВА НОВЫХ ФИЗИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЯ
В опытах с электрическими колебаниями Герц показал
себя незаурядным экспериментатором. Именно
экспериментальное мастерство чаще всего и более всего отмечали
в этих опытах современники и потомки, присвоившие им
наименование классических. Именно эти опыты имел в
виду Томсон, когда говорил: «Исследования Герца
являются во всей истории физики одним из самых
изумительных триумфов экспериментального искусства,
изобретательности и осторожности в выводах» *. Высокий класс
опытов с электрическими колебаниями не был случайным
в научной деятельности Герца — экспериментальное
мастерство характерно для всего его творчества. Поэтому
целесообразно, продолжая изучение трудов Герца,
прежде всего закончить знакомство с его экспериментальными
работами.
В настоящей главе мы рассмотрим открытие,
изучение и применение двух новых явлений —
фотоэлектрического эффекта и прохождения катодных лучей через
металлы. Открытие и частично изучение этих явлений
принадлежат Герцу, а последующее изучение и
применение — его непосредственным преемникам.
§ 1. Открытие фотоэлектрического эффекта
Научное открытие — что это такое? Как оно
делается, чем отличается от открытия вообще, в чем его
специфика, каковы его признаки?
Сейчас, в середине XX в., когда память человечества
обогащена тысячами научных открытий, ответить на эти
вопросы не составляет большого труда, хотя обычно
ответы носят слишком общий характер. Среди замечаний,
* J. Thomson. James Clerk Maxwell.— В сб.: «James Clerk
Maxwell. A. Commemoration Volume. 1831—1931» Cambridge, 1931,
p. 43.
184

сделанных в этой связи в разное время и разными
Яйцами, наиболее интересным представляется указание на
то, что научное открытие делается не обязательно в
новой, недоступной другим людям области, там, где, как
говорят, еще не ступала нога человеческая и где
открывать — значит просто видеть, но и в привычных,
общедоступных областях. Последнее обстоятельство заставляет
утверждать, что хотя у всех у нас по два глаза, видим мы
все по-разному: один человек ничего не видит там, где
другой человек видит очень многое. Все, например,
наблюдали падение тел, но только Галилей увидел в нем
проявление важной закономерности природы; многие
наблюдали прохождение Венеры через диск Солнца, но
только Ломоносов сделал отсюда заключение о наличии
атмосферы на этой удаленной планете. В способности за
формой виДеть содержание, угадывать за внешностью
вещей внутренние законы, порядок и гармонию природы —
в этом и состоит, по всей вероятности, то особое видение
мира, которое делает возможными научные открытия.
Само по себе данное утверждение, если даже
признать его правильным, не решает проблему научного
открытия,^ в лучшем случае лишь намечает подход к
решению, которое трудно осуществить иначе, как только
путем тщательного анализа одного конкретного открытия
за другим. Мы будем руководствоваться этим
соображением, излагая историю двух указанных открытий Герца.
Когда Герц ставил опыты с электромагнитными
волнами, он создавал искру в вибраторе и наблюдал
появление искр в резонаторе. Последние были очень малы, и
наблюдать их приходилось в темноте через
увеличительное стекло. Разумеется, Герц был заинтересован в том,
чтобы сделать искры в резонаторе более интенсивными и,
значит, легче наблюдаемыми. Эта заинтересованность и
помогла ему заметить увеличение длины искр в
резонаторе в тех случаях, когда на искровой промежуток падал
свет от искр в вибраторе. Вот как описывает это
открытие сам Герц: «Когда я для облегчения наблюдения искр
поместил вторичную цепь в темный ящик, я заметил, что
внутри ящика максимальная длина искры стала гораздо
меньше, чем была раньше. Последовательным удалением
отдельных частей ящика я установил, что действие
производят только те части, которые закрывают искру
вторичной цепи от искры первичной цепи» [XXIa, 983].
185

Герц сразу же воспользовался неожиданно
открывшимся ему явлением: он стал располагать приборы так,
чтобы искровой промежуток резонатора просматривался
с места искрового промежутка вибратора. Природа же
этого эффекта оставалась пока ему неясной [XX, 443—
444].
Итак, первое знакомство Герца с новым явлением
состоялось в процессе изучения другого явления, которым
он занимался целеустремленно и систематически. Мы
можем, следовательно, сказать, что открытие нового явления
было сделано Герцем между прочим, мимоходом, попутно
с основной работой. Мы видим далее, в каком отношении
к основной работе находилось это новое открытие: Герц
был заинтересован в получении более длинной искры в
резонаторе и достиг цели, благодаря указанному
открытию. Заметить удлинение искры, составлявшей доли
миллиметра и к тому же то гаснувшей, то вновь
возникавшей, можно было, разумеется, только при очень
внимательном наблюдении. Сделанное открытие мы вправе
поэтому назвать в полном смысле слова подарком высокой
наблюдательности Герца.
Впервые своеобразное поведение искр разрядника
Герц заметил в начале декабря 1886 г. [дневниковая
запись от 3.12Л886], но оптическую природу его уставовил
позднее. Дело в том, что стеклянная пластинка, которую
он ставил между разрядниками, ликвидировала эффект
и, следовательно, как будто опровергала наиболее
естественное предположение, что причиной эффекта является
свет. Одно время Герц полагал, что он открыл новую
форму электрического дальнодействия [XXXIII, 4].
Недоразумение разрешилось только спустя два месяца, когда ему
пришла мысль испытать экранирующее действие
кварцевой пластинки: поскольку эффект в этом случае не
исчезал, стало ясно, что причиной его является все-таки свет,
но только в ультрафиолетовом диапазоне [дневниковая
запись от 25.1.1887]. С тех пор внимание Герца
неотступно было приковано к новому явлению: он изучал его
в январе, феврале, апреле, мае 1887 г. Изучение шло
очень успешно. 1 мая он писал родителям: «Я работаю
сейчас поистине плодотворно, ни одного дня не проходит
без маленького прогресса». В конце мая он оформил
работу в виде журнальной статьи и академического
доклада.
186

Если бы Герц ограничился одной констатацией
замеченного им факта, авторство открытия сохранилось бы за ним
(хотя за полтора года до него то же открытие сделал Но-
дон), но первое исследование нового явления
принадлежало бы кому-нибудь другому. Вся историческая
картина изучения фотоэффекта имела бы тогда,
возможно, существенно иной вид. Не исключено, что Герц
оказался бы отодвинутым далеко вглубь и упоминали бы о
нем главным образом как об исследователе, упустившем
свои возможности. Но так не случилось, и это
свидетельствует о научной интуиции Герца, о наличии у него того
загадочного чувства, которое позволяет ученому
провидеть будущее, знать результаты до опыта, решения — до
доказательства и, в частности, не проходить мимо, хотя
и случайных, но перспективных открытий.
Работа Герца с фотоэффектом приходится на
промежуток времени между его первой и второй работами с
электромагнитными волнами. Увлечение фотоэффектом
было, следовательно, вместе с тем отказом от
безотлагательного продолжения работ с электромагнитными
волнами. Мы знаем, что Герц в первый период работы с
волнами еще не имел правильного представления о природе
изучаемого им явления, и это, надо думать, помогло ему
предпочесть фотоэффект электрическим колебаниям.
Правда, он тогда уже понимал значение полученных им
быстрых колебаний для разработки призовой темы, и в
декабре 1886 г., тотчас же по окончании первой работы с
колебаниями попытался применить их с этой целью, но,
как нам уже известно, первая работа с диэлектриками
оказалась неудачной. Не случись этого, Герц, возможно,
был бы подхвачен волной энтузиазма, рожденной
успехами исследования электромагнитных волн, ранее, чем он
успел исследовать фотоэффект, и тогда бы в истории
физики реализовалась та картина, о которой сказано выше.
Таким образом, заблуждение и неудача ученого оказали
в данном случае благотворное влияние на его судьбу.
§ 2. Изучение фотоэлектрического эффекта
Перед ученым, открывшим новое явление, во весь
рост встает отнюдь не тривиальный вопрос: с чего начать
систематическое исследование этого явления? Новое
явление для науки — это новый маленький мир, иногда
187

весьма многосторонний и своеобразный. На первых порах
о нем ничего неизвестно: ни его структура, ни отношение к
другим явлениям природы, ни край, с которого надо
начинать его исследование. А между тем, от выбора подхода к
изучению нового явления во многом зависит успех всего
начинания. История науки знает примеры, когда
первооткрыватель исследовал только те стороны нового
явления, которые, как нарочно, оказывались несущественными
для этого явления и в будущем не играли сколько-нибудь
заметной роли. О таком первооткрывателе историк науки
ничего не может оказать сверх того, что он первым
заметил данное явление. Наоборот, некоторые другие
первооткрыватели сразу же обращали внимание именно на те
стороны сделанного ими открытия, которые отражали
самую его суть и приобретали в дальнейшем тем
большее значение, чем глубже в природу вещей уходил
процесс познания. В таких случаях и много времени спуо
тя после открытия, при выяснении все новых и новых
сторон данного явления, ученые вынуждены вспоминать
первооткрывателя и рассматривать вновь обнаруженные
закономерности как развитие его пионерских наблюдений.
Знакомство с историей изучения фотоэффекта
показало бы нам, что Герц как первооткрыватель этого
явления относится к числу тех ученых, работа которых и по
прошествии многих лет не теряет своего значения.
Прибегая к аллегории, можно сказать: фотоэффект разросся со
временем в большое дерево с пышной кроной; многие
исследователи обогатили его крону, но ствол дерева
продолжал состоять из закономерностей, установленных Герцем.
О фотоэффекте Герц сделал две публикации,
предварительную и основную. В каждой из них он перечислил
по пунктам установленные им факты; таких пунктов в
предварительном сообщении шесть, а в основном —
восемнадцать. Увеличение числа пунктов по мере
детализации сообщения точно соответствует природе
процесса познания, который в формальном отношении есть не
что иное, как увеличение количества информации. Мы
воспользуемся благоприятным построением статей Герца
и сведем нашу задачу к выяснению отношения 18-ти
пунктов основной статьи к 6-ти пунктам
предварительной.
Все шесть пунктов первой статьи содержат
характеристику разных сторон агента, переносящего действие
188

одной электрической искры, активной, на другую,
пассивную [XXI, 488— 489]. Порядок и содержание пунктов
таковы:
1. Агент распространяется прямолинейно. Это
следует из внезапного прекращения действия, когда пассивная
искра перемещается в тень активной искры,
отбрасываемую каким-либо массивным предметом.
2. Твердые тела в большинстве своем непрозрачны
для агента, причем уже в тонких слоях. Исключение
составляют только некоторые вещества, особенно кварц:
даже толстая кварцевая пластинка, помещенная между
активной и пассивной искрами, не изменяет заметным
образом картину явления.
3. Жидкости более прозрачны, чем твердые тела, но
тоже в разной мере; например, вода (налитая в кварцевую
банку) прозрачна в весьма толстых слоях, тогда как
бензол непрозрачен уже в тонком слое.
4. Газы еще более прозрачны, и тоже в разной
степени. Высокая прозрачность воздуха следует уже из самого
факта открытия обсуждаемого явления, а
наблюдающееся уменьшение эффекта с увеличением расстояния
между цепями доказывает, что и в воздухе все-таки
происходит некоторое поглощение. Другие газы, например,
светильный газ, полностью задерживают действие агента
уже в слое толщиной 20 см.
5. Агент отражается от гладких поверхностей по
закону отражения световых лучей. Это было показано в
ряде опытов с применением зеркал и диафрагм. При этом
прямолинейность распространения агента фигурировала
уже как экспериментальный факт.
6. Сходство со световыми лучами, как выяснилось из
опытов с кварцевой призмой, распространяется и на
закон преломления. Преломляемость агента оказалась
сильнее преломляемости лучей видимого света; причем
место агента в спектре находится на таком же
расстоянии от места фиолетового луча, на которое этот
последний удален от красного. Иначе говоря, положение агента в
спектре совпадает с положением ультрафиолетового света.
Просматривая данный список фактов, легко уловить,
что центр тяжести его заключается, во-первых, в
свойствах проникаемюсти агента через различные вещества в
различных агрегатных состояниях (пункты 2, 3 и 4) и,
во-вторых, в сходстве агента со светом в таких существен-
189

ных моментах, как законы распространения, отражения
и преломления (пункты 1, 5 и 6). Шестой пункт
уточняет, с каким именно светом сходен изучаемый агент.
Свойство проникаомости, зафиксированное во втором
пункте, подтверждает этот вывод: известно, что
кварцевое стекло, в отличие от других видов стекла, хорошо
пропускает ультрафиолетовые лучи. В пользу этого
вывода говорило и еще одно наблюдение: опыты с
различными источниками света показали, что обсуждаемое
действие оказывают преимущественно те из них, которые!
богаты ультрафиолетом [XXI, 489]. Между прочим,,
электрический разряд, который Герц применял в своих
опытах, принадлежит к числу наиболее интенсивных
источников такого рода.
Отождествление неизвестного агента с
ультрафиолетовым светом, недвусмысленно намеченное Герцем,
впоследствии полностью оправдало себя, и мы сейчас суть
всех описанных явлений выражаем обычно одной
фразой: ультрафиолетовый свет оказывает электрическое
действие на металлы. Когда произнесена эта сакраментальная
фраза, все остальное прикладывается само собой.
Очевидным становится подчинение агента всем основным
законам оптики, неизбежным оказывается его различная
поглощаемость в различных средах, причем в зависимости
не столько от агрегатного состояния среды, сколько от ее
химического состава. Такой взгляд на вещи заставляет, в
частности, переоценить относительную важность фактов,
перечисленных Герцем. Первостепенное значение
приобретает факт, который не был даже выделен Герцем в
качестве самостоятельного пункта, а именно
фотоэлектрическое действие только источников света, богатых
ультрафиолетом. Напротив, факты, выделенные Герцем в
качестве самостоятельных пунктов, теряют, как оказано, свою
самостоятельность, превращаясь в естественные
следствия основного факта. Отличие нашей схемы рассуждения
от перечня Герца есть, очевидно, отличие дедуктивного
метода от метода индуктивного. Мы сейчас, умудренные
знанием, которое нам дал Герц, формулируем основное
положение, из которого затем выводим различные
следствия; Герц же, двигаясь по непроторенным тропам,
сначала перечислил частные наблюдения, на основании
которых можно было уже сделать обобщающий вывод.
Индуктивный метод исследования — это, как свидетельствует
190

вей история естествознания, единственно правильный
метод познания мира. Наука, собственно, с того момента и
началась, когда на смену натурфилософским построениям
древности и теологическим спекуляциям средневековья
пришел индуктивный метод. Пример Герца лишь
иллюстрирует эту истину.
Представим себе, что Герц почему-либо неправильно
установил бы природу агента, ответственного за действие
одной искры на другую, например признал бы таковым
нагревание воздуха активной искрой (в действительности,
он отметил этот фактор как несущественный для
обсуждаемого эффекта) [XXI, 490] или грубо ошибся при
установлении некоторых свойств агента, например нашел бы
для него иные законы распространения и отражения.
Тогда история науки знала бы имя исследователя, давшего
правильное объяснение, и Герц поневоле должен был бы
разделить с ним заслугу описания нового явления. Тот
факт, что ничего подобного не случилось и все первые
наблюдения Герца оказались правильными, говорит,
очевидно, о высоком экспериментальном искусстве Герца, о
необыкновенной точности и надежности его опытов. Обратим
также внимание на фундаментальность исследований
Герца. Заключение об ультрафиолетовом характере лучей,
производящих электрическое действие, можно было бы
сделать уже на основании их способности проходить без
поглощения через 'Кварцевое стекло, но это было бы
шаткое, поспешное заключение. И Герц дополняет свойство
прохождения через кварц свойством необычайно сильного
преломления лучей в кварцевой призме, а затем и
свойством источников света вызывать эффект только в том
случае, когда в их спектре много ультрафиолетовых лучей.
По-видимому, фундаментальность научного исследования
представляет собой непременную спутницу высокого
экспериментального мастерства, и оба они обеспечивают
успех научного открытия.
Знакомство с предварительным сообщением Герца дает,
как мы убедились, вполне четкое представление о природе
агента, вызывающего обсуждаемый эффект, и о некоторых
особенностях его проявления. Что же нового могло дать
дальнейшее исследование того же эффекта и в чем это
исследование должно было заключаться?
Разумеется, ноль скоро эффект открыт, исследование
его, вообще говоря, может продолжаться до бесконечности.
191

Ничто не мешает, Например, изучать влияние на длину
пассивной искры различных помещаемых между искрами
веществ в различных слоях и в различных концентрациях.
Такого рода возможности, кстати сказать, открывает
каждое физическое явление, и известно, что некоторые люди,
причисляющие себя к сонму ученых, широко пользуются
ими. Всю жизнь они что-то меряют, чертят какие-то
графики, и хотя все это имеет вполне наукообразный вид и
потому публикуется в научных журналах, никакого
применения оно никогда не находит. Трудно сказать,
насколько похудели бы пухлые подшивки научных журналов, если
бы из них была исключена продукция такого рода. Перед
исследователями фотоэффекта также открывалась такая
перспектива, и от них самих зависело воспользоваться ею
или избежать ее. Герц, разумеется, избежал.
Пункты 8—11, 15 и 16 его второй публикации
повторяют в несколько более развернутой форме шесть пунктов
первой публикации [XXIa, 989—992 и 995—998],. Отличие
их состоит еще в том, что в них сообщается о свойствах
проницаемости большего числа веществ; для некоторых
веществ сфотографированы спектры поглощения (пункт
17). Зависимость эффекта ют природы источника света на
сей раз уже выделена в самостоятельный 18-й пункт и
тоже изучена более фундаментально, чем прежде. Вообще,
второе сообщение капитальнее первого. О степени
обстоятельности описанных в нем опытов можно судить,
например, по перечню веществ, пламя от которых было
проанализировано Герцем: стеариновая свеча, светильный газ,
дерево, бензин, спирт, водород, сера, расплавленная
платина, угольная дуга и, конечно, соянце [XXIa, 998—999].
Среди новых фактов второй публикации мы выделим
и перечислим в порядке общей пагинации пять пунктов,
фигурирующих у Герца под номерами 5, 6, 12, 13 и 14
[XXIa, 986-987 и 992-994].
7. Обсуждаемое действие оказывают все части
активной электрической искры в равной степени, и оно не
зависит от материала наконечников полюсов. Этот факт был
установлен с помощью стеклянной трубки, которая
вводилась в искровой промежуток на разную длину.
8. Чувствительность пассивных искр зависит от
формы электродов (максимальная чувствительность была
зафиксирована для искры длиной 1 мм между двумя
шариками диаметром не более 10 мм) и не зависит от вещества
192

полюсов (исследовались медь, латунь, железо, алюминий,
цинк, свинец, олово).
9. Пассивная искра увеличивается по мере
разрежения окружающего ее воздуха. Установлено это так:
колебательный контур помещался под колокол воздушного
нйооса с кварцевым окном, и воздух из колокола
выкачивался: когда давление воздуха под колоколом снижалось
до 100 мм рт. ст., длина искры увеличивалась в четыре
раза; при дальнейшем разрежении наблюдалось
дальнейшее удлинение искры.
10. Размер пассивной искры зависит от рода газа,
в котором происходит разряд. Например, в водороде искра
длиннее, чем в воздухе. Этот опыт производился в тех же
условиях, что и предыдущий.
11. Обсуждаемое действие происходит главным образом
вблизи катода пассивной искры. Установлено это было
путем попеременного затемнения анода и катода. Однако
в случае коротких искр· затемнить отдельные части
искрового промежутка оказалось трудным, а при длинных
искрах измерение было недостаточно точным. Герц не
смог решить, происходит ли эффект только на катоде или
и на катоде и на аноде, но на катоде в большей степени.
Одного беглого взгляда на новый перечень фактов
достаточно, чтобы заметить перемещение центра тяжести
исследования на свойства искр. С ними так или иначе
связаны ©се пять пунктов. Если учесть, что из пяти
неучтенных нами пунктов второй публикации два —3-й и
7-й — тоже посвящены изучению свойств искр, но только
более частных, а три остальных — 1-й, 2-й и 4-й — в
негативной форме воспроизводят содержание
рассмотренных нами позитивных пунктов, то отмеченная
направленность второго перечня фактов обнаружится еще резче.
Значит, мы можем сказать: все существенное, чем вторая
публикация отличается от первой, содержится в свойствах
активной и пассивной искр, служивших Герцу средством
изучения фотоэффекта.
Такой сдвиг акцента iB исследовании представляется
в высшей мере естественным и закономерным. Открыв
новое явление, ученый сосредоточивает внимание на его
основных свойствах. Частные обстоятельства, при
которых это явление наблюдалось или которые сопровождали
его, отодвигаются на 'задний план. Именно в таком духе
выдержано первое сообщение Герца. Когда же основные
193

свойства явления определены, на нервый план выступают
характерные особенности опытов. Исследование
становится тем самым более специфическим, а приложимость
полученных результатов более узкой.
Высказанным замечаниям о публикациях Герца по
фотоэффекту мы придавали смысл закономерностей
процесса познания. Отметим теперь, что эти публикации —
два сообщения об одной и той же работе, а не о двух
работах, выполненных одна за другой. Действительно, оба
сообщения Герц подготовил в мае 1887 г., но одно из них
направил в «Анналы физики и химии» [дневниковая
запись от 27.5.1887], а другое, более краткое, послал Гельм-
гольцу с просьбой доложить о нем на заседании физико-
математического класса Берлинской академии наук
[письмо от 1.6.1887 и XXI, 447]. Установленное различие между
первым и вторым сообщениями объясняется поэтому
не логикой процесса познания, а сознательным
намерением автора. Это — неожиданный, но не разочаровывающий
оборот дела. Как можно думать, мы имеем здесь частное
проявление тождества онто- и филогенетических линий в
сфере познания.
Открытие Герца сразу же было подхвачено и развито
другими исследователями. Особенно плодотворной на
первых порах явилась работа Галввакса, который заметил
разряжающее действие света на отрицательно заряженное
тело в статических условиях. Интересно, что Герц тоже
пытался наблюдать такое действие, но не имел успеха.
В его дневнике'в июне 4887 г., т. е. тотчас же после
окончания изложенных исследований, мы находим такие
записи: «Пытался воспроизвести явление со статическим
электричеством»; «Экспериментировал с воссозданием
явления электростатическими средствами»;
«Экспериментировал с действием на жидкие электроды» [записи от 2,
15 и 30.6.1887]. Впоследствии он признал, что Гальваксу
удалось сделать то, что упорно не удавалось ему самому
[XXXIII, 289].
Мы номним, что после неудачи опытов с
электрическими колебаниями (в условиях диэлектрической среды)
Герц обратился к опытам с фотоэффектом; точно так же
теперь, потерпев неудачу в опытах с фотоэффектом (в
электростатических условиях), он почувствовал желание
вернуться к работе, открывшей ему это явление [письмо
от 7.7.1887], т. е. к опытам с электрическими колебаниями.
194

На этот раз изучение электрических колебаний приняло
систематический характер и привело Герца к открытиям
мирового значения. Нет сомнения, что, если бы опыты
с фотоэффектом в электростатических условиях
оказались удачными (а это вполне могло случиться, как
доказывает пример Гальвакса), Герц посвятил бы
фотоэффекту больше времени, и работы с электрическими
колебаниями были бы отодвинуты на еще больший срок.
Не принимая непосредственного участия в
дальнейшей разработке фотоэффекта, Герц, однако, весьма
внимательно следил за прогрессом в этой области. В том, что
его открытие немедленно возбудит деятельность других
ученых, он, зная темпы научной работы в конце XIX в., не
сомневался ни мгновения; более того, опасение, что это
произойдет даже ранее, чем успеет появиться его первое
официальное сообщение (неофициальные сообщения он делал
неоднократно, рассказывая коллегам о фотоэффекте и
демонстрируя его), побудило его поспешить с публикацией
работы. «Если-бы я знал, что могу работать спокойно, не
досаждаемый гонками с другими учеными, — писал он
3 июля 1887 г.,— то я продолжал бы работу и довел
исследование до конца, прежде чем напечатал что-нибудь»
Правда, в следующем же письме он сознается, что был
несправедлив к себе: исследование уже достаточно полно,
и медлить с его опубликованием было бы неразумно.
Успехи других ученых в изучении, как он выразился в
одном письме, «моего действия» {XXXVI, 173] радовали его,
а вынужденная необходимость следить за ними в качестве
постороннего наблюдателя,— огорчала, но он утешал себя
тем, что по крайней мере предвидел это [письмо от
29.1.1888].
С некоторыми из своих преемников в области
фотоэффекта Герц встречался лично, о других высказывался пе-
чатно. Одна, такая встреча интересна своим отношением
к главному делу жизни Герца — к опытам с
электромагнитными волнами, а одно такое высказывание
характеризует Герца как историка науки.
В конце 1888 г. Герцу довелось беседовать с Видеманом
и Гальваксом о тогдашнем состоянии электродинамики.
К тому времени он опубликовал большую часть своих
знаменитых опытов и потому не без оснований считал
затронутый вопрос своим личным делом. Видеман, выражая
не только свое мнение, но и мнение своего отца, издателя
195

«Анналов физики и химии» и автора известного в то
время учебника-обзора по электричеству, утверждал, что в
последние годы в этой области знания ничего
принципиально важного не произошло. Напротив, Гальвакс заверил
Герца, что благодаря его открытиям все в учении об
электричестве поставлено вверх дном. Весьма чувствительный
к чужим мнениям, Герц в приватном письме отметил, что
истина, пожалуй, лежит ближе к мнению Видемана, но
мнение Гальвакса ему приятнее [письмо от 14.10.1888].
В конце 1891 г. Герц написал исторический очерк о
своих основных работах и в нем коротко коснулся
прогресса, достигнутого другими исследователями при изучении
фотоэффекта. При этом он выделил четырех своих
преемников: Риги, Гальвакса, Эльстера и Гайтеля [XXXIII, 4].
Все четверо вполне заслуживали упоминания, и хотя Герц,
конечно, не имел возможности назвать всех
исследователей, изучавших фотоэффект, но все-таки удивляет
отсутствие в его списке имени Столетова. Столетов применил для
изучения фотоэффекта схему, с помощью которой им
самим и другими учеными были получены самые важные
к тому времени результаты. Умолчание о Столетове тем
более странно, что другие немецкие исследователи,
например Ленард, еще за два-три года до Герца в полной мере
оценили научное значение вклада Столетова в развитие
физики фотоэффекта.
Несправедливость, допущенная им в отношении
Столетова, предстанет в еще более неприглядном свете, если
учесть, что в России в тот период не было более ярого
пропагандиста работ Герца, чем Столетов.
Герц не пытался дать открытому им явлению
теоретическое объяснение, считая, по-видимому, что для этого
новое явление слишком сложно и непонятно. В письме
отцу от 7 июля 1887 г. он называет открытый им эффект
«необычным и совершенно загадочным» и о важности его для
науки предоставляет судить будущему. По его мнению, три
момента определяют научное значение фотоэффекта: во-
первых, та явно выступающая внутренняя связь, которая
объединяет в нем два важнейшие физические явления —
свет и электричество, во-вторых, почти очевидная
невозможность свести эффект к химическому или какому-либо
иному известному действию света; в-третьих, особая роль,
которую играет в эффекте ультрафиолетовый свет, сам
изученный еще далеко не достаточно,
196

В&е догадки Герца чудесным образом подтвердились.
Фотоэффект оказался одним из немногих физических
явлений, на основе которых возникла новая — квантовая —
физическая теория; ультрафиолетовый свет, в силу своего
коротковолнового характера по преимуществу
вызывающий этот эффект, первым обнаружил новые — квантовые—
свойства света; основное уравнение фотоэффекта содержит
частоту световых колебаний ν и электрический заряд е и
в этом смысле может быть названо мостом между светом
и электричеством. Правда, природа этой связи неясна, так
как еще не познана природа электричества. В современной
научной литературе существует мнение, что проблема
электричества будет решена совместно с разгадкой тайны
ё1 ι, „ „
числа α = -^ = 1т — постоянной тонкой структуры.
В формулу этой величины входят обе константы
уравнения фотоэффекта, еий, и поэтому не исключено, что, если
указанное предположение оправдается, фотоэффект
сыграет важную роль и в решении проблемы электричества.
Тогда предвидение Герца осуществится даже в большей
мере, чем мог предполагать он сам.
Отметим, наконец, что Герц не ввел специального
термина для открытого им явления: он просто так и говорил
о «влиянии ультрафиолетового света на электрический
разряд». Термин «фотоэлектрический эффект» ввел Риги.
§ 3. Открытие способности металлов
пропускать катодные лучи
Закончив опыты с электромагнитными волнами, Герц,
уже ученый с мировым именем, вновь оказался перед
проблемой, которая не раз вставала перед ним в ранние годы:
что делать далее? Теперь эта проблема стояла даже острее,
чем когда-либо, так как Герц чувствовал на себе взоры
всего научного мира и ясно понимал, что ученый с его
репутацией не должен долго жить на проценты со старого
капитала, что необходимы новые работы, достойные
прежних. Успех же всякой научной работы зависит прежде
всего от правильного выбора темы. Итак, чем же он теперь
должен заняться?
В конце 1890 — начале 1891 г. он делает разведки в
области электромагнетизма: изучает процесс протекания
кислоты между полюсами электромагнита, наблюдает рас-
197

творение металлов в магнитном поле и т. п. Более
устойчивым оказывается его интерес к явлению униполярной
индукции, но после нескольких неудавшихся опытов он
бросает и эту тому [дневниковая запись от 23.1.189.1].
Его внимание привлекает явление гравитации. Первое
свидетельство интереса Герца к этой проблеме относится к
началу 1889 г.: согласно записи, 2 февраля этого года он
думал об измерении притяжения Луны с помощью
гравитационного маятника нового типа (маятника на острие).
Теперь он попытался заметить другой, уже гипотетический
гравитационный эффект — поляризацию света (запись от
5.1.1891). Однако и эти опыты не пошли дальше первых
наметок. Отсутствие подходящей темы начинает не на
шутку беспокоить его. 2 февраля 1891 г. он записывает в
дневнике: «Тщетно искал зацепки для новой работы». Вскоре,
наконец, одна такая зацепка нашлась — Герц начал
заниматься принципиальными вопросами механики ('запись
от 19.3.1891). Эта работа, зав ершившаяся созданием
«Принципов механики в новом изложении», так захватила
Герца, что начиная с марта 1891 г. в его дневниках почти
не встречается упоминаний о занятиях другими темами.
Среди единичных исключений из этого правила имеется
запись от 29.9.1891, гласящая: «Изучал разряды в
разреженном воздухе». По-видимому, именно с нею и следует
связывать ту работу, о которой мы хотим рассказать в
настоящем параграфе.
Как известно, впервые к изучению газового разряда
Герц обратился летом 1882 г. О его работах того периода
мы рассказали в гл. 1, § 4. Впоследствии он неоднократно
возвращался к этой теме и, как только создавались
условия, пытался продолжить ее разработку. Так, в начале
1885 г., едва переселившись в Карлсруэ, где имелась
некоторая экспериментальная база, он, начав поиски тем,
первым делом обратился к разряду в газах [запись от
27.4.1885] и решил основательно заняться изучением его
[запись от 30.5.1885], но учебная работа, а затем общий
упадок сил помешали ему осуществить это намерение.
К опытам с разрядной трубкой он вернулся лишь более
года спустя [запись от 13.9.1886]. Однако и на этот раз
начатому исследованию не суждено было вылиться в
законченную работу: внимание Герца надолго отвлекло явление
индукционной связи открытых цепей. Запись от 29.9.1891
была, таким образом, очередной вехой на пути многолет-
19§

