Пионеры атомного века (Великие исследователи от Максвелла до Гейзенберга)

Из документов и сообщений следует, что он читал в своем шотландском поместье теологические сочинения и руководил религиозными обрядами в кругу семьи. Его письма к жене полны богобоязненных рассуждений. Многое здесь покоилось просто на традиции. Однако если Максвелл в 1873 году в докладе по вопросам молекулярной физики выступил против эволюционной теории Дарвина и утверждал, что материя не может существовать сама по себе, но должна быть сотворена, то этим он ясно показал, как далек он по своим воззрениям от таких естествоиспытателей-атеистов, как Бюхнер, Мах или Геккель. Но эти религиозные убеждения, которые в несколько иной форме можно найти и у его великого почитателя Больцмана, не повлияли на его исследовательский труд.

Подобно Больцману и большинству естествоиспытателей XIX века, Максвелл был естественнонаучным материалистом. В основе всех его работ лежит "реалистическое" восприятие природы: внешний мир существует независимо от человеческого сознания и может быть исследован в своих предметных отношениях. В отличие от Фарадея, который скептически относился к теории атома и искал способ обойтись без помощи представления об атоме, Максвелл был открытым сторонником атомизма. Одним из первых он предположил, что созданный Бунзеном и Кирхгофом спектральный анализ поможет сделать более точное заключение о внутреннем строении атома - предсказание, оказавшееся верным.

Общественные воззрения Максвелла можно себе представить, если учесть его классовое происхождение и традиции, в которых он был воспитан. Биограф Максвелла Кроутер называет социально-политические взгляды великого физика устаревшими. Классовые пристрастия шотландского помещика постоянно давали о себе знать во взглядах Максвелла. В его сознании прочно укоренилась библейская догма, согласно которой бедность и богатство угодны богу, а господа и рабы будут существовать вечно.

Однако Максвеллу с юных лет было свойственно живое расположение к трудящимся и угнетенным, к промышленным рабочим, к мелким ремесленникам и служащим.

Будучи профессором в Абердине, Лондоне и Кембридже, он часто читал научно-популярные доклады перед пролетарской и полупролетарской аудиторией. В одном из писем он отмечал, что рабочие гораздо сильнее жаждут образования и нередко следуют за ходом его мысли с большей готовностью, чем многие студенты. Наряду с этим популяризаторская деятельность Максвелла была непосредственно связана с попытками смягчить тяжесть капиталистической эксплуатации. Так, начинающий физик сообщал отцу из Кембриджа, что он и его друзья организовали школу для рабочих и успешно выступают "за Солее раннее окончание работы" и против практики бесплатных сверхурочных часов.

Все эти устремления у такого человека, как Максвелл, очевидно, находились в согласии с христианской любовью к ближнему и с обычаем помогать страждущим и несчастным. Но они являются также выражением того чувства социальной ответственности и гуманистического долга за пределами религиозной сферы, которое мы встречаем у многих крупных буржуазных естествоиспытателей последнего столетия, в наибольшей степени, вероятно, у Альберта Эйнштейна.

Максвелл был далек от революционной классовой борьбы и марксистского учения о рабочем движении, которое в 60-е годы именно из Англии - под личным руководством Маркса и Энгельса и благодаря деятельности I Интернационала начало бурно распространяться во всем мире.

Жизнь этого необычайно плодотворного исследователя, объединившего в себе гениального теоретика и изобретательного экспериментатора, оборвалась неожиданно быстро. Ученый не придавал значения небольшому расстройству пищеварения, приведшему к серьезному заболеванию, от которого он скончался 5 ноября 1879 года на 49-м году жизни.

Планк говорил о том, что имя Максвелла "блещет на вратах классической физики". Максвелл действительно был блистательным явлением среди физиков нового времени. Своими научными трудами, особенно великолепной системой формул электродинамики, он заложил важнейшие основы физики атомного века.

Его теория электричества и света настолько опередила свое время и была так законченна, что полвека спустя Эйнштейн мог почти без изменений включить ее в свою теорию относительности.

Подобных примеров в мировой истории науки немного.

Генрих Герц

Доказательство существования электрических волн

Максвелл не проверил правильности своих теорий электромагнетизма и света опытным путем. Его учением восторгались как великолепным произведением математического искусства, часто восхищались им также лишь как блистательной игрой формул и остроумным курьезом. Большинство физиков сомневались в том, что эта теория отражает истинное положение вещей. О ее всеобщем признании при жизни Максвелла не могло быть и речи, особенно в Англии.

В Германии, по словам Планка, теория Максвелла "вряд ли принималась во внимание". Ее основные положения слишком противоречили привычным воззрениям и не были подкреплены опытными результатами.

Подобно системе мира Коперника до астрономических наблюдений Галилея и геометрическо-кинематических уточнений, сделанных в ней Келлером, благодаря двум его первым законам, теория Максвелла также вначале воспринималась лишь как новая и смелая гипотеза, которая казалась вполне вероятной и в пользу которой говорило многое. Но обладали ли в действительности электрические волны свойствами, которые предсказывал Максвелл, - этого никто не мог сказать с достоверностью.

Заслуга доказательства действительного существования электрических волн, предсказанных Максвеллом математическим путем, принадлежит Генриху Герцу. Его классические опыты, проведенные в Карлсруэ в 1886...1888 годах, доказали, что максвелловская теория электромагнетизма является отображением действительности. Этим он способствовал ее победе.

Немаловажно при этом, что эксперименты Герца производились простыми средствами - их можно было повторить и проверить в любом физическом институте. Скептики могли убедиться собственноручно.

Но Герц достиг большего, чем простое доказательство правильности учения Максвелла. Он освободил эту теорию, которая в первоначальном виде была еще неясной и трудной для понимания, от всего второстепенного, что поначалу служило для облегчения представлений и расчетов, и придал ей законченный математический облик. Борн справедливо говорил о "новом обосновании" Герцем максвелловской теории электромагнитного поля.

Кроме успешного подтверждения и теоретического завершения максвелловской теории, Герц создал ценные труды и в других областях физики. Выводы из них имели большое значение для будущего этой науки.

В речи, посвященной памяти Герца, Планк назвал гениального, слишком рано умершего исследователя "одним из вождей нашей науки, гордостью и надеждой нации"; его жизненный путь соответствовал "простоте и прямоте его поведения".

Генрих Герц происходил из среды состоятельного немецкого бюргерства. Он был старшим сыном гамбургского адвоката, который позднее стал сенатором и руководил управлением юстиции ганзейского города. Он родился в Гамбурге 22 февраля 1857 года. Таким образом, Герц был почти ровесником Планка; однако он умер на полстолетия раньше Планка, и нам сегодня кажется, что он принадлежал к старшему поколению физиков.

Вначале Генрих Герц посещал частную школу. Наряду с умственными способностями очень рано стали очевидны его сноровка и склонность к практическим занятиям техникой. В свободное время он по собственному желанию брал уроки у столяра, изучил на профессиональном уровне также токарное дело. Будучи уже начинающим ученым и живя в Берлине, он неоднократно справлялся в письмах о своем токарном станке, полученном от родителей.

Мальчик оказался необычайно смышленым в добровольном изучении ремесел. Его 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!"