Предтеча

Перечитываю двухтомник «Великие физики», изданный в Мюнхене Карлом фон Майеном. Но, прочитав 4–5 биографий, начинаю уставать. Канва жизни схожа и почти однообразна: родился, учился, трудился, защитился, опять трудился, добился, дождался славы и признания, чаще всего при жизни. Но Петр Капица прожил 90 лет, Макс Планк – 89 , Макс Борн – 88, Томсон – 84, Конрад Рентген –
78 , Нильс Бор – 77, Альберт Энштейн – 76. А вот Генрих Герц ушел из жизни в 37, причем последние два года был безнадежно болен. Ушел всемирно известным. На колонне главного холла Гамбургской ратуши помещен его барельеф – как великого сына города. Его имя носит и гамбургская телевизионная башня.

22 февраля 1857 г. он родился в этом городе. Мать Герца была немкой, дочерью гарнизонного врача из Франкфурта, а отец – евреем. Генрих никогда не упоминал о своих еврейских корнях, хотя многим это было известно. Мог бы, конечно, как Владимир Вольфович Жириновский говорить: «Мать – немка. Отец – юрист, сенатор, руководитель юридического управления города». Но не делал этого. Правда, отец принял лютеранство, и это серьезно меняло ситуацию. Да и время было другое. Племяннику Генриха, Густаву Герцу, продолжившему династию физиков, было уже значительно сложнее. Когда гитлеровцы пришли к власти, он был лишен профессорской должности в Университете Галле. Казалось его ждала та же участь, что и многих евреев. Но он как «полезный еврей» был спасен и использован концерном «Сименс» для ускорения секретных исследований, а после Второй мировой войны вывезен в СССР для участия в советских ядерных разработках. Затем вернулся в ГДР и долгое время заведовал Институтом физики в Лейпциге. Похоронен, как и его дядя, на семейном кладбище Ольсдорф в Гамбурге. И хотя Густав Герц был нобелевским лауреатом, лауреатом Ленинской премии и членом академий наук Германии, Венгрии, Чехословакии и СССР, его имя известно только узкому кругу специалистов. А вот имя его дяди, великого Генриха Герца, известно всему миру. Еще и сегодня школьники всех континентов заучивают, что единица частоты периодических процессов называется Герц. Но что это мы начали разговор с конца? Вернемся к началу.

«Какой бы это был токарь!»

Итак, Генрих был первым ребенком в достаточно обеспеченной и благополучной семье. В отличие от двух своих младших братьев и сестры, он рос болезненным, слабым мальчиком. Но учился прекрасно, причем ему одинаково хорошо давались как гуманитарные, так и естественнонаучные дисциплины. Отец, конечно, хотел, чтобы сын пошел по его стопам. Но в мальчике совершенно неожиданно стала проявляться тяга к практическим занятиям техникой. В свободное время он по собственному желанию брал уроки у столяра, изучал токарное дело. Уже живя в Берлине и готовясь к научной карьере, он в письмах к родителям неоднократно справлялся о своем токарном станке. Но что особенно важно: любое дело, за которое Генрих брался, он старался делать максимально хорошо, вкладывая в него всё свое умение, душу и сноровку. Позже мать вспоминала, что мастер, у которого Генрих изучал токарное дело, в ответ на ее сообщение о том, что его бывший ученик теперь стал профессором, воскликнул совершенно расстроенный: «Ах, как жаль! Какой бы это был токарь!» Но, кроме этого, Генрих еще и на лету осваивал иностранные языки. Эпос Гомера, диалоги Платона и стихи Данте на языке подлинников сопровождали его всю жизнь. Наряду с итальянским, французским и английским, Герца интересовали и языки, которые не относились к числу обязательных предметов. Скажем, его успехи в арабском были столь удивительными, что учитель настоятельно рекомендовал отцу, чтобы тот непременно направил сына изучать ориенталистику: ученик с такими выдающимися способностями к арабскому языку ему еще не встречался. С раннего детства у Герца был и талант рисовальщика. Увидев это, родители посылают его пройти специальный курс. Скорее всего, именно потому, завершив школу, Генрих решает отправиться во Франкфурт, на родину матери, и поработать там техническим чертежником в инженерном бюро городского строительного управления. Вначале он работает в группе проектирования гимнастических залов, но настолько успешно проявляет себя, что его рекомендуют инженерам-мостовикам, проектирующим мост через Майн. Тогда еще не существовало точных методик расчета мостов, и их проектировали, скорее, по интуиции. Генрих понимает: чтобы стать настоящим инженером, нужны специальные знания. Весной 1876 г. он отправляется в Дрезден, чтобы начать занятия инженерной наукой в Высшей технической школе. Он пробыл там лишь один семестр: осенью 1876 г. его как студента инженерного специальности призвали для несения годичной военной службы при железнодорожном корпусе в Берлине.