него интереса Герца к явлению газового разряда, но на
этот раз за ней скрывалась уже законченная
экспериментальная работа, причем с очень важным результатом.
Попробуем понять происхождение этой работы.
Дневниковые записи Герца слишком кратки, чтобы по
ним можно было установить, какие именно свойства
газового разряда интересовали его в разное время. В той же
мере не всегда можно решить, какие цели он преследовал
в каждой данной попытке. Что касается причин,
побудивших его сосредоточиться на том или ином свойстве и
поставить ту или иную цель, то они неясны даже в случае
обсуждаемой — законченной и опубликованной —работы.
Выясняя их, нам придется поэтому прибегнуть к
некоторым логическим построениям.
Припомним, что в одном из первых опытов с разрядом
в разреженной среде Герц применял сетчатый анод. Сетка
была очень частой (не менее 36 отверстий на один
квадратный миллиметр), тем не менее катодные лучи, как
установил Герц, свободно проходили через нее [XIII, 809].
Перед лицом данного факта естественно возникал вопрой
о минимальном размере отверстий, при котором еще со-
храняется эта способность катодных лучей. Этот вопрос
подводит нас к теме обсуждаемой работы Герца.
Подойти к ней Герц мог и другим путем.
Главный вывод его первых опытов с катодными лучами
заключался, как, должно быть, помнит читатель, в
признании катодных лучей волнообразным возмущением эфира,
аналогичным световым лучам. Правда, аналогия между
катодными и световыми лучами не могла быть особенно
глубокой, так как имеется ряд резких различий между
этими двумя видами излучения. Одно из таких различий
касается проникающей способности лучей: световые лучи
свободно проходят через стекло, тогда как катодные нацело
задерживаются им (на этом, между прочим, основано
применение стеклянных трубок при изучении газового
разряда). Но если существует столь ярко выраженное различие
в отношении стекла, то не существует ли веществ,
непрозрачных для световых лучей и прозрачных для катодных
лучей? Что, в частности, можно сказать о металлах?
Разумеется, металлы в толстых слоях непрозрачны для
катодных лучей, но как обстоит дело с тонкими металлическими
слоями, так называемыми листками, толщина которых не
превышает сотых долей миллиметра?
199

Так ли рассуждал Герц или нет, мы не знаем, но он
задался тем же вопросом, к которому привело нас наше
рассуждение. Ответ на этот вопрос и составляет
содержание обсуждаемой работы.
Внутри газоразрядной трубки на пути катодного пучка
Герц поместил золотой листок (благодаря хорошей
ковкости золото легче всех других металлов поддается
сплющиванию), прикрепив к нему маленький кусдаек слюды.
В конце трубки располагался фосфоресцирующий экран.
Как показало наблюдение, при достаточно высоком
разрежении в трубке экран светился и позади золотого листка,
тогда как кусочек слюды отбрасывал хорошо видимую
тень. С увеличением разрежения светимость экрана позади
золотого листка усиливалась настолько, что границы
листка едва различались; тень же от слюды по-прежнему
оставалась темной и резкой. Все это с несомненностью
доказывало, что катодные лучи проходят через слой металла и
не проходят через слой слюды [XXXIV, 28—29].
Опыты с другими металлами показали, что серебряные
и алюминиевые листки, а в очень тонких слоях — и олово,
цинк, медь, платина, также обладают проницаемостью.
В этом отношении какого-нибудь принципиального
различия между металлами Герц не заметил, но подчеркнул, что
алюминиевые листки наиболее долговечны, тогда как,
например, серебряные быстро разрушаются катодными
лучами [XXXIV, 29].
Итак, Герц доказал прозрачность для катодных лучей
оптически непрозрачных металлических пластинок. Но
причина этого явления оставалась пока скрытой.
Прозрачны ли металлы в силу своей молекулярной структуры или
их прозрачность объясняется тем, что в листках имеются
мелкие отверстия? Правда, листки перед испытанием
подвергались микроскопическому обследованию, но отверстия
могли оказаться меньше видимых в микроскоп.
Предполагая, что отверстия, если они вообще существуют, занимают
сравнительно небольшую часть площади листка, Герц
исключил вариант с отверстиями с помощью следующего
опыта: он поставил на пути катодных лучей два, три и,
наконец, четыре плотно сложенных листка и убедился,
что катодные лучи проходят и через такую пачку листков.
Значит, имелись основания считать катодную
прозрачность металлов особенностью их микроструктуры [XXXIV,
29—30].
200

Приняв такое объяснение, естественно было
попытаться уточнить характер прохождения катодных лучей через
металлы, т. е. выяснить, проходят ли они свободно, не
изменяя своего направления, или происходит рассеяние.
С этой целью Герц пропустил катодные лучи через
маленькое круглое металлическое окошко (на пути лучей
он поставил вплотную друг к другу металлический листок
и непрозрачную ширму с маленьким круглым отверстием
посредине) и наблюдал за изменением формы их следа
на фосфоресцирующем экране по мере удаления его от
ширмы. Обнаружилось, что пятно на экране имеет размер
окошка только тогда, когда экран стоит совсем близко к
ширме; при увеличении расстояния пятно быстро
расплывается и тускнеет. Значит, проходя через металлический
листок, катодные лучи рассеиваются. По замечанию
Герца, это рассеяние подобно диффузному рассеянию света
в молочном стекле [XXXIV, 31].
Как и следовало ожидать, при повторении опыта с
ширмой, имеющей большое число малых отверстий
(ширма представляла собой сплюснутую проволочную сетку),
наблюдалось яркое равномерное свечение трубки позади
ширмы [XXXIV, 31].
Далее было важно установить свойства катодных
лучей, прошедших через металл. Те же это лучи, что и до
входа в металл, или из металла они выходят в каком-то
смысле модифицированными? Поскольку прохождение
лучей через металл носит характер диффузного
рассеяния, этот вопрос отнюдь не кажется беспредметным. Но
ответить на него Герцу не удалось: побочное свечение его
трубки было слишком сильным, а диффузнорассеянные
лучи были слишком слабыми, чтобы из них можно было
выделить пучок для качественного анализа [XXXIV, 31].
Сделать это удалось лишь ученику и преемнику
Герца — Ленарду. Однако работа Ленарда выводит нас
из рамок истории открытия прохождения катодных лучей
через металлы, она относится к истории развития этого
открытия, к которой мы и перейдем, сказав прежде
несколько заключительных слов о всех экспериментальных
работах Герца.
Рассмотренная работа была последней в цепи
экспериментальных работ Герца, увидевших свет. Хотя попытки
ставить опыты Герц предпринимал и после нее
(например, в весенние каникулы Ϊ892 г. он пытался установить
201

влияние поляризованного света на сопротивление тонких
металлических слоев, заметить изменение магнетизма
при столкновении намагниченных тел, найти абсолютную)
меру для сцепления маленьких шаров [дневниковая
запись от 12.4.1892]; в следующем году, уже будучи
тяжело больным, в один из немногих дней облегчения от
физических страданий он начал приготовления к какой-то*
новой экспериментальной работе [письмо от 10.10.1893]),.
но ни одно из этих начинаний не получило развития. Все·
это время — последние два года жизни — Герц или был
занят принципами механики, или из-sa болезни вообще-
не мог работать.
Интересно сравнить данную экспериментальную
работу Герца с ее тематической предшественницей в его
научном наследстве, т. е. с первой работой, посвященной
электрическому разряду в разреженном газе. При полной
идентичности объекта исследования эти работы во
многом противоположны друг другу. Во-первых, по форме:
насколько вторая работа компактна и лаконична,
настолько первая растянута и многословна. Главное же, по
содержанию: если в первой одна ошибка громоздится на
другую, то во второй каждое утверждение имеет статут
истины. Отсюда различие в историческом значении обеих
работ: первая лишь ввела в заблуждение современников
и в настоящее время представляет только архивный
интерес; вторая, как мы вскоре увидим, сыграла чрезвычайно
прогрессивную роль в развитии физики. Это различие
качеств и судеб двух родственных по тематике работ не
покажется странным, если учесть, что их разделяют годы,
которые были для Герца школой экспериментального
мастерства.
Противопоставление второй работы первой на шкале
научной ценности работ ставит нас в неловкое положение:
ведь в начале настоящего параграфа мы предположили,
что тема второй работы была навеяна Герцу
результатами первой, причем именно ее ошибочным результатом
(аналогия между катодными и световыми лучами). Есть
только один выход из этого положения: надо признать,
что ошибочность первой работы для Герца и науки имела
положительное значение — помогла ему продвинуться в
деле познания природы. Подобный парадокс — не столь
уж редкое явление в истории науки. Более того,
ошибочное заключение иногда подсказывает ученому такие ис-
202

тинные идеи, прийти к которым в тот период времени на
основе правильных заключений он едва ли был бы в
состоянии. В рассматриваемом примере это тоже отчасти
имеет место: если бы Герц знал, что катодные лучи
представляют собой потоки материальных частиц, ему,
вероятно, не пришло бы в голову испытывать на
проницаемость для этих лучей такие плотные тела, как металлы.
По важности полученных результатов данная работа
должна быть поставлена на третье место в
экспериментальном наследстве Герца — после опытов с
электромагнитными волнами и с фотоэффектом. Во всех трех
случаях Герц выступил первооткрывателем весьма важных
физических явлений, д|о него или неизвестных вообще,
или лишь предполагаемых теоретически. Явления,
которые он открыл, существенно разнятся между собой, но у
них есть и общая черта — необыкновенная простота
экспериментальных средств, требующихся для их
наблюдения. В то же время анализ этих явлений — отнюдь не
легкое дело: все три явления оказываются капризными
и коварными, если к ним подходит неопытный
исследователь, и требуется большое экспериментальное мастерство
для того, чтобы воспроизвести, а тем более подвергнуть
их количественному изучению. О всех явлениях,
открытых Герцем, можно сказать, что они как бы лежали на
поверхности вещей, но понять их можно было лишь с
громадным трудом. Здесь напрашивается аналогия с
тончайшей паутиной: только очень искусный человек
может взять ее в руки и, не разрушая, подвергнуть
изучению.
Характеризуя этот дар Герца, Гельмгольц говорил
о его «исключительном умении подмечать незаметные
явления и вырывать у природы ревниво оберегаемые ею
тайны» *.
§ 4. Применение способности металлов
пропускать катодные лучи
Открытие способности тонких металлических слоев
пропускать катодные лучи сделало реальной надежду на
вывод катодных лучей из газоразрядной трубки. А это по
* Г. Гельмгольц. Цит. соч., стр. 296.
203

многим причинам представлялось желательным и
перспективным. Известно, что электрический разряд
происходит лишь при определенных термодинамических
условиях. Значит, теми же условиями сковано и изучение
катодных лучей. Только выведя их из газоразрядной
трубки, можно было рассчитывать освободиться от этого
ограничения, отделить условия изучения лучей от условий
их создания. Попытки такого рода предпринимались и до
открытия пропускной способности металлов, например с
помощью тонких кварцевых стекол, но эти ранние
попытки не имели успеха. Заранее нельзя было рассчитывать
на успех и в рассматриваемом случае, так как, кроме
способности пропускать катодные лучи, искомый материал
должен был хорошо противостоять перепаду давления
внутри и снаружи трубки, во многих случаях весьма
значительному; наличие же этой способности у
металлических листков еще не было доказано. Вешить вопрос,
очевидно, мог только опыт.
Опыт был поставлен Ленардом и блестящим образом
оправдал ожидания: с помощью алюминиевого листка
толщиной около 0,003 мм катодные лучи достаточно
высокой интенсивности были выведены прямо в
атмосферное пространство. Алюминиевое окно, через которое
проходили лучи, имело форму круга диаметром около 2 мм.
В последующем размеры таких окон, получивших
название «окон Ленарда», удалось значительно увеличить.
Первое же применение «окон Ленарда» значительно
расширило наши знания о катодных лучах. Выяснилось,
что катодные лучи могут существовать и в абсолютном
вакууме и при атмосферном давлении, т. е. в условиях,
при которых электрический разряд невозможен. В
атмосфере лучи расходятся из окна по всем направлениям
равномерно на расстояние порядка 5 см и образуют
вокруг окна матовое свечение. Радиус распространения
лучей увеличивается с уменьшением давления газа,
причем при высоком разрежении он измеряется метрами,
и лучи распространяются уже строго прямолинейно.
Выяснилось и то, перед чем остановился Герц,— свойства
катодных лучей, прошедших через слой металла.
Оказалось, что лучи, проходя через металлы, сохраняют
прямолинейность распространения, отклоняемость в
магнитном и электрическом полях и способность вызывать
свечение флюоресцирующих веществ. Обнаружились и
204

некоторые новые свойства катодных лучей, например
способность быстро разряжать электрически заряженные
тела, независимо от знака их заряда *.
Хотя все перечисленные факты получены Ленардом,
они имеют самое непосредственное отношение к Герцу,
так как Ленард постоянно руководствовался советами
Герца **. Герцу принадлежит и первое сообщение о
результатах, полученных Ленардом: в письме Гельмгольцу
от 15 декабря 1892 г. он рассказывает об «очень важном
открытии, сделанном в последние недели доктором
Ленардом», его ассистентом, и о своем совете
«документировать важность полученных результатов» коротким
сообщением о них Берлинской академии наук.
Исследование Ленарда имеет к Герцу не только
прямое, но и косвенное отношение, в чем мы убедимся, если
обратим внимание на следующий результат этого
исследования. Ленард заметил, что степень размытости
светящегося пятна, образуемого катодными лучами на
фосфоресцирующем экране, зависит не от рода газа, через
который проходят лучи, а исключительно от давления, под
которым находится газ. Располагая зарисованные им
картины рассеяния катодных лучей в разных газах при
разном давлении в ряд по степени четкости
флюоресцентного пятна, он обнаружил интересную закономерность:
степень яркости пятна для всех газов оказалась обратно
пропорциональной плотности газа. Иначе говоря, рассеяние
катодных лучей одинаково для любого вещества и
определяется только массой последнего.
Сам Ленард не мог оценить значения открытой им
закономерности. Это сделал несколько позже, после того
как была установлена корпускулярная природа катодных
лучей, Томсон. Он обратил внимание на то, что
одинаково рассеиваться в химически различных газах могут
только такие частицы, которые не тождественны с ионами ни
одного из этих газов, т. е. представляют собой новый тип
частиц. Заключение Томсона явилось одной из ступеней
на пути к идее элементарной частицы. Справедливо
поэтому утверждать, что развитие обсуждаемого открытия
* Ph. L θ η а г d. Uber Kathodenstrahlen in Gasen von atmo-
spharischem Druck und im aussersten Vacuum.— Ann. d. Phys., 51.
225-267, 1894.
** Там же, стр. 226, прим.
205

Герца способствовало открытию электрона. Последнее
в свою очередь создало предпосылки для углубленного
изучения и теоретического объяснения фотоэффекта, ноже
открытого Герцем. Налицо своеобразное слияние двух
открытий: явления, которые в истоках своих казались
ничем не связанными друг с другом, в процессе научного
развития сплелись своими историческими судьбами.
Конечно, подобное слияние разных направлений
познания прежде всего говорит о единстве природы и,
соответственно, о единстве науки. Но, может быть, оно отражает и
какие-то законы научного творчества, направляющие
интуицию ученого при выборе тем исследования. Во всяком
случае, теперь, когда весь этот круг явлений досконально
изучен, представляется целесообразным рассматривать
его в целом, с разных сторон, в частности со стороны
действия на металл и фотонов (фотоэффект) и электронов
(проницаемость металла).
Еще несколько форм косвенной связи обсуждаемой
работы Герца с некоторыми исследованиями более
позднего времени прослеживаются на примере знаменитых
открытий Рентгена и Беккереля.
Опытный экспериментатор, опубликовавший к
середине 90-х годов почти полсотни научных работ, Рентген,
никогда до того времени вплотную не занимался
катодными лучами, деля свое внимание главным образом
между тепловыми и электрическими свойствами жидкостей.
Катодными лучами он впервые заинтересовался в связи
с изложенной нами работой Ленарда. Желая повторить
опыты, поставленные этим молодым
преуспевающим-коллегой, Рентген в мае 1894 г. обратился к Ленарду с
просьбой ссудить ему несколько металлических листков,
кустарное изготовление которых было сопряжено с большими
трудностями. Ленард| охотно откликнулся на просьбу
маститого ученого и прислал ему два листка из своего
скудного запаса. Рентген приступил к экспериментам.
Именно в процессе этих опытов он заметил вечером 8
ноября 1895 г. свечение фосфоресцентных кристаллов,
находившихся недалеко от разрядной трубки. Поскольку
ничего подобного, как он думал, еще никто не наблюдал,
он тщательно изучил явление и к концу года уже мог
сделать сообщение о нсивом виде лучей, названных им
«Х-лучами» и почти тогда же переименованных
удивленными современниками «в лучи Рентгена».
206

История науки знает ученых, свободно
ориентировавшихся в новых и непривычных для них условиях. О
таких людях говорят, что они сегод|ня прекрасно владеют
той техникой, с которой познакомились только вчера.
Классическим примером проявления подобной
способности обычно считается случай с Пастером, которого
однажды попросили помочь шелководам избавиться от болезни,
постигшей их тутовые плантации. Великий ученый, взяв
в руки кокон, потряс его и удивленно сказал: «Там что-то
гремит!» — а через несколько дней уже был в состоянии
предложить способ излечения шелковичных гусениц,
обитающих в коконах. Нечто аналогичное случилось и с
Рентгеном. Существенно при) этом то, что Рентген не просто
сообщил о свечении некоторых кристаллов вблизи
работающей газоразрядной трубки, но подверг это явление
всестороннему исследованию. Как справедливо иногда
говорят, работы других ученых с рентгеновыми лучами,
вплоть до открытия интерференции этих лучей на
кристаллах, ничего нового не добавили к первому сообщению
Рентгена.
И тем не менее, несмотря на все похвальные слова,
которые можно сказать в адрес Рентгена, его открытие
не укладывается в систему закономерностей истории
познания без дополнительных замечаний. Слишком велико
несоответствие между легкостью, с которой оно было
сделано, и теми эпохальными последствиями, которые
повлекло за собой. Это несоответствие, по-видимому, не
бросалось бы так резко в глаза, если бы открытие новых
лучей, создаваемых катодными лучами, совершил какой-
нибудь ветеран газоразрядной трубки, например Крукс,
Гольдштейн, Томсон или Ленард: тогда было бы как-то
понятнее, что это открытие — результат большой
предварительной работы и, значит, куплено у природы дорогой
ценой. Все встанет на свое место, и взгляд на развитие
науки как на объективный процесс вновь утвердится в
своих правах, если в истории этого открытия вообще
отвлечься от персонального фактора. Тогда оно станет
закономерным следствием всего предыдущего развития в
области газового разряда, а сам Рентген предстанет не
одиноким демиургом, стоящим над людьми, а скорее, по
остроумному замечанию Ленарда, повивальной бабкой,
которая сама не рожает ребенка, а лишь первой берет его
в руки и показывает людям.
207

Среди ученых, труд которых незримо присутствовал в
открытии Рентгена, одно из почетных мест занимает
Герц. Вклад его можно усматривать в следующем. До
Герца внимание экспериментаторов, работавших с
газоразрядными трубками, концентрировалось на явлениях,
протекающих внутри трубок. Благодаря открытию
способности металлических листков пропускать катодные
лучи и использованию этой способности для вывода
лучей из трубки, центр внимания экспериментаторов
переместился на наружное пространство. Рентген в полной
мере испытал это революционное влияние открытия
Герца. Суть его собственного открытия как раз и есть
выявление еще одного, прежде неизвестного, наружного
свойства газоразрядной трубки. Мы можем, следовательно, с
полным правом утверждать, что Герц, хотя его в то
время уже не было среди живых, как бы руководил работой
Рентгена.
Герц был не только незримым наставником Рентгена,
но и предтечей его. Дело в том, что Х-лучи наблюдались
задолго до Рентгена, и не одним, а, судя по всему,
многими экспериментаторами, работавшими с газоразрядными
трубками. Так думать заставляет следующее
соображение: Х-лучи возникают при столкновении катодных
лучей с любым высокоатомным препятствием, а такие
препятствия в виде газа, стеклянных стенок трубки,
металлических катодов и разного рода диафрагм, мишеней и
ширм, помещаемых при исследованиях на пути катодных
лучей, имелись всегда и в изобилии. Наблюдать Х-лучи
проще всего по их действию на фосфоресцирующие
вещества и на фотографические пластинки. То и другое
тоже всегда имелось у экспериментаторов, изучавших
газовый разряд. Таким образом, нет сомнений, что Х-лучи
часто возникали при опытах с газовым разрядом, а
иногда и наблюдались. Например, Гудспид за пять лет до
Рентгена несомненно сделал «рентгенов» снимок, не
поняв, впрочем, его происхождения и смысла.
После сказанного едва ли можно сомневаться в том,
что и Герц был среди тех, кто наблюдал рентгеновы лучи
до Рентгена*. В его последнем опыте был и металл, на
* Ср. Б. А. Введенский. Генрих Герц.— Вопр. ист, есте-
ствозн. и техн., 5, 7, 1957.
208

который падали катодные лучи, ж экран, реагирующий на
рентгеновы лучи. Одно его замечание позволяет даже
предполагать, что он прикоснулся к рентгеновым лучам
основательнее большинства других предшественников
Рентгена. Проведи измерение с двумя и тремя плотно
сложенными листками, Герц нашел, что интенсивность
свечения экрана убывает быстрее, чем по простому
закону. Для объяснения этой зависимости он предположил,
что экран светится не только под действием катодных
лучей, но и под действием фосфоресцентного света,
отраженного металлической пластинкой обратно на экран.
Значит, как с неизбежностью следует из такого
объяснения, когда через листок проходит более половины
катодных лучей, экран должен светиться ярче, чем он светится
в отсутствие листка, под действием полного пучка
катодных лучей. «Я надеюсь,— замечает Герц,— что
подтвердил это мнение с помощью тончайшего серебряного
листка, однако наблюдение не вполне достоверно»
[XXXIV, 30].
Если наблюдению Герца, несмотря на его оговорку,
придать реальный смысл и если повышенное свечение
экрана, вопреки Герцу, объяснить действием не
отраженных фосфоресцентных, а Х-лучей, образовавшихся при
встрече катодных лучей с серебряным листком, то Герца
можно будет отнести к числу предшественников
Рентгена. Необходимо, однако, со всей силой подчеркнуть:
мысли о том, что он наблюдает новый вид излучения, у Герца
не было.
С открытием Х-лучей Рентгеном исторически связано
открытие радиоактивности Беккерелем. Обнаружив
способность катодных лучей, заставляющих светиться фосфо-
ресцентные вещества, создавать новый вид излучения,
естественно было проверить, не создают ли то же
излучение и другие лучи, также вызывающие свечение
фосфоресцентных веществ. К числу таких лучей относятся,
в частности, обычные лучи солнца. Среди других
исследователей солнечные лучи подверг испытанию Беккерель.
Однажды он заготовил образцы фосфоресцентного
вещества, намереваясь выставить их вместе с завернутыми в
черную бумагу фотопластинками на солнце. Но солнце
спряталось за тучами, и Беккерель убрал образцы
вещества вместе с фотопластинками в темный шкаф. Через
несколько дней ему пришло в голову проявить пластин-
209

ки. Сделав это, он обнаружил на них темные пятна.
Расследование показало, что пятна вызваны новым вядом
высокопроникающих лучей, исходивших из фосфорес-
центного вещества, каковым в случае Беккереля было
соединение урана. Так были открыты радиоактивные лучи,
которые по важности своих технических приложений
сравнимы с рентгеновыми лучами, а по своей научной
значимости даже превосходят их.
Как следует из нашего очерка, в открытии
радиоактивности важную роль играл элемент случайности. Не
будь в Париже пасмурной погоды в те дни, когда Бекке-
рель ставил свои опыты, не приди ему в голову мысль
проявить неэкспонированные пластинки и не примени он
в качестве фосфоресцентного вещества соединение
радиоактивного химического элемента, открытия
радиоактивных лучей в связи с изучением Х-лучей, судя по
всему, не совершилось бы. С другой стороны, зная
обстоятельства открытия радиоактивности, мы вправе сказать,
что те экспериментаторы, которые изучали различные
виды лучей и работали с фосфоресцентными соединениями
урана и фотографическими пластинками (или
ионизационными камерами), очень близко подходили к открытию
радиоактивности: их отделял от него, если можно так
выразиться, только мост случая.
Интересно узнать, что среди этих ученых был и Герц.
Мы уже знаем, что он изучал катодные лучи с помощью
фосфоресцирующего экрана. Оказывается, этот экран
был изготовлен у него из уранового стекла [XXXIV, 28],
т. е. представлял собой радиоактивное химическое
вещество! Значит, газоразрядную трубку Герца, наряд|у с
катодными и Х-лучами, наполняли и радиоактивные лучи.
Но заметить их Герц не мог: в его экспериментальной
установке не было регистрирующего устройства,
способного выделить радиоактивные лучи среди других видов
излучения.
Получается поистине удивительная картина. Один и
тот же ученый, открыв электрические лучи, наблюдает,
хотя и бессознательно, Х-лучи и весьма близко подходит
к открытию радиоактивных лучей. Кажется, еще
немного благосклонности фортуны — и первооткрывателем
трех столь различных и столь важных видов излучения
окажется один человек! Все это прежде всего доказывает,
что к тому времени открытие этих трех видов лучей уже
210

назрело и в значительной Степени Делом случая было,
кто и когда именно откроет их или, лучше сказать,
поставит последнюю точку над i, так как смутные,
неосознанные открытия уже имели место во всех трех примерах.
О предшественниках Герца и Рентгена мы уже говорили,
у Беккереля тоже был предшественник — Ниепс де Сен-
Виктор, который заметил действие радиоактивных тел
еще в середине XIX в. Об ученых, участвующих в таких
исследованиях, с полным правом можно сказать, что они
напали на клад или, как выразился бы грибник, «на
место». Надо признать, это случается в науке весьма редко.
Для научного развития типично скорее обратное —
длительный, упорный труд и лишь редкие большие удачи.
Говоря о месте различных открытий в системе
развивающегося знания, мы противопоставили открытию
электрических лучей Герцем открытия Х-лучей Рентгеном и
радиоактивных лучей Беккерелем. Теперь, когда
отмечено своеобразное смыкание в рамках творчества Герца
всех трех открытий, они выступают перед нами в
некотором историческом единстве. В данной связи кажется
уместным обратить внимание на тот факт, что все три рода
лучей, открытые Герцем, Рентгеном и Беккерелем,
полностью в первых двух случаях и частично в третьем
представляют собой электромагнитные волны разной длины.
Эти лучи, таким образом, едины и по своей физической
природе. Данное обстоятельство побуждает по-новому
поставить вопрос о возможности предсказания Х- и γ-лучей
после открытия электрических лучей: ведь если доказано
существование электромагнитных волн более длинных,
чем световые волны, то ничто не мешает предположить
существование электромагнитных волн меньшей длины, а
такое предположение, очевидно, равносильно догадке о
Х- и γ-волнах. Насколько, однако, предсказания такого
рода шатки, можно заключить из следующей аналогии:
доказав реальность γ-лучей, не трудно высказать мысль
о существовании лучей с длиной волны еще меньшей, в
частности, меньшей Ю-13 см, но такая мысль, если только
верна концепция дискретного пространства — времени,
должна быть признана ложной. Во всяком случае, автор
«лучей Герца» никогда не прожектировал о будущих
«лучах Рентгена» и «лучах Беккереля».

Глава четвертая
ТЕОРИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОГО ПОЛЯ
Мы уже знаем, что теорией Герц начал заниматься,
если можно так выразиться, на другой день после своего
вступления в науку: первая его научная работа была
экспериментальной, вторая, докторская диссертация,—
теоретической. В последующем его экспериментальные и
теоретические работы постоянно чередовались, так что даже
трудно выделить более чем годовой период, в течение
которого он занимался бы только экспериментом или только
теорией.
'Сочетание в одном лице амплуа экспериментатора и
теоретика типично для XIX в., как и для более ранних
эпох; оно перестало быть правилом только в самом конце
XIX в. Первым «чистым» физиком-теоретиком называл
себя Планк, кажется не посягая тем самым на приоритет
кого-либо из своих столь же выдающихся старших
коллег, исключая разве Лоренца. Герц, таким образом,
работая попеременно то в области эксперимента, то в
области теории, лишь следовал традиции. Удивительно
другое: в теории он сумел получить результаты столь же
важные, как и в эксперименте.
Ряд теоретических работ Герца, первых по времени,
мы изложили в гл. 1. β настоящей главе рассматриваются
его последующие теоретические работы. Все они вызваны
к жизни его опытами с электромагнитными волнами и
посвящены разным вопросам теории электромагнитного
поля Максвелла. Ими же заканчивается его теоретическая
деятельность в области физики.
§ 1. Систематизация теории Максвелла
Во второй главе мы уже касались некоторых сторон
ранней истории максвелловой теории электромагнитного
поля; теперь необходимо уточнить и дополнить
приведенные там сведения.
212

Теория электромагнитного поля, основанная на
воззрениях Фарадея, создавалась Максвеллом постепенно,
в течение десятилетия, с 1855 по 1865 г. Важными
вехами на этом отрезке времени служат его статьи «О фараде-
евых силовых линиях», «О физических силовых линиях»,
«Динамическая теория электромагнитного поля» и
«Электромагнитная теория света». Хотя все основные уравнения
теории уже содержатся во второй из этих работ, главную
роль в дальнейшей судьбе теории играла обобщающая
книга «Трактат по электричеству и магнетизму» *,
увидевшая свет в 1873 г., так как только или главным
образом по ней последующее поколение физиков знакомилось
с теорией Максвелла.
Выступлению Максвелла с теорией
электромагнитного поля современники не придали сколько-нибудь
серьезного значения н своими трудами не поддержали его.
Поэтому, если даже вести счет времени с выхода в свет
«Трактата», то и тогд|а придется признать, что в первое
десятилетие в направлении, указанном Максвеллом, не
было сделано ни одного достойного упоминания шага.
Положение начинает меняться только с начала второго
десятилетия: в 1883 г. Флцджеральд произвел
вычисление электромагнитной энергии, излучаемой переменным
электрическим током; в 1884 г. Пойнтинг нашел
выражение для энергии, переносимой электромагнитным полем;
в 1885 г. Хевисайд начал цикл исследований по
систематизации теории Максвелла и применению ее к явлениям
электромагнитной индукции.
Последние факты доказывают, что в 80-е годы
теоретики знали теорию Максвелла и время от времени
дарили ей свое внимание. Но это были изолированные,
эпизодические, не делавшие погоды исследования; для
большинства ученых, работавших в области
электромагнетизма, они проходили совершенно незамеченными. Об
их существовании широкому кругу лиц стало известно
лишь позже, после того как теория Максвелла получила
всеобщее признание и благодаря этому все, даже самое
незначительное, что имело к ней отношение, стало
выискиваться в анналах науки и собираться со скрупулезной
тщательностью. На строгий учет были поставлены даже
* D. Maxwell. A Treatise on Electricity and Magnetism,
London, 1873.
213

такие мелкие факты, как сообщение об одном из
результатов Фицджеральда: это сообщение занимает в журнале
всего полдюжины строк и ничем не выделено среди массы
других сообщений, о которых сейчас уже давно забыли *.
Для отношения современников к работам по теории
Максвелла характерным следует считать происшествие г,
указанными работами Хевисайда. Они издавались в вид|е
серии с продолжением в журнале «Электрик», но посреди
серии печатание прекратилось из-за недоступности статей
для инженера-электрика **. Любопытно, что печатание
прекратилось на той статье, в которой Хевисайд
предполагал обосновать сенсационный вывод теории о
полезности большой самоиндукции цепи для дальних
телефонных линий ***, и как раз тогда — в ноябре 1887 г.,—
когда Герц был занят своими историческими опытами, в
конечном счете доказавшими справедливость теории,
которую разрабатывал Хевисайд.
В литературе иногда можно встретить утверждение,
что теория Максвелла быстро нашла признание у себя на
родине, в Англии, но не была принята на континенте.
Случай с Хевисайдом плохо согласуется с таким
утверждением. Кроме того, как показывает пример Гельмгольца
и Лоренца, на континенте отдельные ученые весьма
внимательно отнеслись к новой теории и многое из нее
заимствовали. В Англии же имелись авторитетные ученые,
которые резко отрицательно оценивали теорию своего
земляка, например Эйри, Прис и Кельвин; последний
примирился с новой теорией даже позже, чем
большинство других ученых,— только после опытов Лебедева по
световому давлению. По-видимому, первую реакцию
ученых на теорию Максвелла следует признать сугубо
индивидуальной и, значит, всякое обобщение этой реакции на
нации или страны — незаконным.
Ранние прозрения в новой области знания, связанные
в данном случае с именами Фарадея, Максвелла,
Фицджеральда, Пойнтинга и Хевисайда,— обычное явление в
истории науки. Когда познание поднимается на
очередную ступень развития и укрепляется новое
мировоззрение, всегда обнаруживается, что отдельные умы уже дав-
* F. Fitzgerald.— Nature, 29, 167, 1884.
** О. Heaviside. Note.—The Electrician, 20, 191, 1888.
*** О. Heaviside. Inductance and resistance in telephone
circuits.—The Electrician, 20, 482, 1888.
214

