Приверженец частоты. Генрих Герц (1857 – 1894)

Включая телевизор или радио, заходя в Интернет или набирая номер на мобильном телефоне, мы не задумываемся, кому мы обязаны всеми этими средствами удаленного общения, которые за прошедший век изменили человечество сильнее, чем несколько предшествующих тысячелетий. Не вспоминать о таких «пустяках» свойственно человеческой природе. Хотя фамилию этого человека большинство людей знают прекрасно. Потому, что нам же важно знать, какова тактовая частота процессора у покупаемого компьютера, какой частотный диапазон у сотового телефона и на какой частоте работает любимая радиостанция. И все эти частоты указываются в Герцах.

Сам же Генрих Герц считал свои исследования в области высокочастотных электромагнитных колебаний совершенно лишенными практического смысла:

- Это абсолютно бесполезно. Это только эксперимент, который доказывает, что маэстро Максвелл был прав. Мы всего-навсего имеем таинственные электромагнитные волны, которые не можем видеть глазом, но они есть.

Один из студентов, в ответ на это, спросил:

- И что же дальше?

Герц пожал плечами, и ответил:

- Я предполагаю — ничего.

Генрих Рудольф Герц родился 22 февраля 1857 года в Гамбурге, в обеспеченной и достаточно культурной семье. Отец ученого, адвокат Давид Густав Герц происходил из рода еврейских финансистов и банкиров, вовремя принявших лютеранство. Прадед Генриха по этой линии - Соломон Опенгейм - был основателем и ныне действующего банка Sal. Oppenheim. Мать Герца была дочерью армейского доктора.

В семье было еще три сына, и все они пошли по стопам отца. Юриспруденция всегда была в чести и давала неплохой доход. Конечно, мало кто сомневался, что адвокатурой займется и Генрих, тем более что мальчик и сам был не против того, чтобы стать юристом. Однако после первых же занятий по физике в Гамбургском реальном училище, где он обучался юриспруденции, стремления юноши резко изменились. И он выпросил у родителей дозволения перевестись в гимназию, после окончания которой можно было поступить в университет. Получив в 1875 году аттестат зрелости, Генрих пошел в Высшее техническое училище Дрездена, но вскоре понял, что и карьера инженера его не прельщает. Уже спустя два года он писал родителям: «Раньше я часто говорил себе, что быть посредственным инженером для меня предпочтительнее, чем посредственным ученым. А теперь думаю, что Шиллер был прав, когда сказал: «Кто боится рисковать жизнью, тот не добьется в ней успеха». И эта излишняя моя осторожность была бы с моей стороны безумием». Дабы не быть безумным, юный Герц легко перешел сразу на второй курс Мюнхенского университета. После которого он поехал в Берлин, где поступил ассистентом в лабораторию знаменитого Германа Гельмгольца.

Великий физик сразу обратил внимание на смышленого юношу и доверил ему довольно сложные исследования в новой для того времени области – электродинамике. Сам он потом писал, что «электродинамика превратилась в то время в бездорожную пустыню. Факты, основанные на наблюдениях и следствиях из весьма сомнительных теорий, — все это было вперемежку соединено между собой». Однако научный руководитель был уверен, «что Герц заинтересуется этим вопросом и успешно его разрешит». Так оно и вышло. 5 февраля 1880 года Генрих Герц с отличием защитил дипломную работу «Об индукции во вращающемся шаре» и получил степень доктора наук.

В 1883 году 26-летний ученый получает должность лектора теоретической физики в Киле, а еще спустя 2 года становится полным профессором в Университете Карлсруэ, где к его услугам – целая оборудованная физическая лаборатория. Теперь Герц мог уже от голой теории перейти к полноценной практике. В лабораторном шкафу он нашел две индукционных катушки, хранившихся там в демонстрационных целях. С ними-то он и начал активно экспериментировать.

- Меня поразило, — писал он, — что для получения искр в одной обмотке не было необходимости разряжать большие батареи через другую и, более того, что для этого достаточны небольшие лейденские банки и даже разряды небольшого индукционного аппарата, если только разряд пробивал искровой промежуток.

Простые лейденские банки позволили сделать великие открытия. Источник фото: ru.wikipedia.org

Не будем углубляться в техническое описание прибора, который соорудил из двух катушек профессор Герц, скажем только, что устройство это, названное «радиопередатчиком Герца», как и другое – «радиоприемник Герца» ... нет, пока еще не открыли эру радиосообщения, но убедительно доказали, что в природе реально существуют предсказанные еще Максвеллом электромагнитные волны. Ведь «радиоприемник» ловил сигнал «радиопередатчика» с расстояния целых 3 метра!

Исследуя эти невидимые волны, Герц обнаружил, что они ведут себя так же, как свет: отражаются, преломляются, поляризуются. Ему удалось посчитать их скорость, и она совпала со скоростью света. А, как говорят англичане, если зверь лает как собака, кусает как собака и выглядит как собака, то этот зверь и есть – собака. То есть, ученому удалось доказать, что свет – это частный случай электромагнитного излучения. О чем он и сообщил в 1888 году в статье «О лучах электрической силы». Дата ее публикации считается теперь датой открытия электромагнитных волн.

Герц сделал еще много важных открытий и изобретений, и не только в электродинамике, но и в механике и даже в метеорологии. В Бонне, где ему предложили возглавить кафедру физики местного университета, наблюдая за искрами в своем аппарате, он совершенно случайно открыл явление внешнего фотоэффекта. Оказалось, что в закрытом темном контуре максимальная длина искры была значительно меньше, чем на свету. Свои наблюдения он подробно изложил в статье «О влиянии ультрафиолетового света на электрический разряд». А вот понять, почему это происходит, ученый рассказать уже не успел. Это сделал несколько позже Альберт Эйнштейн и получил за объяснение (а вовсе не за теорию относительности, как думают многие) Нобелевскую премию по физике.

В 1892 году после длительной и тяжелой мигрени врачи диагностировали у Герца серьезную «инфекцию крови». Сегодня, судя по дошедшим до нас данным, можно предположить, что «инфекция» на самом деле была раковой опухолью. Медики пытались спасти ученого, ему сделали несколько операций, но тщетно. 1 января 1894 года уже всемирно известный физик Генрих Рудольф Герц умер. В самом продуктивном возрасте: ему не исполнилось еще и 37 лет. Оставшуюся неоконченной книгу «Принципы механики, изложенные в новой связи» дописал и издал учитель Герца – Герман Гельмгольц.

Жена Герца, Элизабет, замуж больше не вышла. Две дочери, Джоана и Матильда, в браке так же не состояли, так что прямых потомков у Генриха Герца не осталось. Зато с непрямыми ему явно повезло. Племянник ученого Густав Людвиг Герц (1887-1975) по примеру дяди стал известным физиком и даже получил Нобелевскую премию, а его сын Карл (1920-1990) создал медицинский сонограф, из которого произошли аппараты УЗИ.

В 1930 году, дабы увековечить память об ученом, Международная Электротехническая Комиссия постановила ввести новую единицу для измерения «количества циклов в секунду» (проще говоря – частоты) и дать ей имя «Герц». А если учесть, что все в нашем мире колеблется с той или иной частотой, то можно понять, что Герц у нас теперь везде и всюду.

Читайте также. Перельман. Народный профессор Советского Союза

Менделеев. Творец «Периодической системы» и первого нефтепровода