«Излишняя осторожность была бы безумием»

После завершения службы Герц отправляется в Мюнхен, чтобы продолжить занятия инженерной наукой. Но чем больше времени и сил он отдает освоению инженерных премудростей, тем более сомневается в правильности выбранного пути. Серьезные конструктивные расчеты, теория упругости и стройная система сопромата тогда только формировались, еще никто не догадывался о том, какое будущее суждено железобетону, который садовник Монье только недавно запатентовал для изготовления кадок под пальмы. Великий архитектор Гауди учился в архитектурной школе, а Корбюзье еще не родился. Строительство и архитектура недавно созданной Германской империи развивались по традиционным, порой догматическим схемам. Когда Генрих окончательно это понял, его постигло огромное разочарование. Он посещает занятия по механике, математике, химии и физике. Дома изучает книги по истории развития точных наук. Для того чтобы слушать лекции всемирно известных специалистов по математике и экспериментальной физике, Гельмгольца и Кирхгофа, Герц в октябре 1878 г. переводится в Берлинский университет. Он всё умеет делать руками, ему нравится исследовательская работа, и Генрих с удовольствием начинает работать в одной из лучших в стране физических лабораторий профессора Гельмгольца. Он пишет домой: «Раньше я часто говорил себе, что быть посредственным инженером для меня предпочтительнее, чем посредственным ученым. А теперь думаю, что Шиллер прав, сказав: „Кто трусит рисковать жизнью, тот не добьется в ней успеха“. И эта излишняя моя осторожность была бы с моей стороны безумием».

Герц решает посвятить себя экспериментальной физике. Прекрасно справляется с курсовой работой и даже завоевывает золотую медаль Берлинского университета. Но его интересы лежат не только в области физики. Он посещает также занятия и семинары по гуманитарным предметам, в первую очередь по истории и философии. Посещает и лекции Генриха Трайчке, блестящего оратора, который оказал роковое влияние на берлинских студентов и «национально» настроенную немецкую буржуазию, способствуя распространению антисемитских взглядов. (Пресловутый лозунг «Евреи – наше несчастье», использовавшийся потом Гитлером, был впервые выдвинут Трайчке.)

В 1879 г. Герц приступает к работе над своей докторской диссертацией «Индукция во вращающихся шарах». Через три месяца он закончил опыты и письменно изложил их результаты. Манускрипт пролежал на письменных столах экспертов всего 14 дней: ученый совет удостоил работу высшей в те времена оценки «очень хорошо».

Гельмгольц предлагает Герцу место ассистента в своей лаборатории. Конечно, работая рядом с блистательным ученым, Генрих многому научился, но на ближайшие годы в столичной лаборатории карьерные перспективы для молодого ученого были невелики, и вскоре он принимает приглашение переехать в Университет Киля, где освободилось место приват-доцента кафедры физики.

Отсутствие там лаборатории, небольшое количество студентов, посещающих его лекции, ощущение провинциальности и бесперспективности угнетают ученого. Однако именно эта двухгодичная изоляция от лабораторной работы позволяет ему глубже заняться теорией, освоить массу литературы, проанализировать и понять многие физические процессы. Несмотря на свои ярко выраженные математические способности и теоретические наклонности, Герц не чувствовал себя счастливым, занимаясь математической физикой. Он тосковал по своему любимому делу – эксперименту. В 1885 г. с радостью принимает приглашение занять должность ординарного профессора в Высшей технической школе Карлсруэ. Здесь в его распоряжении оказались прекрасные помещения для лекций и лаборатория с хорошим экспериментальным оборудованием. Много лет спустя на фасаде этого здания будет установлена мемориальная доска с текстом: «Здесь в 1885–1889 гг. были открыты Генрихом Герцем электромагнитные волны».