но предчувствовали и провозглашали нечто подобное. Так
было всегда и, надо думать, всегда так будет. В. И.
Вернадский говорил: «История науки на каждом шагу
показывает, что отдельные личности были более правы в
своих утверждениях, чем целые корпорации ученых или
сотни и тысячи исследователей, придерживавшихся
господствующих взглядов. Многие научные истины,
входящие в состав современного научного мировоззрения, или
их зародыши преподавались в прежние века отдельными
исследователями, которые находились в конфликте с
современным им научным мировоззрением <...>
Несомненно и в наше время наиболее истинное, наиболее
правильное и глубокое научное мировоззрение кроется среди
каких-нибудь одиноких ученых или небольших групп
исследователей, мнения которых не обращают напгего
внимания или возбуждают наше неудовольствие или
отрицание» *. Если поэтому какая-либо из больших проблем
современной физики найдет решение в будущем на базе
новой концепции, некоторые широко популярные сейчас
труды будут забыты, а мало известные сейчас статьи
будут бережно собраны и воспеты историками науки, и
наши потомки с уважением назовут имена, которые мы
сейчас, может быть, никогда не слыхали.
Между прочим, отношение ученых к максвелловой
теории в 80-е годы прекрасно иллюстрирует работа
Герца, изложенная нами в гл. I, § 6. Она, как мы помним, не
посвящена специально теории Максвелла, но имеет к ней
самое непосредственное отношение; она не преследовала
цель обосновать и подтвердить теорию Максвелла, но
фактически привела именно к этому; наконец,— что
особенно важно в связи с обсуждаемым тезисом,— явно
говорившая в пользу теории Максвелла, она не убедила в
этом даже самого автора.
Отношение современников к теории Максвелла
коренным образом изменилось после опытов Герца. С
проселочных тропинок теория Максвелла вышла на
столбовую дорогу физики и развитие ее приобрело темпы,
какие не часто встречаются в истории науки. Из
многочисленных свидетельств совершившегося перелома наиболее
убедительным является, пожалуй, следующее: до опытов
* В. И. Вернадский. Очерки и речи, вып. 2. Пг., 1922,
стр. 32 и 33,
215

Герца была издана всего одна книга о теории
Максвелла — его собственный «Трактат»; после опытов Герца
появилась целая серия книг такого рода: в 1890 г. вышел
первый том двухтомного сочинения Пуанкаре
«Электричество и оптика», в котором теории Максвелла отвед|ено
центральное место; в 1891 г. издан первый, а в 1893 г.
второй том «Лекций по максвелловой теории
электричества и света» Больцмана; в том же 1893 г. увидели свет
фундаментальные «Сообщения о недавних исследованиях
по электричеству и магнетизму» Томсона, задуманные
как продолжение «Трактата» Максвелла; в 1895 г.
появились «Физика эфира на электромагнитной основе» Друде
и «Введение в максвеллову теорию электричества» Феп-
пля. Тогда же сделаны переводы «Трактата» Максвелла
на немецкий, французский и другие языки.
Между прочим, перевода мановеллова «Трактата» на
русский язык не было сделано ни в тот бурный период,
ни в последующие, более спокойные; а полного русского
перевода этого замечательного произведения, стоящего в
одном ряду с такими шедеврами человеческой мысли, как
«Начала» Евклида и «Математические начала» Ньютона,
не существует до сих пор. Вместе с тем отдельные
русские ученые своевременно поняли значение теории
Максвелла. Например, Столетов в своей речи, произнесенной
3 января 1890 г. на общем собрании естествоиспытателей
и врачей в Петербурге, так охарактеризовал новый этап
развития в области электромагнетизма: «В настоящий
момент у физиков одна тема господствует над прочими, одна
у всех на языке. Перед нами зреет один из самых
величавых синтезов нового времени *. Видную роль играли
русские ученые и в осуществлении этого «величавого
синтеза» **.
Среди вопросов, волновавших в тот период ученых в
связи с теорией Максвелла, немалое место занимал
вопрос, как и почему большинство из них просмотрели эту
теорию. Объяснения давались самые противоречивые.
Одни указывали на сложность математического аппарата
теории, другие, наоборот, говорили, что ее математиче-
* А. Г. Столетов. Эфир и электричество.— Собр. соч., т. 2,
М., 1941, стр. 233.
** См., напр., В. К. А р к а д ь е в. Работы Герца, их значение
и дальнейшее развитие.— В кн, «50 лет волн Герца» М., 1938,
стр. 9—30.
216

ский аппарат удивительно изящен, трудность не состоит
в новизне физических идей; третьи заявляли, что
физические идеи Максвелла не только не затрудняют, но,
наоборот, во многом облегчают понимание электромагнитных
явлений, беда же в том, что Максвелл изложил их без
достаточной последовательности; несогласные и с этим
мнением указывали: «Читайте работы Максвелла в том
порядке, в каком они возникали, и вы увидите, что автор
всюду строг и последователен». Наконец, давались
частные объяснения вроде следующих: «Максвелл не
определил, что такое электрический заряд»; «У него нельзя
понять, что означает электрическое смещение»; «Он
пользовался странными механическими моделями».
Последнюю мысль хорошо выразил Пуанкаре: «Система
Максвелла была странна и мало привлекательна, так как он
предполагал весьма сложное строение эфира; можно было
подумать, что читаешь описание завода с целой системой
зубчатых колес, рычагами, передающими движение и
сгибающимися от усилия, центробежными регуляторами и
передаточными ремнями» *.
Герц видел главный недостаток «Трактата» в
методологической непоследовательности Максвелла, в смешении
им представлений близкодействия и дальнодействия.
«Максвелл пришел к своим уравнениям, исходя из сил
дальнодействия»,— говорит он в одном месте [XXVI, 2], а
в другом месте Добавляет: «Изложение Максвелла
колеблется между представлениями дальнодействия, из
которых он исходил, и представлениями близкодействия, к
которым он пришел» [XXX, 577]. Далее, по мнению Герца,
понятие электричества употребляется Максвеллом в
двояком смысле — то как специфическая жидкость,
количество которой всегда положительно, то как величина,
способная принимать и положительные и отрицательные
значения. Поэтому, заключает Герц, читая «Трактат»,
приходится самому решать, в каком смысле применен этот
термин в каждом данном случае; делать это не легко и не
всегда удается [XXXIII, 29].
В настоящее время каждый студент знает, что
обвинять Максвелла в пристрастии к дальнодействию —
значит ставить все с ног на голову. Столь же неправомерно
* А. Пуанкаре. Теория Максвелла и герцевские колебания
СПб, 1900, стр. 1—2.
217

Говорить о смешении идей дальнодействия и близкодей-
С1вия в «Трактате», в предисловии к которому прямо
заявлено, что автор «взял на себя роль скорее адвоката, чем
судьи, и скорее представил один метод (близкодейст-
вия.— Авт.), чем пытался дать непредвзятое описание
обоих (близкодействия и дальнодействия.— Авт.)»*.
Несколько позже мы поймем причину столь курьезного
суждения Герца об исходных посылках максвелловоп
электродинамики; сейчас же отметим, что Больцман
подобные недоразумения объяснял незнакомством физиков
с ранними работами Максвелла и невнимательным
отношением к механическим проблемам теории. «Иначе,—
восклицал он,— как мог утверждать даже сам Герц, что
Максвелл при обосновании своей теории исходит из
концепции непосредственно действующих на расстоянии сил,
которая в работе «О физических силовых линиях» так
резко отрицается и обсуждается только в «Трактате»?» **,
Уверенность Герца в эклектизме максвеллова
«Трактата» побудила его· дать свое изложение
электродинамики, строго и с самого начала основанное на
представлениях близкод|ействия. Не соглашаясь с поводом этого
предприятия, мы в полной мере воспримем его плоды —
самую работу, каковую рассмотрим совместно с некоторыми
результатами предшествовавших ей работ Герца
родственного содержания. Однако для сознательного
выполнения этой программы необходимо сначала ближе
познакомиться с изложением основ теории электромагнитного
доля в самом «Трактате».
В «Трактате» есть глава (9-я глава 4-й части),
которая называется «Основные уравнения электромагнитного
поля». По-видимому, здесь и следует прежде всего искать
изложение математических основ теории. Действительно,
данная глава содержит ряд уравнений, которые в отличие
от других уравнений «Трактата» обозначаются не
цифрами, а буквами, что, несомненно, имеет целью подчеркнуть
важность этих уравнений. С удивлением, однако, мы
обнаруживаем, что нумерация буквенных уравнений
начинается в этой главе с буквы D, а три уравнения,
обозначенные буквами А, В, С, уже приведены Максвеллом в
предыдущей главе, на которую даются соответствующие
* Д. Максвелл. Избранные сочинения по теории
электромагнитного поля. М., 1954, стр. 351.
** Л. Больцман. Цит. книга Максвелла, стр. 195.
218

ссылки. Уже этот факт с педагогической точки зрения
приходится признать неудовлетворительным. Выходит,
в главе «Основные уравнения электромагнитного поля»
содержатся не все основные уравнения теории
электромагнитного поля, к ней приходится присоединять часть
предыдущей главы.
Не будем, однако, придирчивы и примем в качестве
основных все буквенные уравнения, где бы они ни
встречались. Сделав это, мы вновь удивимся: буквенные
уравнения продолжаются у Максвелла от А до L, т. е. их 12
штук, значительно (в три раза!) больше, чем в системе
(19) (стр. 79). Значит, наше представление об основных
уравнениях не совпадает с представлением о них самого
Максвелла: многие уравнения, выделенные им в качестве
основных, в настоящее время таковыми не считаются.
Как выясняется, Максвелл в число основных
уравнений включил определения и некоторые частные
законы. Так, под буквами F и L у него фигурируют
выражения для электрической и магнитной индукции через
соответствующие напряженности, буквой G обозначен закон
Ома. Некоторые другие уравнения, включенные в состав
основных, вытекают одно из другого и, значит, ни в коей
мере не являются независимыми. Удержаны они
Максвеллом в группе основных по той причине, что, по его
словам, «наша цель в настоящий момент состоит не в пот
лучении компактности математических формул, а в
выражении каждого известного нам соотношения, и
исключение величины, выражающей полезную идею, было бы
скорее потерей, чем выигрышем на данной стадии
исследования» *.
С аргументацией такого рода никак нельзя
согласиться. Полнота изложения отнюдь не исключает
систематичности. Всему, как говорится, свое место. Ничто не
мешало Максвеллу сначала выделить основные, ниоткуда не
выводимые и ни к чему не сводимые уравнения своей
теории (как это делается в хороших современных курсах
электромагнетизма), а затем уже, развивая теорию,
ввести все те величины, которые выражают «полезные идеи».
Кстати, Максвелл не делает этого не только в «Трактате»,
но и в своих предыдущих сочинениях по теории электро-
Р. Maxwell. Цит. соч., пункт 615,
219

магнитного поля. Сумбурность изложения, иначе говоря,
приходится признать типичной чертой его литературного
творчества.
Может быть, здесь уместно привести красочные слова
Фицджеральда: «Подобно всем пионерам, которые не
имеют привычки объяснять открытую ими страну,
Максвелл не имел времени для исследования наиболее прямых
средств достижения страны и наиболее систематического
исследования ее С> Трактат Максвелла загроможден
следами его блестящих линий нападения, его
укрепленных лагерей, его битв» *. Очистить теорию
электромагнетизма от этих «строительных лесов» предстояло
преемникам Максвелла — диадохам нового Искандера.
К чему в конце концов свелась их работа, мы поймем,
если оценим основные уравнения Максвелла с позиции
системы (19). Сопоставление приводит к следующим
результатам.
Первое уравнение системы (19) складывается из двух
основных уравнений Максвелла Ε ж Η (уравнение Ε дает
выражение для полного тока, а уравнение Η раскрывает,
что это такое полный ток).
Второго уравнения системы (19) среди основных
уравнений Максвелла вообще нет, но оно может быть
выведено из уравнений А и В (уравнение А имеет вид В =
= rot А, уравнение В, в частном случае, имеет вид Έ =
=—grad φ — -А). Дифференцируя по времени первое
уравнение и подставляя вместо А его значение из второго,
мы, пользуясь теоремами векторного анализа, можем
получить второе уравнение системы (19).
Третье уравнение фигурирует у Максвелла под буквой
/. Четвертого уравнения в системе основных уравнений
Максвелла тоже нет, но оно встречается среди
ненумерованных (даже цифрами!) уравнений, вытекающих из
основного уравнения А (для этого надо подвергнуть
уравнение А операции дивергенции и учесть, что дивергенция
ротора равна нулю).
Как видим, выделить систему (19) из основных
уравнений Максвелла отнюдь не легко. Выделение ее вообще,
очевидно, нельзя было произвести, не руководствуясь
какой-то направляющей идеей. Такую идею в явном виде в
* F. F i t ζ - ϋ e r a 1 d,— Electrician, 31, 389, 1893,
220

трактате Максвелла мы не находим. В этом, на наш
взгляд, заключается главный недостаток трактата.
Недостаток, как видим, методический. Герц же посчитал его
методологическим. Отсюда его ошибочное суждение о
концепции Максвелла.
Впервые Герц выделил нужную систему уравнений
теории Максвелла стихийно, руководствуясь постулатом
эквивалентности электростатической и
электродинамической сил, в работе, изложенной нами в гл. 1. Мы видели
там, как он пришел к системе (8) (стр. 61). Наряду с этой
системой он, по-прежнему исходя из соображений
симметрии, выделил два других уравнения для напряженно-
стей электрического и магнитного полей, поскольку
потенциальные аналоги этих уравнений играли важную
роль в его преобразованиях. В результате получилась
система четырех векторных уравнений:
M = crotH
Η = ~crotE (20)
div Έ = 0
div Η = 0
Переход от потенциалов к напряженности оказался
как нельзя более кстати, когда Герц столкнулся с
теорией Максвелла как экспериментатор. Дело в том, что
среди характеристик поля экспериментально измеряемыми
являются только напряженности, тогда как потенциалы,
определяемые с точностью до произвольной аддитивной
постоянной, служат лишь для удобства теоретического
описания. Поэтому не удивительно, что во второй своей
работе, содержащей уравнения Максвелла (с целью
применения их к решению конкретной задачи), Герц без
каких-либо оговорок сразу же записал их в форме (20) [XXVI 2].
Из сказанного следует, что понять происхождение
системы (20) в работе XXVI можно только в свете работы
XVII. Это важно подчеркнуть потому, что в литературе о
Герце очень много говорят о первой, всячески
превознося ее, и почти не упоминают вторую. Иначе говоря, в
литературе о Герце отсутствует понимание пути, которым
Герц пришел к своей системе максвелловых уравнений.
Легко видеть, что уравнения (20) являются частным
случаем системы (19), т. е., как сказали бы мы сей-
221

час, уравнениями Максвелла для электромагнитного поля
в пустом пространстве. Следовательно, у Герца мы
находим ту самую систему уравнений, которую ныне кладем
в основу классической электродинамики, хотя и в
упрощенном виде. Это позволяет считать Герца автором
общепринятой ныне системы уравнений Максвелла.
Аналогичной цели одновременно с Герцем достиг Хе-
висайд. Сопоставить Деятельность этого оригинального
английского теоретика с деятельностью Герца тем более
интересно, что действовали они в некотором роде
синхронно: Герц затронул рассматриваемый вопрос в трех
своих работах, опубликованных в 1884, 1889 и 1890 гг.;
Хевисайд тоже трижды обращался к тому же вопросу, и
его работы были опубликованы в 1885, 1888 и 1891 гг.
Судя по всему, по две работы ученые написали
независимо друг от друга. Так думать заставляют, с одной
стороны, замкнутый характер Хевисайда и эпизодический
характер обсуждения интересующего нас вопроса в
первой работе Герца, с другой стороны, плохая читаемость
работ Хевисайда. Тот факт, что Герц дает ссылку на
Хевисайда только в третьей своей работе [XXX, 578], также
свидетельствует о его незнакомстве с работами
английского коллеги в период выполнения второй работы. Что
касается последних работ, то они выполнены уже после
того, как ученые познакомились.
Первую попытку систематизировать математический
аппарат теории Максвелла Хевисайд предпринял в
«Беглом обзоре теории Максвелла», которым начал длинную
серию статей, печатавшихся в журнале «Электрик» с
января месяца 1885 г. под общим названием
«Электромагнитная индукция и ее распространение» *. Здесь среди
трех десятков формул мы находим следующие уравнения:
закон Ома j = σ Ε
определение электрической индукции D = г Ε
определение магнитной индукции В = μ Η
1 ·
определение полного тока J = j -f -τ-r D
4ΐΐ
обобщение закона Ампера rot Η = -— J
1 .
закон Фарадея rot E = ——^-В
* О. Heaviside. Electrical Papers, v. 1. London, 1892,
p. 429—451.
222

Из всех этих уравнений в «Трактате» Максвелла
наиболее завуалировано, как мы помним, последнее. Отсюда
несколько неожиданное заявление Хевисайда о том, что он
считает это уравнение «наиболее важной чертой» своей
схемы и что, подробно тому как уравнение для rot Η
введено Максвеллом, уравнение для rot E введено им, Хеви-
сайдом, как естественная пара первому уравнению *.
Впрочем, делая это утверждение, Хевисайд не забыл
указать, что его уравнение для rot Ε получается из двух
уравнений Максвелла путем применения простых правил
векторной алгебры **.
В уравнениях, выделенных Хевисайдом, прежде всего
бросается в глаза отсутствие потенциалов. Это роднит
систему Хевисайда с системой Герца. Любопытно, что и
причина акцента на напряженности в ущерб
потенциалам у обоих авторов почти одна и та же. Хевисайд, при
всей разносторонности своей творческой натуры, более
всего тяготел все-таки к практике, к телеграфной
технике. Как остроумно заметил один радетель этого дела,
Хевисайд одно время бывал математиком, другое время
физиком, но во все времена был телеграфистом.
Телеграфная же связь требовала решения уравнений для
величин, подлежащих непосредственному
экспериментальному измерению.
Рассматриваемая система Хевисайда неполна: в ней
кет двух последних уравнений системы (19). Это
отличает ее от системы Герца. Хевисайду, как можно
думать, была чужда мысль об аксиоматическом построении
электродинамики, о построении ее на основе такой
системы уравнений, из которой можно было бы развивать всю
электродинамику, подобно тому как геометры выводят
всю свою науку из нескольких постулатов. Одно из
недостающих уравнений для магнитной индукции он вводит
несколько позже, уже за пределами «Беглого очерка»,
другое, для электрической индукции, оставляет совсем
без внимания. Первоначальная система Хевисайда по
числу уравнений совпадает поэтому только с частью системы
Герца (20) —с его первоначальной системой (8).
Вторая работа Хевисайда — тоже длинная серия
статей под общим названием «Об электромагнитных вол-
* Там же, т. 2, стр. 375
** Там же, стр. 468.
223

нах» *. Она начала печататься в английском
«Философском журнале» в феврале 1888 г. Математические основы
теории Максвелла и здесь изложены в самом начале
серии. С первых строк Хевисайд заявляет, что даст
«резюме существенных сторон максвелловой схемы в форме,
которая была дана мною в январе 1885 г.» Вслед] за тем
он действительно выписывает шесть формул, уже
известных нам по его первой работе, но дает их уже
компактно, не разбавляя другими формулами. Кроме того, он
вводит на этот раз еще одну формулу: условие отсутствия
униполярного магнетизма div В = О.
Уравнения, констатирующего существование
электрических зарядов, или хотя бы формулы для дивергенции
электрической индукции нет и в этой работе. Мы вправе,
следовательно, сказать, что в своем «резюме» Хевисайд
не только перечислил свои прежние результаты, но
улучшил их и дополнил, хотя и не до конца.
Настало время подчеркнуть, что уравнение,
констатирующее существование электрических зарядов,
отсутствует и в системе Герца (20). У него есть лишь формула
для дивергенции электрического поля; понятия
электрического заряда у него нет по той причине, что он всегда
ограничивался рассмотрением полей без источников.
Пренебрежение к электрическому заряду в работах
двух выдающихся последователей Максвелла, по всей
вероятности, не случайно. Как уже отмечалось, это понятие
было слабым пунктом теории Максвелла. После того как
Максвелл, следуя примеру Фарадея, отказался от
корпускулярного представления об электричестве, заряд в его
работах превратился в простой математический символ, в
узел силовых линий. Эта сторона теории стала камнем
преткновения для многих ученых XIX в. Гельмгольц
отказывался понимать, что означает у Максвелла
электрический заряд, кроме каркаса для формул; Пуанкаре рас-
скавывал об одном знакомом, признававшемся, что
понимает в теории Максвелла все, кроме электростатики —
раздела, в котором понятие электрического заряда
занимает центральное место; по мнению Томсона, именно
неразработанность понятия электрического заряда сильно
затормозила признание теории Максвелла. Естественно,
что Герц и Хевисайд тоже не избежали этого всеобщего
* О. Η е a v i s i d e. Electrical Papers, v. 2, p. 375 и след.
224

недоумения и, подобно своим современникам,
сторонились понятия электрического заряда. В свои основные
уравнения они ввели его только в своих последних
работах [XXX, 594] *.
Из тупика с электрическим зарядом электродинамику
вывела электронная теория Лоренца, представляющая
собой сочетание максвелловой электродинамики с идеей
атомизма вещества и электричества. Значит, затруднение
с электрическим зарядом можно считать следствием
пренебрежения к идее атомизма, пренебрежения тем более
неоправданного, что ид|ея атома электричества отчетливо
проявилась уже в опытах Фарадея по электролизу,
которые на три десятилетия предшествовали созданию теории
Максвелла. Впрочем, проблему заряда нельзя считать
окончательно решенной и в рамках электронной теории.
Вернее будет сказать, что здесь ей дано лишь временное,
паллиативное решение и только дальнейшее развитие
идеи атомизма, в частности учет
пространственно-временного атомизма, позволит приблизиться к ее
удовлетворительному решению.
Для полноты картины скажем еще несколько слов о
символических обозначениях, которыми пользовались
Максвелл, Герц и Хевисайд.
Герц, как и Максвелл, записывал уравнения
электродинамики в развернутом виде, отдельно для каждой
декартовой компоненты вектора, но пользовался при этом
Современное название и обозначение
величины
Напряженность электрического поля Ε
Индукция электрического поля D . .
Напряженность магнитного поля Η .
Индукция магнитного поля В . . . .
Плотность тока проводимости j . . .
Интенсивность намагничения I . . . .
Плотность пондеромоторной силы / .
Обозначения
Максвелла
P. Q, я
f, e, h
α. β. Τ
а, Ь, с
Ρ, Я, г
и, v, w
А, В, С
F, G, Η
Χ, Υ, Ζ
х, У, ζ
Обозначения
Герца
Χ,Υ,Ζ
зе.3.3
L,M,N
Й,ЗЯ,91
u,v,w
U,V,W
Χ',Υ',Ζ'
я,У,*
* О. Heaviside. Electromagnetic Theory, v. I, ch 2
London, 1893.

Шыми буквами, заимствованными из
электродинамических работ Гельмгольца. Вот сравнительная таблица буж-
венных обозначений Максвелла и Герца для наиболее
важных величин.
При всем разнообразии буквенных обозначений
Максвелла в них нетрудно уловить определенную систему. По-
видимому, при выборе букв Максвелл руководствовался
формулами -В= Н+ 4πΙ"; Х>=— j A, j= оЕж f —mr.
Обозначения Максвелла высоко ценил Больцман,
рекомендуя придерживаться их во всех работах. Как видим,
Герц не следовал этому правилу. В его собственной
системе подкупает симметрия в обозначениях напряженностей
и индукций, купленная ценой употребления готических
букв. Правда, со стороны немца несколько нескромно
предлагать буквы своего старинного национального
алфавита, так же как со стороны русского было бы
нескромно употреблять буквы старославянской азбуки: по
молчаливому согласию ученые разных стран чаще всего
пользуются алфавитом только древних греков и римлян —
двух народов, стоявших у истоков современной
цивилизации. Но если не принять во внимание этот небольшой грех,
символы Герца в первой части таблицы надо будет
признать весьма удачными. Во второй части он, очевидно,
руководствовался формулой А =— \ -^-dv . Его система
обозначений, таким образом, не менее продумана, чем
система Максвелла. Правда, она не так полна. К числу
достоинств Герца надо отнести и то, что этих обозначений
он, строго придерживался во всех своих работах по
электродинамике.
Хевисайд] тоже рано ввел и затем неизменно применял
свою собственную систему обозначений. В отличие от
Максвелла и Герца он, однако, всегда пользовался
векторной формулой записи уравнений, горячо отстаивая ее
перед другими формами, особенно перед кватернионной.
Запись, которую обычно применяют в нынешних
учебниках по электродинамике и которой, в частности,
пользуемся мы в настоящей книге, во всех существенных чертах
совпадает с хевисайдовой, вплоть до обозначения
векторов жирными буквами.
Подведем итоги. Несмотря на взаимно независимый
характер деятельности Герца и Хевисайда и на различие
226

их путей, они пришли во многом к идентичным
результатам. Суть сделанного ими можно определить словами: из
вороха «основных уравнений» Максвелла они
вышелушили систему, близкую к системе (19). Хотя эту последнюю
систему в ее полном виде ни один из них не ввел, в
работах обоих содержатся все ее существенные моменты: у
Герца — идея четырех основных уравнений, у Хевисай-
да — идея общего вида уравнений. Герцу не хватало
общности, Хевисайду — строгости. Соединив их вклады, мы
получим систему (19) в полном виде и будем в состоянии
оценить справедливость Лоренца, который сказал:
«Ясный и концентрированный вид уравнениям Максвелла
придали Хевисайд и Герц» *.
В свете рассмотренных фактов становится понятнее
одно замечание Больцмана о судьбе уравнений
Максвелла. «Я мог бы сказать,— говорил Больцман,— что
последователи Максвелла ничего не изменили в этих
уравнениях, кроме букв. Но это было бы слишком. Однако
удивляться надо не тому, что к этим уравнениям вообще что-
то могло быть добавлено, но гораздо более тому, как
мало к ним добавлено» **. Слова Больцмана означают,
очевидно, следующее: последователи Максвелла изменили
только форму его уравнений, но не их содержание. Эта
оценка полностью совпадает с оценкой самого Герца,
который говорил о своем изложении электродинамики, что
оно «совпадает по содержанию с теорией Максвелла, но
в отношении формы удовлетворяет более высоким
требованиям систематичности» [XXXI, 369].
Теперь мы подготовлены к тому, чтобы перейти К
работе Герца, специально посвященной систематизации
теории Максвелла. Это первая в истории физики попытка
построения электродинамики на основе уравнений
Максвелла. Такой программой не задавался и сам Максвелл.
В предисловии к «Трактату» он заявляет о своем
намерении строго придерживаться воззрений Фарадея, но
обширность предприятия поглотила это намерение:
«Трактат» Максвелла — объемистый, в тысячу страниц учебник
по электричеству и магнетизму, содержащий огромное
число различных сведений, начиная от свойств потертого
* Г. Лоренц. Теория электронов и ее применение к
явлениям света и теплового излучения. М.. 1956, стр. 21.
** Л. Больцман. Цит. по кн.: Д. Максвелл. Избранные
сочинения по теории электромагнитного поля, стр. 194
227

янтаря и магнитной руды, известных с древности, и
кончая тонкими математическими методами, разработанными
самим Максвеллом. Самой теории электромагнитного
поля здесь отведено чрезвычайно скромное место. По
подсчету Стрэттона, из тысячи страниц книги лишь десяток
страниц посвящен общим уравнениям поля, 18 —
уравнениям плоских волн и электромагнитной теории света и
еще страниц 20 — магнитооптике *. Выделить эти куски
и рассматривать их самостоятельно нет никакой
возможности из-за их перекрестной связи с остальным
материалом книги.
Картина не становится отраднее, когд]а мы
обращаемся к ранним работам Максвелла. Хотя здесь
«своеобразный метод Максвелла выступает гораздо ярче, чем в
«Трактате» **, форма, в которую он облечен, способна
скорее привести в смущение, чем служить прецедентом
при построении курса электродинамики. Во-первых,
Максвелл не устает повторять, что все делаемое им — это
применение идей и методов Фарадея. «Мой метод
одинаков с тем,- которого придерживался Фарадей в своих
исследованиях»; «Я буду придерживаться не только идей,
но и математических методов Фарадея» ***,— такие
заявления встречаются во всех его работах по
электромагнетизму, начиная от первой статьи и кончая
«Трактатом». Когда впервые встречаешь их, не веришь своим
глазам. Ведь все работы Максвелла насыщены весьма
сложными формулами высшей математики, а Фарадей
никогда не применял даже элементарной алгебры. О
каком же сходстве математических методов может идти
речь? Но Максвелл утверждает такое сходство, и ему
приходится верить. Приходится, иначе говоря, признать,
что в рассуждениях Фарадея действительно содержится
своеобразная математика, но в такой зашифрованной
форме, разгадать которую мог только математический гений
Максвелла. Конечно, о подражании Максвеллу при
изложении электродинамики не может быть и речи.
Во-вторых, Максвелл, разрабатывая свою теорию, широко
пользовался механическими моделями, более того, он
опирался на них в своих рассуждениях. Само по себе, это не
*Д. Стрэттон. Теория электромагнетизма. М.. 1948
стр> 11.
** Л. В о л ь ц м а н. Цит. книга Максвелла, стр. 90.
*** Д, Максвелл. Цит. соч., стр. 14, 15.
аза

встретило бы возражений, если бы модели Максвелла не
были до странности необычными. Основой для него
служило представление о некоторой субстанции, одними
свойствами напоминающей жидкость, но другими
принципиально отличной от всех известных жидкостей, даже
идеальных. Достаточно сказать, что гипотетическая
субстанция Максвелла допускает некоторое сжатие, чем
иногда пренебрегают даже гидравлики, но обладает
способностью создаваться из ничего в од]них точках и бесследно
исчезать в других, чего никогда не предполагают даже
гидродинамики. Модели Максвелла мы должны,
следовательно, признать абсолютно фиктивными, хотя сам он,
кажется, был иного мнения, считая их существенной
частью своих построений. Когда ему не удалось описать с
помощью такой модели электротоническое состояние
пространства, он с сожалением ограничился изложением
только математического аппарата и, как бы извиняясь,
заметил: «Я сохраняю надежду при внимательном
изучении свойств упругих тел и движения вязких жидкостей
найти такой метод, который позволил бы Дать и для
электротонического состояния некоторый механический
образ» *. Понятно, что и в этом отношении пример
Максвелла мог воодушевить не каждого. Во всяком случае, Герц не
изъявил ни малейшего желания следовать по тому же
пути.
Заметим попутно, что странность механических
моделей Максвелла не лишает их исторического интереса.
Напротив! Чем решительнее мы бракуем метод
моделирования Максвелла, тем загадочнее становится тот факт,
что к современной теории электромагнитного
макроскопического поля Максвелл пришел именно с помощью
этого метода. Как справедливо заметил Больцман, «цикл
исследований, в которых Максвелл впервые пришел к
своим уравнениям, принадлежит к наиболее интересному,
что только знает история физики, и именно как раз.по
причине своей оригинальности, по причине отличия его
метода от всех применявшихся ранее и позднее, а также
вследствие той скромной простоты, с которой Максвелл
показывает, с каким трудом он постепенно продвигался
вперед и достиг наиболее абстрактной и наиболее
своеобразной теории, которую только знает физика, пользуясь
* Д. Максвелл. Там же, стр. 59.
229