«Достижение чрезвычайной важности»

В чем же суть научного подвига Герца? Когда-то великий Максвелл теоретически предсказал наличие в природе электромагнитных волн. Но научный мир, восторгаясь догадками Максвелла, принимал их как великолепное произведение математического искусства – блистательную игру формул и остроумный курьез. Большинство физиков сомневалось в том, что эта теория отражает истинное положение вещей. Как для доказательства предположений Коперника о системе мира нужен был Галилей, так и для подтверждения предположений Максвелла нужны были экспериментальные доказательства. Но в научной среде считалось, что получить их – чисто технически – невозможно. Заслуга доказательства существования электромагнитных волн, предсказанных Максвеллом математическим путем, принадлежит Генриху Герцу. Его учитель – Гельмгольц –

позже подтвердит, что это «достижение чрезвычайной научной важности», осуществление которого «казалось почти невозможным из-за безнадежных экспериментальных трудностей». А Герц добился успеха «лишь благодаря в высшей степени редкому соединению глубокой научной проницательности и практической сноровки». Именно так. В одном лице соединился вдумчивый ученый, превосходный математик, упорный исследователь и человек, обладавший практическими навыками экспериментатора и «технаря». Герц сам, своими руками, создавал приборы и приспособления для своих опытов, будучи одновременно стеклодувом, механиком, слесарем и плотником. И еще одно важное обстоятельство. В 1886 г. Генрих знакомится с Элизабет Долл, дочерью доцента Высшей школы, которая специализировалась здесь на отделении измерительной техники. Вскоре она стала женой Герца и, безоговорочно веря в гениальность своего мужа, включилась в его экспериментальные исследования.

Герц не был опытным оратором или острым полемистом, который на многочисленных физических форумах с задором и остроумием мог доказать подлинность своих достижений. Он велик иным. Ему удалось просто, подробно и ясно в своих книгах и статьях описать свои изыскания: поиск путей, методику проведения опытов, которые можно было повторить в любой лаборатории, применяемое оборудование и дать блестящее математическое обоснование полученных результатов. С этим невозможно было спорить. Это можно было только принять. За четыре года Герцу удалось не только доказать существование электромагнитных волн, но и подробно исследовать их отражение, интерференцию, дифракцию и поляризацию, доказать что скорость их распространения совпадает со скоростью распространения света и что свет представляет собой не что иное, как разновидность электромагнитных волн.

Герца приглашают выступить на Физическом конгрессе в Гейдельберге. Он волнуется, нервничает, в последний момент даже хочет отказаться. Но его доклад принимают с восторгом, и ведущие физики мира приветствуют его выступление бурными аплодисментами. Так мало кому известный исследователь из Карлсруэ в одночасье был признан и принят мировой физической элитой. Через год в Лондоне и Кембридже, где он читал лекции на своем безукоризненном английском, его уже принимали как великого физика. Генрих Герц стоял на вершине своей всемирной славы. О нем читали доклады, а о его открытиях писали статьи и книги. Ему присуждали медали и премии. Научные общества, отечественные и зарубежные, принимали его в свои ряды. Берлинская Академия наук избирает его своим членом-корреспондентом, и он получает приглашение переехать в Берлин, чтобы принять кафедру знаменитого Кирхгофа, который лишь десятилетие назад был одним из его учителей. Правда, когда министерство предложило Герцу выбор между Берлином и Бонном, он выбрал университет на Рейне – в надежде, что там у него будет больше свободного времени для исследовательской работы. Здесь он был преемником Рудольфа Клаузиуса, который заслужил мировое признание своими исследованиями в области термодинамики. В распоряжение Герца был предоставлен красиво расположенный жилой дом, которым владел его предшественник. «То, что в доме жил один из самых знаменитых людей, конечно, привлекательно для меня и всех физиков, которым случается меня посещать», – писал Генрих своим родителям. Сад возле дома был очень удобен и как место отдыха Герца, и как площадка для игр двух его маленьких дочерей. Университет Бонна стал последним местом работы выдающегося физика. Он наладил здесь работу лаборатории, начал теоретическую проработку основ механики, опубликовал работу «Принципы механики, изложенные в новой связи» и смелый, но не лишенный противоречий труд «Механика без сил». Любопытно заметить, что последний ассистент Герца и его ближайший сотрудник Филипп Ленард, впоследствии ярый антисемит и фанатичный приверженец Гитлера, после 1933 г. высказал нелепое предположение о том, что в учебник механики Герца как бы прорвался «сильный еврейский дух», который в ранних работах Герца «оставался более скрытым».