совершенно специальными и конкретными
представлениями, связанными с тривиальными задачами обычной
механики» *.
Таким образом, если бы даже Герц был знаком с
ранними работами Максвелла, они мало чем помогли бы ему
при составлении курса максвелловой электродинамики.
Составителю такого курса в полном смысле слова
приходилось идти по еще никем не хоженным тропам. Именно
так и понимал свою задачу Герц. Определяя цель своей
работы, он говорил, что «более имеет в виду
непротиворечивый вывод системы уравнений Максвелла, чем точную
передачу его собственных мыслей» [XXXIII, 30], и даже
выражал уверенность, что будь Максвелл жив, он не
признал бы данное наложение его теории своим
изложением [XXXIII, 23].
Отметим сначала общую архитектонику курса
электродинамики Герца, двигаясь от целого к частям. Целое
делится им на две части:
А. Электродинамика в покоящихся телах.
Б. Электродинамика в движущихся телах.
В каждой части он выделяет два раздела, в
зависимости от решаемой задачи:
I. Установление основных уравнений электродинамики.
П. Вывод следствий из основных уравнений.
Первый раздел в свою очередь делится на подразделы:
а) математическая формулировка принципиального
костяка теории;
б) введение дополнительных понятий, более удобных
в употреблении или позволяющих установить связь с
электродинамикой дальнодействия.
Разбор второй части мы отнесем на последний
параграф настоящей главы, здесь же рассмотрим только
первую.
Уже по известным нам причинам Герц вначале
пользуется только величинами, поддающимися измерению,
т. е. напряженностями полей. Кроме того, он
отказывается от встречающихся у Максвелла понятий индукции
в свободном эфире и диэлектрической постоянной эфира,
отличной от диэлектрической постоянной вакуума [XXX,
578]. Нужные величны и понятия он вводит постепенно,
по нарастающей степени сложности. Последовательность
его действий такова [XXX, 579—591]:
* Л. Больцман. Цит. книга Максвелла, стр. 195.
230

1. Вводятся понятия электрической и магнитной сил
как характеристик изменения состояний тела.
Подчеркивается, что сущность этих изменений нам неясна.
2. Вводится понятие энергии электромагнитного поля
как суммы энергий электрического и магнитного полей:
в пустоте Ε = -^-(Е2 -\-Н2), в однородном теле Ε —
= ^-(εί72+μίΤ2) . Последнее выражение определяет
величины е и μ. В случае .кристаллических тел эти величины
образуют матрицы.
3. Постулируются уравнения связи электрической и
магнитной сил в 3φΗρβ:ίΓ= —crotE,E= с rot ЛГ.Безынер-
ционность эфира выражается Двумя дополнительными
уравнениями: divH=0 и divE =0. Подчеркнуто
фундаментальное значение всех четырех уравнений. В
частности, к ним целесообразно сводить все суждения о
строении эфира, т. е. поступать противоположно
историческому ходу событий; с их помощью формулы для энергии
могут быть сведены к поверхностным интегралам.
4. Производится обобщение основных уравнений на
случай однородного диэлектрика: μΗ=—crotE,eE=
= с rot H.
5. Производится обобщение на случай анизотропного
диэлектрика (диэлектрическая постоянная и магнитная
восприимчивость изображаются матрицами).
6. Производится обобщение основных уравнений на
случай проводника: μ-ΗΓ = —с rotE, ε Έ = с rot Η — ΑησΕ.
Отмечено, что т— имеет смысл времени релаксации
(время, за которое сила изменяется в е раз). В случае
неоднородной среды наряду с Ε учитывается среднее
значение электрической силы Е'.
7. Производится обобщение на случай анизотропной
проводящей среды, т. е. на случай матричного
изображения е, μ и σ.
8. Устанавливаются условия на границе между двумя
различными средами — частный случай предыдущего
обобщения.
Перечисленные восемь пунктов образуют, по Герцу,
костяк электродинамики, в них отражены все
принципиальные положения этой науки. Дальнейшая задача
заключается в выводе из них всевозможных следствий. При
231

этом полезно применять некоторые дополнительные
понятия, к числу которых Герц отнес определение
электрической и магнитной индукций:D= ε-ΕΉ-Β = μΙΙ,
определение плотности электрического тока:,/ = a(JE—Έ') [эти
определения позволяют записать систему основных
уравнений в форме первых двух уравнений системы (19)];
определение количества электричества, причем,
используя лексикон теории дальнодействия, различил истинное
электричество, пропорциональное дивергенции индукции,
свободное электричество, пропорциональное дивергенции
напряженности, и разность между ними — связанное
электричество (это определение позволяет записать
уравнение непрерывности для количества электричества и
электрического тока); определение потока энергии;
формулы для количества выделяемого током тепла и ряд
других формул, выражающих Действие тока; определение
пондеромоторной силы и запись энергии поля с помощью
тензора натяжений [XXX, 592—604].
Таков, по мнению Герца, арсенал тех понятий и
соотношений максвелловой электродинамики, вооружившись
которыми, можно решать частные задачи. Таких задач,
разумеется, бесконечно много, но и среди них можно
выделить какие-то группы. За основу такой классификации
L ерц принял три рода физических явлений — статические,
стационарные и динамические — и привел по каждому
из них несколько ярких примеров. Так, среди статических
явлений он отметил электростатические эффекты на
границе, дав, между прочим, такой вывод закона Кулона:
= ~^divDdV = ^PdV = ±Y-fdVdW ,
и постоянный диа- и парамагнетизм [XXX, 604—609].
Среди стационарных явлений, которые отличаются от
статических наличием постоянного тока, Герц отметил
распределение потенциалов в цепи (законы Ома и
Кирхгофа) и магнитные силы токов (законы Ампера и Био-
Савара), прячем в качестве вспомогательной величины
ввел векторный потенциал, а в качестве окончательного
результата установил связь новой теории с
потенциальной теорией Неймана [XXX, 609—616]. Наконец, сред|и
динамических явлений Герц назвал индукцию в замкну-
232

тых покоящихся цепях (вывел потенциал Неймана) и
распространение света в изотропных и кристаллических
телах (вывел формулы Френеля, наметил подход к
анализу двойного лучепреломления и т. п.). Самый важный
класс электродинамических явлений — незамкнутые
токи проводимости — Герц, сославшись на скудость
экспериментального материала, рассматривать не стал,
подчеркнув лишь еще раз, что прежнее разделение
электрической силы на электростатическую и
электродинамическую не имеет физического смысла, не является
математически необходимым и потому должно быть отброшено
[XXX, 617-624].
Таково в общих чертах содержание этой, скорее
педагогической и методической, чем исследовательской,
работы Герца. Попробуем оценить ее достоинства и
недостатки.
Всего более в курсе электродинамики Герца поражает
стройность архитектоники. Все здесь разложено по
полкам, всему указано свое место. К тому же такое
построение электродинамики оказалось чрезвычайно
перспективным. Например, Герц как бы предчувствовал, что деление
электродинамики на теорию покоящихся и на теорию
движущихся тел будет иметь принципиальное значение в
будущем этой науки. Возведя все здание электродинамики
на нескольких четко сформулированных определениях и
уравнениях, Герц сблизил физику с математикой и тем
самым поднял ряд животрепещущих проблем
философского и историко-научного характера. Например: на
каком этапе развития становится возможным такое
построение физической теории? о чем говорит далеко
идущее соответствие между выводами из математической
схемы и явлениями реального мира? каковы возможности
самосовершенствования математической схемы
физической теории? Правда, сам Герц не обсуждал и даже
не ставил подобных вопросов, но они неизбежно
возникают из его подхода к электродинамике, как ранее
возникали из подхода Ньютона к механике или Клаузиуса
к термодинамике. Суть этого взгляда на физическую
теорию Герц выразил в словах, которые сразу же сделались
афоризмом: «Теория Максвелла — это уравнения
Максвелла» [XXXIII, 23].
Менее удачной следует признать герцеву
формулировку основных положений электродинамики. Особенно вы-
23

зывает возражения второй пункт. В этом пункте Герц
дает первые количественные соотношения теории, и эти
соотношения, как видим, по природе своей —
энергетические. Через энергию, в частности, определяются такие
важные свойства среды, как диэлектрическая постоянная
и магнитная восприимчивость. В этом можно уловить
определенную философскую концепцию, близкую к
энергетизму Оствальда. Но даже оставляя в стороне
идеологические соображения, акцент на энергию при изложении
электродинамики едва ли может быть оправдан. В
некотором роде такой акцент противоречит установке самого
Герца исходить из презумпции экспериментально
измеримых величин: ведь проще всего в электродинамике
измеряются не энергетические, а силовые величины, в чем
убеждают уже элементарные опыты с
наэлектризованными и намагниченными телами. Кроме того, в первом
пункте своей схемы Герц уже ввел силовые величины, и
было бы более последовательно придерживаться их и
далее, т. е. вслед за напряженностями ввести индукции; он
же отнес индукции к числу вспомогательных понятий.
Кроме того, Герц обобщает основные уравнения на
случай проводящей среды без помощи понятия
электрического тока. Иначе говоря, определение удельной
проводимости предшествует у него определению тока. Это
кажется странным и неестественным, в силу отсутствия
наглядности у понятия удельной проводимости. Чтобы
вложить в это понятие какой-то физический смысл, Герц
говорит о времени релаксации. Но ведь электрический
то)к принадлежит к числу более привычных и легче
измеряемых величин, чем время релаксации. Если бы Герц
отд|ал ему предпочтение, не потребовалось бы усложнять
шестой пункт рассуждением о сторонней электрической
силе, которое можно было бы локализовать в дополнении.
Вызыв&ет удивление также отсутствие среди
основных понятий электродинамики понятия электрического
заряда: Герц вводит его только в дополнении. О причинах
подобного отношения ученых XIX в. к электрическому
заряду мы уже говорили. Теперь мы можем добавить, что
хотя третье уравнение системы (19) в общем виде и
встречается в последней работе Герца, в основную
систему уравнений электродинамики оно по-прежнему не
входит.
И, наконец, еще одно критическое замечание. В
пунктах 2, 5, 7 и 8-м Герц обобщает уравнения на случай ани-
214

зотропных сред. Ничего принципиально нового »то
обобщение не вносит, оно лишь загромождает изложение
электродинамики. Перенос его в дополнения
напрашивается сам собой.
Подводя итог, мы вынуждены признать, что в той же
мере, в какой безукоризненна структура герцева курса
электродинамики, его формулировка основных положений
теории далека от совершенства. Разумеется, в нашей
критике много субъективного, да и едва ли вопросы, которые
она затрагивает, допускают однозначное решение.
Авторы учебников по электродинамике по сей день
по-разному излагают этот предмет, и некоторые — близко к
схеме Герца. Наши замечания следует поэтому
рассматривать лишь как комментарий к дискуссионным вопросам,
которые так или иначе приходится решать каждому
физику-педагогу.
В изложении электродинамики Герца можно уловить
еще одну особенность, заслуживающую внимания с
методологической точки зрения. Дело в том, что Герц не
пользовался наглядными представлениями. Он
ограничил свое изложение такими понятиями, как
«поляризация», «смещение», «направленное изменение состояний»
и т. д., не пытаясь вложить в них какой-либо иной смысл,
кроме математического. В той же мере он не пытался
подвести опытную основу под исходные уравнения
электродинамики, считая единственным критерием их
истинности плодотворность построенной на их основе теории
[XXXIII, 30]. Все это тоже сугубо проблематично и тоже
еще дискутируется в наши дни. Сейчас такие проблемы
стоят даже острее, чем во времена Герца, так как
открыты явления, еще более' далекие от механических, чем
электромагнитные, и открыты они методами еще более
странными, чем метод Максвелла.
Актуальность проблемы наглядности в физической
теории побуждает нас сказать еще несколько слов о
решении этой проблемы Герцем. Начнем издалека, с Фара-
дея. Всем известен красочный, сугубо чувственный мир
представлений этого удивительного исследователя. Всякий
формализм, символизм и аналитизм были совершенно
чужды его духу. Когда Максвелл переложил на язык
математики физические представления своего учителя и
кумира, он получил нечто существенно новое — длинные
ряды формул, среди которых не мудрено было забыть о
235

физике и думать, что имеешь дело только с математикой.
Тем самым Максвелл, может быть сам того не желая,
оказался в области методологии антиподом Фарадея. Это
поставило его в крайне неловкое положение. Выход,
который он нашел из него, поражает своей
дипломатичностью. Он заявил: «Для людей с различным направлением
ума научная истина представляется в различной форме,
и нужно считать одинаково научным, является ли она в
грубой форме и яркой окраске физической иллюстрации
или в тонкой и беспветной форме символического
выражения» *.
Компромиссное решение Максвелла удовлетворило
не всех. Не удовлетворило оно и Герца. Как следует из
его курса электродинамики, он считал строго научной
только вторую форму из двух, охарактеризованных в
тираде Максвелла. Несколько позже он выразил это
убеждение явно и прямо, заявив: «Краски в нее
(электродинамику.— Авт.) можно внести с помощью
конкретных ■ представлений о сущности электрической
поляризации, электрического тока и т. д., но достоинство науки
требует от нас умения отличать пестрый наряд, которым
мы окутываем теорию и который по покрою и цвету
вполне находится в нашей власти, от простой и
безыскусственной формы, даваемой нам природой и не
зависящей от нашего произвола» [XXXIII, 31]. Это был,
очевидно, выпад и против Фарадея и против Максвелла, и
сторонники этих ученых не преминули отпарировать его.
Год-два спустя после заявления Герца Томсон в
предисловии к своей книге весьма резко выступил против
крайностей математизации в физике. В частности, он писал:
«Физический метод имеет перед аналитическим
преимущество в живости, возникающей за счет использования
при описании состояний электрического поля
конкретных величин вместо абстрактных символов. Он проще
усваивается и, следовательно, более подходит для
быстрой ориентации в любой проблеме. Когда же проблема
должна быть разработана во всех Деталях, необходим
аналитический метод» **.
* Цит. по сб. «Из предыстории радио». М., 1948, стр. 24.
** J. Thomson. Notes on Recent Researches in Electricity and
Magnetism. Oxford, 1893, p. VI.
236

Ни Герц, ни Томсон не называли адресатов своих
высказываний, но в них было трудно ошибиться. Мы
можем, таким образом, воспринимать их высказывания как
скрытую дуэль двух выдающихся умов. Как во всяком
споре, толкование взглядов своего оппонента не во всем
здесь безупречно, и при желании между точками зрения
Максвелла и Томсона, с одной стороны, и Герца, с
другой, можно найти больше согласия, чем это кажется на
первый взгляд. Однако сложность проблемы, поднятой
в споре, не вызывает сомнения. К тому же корни ее
лежат не столько в философии, сколько в психологии —
наиболее темной области современного естествознания.
Любопытно, что ту же расстановку лиц мы встречаем
еще в одном случае, тоже непосредственно связанном с
построением курса электродинамики. Герц, как мы
видели, уделил большое внимание установлению связей
между новой и старой электродинамиками. Причину столь
подчеркнутой внимательности к старой электродинамике
в работе, посвященной новой электродинамике, легко
понять: Герц — ученик Гельмгольца, одного из вождей
старой школы, и сам активный член ее — не мог
поступать иначе. Ничего подобного мы не встречаем у
Максвелла и Томсона. Более того, Максвелл в предисловии к
«Трактату» со всей силой подчеркивает, что не будет
рассматривать и сопоставлять различные учения об
электромагнетизме, а выступит апологетом только одного из
них, именно учения близкодействия; Томсон, писавший
свои «Сообщения» как продолжение «Трактата», следует
примеру Максвелла.
Против апелляции Герца к старой электродинамике
ничего нельзя было бы возразить, если бы она не уводила
его в своеобразный консерватизм. А такое бывало. В
частности, так случилось в его вводном обзоре к сборнику
исследований по распространению электромагнитных
волн. В теоретической части обзора Герц попытался
наметить переход от теории чистого дальнодействия к
теории Максвелла с помощью нескольких промежуточных
схем. В теории Максвелла учитывается влияние среды.
Но влияние среды, говорит Герц, не исключает
существования электрических зарядов как источников сил
дальнодействия, а лишь ставит вопрос об относительной
роли среды и зарядов; например, вопрос о том, где
сосредоточено больше энергии — в среде или в зарядах. Если
237

считать, что вся энергия сосредоточена в зарядах,
получим теорию Неймана; если носителями энергии считать
и среду и заряды,- получим теорию Гельмгольца; если,
наконец, вместилищем энергии признать только среду,
получим теорию Максвелла. Выходит, заключает Герц,
теория Максвелла является частным случаем теории
Гельмгольца [XXXIII, 25-26].
Формально рассуждения Герца верны. Но формальная
сторона теории не исчерпывает всей теории и даже не
является ее самой важной стороной. Такой стороной
научных теорий следует считать методологическую
сторону, а мы в свое время уже говорили, что в той же мере,
в какой максвеллова теория методологически строга и
выдержана, гельмгольцева теория шатка и эклектична.
Отсюда научное превосходство теории Максвелла над
теорией Гельмгольца. Но это превосходство можно
просмотреть, так как эклектизм обладает видимостью
широты из-за присутствия в нем элементов различных
концепций. Именно на такой широте теории Гельмгольца
Герц и построил свое рассуждение. Он был бы прав, если
бы дал понять, что широта теории Гельмгольца
свидетельствует не о ее силе, а о ее слабости. Но он не дал этого
понять. Он был бы прав, если бы, говоря о теории
Максвелла как о предельном случае теории Гельмгольца,
подчеркнул, что это надо понимать в том же смысле, в каком
полное знание и абсолютная истина являются предельными
случаями частичного знания и относительной истины. Но
он не подчеркнул этого. Напротив, из его теоретического
обзора невольно выносишь впечатление о несколько
завышенном скептицизме в отношении теории Максвелла
и несколько преувеличенном представлении о
противоречиях в работах Максвелла. — в полном согласии с духом
тех работ, которые собраны в сборнике (см. гл. 2).
В этом отношении вводному обзору выгодно
противостоит доклад Герца о взаимоотношении света и
электричества, сделанный в Гейдельберге на собрании немецких
естествоиспытателей и врачей. Доклад построен четко,
ясно, логично. Сначала Герц говорит о концепции
дальнодействия [XXIX, 5—8] затем о революционных
представлениях Фарадея [XXIX, 8—11] и о математическом
подвиге Максвелла [XXIX, 11—14], после чего переходит к
экспериментальной проверке теории Максвелла, т. е.
главным образом к своим опытам с электромагнитными
238

волнами [XXIX, 16—25]. Результаты этих опытов,
подчеркивает Герц, «уничтожающи для теорий
дальнодействия и означают блестящую победу теории Максвелла»
[XXIX, 22]. В заключение доклада, развивая мысль о
связи между светом и электричеством, Герц стави! перед
физикой задачу — изучать проблему эфира с целью
выяснения сущности понятий электричества, тяжести и
инерции [XXIX, 26-27].
Гейдельбергокий доклад Герца стал образцом для
авторов последующих докладов и статей на ту же тему. По
этому же Докладу судят обычно об отношении Герца к
теории Максвелла. Всеобщее заблуждение в этом
вопросе объясняется, таким образом, в значительной степени
несоответствием духа доклада духу остальных работ
Герца. С другой стороны, на фоне безупречного по
композиции доклада методологические и исторические
недостатки других его работ выступают особенно рельедшо
и угнетающе.
Невольно возникает мнение, что правильная позиция
Герца явилась естественным следствием его духовной
эволюции. Такое мнение, однако, в корне ошибочно:
гейдельбергокий доклад сделан Герцем ранее, чем, например,
написан вводрный обзор к сборнику, который, как мы
помним, датируется 1891 г. Интересны также
обстоятельства, сопутствовавшие подготовке доклада.
Составлять его Герц начал 26 августа 1889 г. Хотя это было
не первое его сообщение о своих работах (такие
сообщения он уже делал в феврале и марте 1889 г. в
Карлсруэ в местном отделении Общества естествоиспытателей
и в Высшей технической школе [XXXVI, 214—215],
доклад тем не менее долго не получался, причиняя Герцу
много огорчений. «Я очень несчастлив тем, что взялся
за этот доклад в Гейдельберге,— жаловался он
родителям.— Я усердно корплю над ним, трачу уйму времени,
и то, что вытанцовывается у меня, по моему глубокому
убеждению, для дилетантов будет непонятно, для
специалистов — тривиально, а мне самому противно»
[письмо от 8.9.1889]. Подготовка доклада была закончена
лишь накануне отъезда в Гейдельберг, 16-го сентября, а
20-го он с громадным успехом прочел его в присутствии
таких корифеев немецкой физики, как Гельмгольц,
Кундт, Кольрауш и Сименс [письмо от 26.9.1889].
Приходится, таким образом, признать, что историко-
239

научная истина не только не воодушевляла Герца, но
вызывала в нем какую-то странную антипатию, и если
он иногда высказывал ее, то делал это как-то
бессознательно и против воли.
Некоторые последователи Герца в деле развития
теории Максвелла восприняли его критическое отношение
к работам Максвелла и, впадая в крайность, дошли до
полного игнорирования Максвелла как основоположника
новой электродинамики. В статьях таких авторов (Эбер-
та, Вольтерра и др.) имя Максвелла вообще не
упоминается, а уравнения его теории фигурируют под названием
<'уравнений Герца». Современный читатель, впервые
столкнувшись с такими работами, не сразу даже поймет,
о чем идет речь. Позиция, занятая этими учеными, не
выдержала проверку временем и должна быть отнесена
к разряду исторических курьезов. В настоящее время об
«уравнениях Герца» уже никто не говорит, но некоторые
авторы употребляют выражение «уравнения
Максвелла — Герца». Это название тоже надо считать
неоправданным или, в лучщем случае, оправданным не более, чем
название «уравнения Максвелла — Хевисайда».
Историк науки, встретившись с подобными
отклонениями от исторической истины и нарушениями научного
этикета, должен уметь беспристрастно, невзирая на
лица, разобраться в фактах и воздать каждому деятелю
науки по его заслугам. Хотя деятельность настоящих
ученых ни в коей мере не определяется соображениями
престижа или славы, человеческая совесть и здесь не
терпит несправедливости, в равной мере отвергая и дутую
популярность и незаслуженное забвение. В то же время,
творя суд истории, мы не должны быть очень суровыми.
Не нужно забывать, что правильность оценки научного
вклада обусловливается не только субъективными
качествами ценителя, но и исторической перспективой.
Последний фактор играет особенно большую роль при
оценке великих деятелей, ибо, как сказал поэт,
«большое видится на расстоянии».
Вместе с тем необходимо подчеркнуть, что уже тогда
на континенте имелись ученые, которые в полной мере
понимали истинное значение и теории Максвелла и
личности ее создателя. К числу таких ученых принадлежал,
в частности, Больцман — неутомимый и самоотверженный
популяризатор идей Максвелла среди немецкой научной
240

общественности. Для позиции Больцмана характерна
скорее другая крайность, наиболее ярко проявившаяся в его
сравнении Максвелла с великим мастером, а себя и своих
коллег — с подмастерьями. Другим убежденным
поборником максвеллизма был Лоренц. Он же, как создатель
электронной теории, стал главным преемником Максвелла. Эти
ученые высказывались в XIX в. о Максвелле и о теории
электромагнитного поля почти в тех же самых словах,
которые употребляем мы в середине XX в.
§ 2. Применение теории Максвелла
С точки зрения историка науки деятельность каждого
ученого слагается из дел двух родов, существенно
отличных друг от друга: одни дела имеют мимолетный
характер и следы их безвозвратно исчезают вскоре же после
прекращения деятельности; из результатов других,
напротив, создаются вечные ценности. О делах второго рода
говорят, что они «входят в историю». Благодаря этой
особенности научных деяний одна высокая активность
деятеля еще ничего не значит для историка; нужно, кроме
того, чтобы коэффициент исторической значимости ее был
достаточно высоким. Тогда даже внешне незаметные
действия становятся важными вехами на пути прогресса.
Отличить один род дел от другого, пока результаты их не
сложились в стройную систему, отнюдь не просто, и
разные люди сделали бы это существенно по-разному.
Попробуйте, например, отмечать в газетах сообщения о тех
событиях, которые, по вашему мнению, войдут в историю,
я вы увидите, что число и тематика отметок разных
читателей не совпадут между собой.
Применительно к научной деятельности подобная
классификация событий осуществляется неоколькое легче, но
и здесь мы еще не имеем критериев для однозначных
оценок. Ясно пока одно: и в науке не всякое деяние становится
важным вкладом. Иногда можно наблюдать, как тот или
иной научный коллектив развивает очень бурную
деятельность, но, присмотревшись к ней внимательнее, можно
заметить, что она носит бесплодный характер, не оставляет
после себя долгоживущих следов, вращается все время в
одном и том же кругу. Исключив из рассмотрения, к
сожалению, еще не редкие случаи сознательного паразитизма на
трудностях научного развития, мы можем, по-видимому,
241

утверждать, что в науке топтание на месте происходит
обычно тогда, когда еще не определена проблематика и не
разработаны методы исследования. Для науки это
приходится считать состоянием предыстории. Чтобы покончить
с таким состоянием и положить начало исторической
стадии развития, деятельности ученых надо придать
направленный характер, обеспечить сложение результатов
отдельных исследователей в единую жизнеспособную
систему. Только тогда начнет виться нить истории, зажурчит
ручеек бессмертия. Как показывает история науки, такой
перелом в характере научной деятельности происходил
всегда по почину какого-либо выдающегося деятеля,
который своими трудами создавал своеобразный центр
кристаллизации или что-то вроде силового поля, в
котором усилия масс приобретали определенную ориентацию.
Начавшись, процесс истинного научного развития быстро
еыходит за рамки, установленные его инициатором,
напоминая в этом отношении скатывание кома по
заснеженному склону горы.
Для физики электромагнитных явлений во второй
половине XIX в. таким центром или ядром явилась теория
Максвелла. До Максвелла теоретическое изучение
электромагнитных явлений, хотя и весьма интенсивное в течение
нескольких последних десятилетий, происходило, как
теперь ясно, без отдачи для науки. Когда сейчас держишь в
руках громадные тома безнадежно устаревших сочинений
Вебера, Неймана, Гельмгольца и других протагонистов и
популяризаторов электродинамики дальнодействия, живо
чувствуешь, какая колоссальная работа совершена ими и
как поразительно мало осталось от нее в ©оиременной
физике.
Когда было понято значение теории Максвелла, главной
формой деятельности в области электродинамики стали
приложение и применение уравнений Максвелла к анализу
конкретных задач. По своему характеру — это чисто
теоретическая деятельность, и потому участие в ней приняли не
все ученые, работавшие на благо теории Максвелла.
Опыты Герца с электромагнитными волнами имеют к теории
Максвелла самое непосредственное отношение, но все-таки
они не являются применением этой теории. Поставить их,
вообще говоря, мог и человек, никогда не слыхавший о
теории Максвелла. Применение теории — это сознательная
интерпретация опытов в свете теории, анализ экслеримен·
242

тальных результатов с помощью уравнений теории. Легко
могло случиться, что такой анализ в случае опытов Герца
провел бы какой-нибудь другой исследователь. В
последнее время обычно так и делается: экспериментаторы
производят измерения, а теоретики их интерпретируют.
Благодаря научной разносторонности Герц смог выполнить обе
функции единолично — он не только создал и наблюдал
электромагнитные волны, но и проанализировал процесс
их возникновения и распространения.
Герц сделал это в то время, когда успешное применение
теории Максвелла ограничивалось двумя-тремя случаями.
Сам Максвелл, по неизвестной причине, не рассмотрел
детально ни одного процесса, анализ которого не мог бы быть
проведен на базе старой электродинамики, без помощи
уравнений новой. Как нарочно, в своем «Трактате» он
обсуждает только те примеры, которые не типичны для его
теории. В частности, он не останавливается даже на
распространении электромагнитных волн, ограничившись
указанием на то, что их скорость совпадает оо скоростью света.
Первые шаги в деле плодотворного применения теории
Максвелла сделали Пойнтинг, получивший формулу для
потока энергии электромагнитното поля, и Хевисайд и
Рэлей, установившие скин-эффект при распространении
электромагнитных волн вдоль проводов. В этом же ряду
стоит работа Герца — расчет простейшего излучателя
электромагнитных волн.
Идеализированной моделью вибратора, служившего в
опытах Герца источником волн, разумно считать линейный
осциллятор — систему двух равных по величине и
противоположных по знаку электрических зарядов, периодически
перетекающих с одного конца очень короткого проводника
на другой и обратно (рис. 54). Электрический ток в такой
системе достаточно хорошо аппроксимирует процесс
образования искр между полюсами прямолинейного
разрядника. Если проследить за током в разные моменты времени,
получится следующая картина. Начнем с того мгновения,
когда полюса вибратора не заряжены. В следующее
мгновение на них уже появятся заряды равной величины и
противоположных знаков. Постепенно они будут
увеличиваться, достигнут максимума, типичного для данной
системы, после чего так же постепенно начнут уменьшаться и на
одно мгновение вибратор вновь окажется незаряженным,
после чего снова начнется зарядка, но уже в противопо-
243

ложном направлении. Далее процесс будет повторяться.
Примерный график процесса для одного из полюсов
показан на рис. 55. Здесь'?1—период колебаний вибратора.
Электрические колебания, согласно теории Максвелла,
сопровождаются излучением энергии в виде
электромагнитных воли. Распространение электромагнитных волн в
пустоте подчинено системе уравнений (20). Бели мы хотим
знать распределение сил в поле, создаваемом вибратором,
мы должны решить эту 'Систему уравнений для заданных
начальных и краевых условий. Вообще говоря, это совсем
не простая задача. Уравнения Максвелла легко записать.
+<?{
-ч{
Рис.
Г
54
0
Ψ h
Л1 ! !\ f
Рис. 55
t
но трудно решить. На стр. 80 мы приводили высказывание
одного современного радиотехника о всеобщности и мощи
уравнений Максвелла. Прочтем эту цитату далее: «Хотя
электромагнитное поле в каждом конкретном случае, без
сомнения, описывается некоторым решением ясно
очерченной задачи для уравнений Максвелла, отроение
пространственной области (границы, среда) обычно настолько
сложно, что нет никакой надежды на применение
аналитических методов»*. Приходится применять качественные,
численные или полуэмпирические методы. Аналитическое же
решение, если оно вообще возможно, требует большой
находчивости и математического остроумия.
Герцев расчет поля линейного осциллятора в полной
мере обладает указанными качествами. Мы убедимся в этом,
если восстановим полную картину решения.
Из 'Соображений симметрии ясно, что электромагнитная
волна, создаваемая вибратором (рис. 54), будет
распространяться по воем азимутам равномерно, т. е. будет иметь ось
* В. В. Никольский.— Тр. Всесоюзн.
ин-та, 26, 24, 1964.
заочного энергетич.
244

симметрии, совпадающую с осью вибратора. Поэтому, если
в центр вибратора поместить начало декартовой системы
координат, направив ось Οζ по оси вибратора, величина
электрической и магнитной напряженности поля в
каждой точке пространства будет однозначно определяться
координатой ζ и расстоянием от вертикальной оси
ρ = "[/ж2 + у2. Это наводит на мысль характеризовать
электрическое поле
составляющими вектора
напряженности по оси Οζ и по азимуту
р, а магнитное поле, которое
в каждой точке
пространства перпендикулярно к
электрическому,—
составляющими вектора напряженности
по оси Οζ и по направлению,
перпендикулярному
азимуту р. Для новых компонент,
как нетрудно убедиться с
помощью рис. 56, получатся следующие выражения через
детсартовы компоненты [XXVI, 3]:
Рис. 56
Еа =
>р - — (χΕχ + УЕу)
(21)
Н±„ = —{хНу— УНХ
Задача, стоявшая перед Герцем, заключалась в том,
чтобы найти явные выражения для Ер, Ег, Н±р и Ηζ как
функций ρ, ζ и t. Герц нашел их, и это составляет его
главный вклад в теорию Максвелла, до сих пор не
утративший научного значения.
Было бы крайне интересно уяснить, .каким путем Герц
достиг своей цели. Сделать это по его статье абсолютно
невозможно. Здесь нет разбора задачи, а лишь
применение ее решения, которое приведено в готовом виде. Вот
га единственная фраза, в которой автор сообщает о своем
решении: «Выскажем следующее утверждение: если Π
представляет произвольную функцию р, z, t,
удовлетворяющую "уравнению
с2 df-
·=ΔΠ,
245