Напряженная работа не прошла бесследно для слабого здоровья Герца. Сначала его стали мучить насморки, затем заболели уши и нос, появились проблемы с дыхательными путями. В 1892 г. после серьезной мигрени у него была диагностирована редчайшая болезнь – гранулематоз Вегенера, которая встречается примерно у 7 человек на 100 тысяч. Даже сейчас, в эпоху компьютерной томографии (предтечей которой также был Герц), эта болезнь подается лечению с огромным трудом, а в конце XIX в. она была просто неизлечимой. Генриха направляют на курорты, несколько раз оперируют, но вскоре началось общее заражение крови, которое в первый день 1894 г. и привело к смерти ученого.

Ему было всего 37 лет. За месяц до смерти он писал родителям: «Если со мной действительно что-либо случится, вы не должны печалиться, но вы должны немного гордиться и думать, что я принадлежу к тем избранным, которые живут мало и всё-таки достаточно. Этой судьбы я не хотел и не выбирал, но, раз она меня нашла, я должен быть доволен».

В этом возрасте умирают поэты и художники, и кто знает, какие свершения ждали бы Герца впереди, проживи он дольше. Но мир гордится тем, что ему удалось совершить. Им был завершен огромный труд, начатый еще Фарадеем. Если Максвелл преобразовал представления Фарадея в математические формулы, то Герц превратил эти формулы в видимые и слышимые электромагнитные волны, ставшие ему вечным памятником.

Открытие электромагнитных волн привело к развитию беспроволочного телеграфа. Развитие радиовещания, телевидения и радарной техники неотделимы от результатов экспериментов Герца. Методы, с помощью которых он осуществлял свои оптические опыты с электромагнитными волнами, помогли более чем через полстолетия создать радиоастрономию, а современные гигантские радиотелескопы построены по принципу параболического зеркала, которым Герц пользовался в 1888 г. в своей маленькой лаборатории в Карлсруэ. Фотоэлектрический эффект (который позже объяснит Эйнштейн) приобрел громадное теоретическое и практическое значение. Работы Герца с катодными лучами, о природе которых он не смог составить верного представления, привели в дальнейшем к возникновению проблематики физики атома, так что мы можем считать Герца одним из первопроходцев атомного века.

На заседании Берлинского физического общества, посвященном памяти Герца, Марк Планк скажет: «Теперь наука будет двигаться вперед без него: то, что он, возможно, мог бы еще открыть, рано или поздно – в этом нет сомнения – откроют другие. Но никто из работающих в его области не сможет избежать его влияния. Тысячекратно как плоды его усилий будут развиваться на благоприятной почве, давая жизнь новым стремлениям, те ростки, которые он заложил в своих трудах». На фундаменте заложенном Герцем, вырос дом. И мы, живя в нем и пользуясь радио, мобильным телефоном или телевидением, не задумываемся о великом физике. Ходим по улицам, носящим его имя, посещаем школы, названные в его честь, слышим о вручении стипендий, премий и медалей его имени и ненароком узнаем, что на теневой стороне Луны его именем назван кратер. Невольно и незримо он продолжает жить среди нас. Но если задуматься о сделанном Герцем, то станет понятным, почему первыми словами, которые изобретатель радио А. С. Попов передал по беспроволочной связи, были: «Генрих Герц». Могло ли быть иначе?

Леонид Раевский