и если ввести
то система
Е, = -
1 dQ
Ρ dp
H_Lt> =
, dll
cp dt '
Ε = -L^
Я, = 0
представляет одно из возможных решении наших
уравнений» [XXVI, 4]. Убедиться ев правильности формул он
предлагает путем подстановки их в исходную систему
уравнений.
Как догадался Герц ввести функцию Q? Как он нашел
выражения для нацряженностей полей через эту
функцию? Ответить на эти вопросы позволяет экскурс в
теорию потенциала и в историю ранних теоретических
работ Герца.
Изшестно, что круговой гок силы i по своему
магнитному действию подобен магнитному листку с моментом
■ ml
iS_
с
(22)
Здесь S — площадь поверхности, ограниченной контуром
тока. Эту зависимость можно истолковать следующим
образом. По поверхности S с
поверхностной плотностью
i/c, которая, вообще говоря,
изменяется с течением
времени, распределено некоторое
мнимое вещество. Как всякое
вещество, оно создает поле,
которое описывается
потенциалом Р, удовлетворяющим
уравнению
ΔΡ = 0 (23)
Рис. 57
и в случае плоского листка имеющим вид:
^ 1 fift)
с J г
dS
(24)
Но магнитный листок есть система двух параллельных
сл]оев с одинаковой по величине и противоположной по
знаку поверхностной плотностью мнимого вещества.
Поэтому можно говорить о магнитном потенциале Ω, который
246

при расположении декартовых осей, указанном на рис. 57,
связан с потенциалом одного слоя соотношением
Ω=-^ (25)
Имея же магнитный потенциал, можно по общему
правилу найти напряженность магнитного поля
H = ~gradQ (26)
или, в компонентах
я _ ά'ρ и - £L н _ £р_ т,
Πχ~ dxdz' У~ dydz' "z~ dz"- *■ >
Напряженность магнитного поля в свою очередь
позволяет ввести в рассмотрение векторный потенциал А,
определяемый соотношением
Η = rot A (28)
Легко убедиться, что в нашем случае компоненты
вектора-потенциала имеют вид
*--£. Λ—£. ^.-0 (29)
Соответственно с этим для компонент электрического
поля, определяемого выражением
Е = \-А, (30)
с
найдем
1 d^P 1 d^P
Е*= TdJTt' EV= —d^di' Ег = °- (31)
KaiK видим, напряженности электрического и
магнитного полей выразились через одну и ту же функцию Р,
которая определяется видом тока, создающего эти поля.
Формулы справедливы только для плоского тока, но в
принципе те же рассуждения сохраняют силу и для
других распределений тока, например для токов, текущих по
поверхности сферы. Это делает изложенный метод весьма
эффективным инструментом анализа
электродинамических задач.
Герц рано по достоинству оценил преимущества
изложенного метода, с которым познакомился По «Трактату»
247

Максвелла, где он (применен для расчета токов,
возникающих на поверхности металлического диска три вращении
его в магнитном поле (диск Араго), и для решения
некоторых других задач с токовыми пленками *. В первой же
теоретической работе Герц, как мы видели в гл. I, § 2,
применил его при расчете токов, возникающих на
поверхности металлических сфер и полых шатров, вращающихся
в магнитном поле. Затем он воопоишовалоя им при
расчете соприкосновения ушругих тел. Не будет, следовательно,
преувеличением оказать, что Герц вступил в
теоретическую физику как протагонист
этого метода. Тем естественнее
было вспомнить о нем, когда
потребовалось вычислить
электромагнитное поле, создаваемое
вибратором: ведь в этой задаче
налицо все атрибуты,
необходимые для применения данного
метода: игра токов в малом
объеме пространства
определяет распределение полей во всем
Рис. 58 остальном пространстве, и
изменения этих полей подчинены законам
электродинамики с той лишь разницей, что потенциалдолжен
удовлетворять уравнению не Лапласа, а Даламбера. Более
смущающим на первый взгляд кажется то обстоятельство,
что диполь (рис. 54) может быть отождествлен с двойным
электрическим слоем, но никак не с магнитным листком.
Однако наше знакомство с работой Герца, изложенной в
гл. I, § 5, позволяет понять, что и здесь Герц не встретил
затруднения: следуя своей идее симметрии между
электрическими и магнитными явлениями, он ввел понятие
магнитного тока и таким путем получил возможность
воспользоваться старым методом, но только утверждая для
электрических величин то, что прежде было установлено
для магнитных, и для магнитных то, что было установлено
для электрических.
Для пояснения рассуждений Герца мы приведем на
рис. 58 магнитный аналог рис. 57. Аналогичным образол!
могут быть обращены все формулы от (22) до (31). Не
* D. Maxwell. A Treatise on Electricity and Magnetism, v. 2,
ch. 12.
248

переписывай всех формул, отметим только наиболее
важные и только в том виде, который кажется в данном
случае более целесообразным. При этом мы воспользуемся
обозначениями Герца для вспомогательного потенциала и
некоторых других (величин.
Вместо формулы (22), мы имеем
Ρ = ql\ (32)
вместо уравнения (23),
D Π = 0; (33)
вместо формул (27),
Ь* — dxdz ' у ~~ dydz ' z ~~ dz* c* dP 'd4'
и, наконец, вместо формул (31),
1 dm „ =
с dy dt ' у с dx dt
я* = — -ГЖГТ1> Hv= ΤΆΓΚ' Нг = 0 (35)
Если в последних двух рядах формул перейти от
декартовых координат χ и у к координате р, как она определена
па стр. 245, и, соответственно, от декартовых компонент
поля к величинам, определенным формулами (21), мы
получим формулы Герца, приведенные на стр. 246.
Между прочим, подставляя (34) и (35) в (21), найдем
π — _L_fL ( dIL 4- —
р ρ dz \ dx * У dy
м — 1 d I dU dU\
a\.f- -^~dT [x-fa+y-dj)
Выражения в скобках просят особого обозначения. Герц
обозначил их буквой Q. Чтобы убедиться в этом,
достаточно перейти от χ и у к р. Тогда получим:
о = ^ϋ _l dJL — !*5.
" dx ' У dy "dp
Как обнаружил Герц, сечения поверхностей вращения
Q = const с меридиональными плоскостями представляют
249

собой электрические силовые линии [XXVI, 4]. В самом
деле, уравнение силовой линии, т. е. кривой, в каждой
точке касательной к вектору Е, например в плоскости
Оху, имеет вид -=- = -g- . Отсюда с помощью (34)
получим после интегрирования
dll . еШ ~ ,
что) и доказывает сказанное.
Расшифровав решение Герца, подчеркнем, что его
высокая плодотворность объясняется главным образом
двумя факторами. Во-первых, линейный осциллятор
представляет собой первичную клеточку любого
источника электромагнитных волн, в силу чего расчет самых
сложных антенн в конце концов сводится к анализу
линейных осцилляторов. Во-вторых, функция Π допускает
векторное обобщение и, значит, пригодна для анализа
излучающих систем самой произвольной конфигурации.
В последнем случае напряженности электрического и
магнитного полей, определяемые у нас формулами (34)
и (35), выражаются через векторную функцию II—
«вектор Герца» — равенствами
Ε =rot · rotH,
1 drotn
н=
dt
Формулы (34) и (35), сводя поля к функции П,
делают определение вида этой функции центральной частью
проблемы. От того, насколько правильно будет выбрана
эта функция, зависит успех расчета. Из общих
соображений ясно, что формула (24), справедливая в теории
дальнодействия, не будет справедлива в теории
Максвелла, но может служить аналогом при отыскании вида
функции П. Обобщение ее, как можно думать, должно
состоять в следующем: функцию под интегралом следует
брать не в момент t, а в момент, предшествующий ему
на такой срок, который необходим электромагнитной
волне для преодоления расстояния от источника волн до
250

места их регистрации. Короче говоря, вместо (24), по-
видимому, нужно принять выражение
( — —)
п = \ 7 с dV> (36)
где интеграл берется по объему, занимаемому
осциллятором. Поскольку момент электрического диполя
представляет собой электрическую поляризацию вещества в
единице объема, определенная таким образом функция Π
приобретает смысл поляризационного потенциала.
Герц при расчете своего вибратора принял в качестве
поляризационного потенциала функцию
ρ sin 2л (-л- —-τ»?-)
Π = L* i-L , (37)
в которой λ и Г связаны соотношением λ = сТ (только в
этом случае функция (37) является решением уравнении
(33) [XXVI, 5]. Выражение (37) представляет собой,
очевидно, частный случай выражения (36) и имеет смысл
сферической волны, распространяющейся
(«раздувающейся») со скоростью света.
После того как выбрана функция П, расчет полей
становится чисто вычислительной задачей. Герц произвел
соответствующие вычисления, но не ограничился ими и
для наглядности, основываясь на упомянутом свойстве
функции Q, вычертил для различных моментов времени
систему силовых линий электрического поля. В
результате процесс излучения вибратором электрических волн
предстал в очень ясном и красивом виде. На рис. 59 мы
воспроизводим несколько знаменитых чертежей Герца
для моментов времени, отмеченных буквами на рис. 55.
Сделаем к ним несколько поясняющих замечаний.
1. Центральный кружочек с осциллятором внутри,
без изменения, воспроизводимый на всех чертежах рис.
59, выделяет центральную, не подлежащую рассмотрению
в рамках данного решения область пространства:
процессы в непосредственной близости от осциллятора
настолько сложны, что для анализа их требуется более
тонкий метод [XXVI, 8].
2. На чертежах α и 6 мы видим погрессирующее
нарастание электрического поля. Картина распределения
251

3
C5 «ί «S «Й *£

силовых линий мало чем отличается от случая
электростатического поля диполя, но по мере возникновения
силовые линии удаляются от вибратора, причем так, как
будто скорость их распространения превышает скорость
света в пустоте. Здесь сказывается эффект конечных
размеров источника. На больших расстояниях от источника
он становится практически незаметным [XXVI, 9].
Происхождение его проясняется, если вычислить фазу
электрической волны как функцию расстояния. Вычисление
показывает, что фаза сначала уменьшается и только затем,
на расстоянии примерно четверти волны, начинает расти
(рис. 60). Это значит, что волна имеет такой вид, как
Рис. 60
будто бы на протяжении первой четверти она
распространялась с бесконечно большой скоростью или, иначе,
во'з.йи'кЬца' не в начале координат, а на расстоянии
четверти волны [XXVI, 14—15]. Что касается больших
расстояний от источника, то там распространение волн
происходит с конечной и постоянной скоростью, равной
скорости света.
3. На чертеже с, соответствующем начавшемуся
процессу уменьшения величины зарядов на полюсах
вибратора, картина силовых, линий уже существенно
отличается от электростатического случая. Мы видим, как
силовые линии искривляются, приобретая форму луковицы;
главное же, они не полностью втягиваются обратно в
вибратор, некоторая часть каждой из линий отрывается
и замыкается сама на себя, образуя вихревое
электрическое поле. Эти вихри уже не вернутся в источник,
наоборот, они будут все дальше удаляться от него. Иначе
говоря, эти вихри суть не что иное, как электрическая
часть электромагнитных волн. Пунктирная линия на
чертеже е означает границу между отшнуровавшимися
253

силовыми линиями и силовыми линиями,
возвращающимися в источник [XXVI, 9—10]. На чертеже d процесс
образования вихревого поля закончился, и поле
удаляется от источника в виде некоторой самостоятельной
субстанции.
4. Благодаря искривлению силовых линий при
разрядке осциллятора вблизи источника имеются точки,
напряженность электрического поля в которых меняет
только свое направление, не изменяя величины.
Графически эти точки, точнее небольшие области пространства,
располагаются там, где при сложении чертежей для
моментов времени, различающихся на четверть периода,
например при сложении чертежей α и с, силовые линии
одного чертежа идут перпендикулярно силовым линиям
другого. Как мы помним, Герц экспериментально
обнаружил существование таких точек еще до того, как
установил их теоретически. На рис. 23 они отмечены
звездочками, на рис. 59, Ъ — изогнутыми стрелками,
показывающими направление вращения вектора [XXVI, 10—11].
5. Чертеж е дает картину уходящей волны и
начавшей образовываться следующей волны; силовые линии «
последней направлены противоположно силювым
линиям предыдущей. На этом чертеже хорошо видно, как
новая волна из-за своей повышенной скорости
распространения .«нажимает» на свою предшественницу,
заставляя ее изгибаться. Такого рода изгибание приводит к
тому, что на большом расстоянии от источника все
электрические силовые линии оказываются
перпендикулярными радиусу, проведенному из центра. Это означает,
очевидно, поперечность электрической волны [XXVI, 111.
Как мы помним, во время опытов Герц обнаружил
существенно иную картину: на достаточно большом
расстоянии от вибратора поле во всех точках оказалось
параллельным вибратору (см. рис. 23). Предположив наличие
ошибки в своих опытах, Герц повторил их, изменив
расположение вибратора относительно стен помещения, и
на этот раз получил уже ту же самую картину, которую
предписывала теория. Причиной ошибочности прежней
приходилось считать, как и в случае со скоростями волн
в воздухе и в проводе, влияние волн, отраженных
стенами [XXVI, 12].
6. На чертежах рис. 59 хорошо видна
неравномерность распределения энергии по широтам. Всего более
254

энергии излучаетсй в экваториальной плоскости, всего
менее — в направлении оси вибратора [XXVI, И]. Это
тоже было замечено Герцем на опыте раньше, чем в
теории (стр. 94). Между прочим, неравномерность
распределения энергии излучения по разным направлениям не
мешает излучаемой волне сохранять сферическую форму.
Вычисления с функцией (37) позволяют уточнить этот
качественный вывод. Если ввести в рассмотрение
широтный угол Θ (угол между осью Οζ и направлением
радиуса-вектора г), то выражению для осевой составляющей
электрической силы на больших расстояниях от
источника можно будет придать вид
Отсюда следует, что электрическая сила убывает по
мере приближения к оси Οζ, при постояшном
расстоянии от начала координат, как расстояние до этой оси
[XXVI, 7].
Наиболее удивительным результатом обсуждаемой
работы Герца был вывод о разных законах изменения
электрической силы на разных расстояниях от вибратора:
если вблизи вибратора она убывает, как и должно быть
для дипольной системы, пропорционально кубу
расстояния, то на больших расстояниях убывание происходит
гораздо медленнее ^- пропорционально первой степени
расстояния [XXVI, 7]. Ничего подобного старая
электродинамика не знала. Даже само различие между
«малыми» и «большими» расстояниями не имеет в ней смысла,
так как любые расстояния, согласно этой теории,
преодолеваются мгновенно. Напротив, в электродинамике
Максвелла такое различие имеет твердую опору в конечной
скорости распространения сигналов и определяется в
зависимости от соотношения между расстоянием и длиной
волн.
В данной связи интересно обратить внимание на три
момента. Первый: экспериментально пропорциональное
с увеличением расстояния убывание интенсивности волн
не могло быть открыто до опытов Герца с
высокочастотными колебаниями потому, что длины волн в опытах
других исследователей всегда превосходили измеряемое
расстояние. Между прочим, в опытах Герца проявление
этой закономерности более всего удивляло и волновало
255

его (стр. 142 и 177). Второй: теоретически нропорцйо-
нальное убывание напряженности электрического и
магнитного полей с увеличением расстояния могло быть
выведено лет за пять до опытов Герца, сразу же после того,
как Пойнтинг установил формулу для потока энергия
электромагнитного поля. В самом деле, согласно Пойн-
тингу, энергия поля, протекающая через единичную
площадку, ε ~ ΕΗ; но в случае сферической волны площадь
волнового фронта S ~ г-2; значит, если энергия не
возникает, не исчезает и не застревает, должно быть Ε ~ —,
„ 1
и ~ —, т. е. как раз тот самый результат, который
получил Герц для дальней, волновой зоны. Необходимо,
впрочем, заметить, что до работы Герца, кажется, никто не
обратил внимания на этот элементарный вывод из
формулы Пойнтинга, в том числе сам Герц в период первых
опытов: тогда он концентрировал внимание на
расхождении экспериментальных результатов с теориями
дальнодействия, ,а не на согласии их с теорией Максвелла (стр.
142). Третье: практическое значение данной
закономерности необозримо, ибо не обладай электромагнитные волны
способностью затухать на больших расстояниях
пропорционально лишь первой степени расстояния, радио
никогда бы не получило того применения, свидетелями
которого мы являемся.
Наконец, отметим, еще один результат, полученный
Герцем. По известным формулам для напряженности
электрического и магнитного полей он вычислил энергию,
излучавшуюся в единицу времени его вибратором, и
установил, что за 5—6 колебаний вибратора излучалась
половина запасенной в нем энергии [XXVI, 12—13]. Так как часть
энергии вибратора тратилась еще на джоулево тепло, то
колебания не могли быть более устойчивыми, чем показано
на рис. 22. Иначе говоря, и в этом пункте теория
подтвердила прежние (и последующие) выводы эксперимента.
Работы, рассмотренные в настоящей главе, были
выполнены Герцем в обратной последовательности, т. е. он
рассчитал поле вибратора ранее, чем дал систематическое
изложение теории Максвелла.
Мысль о применении уравнений Максвелла для
расчета поля вибратора возникла у Герца вскоре после того,
как он убедился в реальности электромагнитных волн в
256

воздухе. Согласно дневниковым записям, 27 марта 1888 г.
он «нашел формулы для колебаний по Максвеллу», а 6
апреля «чертил изображения колебаний по максвелловой
теории». Эти рисунки, однако, не увидели света:
продолжая размышлять над проблемой распределения сил вокруг
вибратора, он нашел более простой метод изображения
электрических колебаний [дневниковая запись от 23.4.
1888], который и применил полгода спустя в работе,
изученной нами в настоящем параграфе. Знаменитые
чертежи, приведенные в модифицированном виде на рис. 59,
были изготовлены им 17 октября 1888 г. с помощью жены.
Несколько позже в письме родителям он скажет об этой
работе, намекая на ее математическое содержание, что им
в ней должны понравиться лишь «рисунки Елизаветы»
[письмо от 16.12.1888]. В этот же период Герц выполнил
две экспериментальные работы — с проводами сложной
формы и с вогнутыми зеркалами (гл. 2, § 2).
Систематизацией теории Максвелла Герц занялся,
закончив свои исторические опыты, в начале 1889 г. В его
дневнике 17 февраля появилась запись: «Думал об
основных уравнениях электродинамики»,— первая в длинном
ряду подобных записей, которые будут затем встречаться
через неравные промежутки времени вплоть до 6 марта
1890 г.— дня завершения работы, изученной нами в
предыдущем параграфе. За это время в жизни Герца
произошли важные события — печальные (болезнь глаз и зубов)
и радостные (ов был избран членом-корреспондентом
Берлинской академии наук, почетным членом Манчестерского
философского общества и научных обществ Женевы и Эр-
лангена, получил премию Баумгартена, премию
Французской академии и др.). В этот же период он
перебазировался нз Карлсруэ, где занимал должность профессора
Высшей технической школы, в Бонн, где ему была
предложена должность профессора университета. Интересен также
следующий факт: в процессе работы над уравнениями
Максвелла Герц изучал оптические статьи Фойгта
[дневниковая запись от 27.9.1889], а закончив работу, послал
Фойгту рукопись ее [запись от 6.3.1890]. Среди других
работ Герца в этот период можно упомянуть доклады об его
открытиях, в том числе гейдельбергский доклад (стр. 238).
На другой день после окончания статьи об уравнениях
электродинамики в покоящихся телах Герц принялся за
ее продолжение — за статью об уравнениях электродина'
257

мики в движущихся телах, и через полгода закончил ее
[запись от 29.9.1890]. Основами электродинамики он
занимался, таким образом, в общей сложности полтора года.
Работая над второй статьей, он продолжал ставить опыты
с системой Лехера (гл. 2, § 2).
Вклад Герца в электродинамику движущихся сред мы
изучим в следующем параграфе.
§ 3. Обобщение теории Максвелла
В электродинамике Максвелла можно выделить
несколько слоев, напластывая которые один на другой, мы
все более усложняем задачу теоретического описания
электромагнитных явлений. Первый слой — это
электродинамика пустого пространства, вакуума, или, как раньше
говорили, эфира. В эфире, согласно Фарадею и Максвеллу,
нет ничего, кроме электрических и магнитных силовых
линий, которые насыщают и опутывают, как паутиной, все
пространство; иными словами, нет ничего, кроме в той или
иной степени деформированного эфира. Здесь нет разницы
между напряженностями полей и индукциями, нет зарядов,
нет тока. Систему уравнений Максвелла для данного
случая мы получим, если в системе (19) положим ε = μ = 1,
р = /=0.
Второй слой максв.елловой электродинамики
накладывается на первый при переходе к пространству,
заполненному какой-нибудь средой, диэлектрической или
проводящей. Картина электромагнитных явлений в этом случае
гораздо сложнее. В среде возможны электрические токи, и
наряду с напряженностью полей приходится различать
индукцию. Образно говоря, среда своим присутствием
изменяет густоту и распределение силовых линий и
способствует течению процессов, невозможных в пустоте.
Явления такого рода описываются полной системой уравнений
Максвелла, как она дана в (19).
К третьему слою мы переходим, когда предполагаем,
что среда пришла в движение. Это вполне реальный случай,
даже более реальный, чем случай неподвижной среды, ибо
какое бы тело мы ни взяли, оно всегда относительно чего-
нибудь движется. Сам факт влияния движения среды на
картину электромагнитных явлений несомненен.
Достаточно напомнить, что электромагнитная индукция, согласно
закону Фарадея, возникает как при изменении тока в непо-
258

движной цепи, так и при движении цепи в магнитом поле.
Однако учет всех сторон этого нового фактора — дело
далеко не простое: это самостоятельная большая проблема,
требующая отдельного решения.
Пример подхода к ней дал сам Максвелл, причем в
одной из своих первых работ, в статье «О физических
силовых линиях». Здесь мы находим выражение для
напряженности электрического поля в среде, движущейся в
магнитном поле. Это выражение почти без изменения
воспроизведено в «Трактате», где оно значится под буквой В (см.
стр. 220 нашей книги). В наших обозначеняих оно имеет
вид
E = ~gradq L· A-\--^-\vB\ (38)
Аналогичного выражения для магнитной силы при
движении тела в электрическом поле Максвелл не дал. У него,
таким образом, мы не находим законченного обобщения
уравнений электродинамики на случай движущихся сред;
он, говоря словами Герца, «пренебрег последовательным
включением явлений в движущихся телах в свою систему»
[XXXI, 376].
Мы уже не первый раз отмечаем досадные недоделки в
работах Максвелла по электромагнетизму. Он вывел
уравнения электродинамики на основе шатких и
сомнительных моделей. Он не привел в систему основные уравнения
электродинамики. Он не решил ни одной задачи,
позволяющей продемонстрировать принципиальное отличие новой
электродинамики от старой. Он, наконец, не произвел
законченного обобщения уравнений новой
электродинамики на случай движущихся еред. И между тем мы все
время говорим и повторяем, что Максвелл — создатель новой
электродинамики, что уравнения новой
электродинамики — это уравнения Максвелла. Что побуждает нас так
прочно связывать имя Максвелла с новой
электродинамикой, коль скоро ее изложение и защита в его работах
страдают такими существенными недостатками? Ища ответа на
этот вопрос, кажется правильным обратить внимание на
глубокую убежденность Максвелла в справедливости той
теории, которая ныне носит его имя. Максвелл никогда не
сомневался в истинности идей, заимствованных им у Фа-
радея, и безоговорочно связал с ним свою научную судьбу.
Он верил в них, в эти идеи. А там, где вмешивается вера,
259

доказательства и систематизация, как известно, не играют
уже решающей роли. Их можно предоставить
последователям. По существу, именно так и поступил Максвелл (ср.
стр. 220). Первостепенное значение имел при этом,
конечно, тот факт, что последующие работы других
исследователей приносили только все новые и новые подтверждения
правильности максвелловых убеждений. Ему, как автору
новой теории, мы можем, таким образом, сказать словами
евангельской притчи: «Вера твоя спасла тебя».
Подход Герца к построению электродинамики был
совершенно иным. Как мы помним, он сразу же выделил
в этой науке две большие части — теорию покоящихся сред
и теорию движущихся сред. В последнем случае вопрос
формулировался следующим образом: как влияет
движение тела на электромагнитные процессы, протекающие в
теле? Поскольку средой электромагнитных процессов
считался эфир, этот вопрос сразу же рождал другой: движется
эфир вместе с телами или всегда остается в покое? Ясно,
что от ответа на последний вопрос существенно зависит и
ответ на первый. Оба представления об эфире уже
обсуждались в науке: первое — Стоксом, второе — Френелем и их
многочисленными последователями. Спор между
сторонниками разных точек зрения остался пока нерешенным. Если
эфир покоится или лишь частично увлекается телом, мы
должны иметь двойную систему численных характеристик
электромагнитных явлений — для эфира и для
движущегося относительно него тела; если эфир полностью
увлекается телом, достаточно одной системы характеристик.
Последний вариант проще первого, и Герц, отметив, что опыт
в области электромагнетизма, каким он был в начале 90-х
годов XIX в., не противоречит ему, положил этот вариант
в основу своих построений [XXXI, 370].
Он рассуждал так. Пусть мимо нас движется со
скоростью ν тело, в котором протекают какие-то
электромагнитные процессы, подлежащие теоретическому описанию.
Предполагается, что для наблюдателя, связанного с телом,
они текут так же, как если бы тело находилось в покое.
Для нас же, внешних наблюдателей, картина будет иной.
В основе ее, несомненно, должны лежать обычные
уравнения Максвелла, но их надо дополнить какими-то новыми
членами, учитывающими, что временное изменение,
например магнитного состояния среды, обусловлено не только
распределением электрических сил в соседних точках, как
260

это имеет место в покоящемся теле, но и деформацией,
испытываемой данным элементом тела при движении. Герцу
не надо было заново искать эти члены: задолго до него их
нашел Гельмгольц, который решал аналогичную задачу в
рамках электродинамики Неймана. Новых членов три.
Один обусловлен смещением элемента поверхности в место
с другим значением индукции (член вида
dB^. dB„ dB^
другой — вращением элемента поверхности вокруг осей
координат, в результате чего его начинают пронизывать те
силовые линии, которые прежде шли параллельно ему (член
I dv dv \
вида третий — изменением размера самого элемента
поверхности (член вида
fdv dv \
Так как все члены малы, их можно считать взаимно
независимыми и складывать друг с другом [XXXI, 372—374].
Дополнив уравнения Максвелла перечисленными
членами, Герц, после некоторых преобразований, получил
следующую систему уравнений:
с rotE = ~B + rot [vB] — ν divB,
(39)
с rotH = D -f- 4nj— rot [vD\ + ν divD
По сравнению с системой (19), новыми здесь являются
два последних члена каждого уравнения. Именно они и
отличают герцеву электродинамику в движущихся телах
от максвелловой электродинамики в покоящейся среде.
Выясним физический смысл каждого нового члена и
коротко отметим историческую судьбу наиболее важных
из них.
Последний член первого уравнения исчезает, если мы,
как обычно, будем отрицать существование отдельных
магнитных полюсов. Первое уравнение становится при
этом тождественно уравнению (38). Последний член
второго уравнения, напротив, в силу существования отдельных
261

электрических зарядов, отличен от нуля. Его действие
таково, как будто вместо тока j появился ток j = j + pv.
Действительно, еще Роуланд наблюдал магнитное поле,
создаваемое движением заряженных тел. Герц не
преминул отметить это как экспериментальное подтверждение
развиваемой им теории [XXXI, 378].
Предпоследние члены обоих уравнений означают, что
движение тела в магнитном поле порождает электрическое
поле (это наблюдал еще Фарадей, заставляя медный диск
вращаться в магнитном поле), а движение тела в
электрическом поле порождает магнитное поле (это наблюдал
Рентген, заставляя диэлектрик вращаться в электрическом
поле). Опыт Фарадея учел Максвелл в уравнении (38);
Герц отметил опыт Рентгена как факт, говорящий в
пользу второго уравнения (39) [XXXI, 388].
Находясь в качественном согласии с опытом в области
электромагнетизма, теория Герца вместе с тем оставляла
без объяснения такие оптические явления, как аберрация
звезд в телескопах, наполненных жидкостью (опыт Эйри)
и влияние текущей жидкости на скорость
распространяющегося в ней света (опыт Физо). Суть опытов Эйри и
Физо, выраженная на языке эфира, заключается, как
показал Френель, в том, что эфир в этих процессах надо
считать частично увлекаемым движущейся средой. Степень
увлечения характеризуется коэффициентом 1 — — , где
η — показатель преломления среды. Увлечение эфира
телами, иначе говоря, тем значительнее, чем оптически
плотнее среда; пустота вообще не увлекает эфир. Исходная
посылка теории Герца — представление о полностью
увлекаемом эфире — очевидным образом противоречит этой
интерпретации оптических фактов. Поскольку факты эти
были установлены задолго до Герца и он не мог не знать
о них, его пренебрежение к ним следует объяснить
сознательным намерением учесть только электромагнитные яв·
ления ценой отказа от учета оптических явлений. Ясно,
что это явный выпад против электромагнитной теории
света Максвелла. Указанная особенность теории Герца
заставляет снова вспомнить о трудном отношении Герца к
теории Максвелла.
Пренебрежение опытами Эйри и Физо было слитком
большим недостатком теории Герца, чтобы не побудшъ
других теоретиков улучшить ее в этом пункте. Необходи-
262

мое улучшение произвел Лоренц*. Он пошел,
поощренный работой Герца, по его горячим следам, но
руководствуясь существенно другими соображениями. В
противоположность Герцу, Лоренц был убежденным
сторонником теории Максвелла и видел свою цель не в
развенчании ее, а в укрепления и усовершенствовании.
Сосредоточившись на самых слабых пунктах теории — на понятиях
электризации, электрического тока и поляризации, он ввел
представление об элементарных материальных носителях
электрического заряда — ионах, или корпускулах, и их
разной концентрацией, движением и смещением от
положения равновесия объяснил явления электризации, тока
и поляризации. Лоренц понимал, что его понятие
электрической корпускулы в известном смысле возвращало
физику назад, к старому представлению об электрической
субстанции, но не видел в этом беды. Кроме того, он
предположил, что электрические корпускулы полностью
проницаемы для эфира, т. е. принял в отношении их концепцию,
противоположную концепции Герца. Вопрос об отношении
эфира к макротелам он оставил открытым, надеясь таким
путем обойти трудности, с которыми столкнулся Герц. Эта
надежда в известном смысле оправдалась.
Лоренц обратил внимание на особенность тех членов
системы уравнений Герца (39), которыми она отличается
от первых двух уравнений системы Максвелла (19):
в каждый из них входит величина, временная производная
которой встречается в том же уравнении. В первом
уравнении это — магнитная, во втором — электрическая
индукция. Как показал Лоренц, данная особенность позволяет
получить систему (39) из системы (19) с точностью до
— путем дополнения тока ./конвекционным током 4πρ«
с „9
и заменой производной -^ выражением
ъ_ _э _а _а_
dt Όχ дх Vy ду Vz dz
Физический смысл первой операции вполне ясен,
второй — не ясен совершенно. При желании, ее можно ин-
* Н. L о г θ η t z. La theorie electromagnetique de Maxwell et
son application aux corps mouvants.— Arch. Neerl., 25, 363, 1892.
Перепечатка: Η. Lorentz. Collected Papers, v. II. The Hague, 193b,
p. 164.
263

терпретировать следующим образом. Пусть с
движущимся телом связана своя система отсчета, которую в
отличие от обычной, неподвижной системы (х, у, z, t) назовем
движущейся и обозначим штрихованными координатами
(х\ у', z', tr). Уравнения (19), очевидно,—уравнения
электродинамики в неподвижной системе отсчета, а
уравнения (39), по Лоренцу,—в системе отсчета,
движущейся относительно неподвижной системы оо скоростью V.
Тогда, допустив еще, что движение происходит в
положительном направлении оси х, получим возможность
высказать следующее утверждение: уравнения (39) получают-
V
ся из уравнений (19) с точностью до —, если применить
подстановку
д д д д д д д д д 1А(\\
lx~>d^^H~¥dyr~dz'~>dzr~dr~¥W^Vdxr \ >
и, кроме того, добавить конвекционный ток 4π.ρι\
Данный прием интересен сам по себе как некий
математический трюк; но полное его значение обнаружилось
после того, как Лоренц, применив его к уравнению Далам-
бера, получил для коэффициента увлечения эфира
движущейся средой формулу Френеля. Прежде эта формула
выводилась чисто эмпирически, и вывод ее теоретическим
путем, из общих уравнений электродинамики был большим
достижением. Только теперь, собственно, забрезжила
реальная надежда объяснить электромагнитные и оптические
явления на единой основе.
Теория Лоренца была, однако, справедлива с точностью
лишь до так называемых эффектов первого порядка (с
точностью до— ). Но еще в 1881 г. был экспериментально
изучен один эффект второго порядка (с точностью до
-§~ ), указанный Максвеллом в 1878 г.,— влияние
орбитального движения Земли на скорость света относительно
земной поверхности. Согласно теории Френеля, допускавшей
существование эфирного ветра, скорость света в
направлении движения Земли должна отличаться от скорости
света в перпендикулярном направлении; согласно теории
Стокса, отрицавшей наличие эфирного ветра, обе скорости
должны совпадать. С целью решить спор между этими
двумя теориями Майкельсон произвел необходимые изме-
264

рения. Никакого различия скоростей он не заметил.
Сторонники концепции неподвижного эфира были поставлены
тем самым перед лицом серьезной трудности. К их числу
сознательно примкнул и Лоренц, заняв тем самым в
отношении опыта Майкельсона точно такую же позицию,
которую Герц занимал в отношении опыта Физо.
Но Лоренц, в отличие от Герца, с самого начала
рассматривал это как недостаток своей теории и после долгих
раздумий нашел способ устранить его *. Случилось так,
что одновременно к тому же решению пришел другой
сторонник теории Френеля — Фицджеральд **.
Независимое отыскание одного и того же решения
несколькими учеными служит лучшим показателем
логической обусловленности научного развития. Среди
закономерностей этого процесса видное место занимает
положение о том, что решение научной проблемы в некотором
роде находится уже в формулировке проблемы и надо
только уметь его там рассмотреть. Анализ опыта
Майкельсона подтверждает эту истину.
Майкельсон работал с крестообразным
интерферометром, заставляя две части одного луча проходить разные
пути — в продольных и в поперечных направлениях, и
затем вновь собирая их на экране прибора. Если бы скорость
света зависела от направления, интерференционная
картина изменилась бы при повороте прибора на 90°. Пусть
плечи прибора имеют длину I. Тогда путь, проходимый светом
в продольном направлении туда и обратно, выразится
формулой 11 (1 -\—ξ-), а в перпендикулярных
направлениях — формулой 11 [1 + 2^"). Здесь ν — скорость
Земли на орбите. Разница между этими двумя величинами
и подлежала измерению в опыте. Как уже сказано, она
оказалась неуловимой. Иначе говоря, обе величины в опыте
Майкельсона совпали. Это совпадение и надо было
объяснить. Мы объясним его, если примем, что в разные
формулы входят разные I, например 1\ в первую и 12 во вторую.
Тогда для тождества величин достаточно будет положить
*Н. Lorentz. The relative motion of the earth and the
ether.— Zittingsverslagen der Akad. v. Wet. te Amsterdam, 1, 74,
1892; перепечатка: Η. Lorentz. Collected Papers, v. IV. The
Hague, 1937, p. 219.
** F. Fitzgerald. См. О. Lodge. Aberration problems.-»
Phil. Trans. Roy. Soc, A, 184, 749, 1893.
265

Το~γ 1 ξ-. Смысл этог.о равенства заключается, оче-
видно, в том, что продольное плечо интерферометра
укорачивается, а поперечное удлиняется. Можно, конечно,
предположить изменение длины только одного плеча, например
продольного, положив h = I, или поперечного, положив
h = I. Налицо, таким образом, несколько вариантов
объяснения. Фицдшеральд сразу, а Лоренц после некоторых
колебаний остановились на гипотезе изменения длины только
продольного плеча, т. е. на гипотезе сокращения тел в
направлении движения. В пользу ее можно было высказать
некоторые теоретические соображения. Если эфир, как
предполагалось, определяет электромагнитные явления, то
он, судя по всему, влияет и на молекулярные связи в
телах, и, следовательно, цепочка молекул, двигаясь шеренгой
в эфире, должна сжиматься, укорачиваться. На
непосредственную экспериментальную проверку гипотезы
рассчитывать не приходилось: даже размер самого большого на
земле тела — самой Земли, при самом быстром из
известных тогда движений — при орбитальном движении,
уменьшается, согласно теории, всего на 6 см (пример Лоренца) *.
Приняв гипотезу сокращения, Лоренц попытался
включить ее в свою теорию **. Идея подстановок при переходе
от одной системы отсчета к другой создавала для этого
благотворную почву. Сокращение длины тела в
направлении движения можно, очевидно, интерпретировать как
преобразование координаты, в направлении которой
происходит движение. Как выяснилось, в смысле
преобразования координат могут быть истолкованы и формулы
подстановок (40) и дополнительный конвекционный ток.
Соответствующее преобразование коордицат в том случае,
когда движение тела происходит в положительном
направлении оси х, приобрело вид:
x? = —-?==r — vt,if=.y,t' = i,t'=t—!s-x. (41)
Здесь if — время, которое в отличие от обычного времени
t меняется от точки к точке. Соответственно с этим Ло-
* Н. Lorentz. Цит. соч., стр. 223.
** Н. Lorentz. Versuch einer Theorie der electrischen uud
optischen Erscheinungen in bewegten Korpern. Leiden, 1895;
перепечатка: Η. Lorentz. Collected Papers, v. V. The Hague, 1937, p. 1.
266

ренц назвал его местным (или локальным) временем.
Во всех случаях повседневной жизни оно практически
совпадает с обычным временем. Достаточно сказать, что
локальные времена в двух точках земной поверхности,
расположенных на расстоянии 1 км в направлении
орбитального движения, различаются всего на 3 · 10~10 сек (пример
Пуанкаре) *.
Произведя указанное преобразование координат в
уравнениях Максвелла, Лоренп обратил внимание на то,
что получающимся уравнениям можно придать форму
исходных, если несколько изменить определения полей и
индукций, а также операций ротора и дивергенции. Этот
факт он сформулировал в виде правила: если в
покоящейся системе отсчета компоненты электрического и
магнитною полей суть некоторые определенные функции
координат х, у, ζ и t, то в системе отсчета, движущейся со
скоростью ν, существуют поля, которые являются теми же
функциями координат х\ у', zr и if **. Пользуясь этим
правилом, легко, в частности, получить френелев
коэффициент увлечения эфира. Пусть уравнение плоской волны в
' 2тс / х\
покоящейся системе отсчета имеет вид у =А sin-уг It ——J,
где С\ — скорость распространения волны в
покоящейся среде. В движущейся системе отсчета уравнение
плоской волны, согласно данному правилу, должно быть
записано в виде у = A sin -γ it —J или, после
подстановки преобразований (41) и некоторых упрощений,
2
у = A sin-=- \t ) , где с2 = Ci 5— скорость
распространения волн в движущейся среде. Если η — показатель
преломления среды, т. е. η = — , то с2 = сх г. Значит,
относительно покоящейся системы отсчета скорость волн
равна сг -f- (1 Л υ. Выражение в скобках есть
коэффициент Френеля.
Идея неизменности (инвариантности) уравнений
Максвелла при переходе от одной системы отсчета к другой,
движущейся относительно первой равномерно и прямоли-
* Н. Poincare. Electricite et optique. Paris, 1901, p. 530,
** Там же, стр. 84.
§67

нейно, казалась Лоренцу особенно заслуживающей
внимания в его теории, и в очередной работе он попытался дать
ей более полное выражение. Недостаток предыдущей
работы следовало видеть в том, что свойство инвариантности
уравнений сохранялось лишь с точностью до —. Кроме
того, этим свойством пе обладали формулы для смещения
электрических корпускул, или электронов, как их стали
называть после 1897 г. Устраняя эти недостатки, Лоренц
нашел необходимым слегка видоизменить преобразование
временной координаты *. В результате формулы
преобразования приняли вид:
/'-■?
■vt, у' = у, z' = z, t' = ί
ν
——χ
ν*
(42)
Одновременно с Лоренцом идеей инвариантности маке-
велловых уравнений заинтересовался Лармор **. Он более
четко сформулировал стоявшую перед ним задачу: повы-
сять точность инвариантности уравнений до ~& и,
соответственно с этим, пришел к несколько иным формулам
преобразования координат:
х' = — — vt, у' = у, ζ' = ζ
/•-τ
ν
/'-£'
(43)
/^
В своей очередной работе Лоренц принял формулы Лар-
мора и уже со всей силой подчеркнул, что теория,
основанная на них, справедлива только для движения тел со
скоростью, малой по сравнению со скоростью света***.
* Н. Lorentz. Theorie simplifiee des phenomenes electriques
et optiques dans des corps en mouvement.— Versl. kon. Akad. Wet.
Amsterdam, 7, 507, 1899. Перепечатка: Н. Lorentz. Collected
Papers, v. V, p. 139.
** 1. L a r m о r. Aether and Matter. Cambridge, 1900, p. 174.
*** H. Lorentz. Electromagnetic phenomena in a system
moving with any velocity smaller than that of light.— Proc. Roy. Acad!
Soc. Amsterdam, 6, 809, 1904. Перепечатка: Н. Lorentz.
Collected Papers, v. V, p. 172.
268

Идея инвариантности уравнений поля привлекала
Лоренца и Лармора с чисто математической точки зрения;
никакого физического содержания они в нее не
вкладывали. У Лоренца это безразличие к физике явлений
особенно ярко проявилось в том, что в преобразования типа (41)
и (42) он никогда не включал член со скоростью vt, т. е.
никогда не рассматривал эти формулы как реальные
преобразования координат при переходе от одной системы
отсчета к другой, типа преобразований Галилея. Вследствие
этой ограниченности Лоренц, между прочим, в своем
выводе формулы Френеля не отметил, как это
представляется естественным и практикуется всеми поздними
авторами, что тем же приемом можно получить формулу
эффекта Доплера:
r = r(i —у
Физическую сторону обсуждаемых явлений впервые
подчеркнул Пуанкаре. Он рассуждал так. Все опыты с
электромагнитными и оптическими явлениями мы
производим на Земле, которая постоянно движется в мировом
пространстве, и значит результаты измерений, казалось бы,
должны были позволить нам заметить абсолютное
движение Земли, т. е. движение ее относительно мирового эфира.
Сделать это до сих пор не удалось, хотя уже измерены
эффекты первого и второго порядков. Для объяснения
эффектов первого порядка пришлось прибегнуть к
специальному преобразованию координат; для объяснения эффекта
второго порядка пришлось ввести гипотезу сокращения
тел в направлении движения, т. е. одну причину, эфирный
ветер, компенсировать другой, укорочением масштабов.
Если так будет продолжаться и впредь, продолжал
развивать свою мысль Пуанкаре, то при каждом новом
повышении точности опытов придется искать все новые причины
практической невозможности заметить абсолютное
движение Земли. «Это не кажется мне удовлетворительным, и я
позволю себе,— заключал он свои рассуждения на
лекциях в Сорбонне в 1899 г.,— высказать свое чувство: я
считаю весьма вероятным, что оптические явления зависят
только от относительного движения тел — источников
света и измерительных приборов, причем не в том или ином
приближении, но строго. По мере повышения точности из-
269

мерений этот принцип будет подтверждаться все более
точно» *.
В последующие годы Пуанкаре упорно
пропагандировал и популяризировал этот принцип, названный им
«принципом относительности». В сентябре 1904 г. на
Международном конгрессе искусств и наук в Сан-Луисе
он включил его в список основных принципов природы,
наряду с принцийом Майера (законом сохранения
энергии), принципом Карно (вторым началом
термодинамики) , принципом Ньютона (равенством действия и
противодействия), принципом Лавуазье (законом сохранения
массы) и принципом наименьшего действия, заявив, что,
«согласно принципу относительности, законы физических
явлений должны быть одинаковыми как для
неподвижного наблюдателя, так и для наблюдателя, находящегося в
равномерном поступательном движении, в силу чего у нас
нет и не может быть средств для того, чтобы различить,
находимся мы в таком движении или нет» **. В июне
1905 г. в собрании Французской Академии наук он сказал:
«По-видимому, невозможность обнаружить абсолютное
движение является общим законом природы» ***.
Пуанкаре не ограничился провозглашением принципа
относительности, но дал ему математическое выражение.
Работы Лоренца, за которыми он всегда внимательно
следил, служили ему при этом базой. Во-первйх, он придал
лоренцовым формулам преобразований законченный вид
преобразований координат, по типу преобразований
Галилея, т. е. включил в них член vt ****. Во-вторых, он
продолжил начатую Лоренцем и Лармором модификацию
преобразований координат и нашел для них ту форму,
при которой имеет место строгая инвариантность
уравнений Максвелла. Эта форма теперь известна каждому
школьнику. Вот она:
ν
х = г г, У =У, ζ = ζ, Г = 44)
* Η. Ρ о i η с а г е.. Electricite et optique. La lumiere et les
theories electrodynamiques. Paris, 1901, p. 536.
** Η. Ρ ο i η с а г ё. The principles of mathematical physics.—
The Monist, 15, 5, 1905.
*** Η. Ρ ο i η с a r e. Sur la dynamique de l'electron.— Сотр.
Rend., 140, 1504, 1905.
**** Η. Ρ ο i η с a r e. Electricite et optique, p. 530.
270

Введя эти преобразования, Пуанкаре назвал их
«преобразованиями Лоренца» *. Под таким именем они и
вошли в историю.
Принцип относительности и преобразования Лоренца
вместе с богатейшими следствиями, которые вытекают из
них, образуют современную теорию относительности. Мы
видели, что этот принцип и эти преобразования в свою
очередь развились из работы Герца по электродинамике
движущихся сред: работа Герца стимулировала
деятельность Лоренца, в итоге которой возникла мысль о
своеобразном преобразовании координат при переходе от
неподвижной системы отсчета к подвижной, и эта мысль,
естественно развиваясь и совершенствуясь, привела
Пуанкаре к принципу относительности и
преобразованиям (44). Все формулы, от (40) до (44), с полным правом
можно назвать вехами на пути от работы Герца до теории
относительности. Уже по виду их можно судить о том,
насколько это был трудный и мучительный путь.
В свое время мы отмечали, что Герц в процессе
работы над курсом электродинамики изучал труды Фойгта. Тем
интереснее теперь узнать, что труды Фойгта имеют самое
тесное отношение к теории относительности. В 1887 г.
Фойгт в работе, посвященной установлению координатных
преобразований, сохраняющих инвариантность волнового
уравнения, получил и локальное время и релятивистский
радикал, как они определены в формулах (41) **. Не
исключено, что Герц всматривался в эти формулы Фойгта,
но какую роль им было суждено играть в развитии его
собственной теории, он, конечно, не мог предвидеть.
Напротив, идея инвариантности уравнений при
преобразованиях координат, одушевляющая работу Фойгта, вполне
могла оказать на него влияние. Во всяком случае, его
собственная теория не чужда той же идеи, в чем мы
убедимся, если обратим внимание на уравнения (39),
образующие остов теории Герца: они справедливы для
наблюдателя, находящегося в любой системе отсчета. Другими
словами, характер системы отсчета в теории Герца совер-
*Н. Poincare. Sur la dymanique de l'electroji.— Сотр.
Rend., 140, 1505, 1905,
** W. V о i g t. Uber das Doppler'sche Princip.— Nachxichten
von der Koniglicnen Gesellschaft der Wissenschaften und der Georg-
Augusts-Universitat zu Gottingen, N. 2, S. 41, 1887.
271

шенно не конкретизируется. Наблюдателя можно, в
частности, посадить на то самое тело, которое движется мимо
него и является объектом его наблюдения. Тогда
скорость ν, входящая в уравнения (39), будет равна нулю, и
уравнения примут максвеллову форму (19). Судить о том,
движется он или покоится, наблюдатель будет не в
состоянии. О характере движения отдельных тел с точки зренжя
самих этих тел можно судить, как подчеркнул Герц,
только по вторичным эффектам. Например, когда
металлический брусок, находящийся в магнитном поле, приходит в
движение, электрические силы возникают сначала на
поверхности бруска и вокруг него, и затем уже проникают
вовнутрь, где и производят действия, заметные для
внутреннего наблюдателя [XXXI, 375].
Все это роднит теорию Герца с современной
электродинамикой движущихся тел, в которой тоже не отрицается
влияние относительного движения и для учета его
уравнениям Максвелла придается отличная от (19), более общая
форма. Это обобщение, кстати,— самый крупный вклад в
теорию Максвелла, сделанный последующими
поколениями и касающийся уже не только ее формы (стр. 229), но и
содержания. Система Герца (39) оказалась первым
этапом на пути к правильному обобщению. Мы поймем, в чем
состоял второй этап, если обратим внимание на различие
между теорией Герца и теорией относительности.
Рассмотрим, например, случай двух тел, когда
движущимся телом является пустота. Согласно теории
относительности, движение пустоты не должно вносить в
физические явления никаких изменений. По Герцу же,
уравнения Максвелла должны быть изменены и в этом случае,
но только вместо индукций в дополнительных членах
будут фигурировать напряженности. Причиной изменения
служит, как легко понять, то обстоятельство, что
электромагнитные процессы в движущемся эфире предполагаются
отличными от таких же процессов в покоящемся эфире.
Противоречие с теорией относительности отпадет, если
индукции В и Ώ в дополнительных членах уравнений
Герца заменить разностями индукций и напряженностей
В — Η и Ώ—Έ. На языке эфирной гипотезы это
соответствует, очевидно, представлению о полностью неувлекае-
мом эфире, т. е. диаметральным образом противоречит
исходному представлению Герца. Некоторое время можно
было спорить, предписания какой теории точнее — теории
272

Герца или теории относительности. В пользу первой, как
мы помним, говорили опыты Фарадея и Рентгена. Однако
в начале XX в. Эйхенвальд, повторив более точно опыт
Рентгена, обнаружил, что магнитное поле, обусловленное
движением диэлектрика в электрическом поле,
определяется в действительности членом [v(D—Έ)],; несколько
позже Вильсон, повторив более точно опыт Фарадея,
обнаружил, что электрическое поле, обусловленное
движением магнетика в магнитном поле, определяется в
действительности членом [ν (В—-if)]. Концепции
увлекаемого эфира тем самым был нанесен последний, смертельный
удар. Уравнения Герца (39) пришлось переписать в виде
crotE = ~B + rot[v{B—H)\, (45)
с rot Н= Ό + 4πΙ — rot [ ν (Ό — Щ\
В таком модифицированном виде уравнения Герца,
впервые установленные Минковским в 1908 г., до сих пор
используются во всех электротехнических расчетах,
связанных с учетом движения проводников и изоляторов.
Уравнения (45) инвариантны относительно
преобразований Лоренца, тогда как уравнения (39) инвариантны
относительно преобразований Галилея. Иными словами,
уравнения (45) получаются из уравнений Максвелла (19)
с помощью преобразований Лоренца, а уравнения (39) —
с помощью преобразований Галилея. Все это лишний раз
доказывает, что отличие современной электродинамики
движущихся сред от электродинамики Герца есть отличие
преобразований Лоренца от преобразований Галилея.

Глава пятая*
МЕХАНИКА
В XVII в. трудами Галилея и Ньютона были заложены
принципиальные основы классической механики. В XVIII
и XIX вв. Эйлер, Даламбер, Лагранж, Гамильтон, Якоби,
Остроградский, исходя из этих основ, построили
великолепное здание аналитической механики и разработали ее
мощные математические методы. Казалось, что механика—
этот «рай математических наук», как назвал ее Леонардо
да Винчи,— достигла столь высокой степени совершенства,
что ее можно считать завершенной. Но завершенность эта
была лишь кажущейся, ибо в самих основных понятиях и
законах механики заключались многочисленные
трудности, которые были только временно отодвинуты, но отнюдь
не разрешены мощным прогрессом аналитической
механики.
Еще до коренного пересмотра физического содержания
основных принципов классической механики, который
произвели теория относительности и квантовая теория,
появился ряд работ, пытавшихся по-новому осмыслить эти
принципы. Эти попытки были связаны·прежде всего с тем,
что наряду с физикой дискретных тел возникла физика
континуума поля, потребовавшая критического пересмотра
основ классической механики.
Такой попыткой была, в частности, замечательная
книга Герца «Принципы механики, изложенные в новой
связи», которая сырала важную роль не только в развитии
классической механики, но и в исторической подготовке
теории относительности.
§ 1. Философские основы механики Герца
Предсмертное сочинение Герца «Принципы механики»
не ставило целью решение практических задач или
разработку методов механики. Цель этого сочинения — пока-
* Эта глава написана одним из авторов (А. Г.) совместно с
Л. С. Полаком.
274

зать, что общие теоремы механики я весь ее
математический аппарат могут быть последовательно развиты, исходя
из единого принципа.
В свете марксистско-ленинской философии и успехов
новой физики ясно, что решение Герцем указанной
проблемы имело механистический характер. Однако в основе
его решения лежала правильная материалистическая
тенденция рассматривать все явления природы как
проявление движения материи. Ограниченность материализма
Герца рамками механистического мировоззрения и
некоторое влияние на него многочисленных разновидностей
кантианской философии явились причиной его
непоследовательности, колебаний между кантианством и
материализмом.
Используя эти колебания и отдельные отклонения от
последовательного материалистического мировоззрения,
идеалисты различных направлений пытались, извращая
факты, доказать, что философская концепция, лежащая в
основе «Принципов механики» Герца, имеет кантианский
или махистский характер. В книге «Материализм и
эмпириокритицизм» В. И. Ленин разоблачает эти маневры
идеалистов и защищает материалистическую основу
«Принципов механики» замечательного немецкого физика.
«Г. Коген,— пишет Ленин,— старается завербовать себе в
союзники знаменитого физика Генриха Герца. Герц наш,
он кантианец, у него попадается допущение априори! Герц
наш, он махист,— спорит махист Клейнпетер,— ибо у
Герца проглядывает «тот же субъективистский взгляд, как и
у Маха, на сущность наших понятий». Этот курьезный
спор о том, чей Герц, дает хороший образчик того, как
идеалистические философы ловят малейшую ошибку,
малейшую неясность в выражении у знаменитых
естествоиспытателей, чтобы оправдать свою подновленную защиту
фидеизма. На самом деле, философское введение Г. Герца
к его «Механике» показывает обычную точку зрения
естествоиспытателя, напуганного профессорским воем
против «метафизики» материализма, но никак не могущего
преодолеть стихийного убеждения в реальности внешнего
мира. Это признает сам Клейнпетер, с одной стороны,
бросающий в массу читателей насквозь лживые популярные
брошюрки о теории познания естествознания, причем Мах
фигурирует рядом с Герцем,— с другой стороны, в
специальных философских статьях признающийся, что «Герц,
275

в противоположность Маху и Пирсону, держится все еще
предрассудка насчет возможности механически объяснить
всю физику», что он сохраняет понятие вещи в себе и
«обычную точку зрения физиков», что Герц «все еще
держался за существование мира в себе» и т. д.»*.
Подчеркивая непоследовательность Герца, Ленин в то
же время настойчиво выделяет основную
материалистическую линию механики Герца, противопоставляет ее
кантианскому априоризму и махистскому субъективизму.
Ленин пишет: «Рей тоже абсолютно не знаком с диалектикой.
Но и он вынужден констатировать, что среди новейших
физиков есть продолжатели традиций, «механизма» (т. е.
материализма). По пути «механизма», — говорил он,—
идут не только Кирхгоф, Герц, Больцман, Максвелл,
Гельмгольц, лорд Кельвин» **. И далее: «Герцу даже и не
приходит в голову возможность нематериалистического
взгляда на энергию. Для философов энергетика
послужила поводом к бегству от материализма к идеализму.
Естествоиспытатель смотрит на энергетику, как на удобный
способ излагать законы материального движения в
такое время, когда физики, если можно так выразиться, от
атома отошли, а до электрона не дошли» ***.
Во введении к своей «Механике» Герц выдвигает в
качестве ближайшей и важнейшей цели научного познания
предвидение полезных будущих открытий и организацию,
в соответствии с ними, наших практических и
теоретических усилий в настоящем.
В процессе познания, по мнению Герца, исходят из уже
накопленного опыта. Метод же выведения (предвидения)
будущего из прошлого состоит в следующем: из
накопленного и многократно проверенного в процессе практики
опытного материала создаются «внутренние образы»
(понятия) внешних предметов. К этим «образам»
предъявляется следующее основное требование: логически
необходимые следствия этих «образов», или понятий, должны
являться «образами» естественно необходимых следствий
свойств внешних предметов. Чтобы это требование могло
быть осуществимо, очевидно, должно быть известное
согласие между природой и нашим мышлением. Практика пока-
* В. И. Л е н и н. Поли. собр. соч., т. 18, стр. 300—301.
** Там же, стр. 279.
*** Там же, стр. 302.
276

зывает, что такое согласие существует в действительности.
Согласованность, в основе которой лежит общность законов
мышления и внешнего мира, объясняет, почему логически
необходимые следствия правильных научных понятий
осуществляются независимо от человека или при его
содействии, если появляются все необходимые для этого условия.
Эти основные гносеологические положения Герца
выражает его материалистический взгляд на цели и метод
научного познания природы. Как естествоиспытатель Герц
убежден в объективности природы, внешних предметов.
Познав объективные закономерности развития внешних
предметов, можно сознательно ускорить наступление
будущего, т. е. использовать объективные законы природы в
интересах человека.
§ 2. Книга Герца «Принципы механики»
и ее влияние на развитие механики
Особое место среди вариационных принципов
механики, которые должны указывать интегралы шш функция,
имеющие экстремум в действительном движении системы,
занимает принцип наименьшего принуждения Гаусса. Этот
принцип является общим началом и может быть выражен
одной из самых простых аналитических формулировок, в
которой вывод уравнений движения любой системы, голо-
номной или неголономной, сводится к нахождению
минимума функции второй степени.
Установление этого принципа, опубликованного
Гауссом в 1829 г., связано, как он сам указывает, с его
работами по способу наименьших квадратов.
В короткой заметке* Гаусс не только с изумительной
ясностью и лаконичностью сформулировал свой принцип,
но и высказывал весьма интересные методологические
соображения о существовавших тогда принципах механики.
Он писал: «Если для прогрессивного развития науки и для
индивидуального исследования представляется более
удобным идти от легкого к тому, что кажется более трудным, а
от простых законов к более сложным, то, с другой
стороны, наш ум, дойдя до более высокой точки зрения, требует
* К. Гаусс. Об одном новом общем принципе механики.
Цит. по кн.: Ж. Лагранж. Аналитическая механика, т. 2, М.— Л.,
1950, стр, 411-414.
277

обратного движения, в свете которого вся статика
представляется ему в качестве частного случая динамики. И
упомянутый нами геометр (Лагранж.—Лет.), по-видимому,
оценил это обратное движение, представляя в качестве
преимущества принципа наименьшего действия
возможность охватить одновременно законы движения и законы
равновесия, если его рассматривать в качестве
принципа наибольшей или наименьшей живой силы. Но
надо признать, что эта мысль является более остроумной,
чем верной, так как в этих двух случаях минимум имеет
место при совершенно различных условиях» *. Такая
точка зрения Гаусса естественно приводит его к
формулировке общего принципа механики, т. е. принципа
наименьшего принуждения.
Принцип Гаусса позволяет определить движение
системы точек, подчиненных некоторым связям, если известно
движение соответствующей системы без связей. Чтобы
выразить принцип Гаусса математически, обозначим через
тт массу частицы г, которая в начальный момент
движения находится в точке Ат\ через Вг — точку, в которую
попала бы частица через заданное время dt, если бы
двигалась свободно; через Ст — точку, в которую фактически
попадает частица в естественном движении при
наложенных на нее связях. Сумма
Ζ = 2 mr (BrCrY или Ζ = 2 mr (Χτ — — )* (46)
r ^ mr'
была названа Гауссом «принуждением», и он показал, что
эта сумма меньше для действительно осуществляющегося
движения, чем для всякого другого движения,
совместимого с наложенными связями.
Зоммерфельд замечает, что «это начало механики
равноценно принципу Даламбера и, подобно последнему,
представляет собой дифференциальный принцип, потому
что оно трактует поведение системы только в настоящий
(не в будущий или прошедший) момент времени» **.
Строгая формулировка принципа Гаусса такова:
естественное движение материальной системы со связями без
* К. Гаусс. Об одном новом общем принципе механики.
Цит. по кн.: Ж. Лагранж. Аналитическая механика, т. 2, М,— Л.,
1950, стр. 412.
** А. Зоммерфельд. Механика. М-, 1947, стр. 295,
278

трения, находящейся под действием каких угодно сил,
отличается от всех остальных видов движения, совместных
со связями, тем что для него принуждение со сгороны
связей (так же, как и давление на связь) имеет наименьшее
значение, если исключить свободное движение. В 90-х
годах XIX в. Герц глубоко развил идею Гаусса, связав ее
с идеей Гельмгольца, который объяснял все виды энергии
при помощи «скрытых движений». На основе этих идей
Герц разработал принцип прямейшего пути.
Познавательная ценность этого принципа состоит в том, что он сводит
задачи механики к проблеме геодезических линий,
коренным образом геометризирует классическую динамику.
Во введении к «Принципам механики» Герц
рассматривает существующие картины механических процессов. Он
считает, что до середины XIX в. полным объяснением
явлений природы считалось сведение этих явлений к
бесчисленным, действующим на расстоянии межатомным силам.
Но в конце XIX в., под влиянием широко развившегося
принципа сохранения энергии, физика стала
«рассматривать относящиеся к ее области явления как превращения
одной формы энергии в другую и видеть н качестве своей
конечной цели сведение явлений к законам превращения
энергии» *. В механике понятие «сила» начало уступать
место понятию «энергия». Однако если картина,
основанная на первом понятии уже была построена, то сказать
это о картине, основанной на втором понятии, было нельзя.
По мнению Герца, при создании второй картины надо
исходить из четырех независимых друг от друга основных
понятий, и отношение между ними должно составить
содержание механики. Два из этих понятий носят
математический характер — пространство и время; два других —
масса и энергия — вводятся как две физические сущности.
Из анализа результатов опытов он сделал вывод, что
энергию можно разделить на две части, одна из которых
зависит только от скорости изменения обобщенных координат,
а другая — от самих координат. Здесь Герп связал между
собой три понятия — пространство, массу и энергию.
Чтобы связать все четыре понятия, а вместе с тем и течение
времени, он обратился к одному «из интегральных
принципов обычной механики, пользующихся понятием энергии.
* Г. Герц. Предисловие к механике. Сб. «Философия
науки», ч. 1. Физика. Вып. II, М.— Л., 1924, стр, 53.
279

Каким из них мы воспользуемся,— довольно безразлично;
можно воспользоваться принципом Гамильтона, что мы и
сделаем» *.
Картина, созданная Герцем, охватывает значительно
больше особенностей движения, чем классическая,
основанная на понятии силы. Основные понятия этой картины
могут быть связаны принципом Гамильтона, смысл
которого Герц усматривает в том, что разность между
кинетической и потенциальной энергией должна быть возможно
малой на протяжении всего времени движения.
Хотя этот принцип не прост по форме, все же он одним-
единственным определением однозначно объясняет все
естественные превращения энергии из одной формы в
другую и тем самым дает возможность предвидеть будущее
понимание физических явлений, по крайней мере,
обратимых. Однако принцип Гамильтона β обычной его форме не
охватывает движение систем с неголономными связями.
Герц выдвигает третью систему принципов механики,
которая отличается от первых двух главным образом тем,
что в ней сделана попытка исходить только из трех
независимых друг от друга основных представлений: времени,
пространства и массы. Герц ссылается при этом на Кирх-
юфа**, который в своем курсе механики отметил, что эти
три понятия не только необходимы, но и вполне
достаточны для развития механики. Вместо понятия «сила» и
«энергия», исключаемых из основных понятий, Герц
вводит представление о скрытых связях, скрытых массах и
скрытых движениях.
Основной закон, связывающий фундаментальные
понятия пространства, времени и массы воедино, Герц
выражает в форме, имеющей тесную аналогию с обычным законом
инерции: «каждое естественное движение
самостоятельной материальной системы состоит в том, что система
движется с постоянной скоростью по одному из своих
прямейших путей» [XXXV, 33].
Это положение полностью объединяет закон инерции и
принцип наименьшего принуждения Гаусса. Выражаясь
языком ньютоповской механики, Герц считает, что нет
ивых движений, кроме движений по инерции связанной
* Г. Герц Цит. соч., стр 54.
** G. Kirchnoff. Vorlesungen iiber theoretische Physik, Bd.
I. Mechaiiik. Leipzig, 1872, S. 1 и ел.
280

системы. Прямым путем Герц называет путь, все элементы
которого имеют одинаковое направление, а кривым — путь
с изменяющимся направлением элементов. Критерием
кривизны, как и в геометрии точки, у него служит скорость
изменения направления элементов при изменении их
положения. Из всех возможных путей в тех/ случаях, когда
движение системы ограничено связями, он выделяет пути,
обладающие особенно простыми свойствами. Это прежде
всего те пути, элементы которых во всех положениях
имеют минимальные искривления. Именно такие пути Герц
называет црямейшими путями системы. Затем вдут
кратчайшие. При известных условиях, понятия прямейших и
кратчайших путей совпадают. «Это соотношение,—
говорит Герц,— будет нам вполне понятно, если мы вспомним
теорию поверхностей <...> Перечисление и
систематизация всех возникающих при этом соотношений относятся
к геометрии системы точек (...) Так как система η точек
выражает 3/п многообразие движения, которое, однако,
может быть уменьшено связями до любого произвольного
числа, то в результате этого возникает большое число
аналогий с геометрией многомерного пространства, причем
эти аналогии заходят отчасти так далеио, что те же
самые положения и обозначения могут иметь место как
здесь, так и там» [XXXV, 36].
Такой метод изложения, по мнению Герца, прежде
всего устраняет искусственное разделение механики точки и
механики системы, позволяя рассматривать любое
движение как движение системы. Кроме того, такой геометрй-
зованный метод «ярко оттеняет тот факт, что метод
изложения Гамильтона скрывает <звои корни не в особых
физических основах механики, как это обычно принимают,
но что он, собственно говоря, является чисто
геометрическим методом, который может быть обоснован и развит
совершенно независимо от механики и который не
находится с ней в более тесной связи, чем любое другое
используемое механикой геометрическое познание» [XXXV,
38—39]. Все сказанное нашло свое выражение в аналогиях,
обнаруженных при сопоставлении идей Гамильтона в
механике и геометрии многомерного пространства.
Герц доказывает, что для голономных систем каждый
прямейший путь есть геодезический и наоборот:
геодезическим путем материальной системы он называет путь,
длина которого между двумя любыми положениями отли-
281

чается лишь на бесконечно малую величину высшего
порядка от длины любого другого бесконечно близкого
соседнего пути между теми же положениями (к неголоном-
ным системам это положение неприменимо).
Кратчайший путь между двумя положениями есть
геодезический, но он (геодезический путь) не обязательно
кратчайший путь между своими любыми двумя достаточно
близкими соседними положениями, находящимися на
конечном удалении друг от друга.
Определим длину ds элемента траектории в случае
такого смещения системы, когда точка г передвигается из Аг
в Вт, уравнением: m(ds)2 = H1mr(ArBr)2^ где m — масса
системы.
Угол а между ds и другим элементом траектории, по
которой точка г смещается из А'г в В'г, определяется
уравнением mds ds' cosa = Στητ(ΑτΒΓ) (A'rB'T).
Эти выражения распространяются и на пространство
трех измерений.
Кривизна траектории в какой-либо точке определяется
как предел отношения угла между направлениями двух
крайних участков элемента траектории к его длине, когда
элемент становится бесконечно малым. В случае системы,
свободной от связей, кривизна будет равна нулю
(движение по «прямой» линии). Герц показал, что из всех
элементов пути, совместимых со связями и имеющих заданное
направление, система движется по тому, у которого
кривизна наименьшая.
Необходимым и достаточным аналитическим условием
геодезического пути является требование, чтобы интеграл
между какими-либо двумя точками пути имел вариацию,
равную нулю; причем вариации должны исчезать на
пределах интеграла, а вариации координат и их
дифференциалы должны удовлетворять уравнениям — условиям
системы.
Исчезновение вариации интеграла не есть, однако,
достаточное условие для того, чтобы путь между двумя
конечными положениями был кратчайшим; для этого
необходимо, чтобы его вторая вариация была существенно
положительной. Для достаточно близких соседних
положений пути это условие всегда выполняется.
Уже из этого изложения можно видеть две особенности
механики Герца, связанные с тем, что в исходных
предпосылках он ограничивается тремя, а не четырьмя (как это
282

имеет место у Ньютона и Гамильтона) понятиями. Во-
первых, отсутствие среди основных понятий понятия силы
(или энергии), что усложняет изложение и не дает
простого способа решения конкретных задач. Во-вторых, особо
важная роль отводится геометрическим образам. Если
первая особенность ограничивала практическое значение
механики Герца, то вторая явилась чрезвычайно важным
этапом на пути синтеза аналитического и геометрического
аспектов механики.
Найдем теперь, следуя Герцу, дифференциальные
уравнения геодезического пути в прямоугольных координатах.
3/г прямоугольных координат Ху, которые мы сначала
рассматриваем как функции любой переменной, должны до и
после вариации удовлетворять i уравнениям:
η
J]'xLvdx, = 0, (47)
где L принимает значение от 1 до i, а величины xlv
следует рассматривать как непрерывные функции xv.
Соответственно, Зп вариации dxy, связаны i уравнениями,
получаемыми из уравнения (47) варьированием:
Зп Зп Зп
2 £lv dbx4 + 22 -for ^ dXv ~ ° (^)
ν=ι μ.=ΐρ=ι ν-
Так как длина ds элемента пути зависит только от dxy, a
не от Ху, то ее вариация будет:
Зп Зп
*<*)= Σ ££***= 2ЙГЛ*. (49)
v=l v u=l "
причем
δ Cds = {bds = 0
Согласно правилам вариационного исчисления,
умножим каждое уравнение (48) на пока произвольные
функции <рь от координат Ху и сложим сумму левых частей
полученных уравнений (она равна нулю) с вариацией еле-
μθητοβ интеграла. Затем посредством интегрирования по
частям исключим дифференциалы вариаций и положим
283

равными нулю множители при произвольных вариациях
δχν. В итоге получим Зга дифференциальных уравнений
следующего вида:
<(*£) + Σ *»<*.- Σ Σ (ΐ?-5ξ>^ = ο
ν L=l L=l[).=l v I1
(50)
Это уравнение вместе с (47) образует Зга + έ уравнений
для определения Зга + i функций xv и <pL. Уравнение (50)
необходимое и достаточное условие для того, чтобы
считать путь геодезическим. Отсюда, обозначив через 0 и 1
нижний и верхний пределы, получим:
3n i
δ$& = Σ [И; + Σ *M>l) δ^ν] = 0, (51)
так как на конечных точках пути вариации δχν исчезают.
Затем Герц доказывает теорему, в которой выражена,
по существу говоря, глубокая связь его механики с
геометрической оптикой и теоремой Бельтрами — Липшица.
Теорема Герца гласит: если построить во всех положениях
некоторой поверхности прямейшие пути (а следовательно,
в случае голономной системы — геодезические),
перпендикулярные к этой поверхности, и отложить вдоль этих путей
равные длины, то получим новую поверхность, которая
будет пересекать эти прямейшие пути также
перпендикулярно.
Таким образом, в самой сердцевине механики Герца
ваключаются геометрические соотношения, которые
связывают ее с общей теорией поверхностей. Пространственные
формы механического движения материальных тел играют
поэтому у Герца главную роль.
Естественно возникает вопрос об отношении принципа
Герца к принципу наименьшего действия Эйлера — Лаг-
ранжа в его классической форме и в форме, которую
придал ему Якоби, а такж'е к принципу Гамильтона.
Герц посвятил этому вопросу несколько разделов своей
книги. Так как в голономной системе прямейший путь
между двумя достаточно близкими положениями является
одновременно кратчайшим, то естественный путь такой
системы между указанными положениями короче, чем
какой-нибудь другой возможный путь между теми же поло-
254

жениями. Эта теорема сразу приводит к принципу
наименьшего действия в форме Якоби. Обозначим через
TOv массу, через dsv длину пути точки ν системы в
определенный момент времени; тогда теорема гласит, что
вариация интеграла
η
\ds — —ΐ=\ У\ mvdsl
исчезает при естественном движении системы, а это и есть
принцип наименьшего действия в форме Якоби. Согласно
обычному пониманию механики, отмечает Герц,
приведенная теорема представляет собой частный случай теоремы
Якоби, а именно случай, когда силы отсутствуют. Однако
«по нашему мнению, наоборот, предпосылки полной
теоремы Якоби следует (Считать более узкими, а теорема Якоби
является специальной формой выражения нашей
теоремы» [XXXV, 175]. Такая точка зрения Герца основана на
том, что Якоби, получая свое выражение принципа
наименьшего действия, должен был воспользоваться законом
сохранения энергии, чтобы с его помощью исключить
время, тогда как принцип Герца совершенно не зависит от
этого вакона. Кроме того, выражение Якоби, в отличие от
принципа Герца, справедливо лишь для голономных
систем.
Легко показать далее, следуя Герцу, что естественное
движение свободной голономной системы переводит
систему из данного начального в достаточно близкое конечное
положение за более короткое время, чем какое-либо
другое возможное движение с одинаковым постоянным
значением энергии, так как в атом случае энергия и екорость
одинаковы и время перехода пропорционально длине пути.
В этом случае интеграл по времени от энергии равен
произведению данного постоянного значения энергии на
промежуток времени перехода. Таким образом, получается
принцип наименьшего действия Эйлера — Лагранжа.
Отношение этого принципа к принципу Герца такое же, как и
принципа наименьшего действия в форме Якоби.
Аналогичные рассуждения справедливы и для
принципа Гамильтона.
Герц рассматривает, наконец, вопрос о том, в какой
степени телеологические умозаключения связаны с этими
принципами. По его мнению, такая связь не вытекает с
необходимостью из рассмотрения якобы будущих целей
285

движения. Более того, представление о таком телеологиз-
ме даже недопустимо. То, что «такое понимание этих
принципов не необходимо, вытекает из того, что свойства
естественного движения, являющиеся как бы
проявлениями цели, на самом деле устанавливаются как необходимые
следствия закона (т. е. принципа Герца.— Авт.), в котором
не содержится никакого выражения предвидения
будущего» [XXXV, 178]. Недопустимость же такого
представления вытекает из того, что «если бы природа действительго
имела цель достигать кратчайшего пути, наименьшей
затраты энергии, кратчайшего времени, то невозможно было
бы понять, как могут существовать системы, в которых эти
цели хотя и достижимы, но постоянно терпят неудачу»
[XXXV, 179].
Таким образом, Герц со своих материалистических
позиций полностью отвергает какие-либо телеологические
домыслы, связываемые без должного обоснования с
рассматриваемыми принципами.
Выведя далее гамильтоно;ву характеристическую и
главную функции, Герц отмечает, что в них, по его
мнению, «содержится только "'слегка 'завуалированный смысл
прямейшего расстояния» [XXXV, 196].
Принцип Герца был бы просто частным случаем
принципа Гаусса, если бы не ваменил силы, действующей на
систему, связями последней с другими системами,
находящимися с ней во взаимодействии. Этим самым Герц как бы
изучал только свободные системы. Для своего
геометрического рассмотрения Герц должен был считать все массы
кратными некоторой условной единичной массы. Тогда, так
как тпг = 1, X = 0, из гауссова выражения (46) получим:
Ζ = 2 Ϊ? (52)
r=l
Что, собственно, в этом случае означает верхний предел
суммирования, остается неясным, так как число
единичных масс не поддается точному определению.
Заменим теперь хг на dJ -y^- Для этого введем по
терминологии Герца элемент длины
ds2 = S^2r (53).
286

Элемент длины ds надо рассматривать как элемент длины
в тг^ернам эвклидовом пространстве координат х\, ...,
хп, в котором элемент длины на самом деле имеет форму
выражения (53). Так как закон сохранения энергии,
который является следствием уравнений Лагранжа первого
рода, а следовательно, и принципа Гаусса, в данном частном
случае приводит к выражению
-τΣ(-ί) =Γ™ (49 = const,
то, разделив выражение(52) на квадрат этой постоянной,
получим
Герц (назвал К кривизной траектории, описываемой
системой, и постулировал, что для действительного
движения
6К = О, (54)
т. е. «всякая свободная система пребывает в своем
состоянии покоя или равномерного движения вдоль прямейшего
пути» [XXXV, 162]. Этот способ формулирования общего
принципа механики можно рассматривать как
естественное обобщение первой аксиомы Ньютона.
Зоммерфельд правильно отметил, что «механика Герца
построена в высшей степени увлекательно и
последовательно, но в силу (Сложности замены сил связями окаэаляг.ь
малоплодотворной» *.
§ 3. Понятие «сила» в механике Герца
Механику Герца часто называют «механикой без силы».
Понятие силы, хотя и вводится Герцем [XXXV, 208],
однако оно не является основным, исходным понятием его
механики. В этом состоит прежде всего резкое отличие
механики Герца от обычного ее изложения. Сложность понятия
силы в классической механике, абсолютизация его многими
крайними ньютонианцами и заманчивая во)зможность
объяснить силу движением некоторых (хотя бы и
скрытых) масс привели многих физиков второй половины XIX в.
* А. Зоммерфельд. Цит. соч., стр. 298.
287

к попыткам пересмотреть смысл и место понятия силы в
системе механики.
Важнейшим стимулом в этом отношении было
развитие континуарной физики поля, в первую очередь
электромагнитного.
Классическое понятие силы, которое возникло из
изучения непосредственного контакта (удара) двух масс,
постепенно стало рассматриваться не как выражение
взаимодействия тел в процессе движения, а как нечто не
зависящее от движения материи. Физика поля, напротив, по
самому своему характеру подсказывала возможность
рассматривать силу как вторичное понятие, выражающее
взаимодействие среды (эфира) и весомых тел.
В том же направлении влияло и введение Гельмголь-
цем понятия скрытых масс и скрытых движений для
объяснения -специфического, не укладывающегося в рамки
обычной механики характера тепловых процессов.
Поэтому естественно было попытаться отказаться в механике
от сложного понятия силы как исходного понятия,
положив в основу взаимодействие скрытых и наблюдаемых
масс. Принципиально эта концепция была прогрессивной,
так как она стремилась выразить все основные понятия
механики через движение масс, рассматриваемое как
исходный пункт. Но в силу исторической ограниченности
физики XIX в. в этой концепции характер й поведение
скрытых объектов рассматривались как чисто
механический комплекс взаимодействий. Кроме того, скрытые
массы оставались непознаваемыми элементами этой картины,
что неизбежно приводило к агностическим выводам.
Герц был не первым ученым, разрабатывавшим во
второй половине XIX в. «механику без силы». До него в
наиболее отчетливой форме это же пытался сделать Кирхгоф.
Кирхгоф не отвергал полностью понятие силы, а только
отказывал ему в первичности. «Механика, по нашему
мнению,— говорил он,— должна черпать определения
понятий, с которыми она действует, из одного лишь движения.
Отсюда следует, что после введения систем сил, вместо
простых сил, механика оказывается не в состоянии дать
точное определение понятия силы» *. Однако всесторонне
развил и последовательно изложил эту точку зрения
только Герц.
* G. Kirchhoff. Цит. соч,, стр. 1.
288

Путь к исключению понятия силы подсказывает уже
сама механика Галилея — Ньютона. Рядом с собственно
силами, являющимися причинами изменения состояния
движения, эта механика поставила другой вид сил, а именно
силы условий связи системы, ограничивающие степени
свободы движения последней. Направление этих сил
определяется чисто геометрическими условиями, а величина
остается, строго говоря, неизвестной.
Элементарная механика в обычном изложении
смешивает эти два вида сил, рассматривая силы условий как
собственно силы, величина которых вначале неизвестна. Она
сводит, следовательно, силы ограничения движения к
собственно силам. Однако уже в аналитической механике
различие этих сил выступает очень резко, гораздо резче, чем
в элементарной механике. В уравнениях аналитической
механики силы условий движения имеют совсем другой
вид, чем собственно силы, будучи определены только
геометрическими условиями движения.
Герц поставил перед собой задачу, обратную той,
которую так или иначе решает элементарная механика:
нельзя ли все собственно силы свести к силам ограничения
движений? Возможно, что вообще все наблюдаемые
изменения скорости, которые не требуются с точки
зрения геометрич-еюких связей, вызваны на самом деле не
силами, а именно какими-то, может быть еще не
исследованными, геометрическими связями. Сама сила есть лишь
способ описания этих связей, применимый при известных
допущениях, но отнюдь не являющийся необходимым для
однозначного и ясного научного познания мира.
Несмотря на то что принцип Герца непосредственно
применим только к свободным системам, мы можем
применить его и к выводу дифференциальных уравнений
движения несвободных систем. Действительно, поскольку
всякую несвободную систему S\ мы можем представить себе
дополненной второй системой S2 (системой скрытых масс)
так, чтобы они вместе составили свободную систему S ~ £ь
S2, то, применяя /принцип Герца к свободной системе S и
предполагая известным движение системы S2, а также
связи систем Si и S2, мы сможем вывести уравнения движения
несвободной сиатемы S\. При таком способе представления
движение любой несвободной системы S\ определяется уже
не особыми силами, а влиянием дополнительной системы
S2 (явной или гипотетической), которое передается систе-
289

ме Si посредством связей; иначе говоря, движение
«ведомой» системы Si определяется движением «ведущей»
системы S2. Далее вводится понятие силы как величины,
характеризующей влияние системы S2 на систему S\
посредством «прямых» связей, исследуются свойства этих сил
и доказывается тождественность их свойств известным
свойствам ньютоновых сил.
Далее Герц конструирует свободную, так называемую
консервативную систему S, представляя последнюю как
совокупность двух систем, из которых одна Si состоит из
обычных «наблюдаемых» масс, а вторая S2 — из скрытых
или «ненаблюдаемых» масс, совершающих
«адиабатически-циклические» движения. Так как кинетическая
энергия свободной системы S должна, как это вытекает из
принципа Герца, сохранять свою величину Τ = const, то
для свободной консервативной системы получаем: Τ =
= Τι + Т2 = const (при этом предполагается, что Τι
является функцией только обобщенных скоростей системы
5ι, а Т2 — только скоростей системы S2).
Кинетическую энергию Т2 скрытой системы S2 Герц
называет «потенциальной» энергией консервативной
системы S л показывает, что введенная таким образом
«потенциальная» энергия обладает всеми свойствами
потенциальной энергии обычных консервативных систем.
Понятие о силе как о причине замедления или ускорения в
механике Герца исчезает бесследно. Сила, с точки зрения
Герца, является только мерой переноса или
взаимопреобразования движения между «щрямо-овязаниыми»
системами. Загадочная потенциальная энергия консервативных
систем обычной механики оказывается обычной
кинетической энергией скрытых мотериальных систем. В основе
действий, наблюдаемых между удаленными телами
(планетами, например), лежит материальный процесс,
протекающий в скрытых материальных системах, связывающих
обычные или «наблюдаемые» системы. Механика Герца
представляет в высшей степени ясную, внутренне
непротиворечивую, математически обоснованную картину
механики. Единственным недостатком этой картины
является ее ... иллюзорность. Герц доказал лишь, что скрытые
или адиабатически-циклические системы, дополняющие
обычную систему до свободной, обладают всеми
свойствами обычных консервативных систем. Но отсюда еще не
290

следует, что реальные консервативные системы являются
такими, какими они представляются в механике Герца.
Носителем скрытых циклических систем, по мнению
Герца, является мировой эфир, но так как скрытым
системам Герц приписывает общепринятые свойства
механических движений, то эфир в механике Герца имеет
характер чисто механической системы: частицам эфира
приписываются свойства обычной инертной материи, обычные
механические движения и кинетическая энергия;
движения частиц эфира подчиняются законам классической
механики и т. д.
Главный недостаток механики Герца не в ее
конкретных механических конструкциях, а в универсализации
развитой им интерпретации сил. Утверждение Герца, что
мнимое действие сил на расстоянии сводится
исключительно к процессам механического движения в
наполняющей пространство среде, между мельчайшими частицами
которой существуют неподвижные связи, было
опровергнуто последующим развитием физики и прежде всего
механикой Эйнштейна. Механическая теория эфира, на
которой основана система Герца, оказалась несостоятельной.
Однако в некоторых важных идеях теории
относительности и механики Герца имеется много общего. В теории
относительности движение планет вокруг Солнца
объясняется без привлечения действующих сил — при помощи
представления об инерции как о фундаментальном
свойстве тел. Планеты движутся аналогично телам в механике
Герца по кратчайшим линиям в римановом пространстве.
В этом отношении отличие теории относительности от
механики Герца состоит в том, что в первой материальные
движущиеся тела определяют метрику пространства —
времени, его геометрию, в то время как у Герца такое
движение определяется кинематическими условиями,
создаваемыми скрытыми массами системы.
Несмотря на всю свою историческую ограниченность,
связанную с механистической картиной мира, механика
Герца сыграла значительную роль в развитии одной из
основных проблем .физики — проблемы пространственно-
временной формы движения материи.

ПОСЛЕСЛОВИЕ
Среди сведений, изложенных в книге, некоторые,
несомненно, представляют интерес для психологии ученого.
Но как отделить такие сведения от других, более
многочисленных, но с этой почки прения менее интересных?
И как, далее, распорядиться выделенными сведениями,
в какую систему их привести, на чем сосредоточить
внимание?
Мы сделаем первый шаг — набросаем крупными
мазками творческий портрет Герца в его историческом разви-
1ии. Для удобства читателя мы сопроводим свой эскиз
ссылками на страницы или параграфы книги, где
упоминаемые факты приводятся в более развернутом или
документированном виде.
1. Влечение к физико-математическим наукам Герц
почувствовал в 20-летнем возрасте. До того его
пристрастие к ним не выходило за рамки обычных интересов
одаренных детей. Высшее образование он начал с
намерением стать инженером-строителе"м. Поняв свое истинное
призвание, он прервал обучение в Высшей технической
школе и поступил в Берлинский университет, где с первых
же шагов его главным наставником стал Гельмгольц (стр.
6,12,21).
2. Едва начав обучение в университете, Герц занялся
научным исследованием. Темой его первой работы стала
призовая тема физического факультета. Герц успешно
справился с заданием и получил премию. Уже в этой
первой работе проявились качества, которые стали затем
характерными для всех его экспериментальных работ —
основательность исследования, изобретательность при
конструировании приборов и выборе методов измерения.
Между прочим, уже после получения премии он подверг ту
же проблему исследованию другим, им самим
придуманным методом, и получил гораздо более точный результат,
чем можно было получить методом, рекомендованным фа-
292

культетом (гл. I, § 1). Все это свидетельствовало о том,
что Герц — прирожденный экспериментатор.
3. Вслед за дебютом в области эксперимента Герц
дебютировал как теоретик. В короткий срок он написал
большую работу, изобилующую сложными
математическими выражениями. Примененный им -здесь метод он
использовал для решения некоторых физических задач,
причем из разных разделов физики — из
электродинамики и из теории упругости. Теоретическая работа Герца
также нашла признание, и ему была присуждена степень
доктора наук (гл. I, § 2). После этих работ стало ясно,
что Герц — прирожденный теоретик.
4. Теоретическая работа была задумана и выполнена
Герцем с целью получить степень доктора. Существенно,
что он в это время еще не закончил обучения в
университете, ему было всего 23 года. Затем последовали переезды
Герца из города в город, неизменно сопровождавшиеся
повышением в чине: переезд из Берлина в Киль обеспечил
ему место доцента, переезд из Киля в Карлсруэ — место
профессора Высшей технической школы, переезд из
Карлсруэ в Бонн — место профессора университета.
Некоторые переезды, особенно первый, шли в явный разрез
с его научными интересами (стр. 22, 52).
5. «Остепенившийся» Герц попал в полосу
растерянности и неудач. В пятилетие с 1880 по 1884 г. он
занимается, под воздействием случайных причин, самыми
разнообразными вопросами — от измерения остаточной
поляризации бензина до расчета условий образования облаков,
от опытов с испарением ртути до теории морских
приливов и плавания упругих пластин (гл. I, § 3 и 5). Хотя
и в этих исследованиях он проявил необыкновенное
трудолюбие, экспериментальное мастерство и теоретическое
остроумие, полученные им результаты были или не суть
важными, или не имели последствий.
6. К той же серии работ относится исследование
газового разряда, проведенное в 1882 г., но оно посвящено
уже коренной проблеме тогдашней физики. Это
исследование также поражает фундаментальностью, но еще
больше, к сожалению, — ошибочностью результатов.
По всем важным пунктам, касающимся свойств катодных
лучей — их структуры, магнитных и электрических
свойств, — Герц пришел к выводам, которые были
опровергнуты последующим развитием науки. Ошибки Герца
293

оказали пагубное .влияние на исследователей газового
разряда (гл. I, § 4).
7. Сюда же, наконец, приходится отнести и
теоретическую работу Герца по электродинамике (1884): она
тоже возникла по случайному поводу и тоже не получила
развития в ближайших последующих работах Герца.
Но этой работе суждено было играть важную роль в более
поздней деятельности Герца, что придает ей особое
значение, которого не имеют другие работы того же периода.
В этой работе Герц обнаружил очень важное
преимущество теории Максвелла перед теориями дальнодействия.
Детально рассмотрев его, Герц тем не менее не сделал
отсюда соответствующих выводов, и работа прошла для
него бесследно (гл. I, § 6)·
8. После неудачного пятилетия могло создаться
впечатление, что звезда Герца, так ярко вспыхнувшая при
его первом появлении на небосклоне науки, начала
заходить. Это впечатление усугублялось психическим
состоянием Герца в то время—состоянием удрученности,
апатии и разочарования, сопровождавшимся полной
потерей работоспособности. К счастью для науки закат
был временным и только кажущимся и вскоре сменился
таким бурным взлетом творчества, примеров которого не
много помнит история. Необходимо отметить, что на
момент перелома приходится счастливая женитьба Герца на
Елизавете Долль (стр. 65).
9. Начало взлета ознаменовалось открытием, которое
на первый взгляд казалось не столь важным, каким
оно было в действительности: экспериментируя с
короткими почти замкнутыми цепями, Герц сумел получить
электрические колебания, на два порядка более частые,
чем те, которые умели создавать другие
экспериментаторы, и установил для них явление резонанса. Как
стало ясно потом, истинный смысл сделанного
открытия и его историческое значение не были поняты ни
самим экспериментатором, ни кем-либо из читателей его
журнальной статьи (стр. 91, 141).
10. Герц вскоре отвлекся от опытов с электрическими
колебаниями, занявшись изучением открытого им
фотоэффекта. Здесь он вновь блеснул
экспериментальным мастерством, выяснив за короткий срок все
важные свойства нового явления. Правда, условия, при
которых Герц открыл это явление (условия электрвдче-
294

оких иокр), не способствовали его изучению. В более
простых условиях оно было изучено Галвваксом, Столетовым,
Риги и др. Однако в условиях своих опытов Герц сделал
почти все, что вообще можно было сделать (гл. III, § 1 и 2).
11. Высокочастотные колебания привлекали Герца
надеждой решить с их помощью старую задачу Берлинской
академии, некогда предложенную ему Гельмгольцем.
Тогда Герц уклонился от почетного предложения, не
видя надежного· пути к его осуществлению, теперь же
способ решения задачи, казалось, нашелся сам собой· И
действительно, задачу удалось решить, о чем Герц радостно
сообщил Гельмгольцу (стр. 111, 133, 157). Суть работы —
доказательство электродинамического действия
поляризации диэлектриков (гл. II, § 2).
12. От исследования электродинамического действия
поляризации диэлектриков Герц перешел к изучению
обратного эффекта, а от него — к измерению скорости
распространения электромагнитных действий в воздухе (стр.
111, 143). В процессе этой работы он случайно заметил
эффекты отражения и интерференции и только тут понял,
что имеет дело с электромагнитными волнами,
предсказанными теорией Максвелла (стр. 115, 158): до той поры
он истолковывал результаты своих опытов в терминах
индукционной связи, а в области электродинамики
придерживался теории Гельмгольца.
13. Знаменитые опыты со стоячими волнами в воеду-
хе и «'оптические» опыты с электромагнитными волнами
поставлены уже в свете теории Максвелла и,
следовательно, представляют собой не что иное, как
целенаправленную проверку выводов этой теории (стр. 144). В этом их
принципиальное отличие от первых опытов той же серии.
14. В то же время — в начале 1888 г. — Герц
применил теорию Максвелла для расчета поля, создаваемого
вибратором. Здесь он воспользовался методом, знакомым ему
но его первым теоретическим работам, и соображениями
симметрии между электрическими и магнитными
явлениями, развитыми им в работе 1884 г. Полученные им
результаты по своей значимости превзошли все ожидания
и не потеряли научного значения до сегодняшнего дня·
Иначе говоря, в этой новой работе вновь со всей силой
проявился математический талант Герца (гл. IV, § 2).
15. Год спустя, в начале 1889 г., Герц отдал еще одну
дань уважения теории Максвелла — занялся оистематиза-
295

цией ее основных положений, а еще через год произвел
обобщенно уравнений Максвелла на случай движущихся
тел. Последняя работа имела самые далекие
исторические 'последствия: под ее влиянием электродинамикой
движущихся сред занялся Лоренц, а на основании ра|бот
Лоренца Пуанкаре сформулировал принцип
относительности и установил преобразования, которые назвал
«преобразованиями Лоренца». Как видим, работа Герца
1890 г. послужила истоком современной теории
относительности (гл. IV, § 1 и 3).
16. При всем том Герц еще долго сомневался в
безусловной правильности теории Максвелла. Причиной
сомнения была ошибка в результатах его измерения
скорости электромагнитных волн в воздухе и в проводе:
согласно теории Максвелла, скорости этих волн одинаковы, у
Герца же они получились разными. Лишь в конце жизни
под влиянием результатов других исследователей
сомнения Герца рассеялись (стр. 163).
17. Не будет также преувеличением сказать, что Герц
всю жизнь относился к теории Максвелла весьма
сдержанно. Он не упоминал о ней даже там, где упоминание
было совершенно необходимым, не называл имени Макс-
иелла даже в тех работах, в которых развивал его
теорию. Это тем важнее подчеркнуть, что существует
ходячее мнение о Герце как о яром стороннике и защитнике
теории Максвелла, который якобы ранее других понял
Максвелла, признал его теорию и поставил опыты для ее
подтверждения (стр. 145, 159, 217, 238).
18. Счастливым исключением в истории отношения
Герца к теории Максвелла является его доклад в
Обществе немецких ученых в Гейдельберте в 1889 г. Здесь Герц
совершенно точно изобразил развитие идей Фарадея и
Максвелла и место своих опытов в этом потоке.
Интересно, что при составлении этого доклада Герц находился
в самом дурном расположении духа (стр. 239).
19. Написанное Герцем два года спустя (1891)
предисловие к сборнику его основных работ, напротив,
отмечено всеми недостатками оригинальных статей. Кроме
того, в нем искаженно излагаются некоторые взгляды и
ранние опыты автора. Суть искажения заключается в
том, что Герц приписывает теории Максвелла значение
большее, чем она имела в то время. Приходится признать,
что это — весьма распространенная форма модернизации
296

ученым своих прежних позиций. У Герца она проявилась
с особой силой из-за внезапности и громадности скачка,
происшедшего в науке XIX в. благодаря признанию
теории Максвелла (гл. II, § 3).
20. Последние четыре года жизни Герца прошли под
знаком механики. Из-за болезни, неодолимо
прогрессировавшей, они уже не были столь плодотворными, как
предыдущее пятилетие, но вместе с тем могли бы все-таки
сделать честь любому современнику Герца: в эти годы он
подготовил капитальный труд «Принципы механики,
изложенные в новой связи» и сделал еще один, последний в своей
жизни опыт с газовым разрядом. Помимо своего
результата (открытие способности тонких металлических листков
пропускать катодные лучи), опыт интересен и
сопутствовавшими обстоятельствами: в процессе этой работы Герц,
по-видимому, наблюдал не только будущие рентгеновы
лучи, но, возможно, и будущие беккерелевы (радиоактивные)
лучи (гл. III, § 3 и 4).
# # *
В заключение приведем некоторые факты,
характеризующие признание, которое нашел Герц у потомков.
Преждевременная смерть Герца (он умер 1
января 1894 г. от общего заражения крови) повергла в скорбь
научные коллективы всех стран мира. Были проведены
траурные заседания научных обществ, научные журналы
поместили некрологи, отдельные ученые выступили с
воспоминаниями о Герце, с очерками его жизни и
деятельности. Воспоминания Гельмгольца и очерк Планка
представляют собой выдающиеся произведения этого жанра.
Ближайший ученик Герца, Ленард, собрал 1вое сочинения св'о-
его учителя и опубликовал их в 1894—1895 гг. в виде трех
томов «Собрания сочинений» Герца. Некоторые из них были
переведены на иностранные языки, в том числе третий
том — «Принципы механики»— на русский. Отдельные
сочинения Герца, особенно его работы по электродинамике,
переводились еще при его жизни и особенно после смерти
неоднократно.
Не прошло и пяти лет после смерти Герца, как одно из
его важнейших открытий — открытие электромагнитных
волн — стало основой нового и важнейшего вида связи —
радио. Еще через несколько лет широкое практическое
применение получило его другое открытие — фотоэффект.
297

Наконец, в последние годы мы являемся свидетелями
необычайно бурного развития телевидения, которое своими
принципиальными основами тоже восходит к работам Гер-
ца. Уже ближайшие преемники Герца вооружились
развитым им методом решения электродинамических задач,
и этот метод до сих пор служит радиотехникам. Система,
в которую Герц привел уравнения Максвелла, стала
достоянием всех учебников но электромагнетизму.
Вместе со воем научным миром смерть Герца
оплакивали егю родители, жена и две дочери. Семь лет спустя
мать написала воспоминания о его детстве, о которых мы
уже говорили в предисловии. Старшая дочь, Иоанна,
собрала и в 1927 г. опубликовала письма и дневники отца. С тех
пор это издание стало основным источником для тоех
биографов Герца. Мы тоже широко пользовались этим
источником (в нашем списке XXXVI). Дань уважения отцу
отдала и младшая дочь, Матильда: она изваяла его бюст,
который ныне хранится в Немецком музее в Мюнхене и
фотографию которого мы воспроизводим на нашем рисунке.
Хорошая традиция чтить намять великого ученого
сохраняется в семействе Герцев доныне. Племянник Герца,
выдающийся физик современности, соавтор знаменитого
«опыта Франка — Герца», Густав Герц, выступил с
компетентным анализом трудов своего дяди на торжественном
заседании в Гамбурге в 1957 г. по случаю столетия со дня
рождения Герца.
В России имя Герца было знаменито еще при его
жизни. Активным продолжателем его работ и восторженным
поклонникам его таланта был А. Г. Столетов. А. С. Попои
стоит у истоков практического применения «волн Герца»,
и не случайно первая переданная им радиограмма
состояла из слов «Генрих Герц». П. Н. Лебедев и его ученики,
продолжая дело, начатое Герцем, создали и изучили
электрические колебания еще более высокой частоты, перекинув
тем самым мост между радиоволнами и инфракрасным
светом. Г. К. Суслов и Н. А. Фроловский подвергли
детальному разбору механику Герца. О. Д. Хвольсюн, И. И. Борг-
ман и др. в журнальных и энциклопедических статьях
отметили важность открытий Герца тотчас же вслед за
тем, как они были сделаны.
Доказательством почитания Герца в Советском Союзе
служит множество книг, брошюр и статей о нем.
Приведем лишь несколько примеров.
298

Hem Hert*
Roa···
Памятник Герцу, установленный
в мюнхенском Немецком музее
В 1938 г. Академия паук СССР к 50-летию открытия
герцевых волн выпустила в серии «Классика
естествознания» юбилейный сборник под [названием «50 лет волн
Герца» под редакцией академика В. К. Аркадьева.
F. этот сборник вошли работы Герца «О весьма
быстрых электрических колебаниях,», «Об элентродинамиче-
оких волнах в воздухе и об их отражении», «Силы
электрических колебаний, рассматриваемые с точки зрения
теории Максвелла», «О лучах электрической силы», «О
действии ультрафиолетового света на разряд электричества».
Первая и последняя из этих работ появились на русском
языке в 1910—1911 гг. в сборнике «Элеквприче'ски-е
колебании: И ВОЛНЫ».
В 1945 т. в СССР отмечали 50-летие радио. Акаде!мия
наук выпустила юбилейный сборник под названием «Из
299

предыстории радио» под редакцией крупнейшего
советского физика, академика Л. И. Мандельштама. В сборник
вошли следующие работы Герца: «Исследования по
распространению электрической силы. Вводный обзор»;
«О весьма быстрых электрических колебаниях»; «Из
работ г-на В. фон Бецольда. Исследование электрических
разрядов. Предварительное сообщение»; «Об
электродинамических волнах в воздухе и их отражении»; «Силы
электрических колебаний, рассматриваемые с точки зрения
теории Максвелла»; «О лучах электрической силы»; «О
соотношении между светом и электричеством. Доклад,
прочитанный на 62-м собрании немецких
естествоиспытателей и врачей в Гейдельберге в 1889 г.».
В феврале 1957 г. отмечалось 100-иетие со дня
рождения Герца. Академия наук организовала торжественное
собрание, посвященное этому юбилею. В докладах
академика Б. А. Введенского и других ученых приводились
важнейшие факты -из биографии Герца, раскрывалось
содержание его научной деятельности, определялось место Герца
в истории науки и техники. Юбилейные статьи и
материалы были опубликованы в журналах: «Вестник Академии
наук СССР», «Известия АН СССР. Отделение
технических наук», «Вопросы истории естествознания и техники»,
«Физика в школе», «Природа», «Радио»,
«Электричество», «Радиотехника», «Радиотехника и электроника»,
«Знание». В дни торжеств юбилейные статьи печатались в
многочисленных центральных, республиканских, краевых
и областных газетах.
Академия наук в серии «Классики науки» выпустила
в свет полный перевод книги Герца «Принципы
механики, изложенные в новой связи»; в приложении к книге
даны статьи Гельмгольца «Г. Герц» и Пуанкаре «Идеи
Герца в механике», библиография трудов Герца и литература
о нем. В связи со столетием со дня рождения Герца
Президиум Академии наук направил приветствие немецким
ученым, в котором говорится: «Советские ученые, полные
веры в мирное и созидательное применение науки,
убеждены, что дальнейшее развитие идей Г. Герца и успехи
теоретической и экспериментальной физики в целом будут
служить делу мира и прогресса». Это 'приветствие было
зачитано на торжественном заседании в Берлине 22 февраля
1957 г., посвященном 100-летию со дня рождения Герца.

ХРОНОЛОГИЧЕСКИЙ СПИСОК РАБОТ ГЕРЦА
I — Versuche zur Feststellung einer oberen Grenze fur die ki-
netische Energie der elektrischen Stromung.— Annalen
der Physik und Chemie, 10, 414—448, 1880. Перепечатка:
Η. Hertz. Gesammelte Werke. Bd. 1. Schriften vermisch-
ten Inhalts. Leipzig, 1895, S. 1—36.
II —Ober die Induktion in rotierenden Kugeln. Inaugural-
Dissertation. Berlin, 1880. Перепечатка: Η. Hertz. Ges.
Werke. Bd. 1, S. 37—134.
III — Ober die Verteilung der Elektrizitat auf der Oberflache
bewegter Leiter.—Ann. d. Phys., 13, 266—275, 1881.
Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 135—144.
IV — Obere Grenze fur die kinetische Energie der bewegten
Elektrizitat.—Ann. d. Phys., 14, 581—590, 1881.
Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1,' S. 145—154.
V — Ober die Beruhrung fester elastischer Korper.— Journal
fur die reine und angewandte Mathematik, 92, 156—171,
1882. Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 155—
173.
VI — Ober die Harte der Korper.— Verhandlungen der physika-
lischen Gesellschaft zu Berlin, 1, 67—69, 1882. Ober die
Beruhrung fester elastischer Korper und iiber die Harte.—
Verhandlungen des Vereins zur Beforderung des Ge-
werbefleisses. Berlin, 1882, Nowember. Перепечатка.
Η. Η e r t ζ. Ges. Werke, Bd. 1. S. 174—196.
VII — Ober ein neues Hygrometer.— Verh. d. phys. Ges. Berlin,
1, 18—19, 1882. Перепечатка: Н. Hertz. Ges. Werke.
Bd. 1, S. 197—198.
VIII — Ober die Verdunstung der Flussigkeiten, insbesondere des
Quecksilbers, im lufileeren Raume.— Aim. d. Phys. 17,
177—193, 1882. Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd.
1, S. 199-214.
IX — Ober den Druck des gesattigten Quecksilberdampfes.—
Ann. d. Phys., 17, 193—200, 1882. Перепечатка: Η. Η e r t ζ.
Ges. Werke. Bd. 1, S. 215-222.
X — Dynamometrische Vorrichtung von geringem Widerstande
und verschwindender Selbstinduktion.— Zeitschrift fur
Instrumenteinkunde, 3, 17—19, 1883; Verh. d. phys. Ges.
301

Berlin. 1, 102—103, 1883. Перепечатка: Η. Ή e r t ζ. Ges.
Werke. Bd. 1, S. 227—232.
XI — Ober eine die elektrische Entladung begleitende Erschei-
nung.—Ann. d. Phys., 19, 78—86, 1883. Перепечатка:
Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 233—241.
XII — Versuche iiber die Glimmentladung.— Ann. d. Phys., 19,
782—816, 1883. Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd.
1, S. 242—276.
XIII — Ober das Verhalten des Benzine als Isolator und als Riick-
standsbildner.—Ann. d. Phys., 20, 279—284, 1883.
Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 277—282.
XIV — Ober die Vertheilung der Druckkrafte in einem elastischen
Kreiscylinder.— Zeitschrift fiir Mathematik und Physik,
28, 125—128, 1883. Перепечатка: Н. Hertz. Ges. Werke.
Bd. 1, S. 283-287.
XV — Ober die kontinuierlichen Strome, welche die fluterregen-
de Wirkung der Gestirne im Meere veranlassen muss.—
Verh. d. phys. Ges. Berlin, 2, 2—5, 1884. Перепечатка:
Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 223—226.
XVI — Ober das Gleichgewicht schwimmender elastischen Plat-
ten.—Ann. d. Phys., 22, 449—455, 1884. Перепечатка:
Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 288—294.
XVII — Uber die Beziehungen zwischen den Maxwell'schen elek-
trodynamischen Grundgleichungen und den Grundglei-
chungen der gegnerischen Elektrodynamik.— Ann. d. Phys.,
23, 84—103, 1884. Перепечатка: Н. Hertz. Ges. Werke.
Bd. 1, S. 295—314.
XVIII —Ober die Dimensionen des magnetischen Poles in verschie-
denen Maassystemen.—Ann. d. Phys., 24, 114—118, 1885.
Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Weinke. Bd. 1, S. 315—319.
XIX — Graphische Methode zur Bestimmung der adiabatischen
Zustandsanderungen feuchter Luft.— Die meteorologische
Zeitschrift, 1, 421—431, 474—475, 1884. Перепечатка:
Η. Η e r t ζ. Ges. Werke. Bd. 1, S. 320—338.
XX — Ober sehr schnelle elektrische Schwingungen.— Ann. d.
Phys., 31, 421—448, 1887. Перепечатка: XXXIII, 32—58.
Переводы: Электрические колебания и волны. Вып. П.
СПб., 1910, стр. 71—106; 50 лет волн Герца. М., 1938,
стр. 45—73; Из предыстории радио. М., 1948, стр. 131—
147. Nachtrag zu der Abhandlung iiber sehr schnelle elec-
trische Schwingungen.—Ann. d. Phys., 31, 543—544, 1887.
XXI — Ober einem Einfluss des ultravioletten Lichts auf die
elektrische Entladung.— Sitzungsberichte der koniglich preus-
sischen Akademie der Wissenschaften zu Berlin, 1887,
S. 447, 487^490.
XXIa — Ober einen Einfluss des ultravioletten Iichtes auf die
elektrische Entladuiig.— Aim. d. Phys., 31, 983—1000, 1887.
Перепечатка: XXXIII, 69—86. Перевод: Электрические
302

колебания и волны. Вып. VI. СПб., 1910, стр. 7—30;
50 лет волн Герца. М., 1938, стр. 136—154.
XXII — Ober die Einwirkung einer geradlinigen elektrischen
Schwingung auf eine benachbarte Strombahn.— Ann. d.
Phys., 34, 155—170, 1888. Перепечатка: XXXIII, 87—101.
XXIII —Ober Inductionserscheinungen, hervorgerufen. durch die
elektrischen Vorgange in Isolatoren.— Sitz. Akad. Wiss.
Berlin, 1887, S. 883, 885-896.
XXIIIa — Uber Inductionserscheinungen, hervorgerufen durch die
elektrischen Vorgange in Isolatoren.— Ann. d. Phys., 34,
273-285, 1888. Перепечатка: XXXIII, 102—114.
XXIV — Ober die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrodynami-
schen Wirkungen.— Sitz. Akad. Wiss. Berlin, 1888, S. 87,
197—210.
XXIVa — Ober die Ausbreitungsgeschwindigkeit der elektrodymami-
schen Wirkungen.— Ann. d. Phys., 34, 551—569, 1888.
Перепечатка: XXXIII, 115—132.
XXV — Ober elektrodynamische Wellen im Luftraume und de-
rera Reflexion.— Ann. d. Phys., 34, 609—623, 1888.
Перепечатка: XXXIII, 133—146. Переводы: 50 лет волн Герца.
Μ., 1938, стр. 76—89; Из предыстории радио. М., 1948,
стр. 156—164.
XXVI — Die Krafte elektrischer Schwingungen, behandelt nach der
Maxwell'schen Theorie.— Ann. d. Phys., 36, 1—22, 1889-
Перепечатка: XXXIII, 147—170. Переводы: 50 лет волн
Герца. Μ., 1938, стр. 92—119; Из предыстории радио. М.,
1948, стр. 166—182.
XXVII —Ober Strahlen elektrischer Kraft.—Ann. d. Phys., 36,
769—783, 1889; Sitz. Akad. Wiss. Berlin, 1888, S. 1297—
1307. Перепечатка: XXXIII, 184—198. Переводы: Г. Г е ρ ц.
Электрическая сила. СПб., 1894, стр. 12—26; Успехи
физических наук, 19, 559—570, 1938; 50 лет волн Герца, М.,
1938, стр. 120—135; Электричество, 5, 46—47, 1939
(начало статьи); Из предыстории радио. М., 1948, стр. 183—191.
XXVIII — Ober die Fortleitung elektrischer Wellen durch Drahte.—
Ann. d. Phys., 37, 395—408, 1889. Перепечатка: XXXIII,
171—183.
XXIX — Η. Hertz. Ober die Beziehungen zwischen Licht und Elek-
trizitat. Ein Vortrag gehalten bei der 62. Versammlung
deutscher Naturforscher und Arzte in Heidelberg. Bonn,
1889. Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S.
339—1354. Переводы; Г. Герц. Об отношениях между
светом и электричеством. СПб., 1890; Из предыстории
радио. М., 1948, стр. 193—202.
XXX — Ober die Grundgleichungen der Elektrodynamik fur ru-
hende Korper.— Ann. d. Phys 40, 577—624,1890; Nachrich-
ten von der koniglich Gesellschaft der Wissenschaften
und der Georg-August-Universitat zu Gottingen, 1890,
S. 106—149. Перепечатка: XXXIII, 208—255.
303

XXXI — Uber die Grundgleichungen der Elektrodynamik fur be-
wegte Korper.—Ann. d. Phys., 41, 369—399, 1890.
Перепечатка: XXXIII, 256-285.
XXXII — Uber die mechanischen Wirkungen elektrischer Drahtwel-
len.— Ann. d. Phys., 42, 407—416, 1891. Перепечатка:
XXXIII, 199—207.
XXXIII —Η. Hertz. Untersuchungen uber die Ausbreitung der
elektrischen Kraft. Leipzig, 1892. Матричная перепечатка:
Η. Hertz. Gesammelte Werke. Bd..2. Leipzig, 1895.
Переводы: Г. Герц. Электрическая сила. СПб., 1894,
стр. 3—12 (теоретическая часть вводного обзора); Из
предыстории радио. М., 1948, стр. 112—130 (вводный обзор);
Электрические колебания и волны. Вып. II, стр. 106—
109; вып. VI, стр. 31—32 (примечания к работам XX и
XXIa); 50 лет волн Герца. М., 1938, стр. 73—75, 154—
155, 90—91 и 135 (примечания к работам XX, XXIa, XXV
ж XXVII); Из предыстории радио. М., 1948, стр. 147—148,
164—165, 191—192 (примечания к работам XX, XXV и
XXVII).
XXXIV — Uber den Durchgang der Kathodenstrahlen durch diinne
Metallschichten.— Ann. d. Phys., 45, 28—32, 1892.
Перепечатка: Η. Hertz. Ges. Werke. Bd. 1, S. 355—359.
XXXV — H. Hertz. Gesammelte Werke. Bd. 3. Die Prinzipien der
Mechanik in neuem Zusammenhange dargestellt. Leipzig,
1895. Переводы: Философия науки, ч. 1. Физика. Вып. 11.
М., 1924, стр. 41—78 (предисловие); Бюллетень заочной
консультации ИКП. Москва, 7, 24—49, 1931 (предисловие
и введение); Г. Герц. Принципы механики,
изложенные в новой связи. М., 1959.
XXXVI — Erinnerungen, Briefe, Tagebucher. Zusammengestellt von
Johanna Hertz. Leipzig, 1927.

ИМЕННОЙ УКАЗАТЕЛЬ
Ампер А. М.— 55, 56, 68, 69,
222, 232
Амудсен Р.— 118
Араго Д. Ф.— 25, 248
Аркадьев В. К.— 216, 299
Архимед — 51
Барт И. Α.— 150
Баумгартнер Α.— 7,257
Беккерель Α. Α.— 117, 118,
146, 147,206,209—211,297
Бельтрами Е.— 284
Бецольд В.— 129, 130, 300
Био Ж. Б.— 73, 232
Больцман Л.— 80, 216, 218.
226—230, 24σ, 241, 276
Боргман И. И.— 298
Бранли Э.— 170
Бренев И. В.— 182
Бресс — 7
Бэкон Ф.— 48
Введенский Б. Α.— 208, 300
Вебер В. Э.— 20, 69, 155, 156,
242
Вернадский В. И.— 215
Видеман Г.— 144, 146
Видеман Е.— 195, 196
Вильсон Ч,— 273
Вихерт И. Э.— 46
Вольтерра В.— 240
Гайтель Г.— 196
Галилей Г.— 48, 185, 269, 270,
273, 274, 289
Гальвакс В.— 194— 196, 295
Гамильтон У. Р.— 274, 280,
281, 283, 284, 285
Гаусс К.Ф.— 64, 69, 70, 139,
277—280, 286, 287
Гейне Е.—31
Гейслер Г.— 37, 38
Гельмгольц Г. Л.— 6, 11, 12,
18, 21-25, 27, 30, 31, 33,
64, 69, 71, 72, 92, 101, 103,
111, 112, 132, 133, 138,
141, 143, 146, 150, 151, 155-
165, 194, 203, 205, 214, 224,
225, 237—239, 242, 261,
276, 288, 292, 295, 297, 300
Герц Г. (отец) — 5,98
Герц Г. (племянник) — 298
Герц Е. (мать) — 5,98
Герц Е. (жена) —114, 116,257,
298. См. также Долль Е.
Герц И. (дочь) — 121, 298
Герц М. (дочь) — 298
Гизе В.— 30
Гитторф И. В.— 37
Гольдштейн Е.— 39, 132, 207
Гомер — 6
Губер Г.— 167
Гудспид А. У.— 208
Гульдберг К. М.— 53, 54
305

Даламбер Ж. Л.— 61, 248,
264, 274, 278
Данте Α.— 6
Декарт Р.— 48
Джоуль Д. П.— 256
Долль Е.— 65, 294
Доплер X.— 269
Друде П.-216
Евклид — 216
Зоммерфельд Α.— 278, 287
Кальцекки-Онести Ф.— 170
Карно С— 147, 270
Карстен Г.— 52
Кельвин У.— 83, 214, 276.
См. также Томсон У.
Кирхгоф Г. Р.— 7, 24, 27, 232
276, 280, 288
Клаузиус Р.— 53, 69, 70, 139,
233
Клебш А. — 51
Клейнпетер Г.— 275
Коген Г.— 275
Колачек Ф.— 36
Коломб X.— 147
Кольрауш Ф. В. Г.— 239
Кориолис Г. Г.— 18, 20
Корню Α.— 135, 137
Кронекер Л.— 27
Крукс У.— 37, 168—170, 176,
207
Кулон Ш. О.— 68, 232
Куммер Э. Э.— 7, 24
Кундт Α.— 239
Лавуазье А. Л.— 270
Лагранж Ж. Л.— 274, 277,
287, 284, 285, 287
Лаплас П. С— 61, 248
Лармор Д.— 268—270
Лаказ Л.— 7
Лебедев В.— 141
Лебедев П. Н.— 214, 298
Ленард Ф.— 8, 23, 48, 54,
196, 201, 204—207, 297
Ленин В. И.— 275, 276
Ленц Э. X.—-73
Леонардо да Винчи — 274
Лермонтов М. Ю.— 162
Лехер Э.— 124—126, 258
Липшиц Р.— 284
Лодж О.— 129, 130, 171, 174,
178, 265
Ломоносов М. В.— 185
Лоренц Г. Α.— 80, 183, 212,
214, 225, 227, 241, 263—
271, 273, 296
Майер Ю. Р.— 270
Майкельсон Α.— 264, 265
Максвелл Д. К.— 7, 55, 59,
61—64, 66—68, 70—72, 75—
83, 89—94,96, 97, 110, 112,
117—124, 126, 128, 129, 132,
134, 135, 137—153, 155—
161, 163—165, 178, 183,
212—230, 233, 235—245,
248, 250, 255-264, 267,
270, 272, 273, 276, 294— 300
Малов Η. Η.— 110
Мандельштам Л. И.— 300
Маркони Г.— 66, 170, 172—
176, 179—183
Маттеучи К.— 7
Мах Э.— 275, 276
Минковский Г.— 273
Мон Г.— 53, 54
Морзе С— 170, 174, 181, 182
Нейман К. Г.— 69, 159
Нейман Ф. Э.— 57—59, 61,
63, 138, 141, 155, 156, 159,
232, 233, 238, 242, 261
306

Ниепс де Сен-Виктор — 211
Никольский В. В.— 80, 244
Нодон Α.— 187
Ньютон И.— 48, 55, 68, 80,
103, 149, 216, 233, 270, 274,
283, 287, 289
Ом Г. С— 11, 73, 219, 222, 232
Оствальд В. Ф.— 166, 234
Остроградский М. В.— 274
Пастер Л.— 207
Перрен Ж. В.—46
Пирсон К.— 276
Планк М.— 164, 212, 297
Планте Г. Р.— 40
Пойнтинг Д. Г.— 29, 213, 214,
243,г 256
Попов А. С— 66, 172—176,
181—183, 298
Прис У.— 175, 214
Пуанкаре Α.— 71, 136, 137.
141, 163, 164, 183, 216, 217,
224, 267, 269—271, 296, 300
Пушкин А. С— 144
Рей Α.— 276
Рентген R. К.- 117, 118, 146,
147, 207-209, 211, 262, 273.
297
Реньо А. В.— 35
Рив де-ля Л.— 135—137, 169
Риги Α.— 169, 196, 197, 295
Риз П.— 65
Риман Г. Ф. В.— 69, 70
Роуланд Г. Α.— 262
Румкорф Г.— 84, 130, 149, 170
Румфорд В.— 7
Руссо Ж. Ж.— 180
Рыбкин П. Н.— 182
Рэлей Д. У,— 243
Савар Ф.— 73, 232
Сарасен Е.— 135—137, 169
Сименс Э. В.— 163, 239
Скотт Р.— 118
Слаби Α.— 179
Стоке Д. Г.— 260, 264
Столетов А. Г,— 128, 196,
216, 295, 298
Стрэттон Д.— 228
Суслов Г. К.— 298
Тесла Н.— 168, 173
Томпсон С— 129—131
Томсон Д. Д.— 46, 164, 184,
205, 207, 216, 224 236, 237
Томсон У. 50, 83, 119.
См. также Кельвин У.
Томсон Э.— 129, 130
Траутон Ф. Т.— 87, 135, 137
Тюрпен Α.— 136
Тэт П.— 50
Уитстон Ч.— 13, 14, 19, 41,
170
Умов Η. Α.- 29
Фарадей М.— 26, 55, 62—
64, 67, 69-73, 90, 117, 118,
132, 134, 142 — 144, 157,
160, 161, 213, 214, 222, 224,
225, 227, 228, 235, 236, 238,
258, 262, 273, 296
Феппль Α.— 216
Физо И. Л.— 163, 262, 265
Фицджеральд Ф.— 129, 130,
213, 214, 220, 265, 266
Фойгт В.— 257, 271
Франк Д.— 298
Френель О. Ж.— 103, 233,
260, 262, 264, 265, 267, 269
фроловский Η. Α.— 298
307

Хаген Э. В.— 30, 33, 34, 36
Хвольсон О. Д.— 298
Хевисайд О.— 59, 213, 214,
222—227, 240, 243
Хоу Г.- 134
Целлер Э.— 24
Ценник И.— 110
Шиллер И. X. Ф.— 6
Эберт Г.— 169, 240
Эдисон Т. Α.— 7, 166, 172
Эйлер Л.— 274, 284, 285
Эйнштейн Α.— 55, 291
Эйри Д. В.— 214, 262
Эйфель А. Г.— 173
Эйхенвальд Α. Α.— 273
Эльстер И.— 196
Эрстед X. К.— 55, 72
Юз Д. Э.— 129, 130
Якоби К. Г. Я.- 274, 284, 285

ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие , 5
Глава первая. Формирование ученого 10
§ 1. Кинетическая энергия электрического тока . . И
§ 2. Распределение сил в электромагнитном поле и в
упругих телах 21
§ 3. Электрический гистерезис бензина и испарение
ртути 30
§ 4. Электрический разряд в разреженных газах . . 37
§ 5. Морские приливы, плавание тел и образование
облаков 49
§ &. Электродинамика дальне- и близкодействия ... 55
Глава вторая. Электромагнитные волны 66
§ 1. Теория Максвелла 67
§ 2. Опыты Герца 81
§ 3. Отношение Герца к теории Максвелла .... ^37
§ 4. Применение электромагнитных волн jg5
Глава третья. Два новых физических явления 184
§ 1. Открытие фотоэлектрического эффекта .... ^g^
§ 2. Изучение фотоэлектрического эффекта .... ^gy
§ 3. Открытие способности металлов пропускать
катодные ЛуЧИ ^ду
§ 4. Применение способности металлов пропускать
катодные лучи 203
Глава четвертая. Теория электромагнитного поля .... 212
§ 1. Систематизация теории Максвелла 212
§ 2. Применение теории Максвелла 241
§ 3. Обобщение теории Максвелла 258
Глава пятая. Механика 274
§ 1. Философские основы механики Герца .... 274
§ 2. Книга Герца «Принципы механики» и ее
влияние на развитие механики 277
§ 3. Понятие «сила» в механике Герца 287
Послесловие 292
Хронологический список работ Герца 301
Именной указатель , , . . , 305

Ашот Тигранович Григоръян,
Анатолий Николаевич Вялъцев
ГЕНРИХ ГЕРЦ
1857—1894
Утверждено к печати
редколлегией
научно-биографической серии
Академии наук СССР
Редактор В. М. Тарасенко
Технический редактор А. П. Ефимова
Сдано в набор 23/VIII 1967 г.
Т-16295. Подписана к печати 15/ХП 1967 г.
Формат 84x1087,2. Бумага типогр. № 1
Усл. печ. п. 16,38+1 вкл. Уч.-изд. л. 15,9.
Тираж 11000 экз. Тип. зак. 3379.
Цена : в переплете 1 р. 21 к., в обложке 1 руб.
Издательство «Наука»
Москва, К-62, Подсосенский пер., 21
2-я типография издательства «Наука»
Москва, Г-99, Шубинский пер., 10

ИЗДАТЕЛЬСТВО
«НАУКА»
в 1968 г.
готовит
к выпуску:
БЕЛКИНД Л. Д. АНДРЕ МАРИ
АМПЕР. (Научно-биографическая
серия). 18 л. 40000 экз. 1 р. 30 к.
Книга посвящена жизни и
деятельности Андре Мари Ампера (1775—
1836), крупнейшего ученого прошлого
века, одного из основоположников
науки об электричестве и магнетизме,
автора значительных работ в области
математики, физики, химии и биологии.
В первой части книги дано описание
жизни этого ученого,
охарактеризованы его научные связи, его участие в
развитии высшего образования и в
мероприятиях просветительного
характера. Показаны связи Андре Мари
Ампера с литературными и философскими
кругами! франции того времени. Во
второй части работы дана оценка его
научных трудов, отличавшихся
новизной взглядов и глубокими
теоретическими обобщениями.
Книга рассчитана на широкий круг
читателей, интересующихся вопросами
истории науки и техники, особенно на
студентов вузов и преподавателей
средних учебных заведений.
Темплан научно-популярной
литературы 1968 г. Μ 45.
РОДНЫЙ Н. И., СОЛОВЬЕВ
Ю. И. ВИЛЬГЕЛЬМ ОСТВАЛЬД.
(Научно-биографическая серия). 16 л.'
20 000 экз. 1 р. 25 к.
Среди замечательной плеяды фи-
зико-химиков конца XIX и начала
XX в. отчетливо выделяется немецкий
физико-химик В. Оствальд (1853—
1932). Прекрасный организатор и
педагог Оствальд содействовал развитию

Если Вы хотите приобрести
эти или другие книги
издательства «Наука»,
направляйте заказы в магазин
«КНИГА — ПОЧТОЙ»
Центральной конторы
« АН АДЕ Μ КНИГ А »
(Москва, В-463, Мичуринский
проспект, 12) или β
ближайший магазин цАкадемкнига»
по адресу:
Алма-Ата, ул. Фурманова, 139';
Баку, ул. Джапаридзе, 13;
Киев, ул. Ленина, 42;
Ленинград, Литейный пр., 57;
Москва, ул. Горького, 8;
Москва, ул. Вавилова, 55/5;
Новосибирск, Красный пр., 51;
Свердловск, ул. Белинского,
71-в;
Ташкент, ул. К. Маркса, 29;
Ташкент, ул. Шота Руставели,
43;
Уфа, пр. Октября, 129;
Уфа, Коммунистическая ул. 49
Фрунзе, пр. Дзержинского, 41
Харьков, Уфимский пер., 4/β
Иркутск, ул. Лермонтова, 303
Душанбе, пр. Ленина, 95.
вовых физико-химических идей. Он —
автор многих научных статей, рефера
тов и рецензий; его перу принадлежат
десятки книг по химии, философии,
цветоведению. В русской литературе,
кроме отдельных статей, нет ни одной
работы об этом крупном ученом.
Авторы первой книги об Оствальде иистави-
ли своей целью дать беспристрастный
анализ его многогранной деятельности.
Ими использованы многочисленные
труды самого Оствальда, статьи и
книги, посвященные его жизни и
деятельности, а также некоторые архивные
материалы.
Книга предназначена для широких
кругов читателей.
Темплан научно-популярной
литературы 1968 г. Μ 51.

РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ СЕРИИ
«НАУЧНО-БИОГРАФИЧЕСКАЯ ЛИТЕРАТУРА»
академики: А. Л. Яншин (председатель), В. М. Кедров;
доктора физико-математических наук: А. Т. Григоръян,
Я. Г. Дорфман, И. Б. Погребысский;
доктора технических наук; Л. Д. Велъкинд, С. В. Шухардин;
доктора химических наук: Ю. И. Соловьев,
Н. А. Фигуроеский (заместитель председателя);
доктора биологических наук: Л. Я. Бляхер, А. Н. Купцов;
доктор экономических наук Б. Г. Кузнецов;
кандидаты технических наук: 3. К. Соколовская (ученый
секретарь), А. С. Федоров (заместитель председателя),
И. А. Федосеев, А. А. Чеканов;
кандидат исторических наук Д. В. Ознобишин
2-3-1
58а-67

ΓΙ 1 I
^Г
- Ч
и
я
У
а-
V 7
ГЕНРИХ
ГЕРЦ

Α. . J t-tJOPb£H
Α. Η. ВЯЛЪПЕВ