года Герц отправил Гельмгольцу первое письменное сообщение о своих
наблюдениях, противоречащих теории дальнодействия. Предварительные
результаты своих экспериментов он обобщил в двух работах. Первая была
опубликована под заголовком «Об очень быстрых электрических колебаниях» в
«Видемановских анналах физики и химии». Вторая, толчком для которой
послужила идея, высказанная Фарадеем, была написана в его духе и под
заголовком «О влиянии ультрафиолетового света на электрический разряд»
напечатана в материалах заседаний Берлинской Академии наук. Она была
посвящена побочному явлению, возникавшему при некоторых опытах с искрами.
Герц наблюдал влияние ультрафиолетового света на искровой разряд. Он открыл
таким образом закономерность, которую уже через год подробно исследовал
экспериментальным путем дрезденский физик Вильгельм Галлвакс, а позднее
Филипп Ленард. Однако теоретическое объяснение этой закономерности было
дано лишь в 1905 году Альбертом Эйнштейном. Речь идет о фотоэлектрическом
эффекте, электрическом действии света, которое, как показал Эйнштейн,
основывается на квантовом обмене энергией между фотонами и электронами. В
силу чисто внешних обстоятельств, при которых Герц проводил свои опыты, он
иногда оказывался на ложном пути. Он должен был работать с очень длинными
электрическими волнами. Между тем особые условия резонанса в помещении, где
ставились опыты, приводили к неверным результатам. «Неблагоприятное влияние
помещений», как он писал, не могло быть устранено даже при усилении
тщательности наблюдений. Он придумывал все новые условия опытов и месяцами
проводил контрольные эксперименты, чтобы проверить надежность результатов
своих наблюдений. Нередко ему казалось, что он «заблуждается, несмотря на
все старания». При этом наиболее сомнительным был вывод, к которому он
пришел из-за помех. Ему показалось, что электрическая сила распространяется
в проводах с иной скоростью, чем в вакууме. Это противоречило бы
максвелловской теории. Через некоторое время ему удалось исправить свою
ошибку. 5 ноября 1887 года Герц послал Гельмгольцу новую статью – «О
явлении индукции, вызываемом в изоляторах электрическими процессами». Он
просил его предложить рукопись Берлинской Академии наук. Гельмгольца эта
работа должна была особенно обрадовать: в ней Герц блестяще и исчерпывающим
образом решил конкурсную задачу Академии от 1879 года. Он сумел показать,
что изолятор может быть местом электромагнитных процессов. Это подтверждало
взгляды Фарадея и Максвелла. Уже через три дня он получил почтовую открытку
с ответом: «Рукопись получил. Браво! В четверг передаю ее в печать. Герман
фон Гельмгольц». Теперь Герц ставит опыт за опытом в захватывающем дух
темпе. Последовала дальнейшая проверка и подтверждение максвелловской
теории. Основные эксперименты Герц мог производить только в перерывах между
лекциями, так как он использовал для них свою аудиторию, площадью 14Ч15
метров, которая была самым большим из имевшихся в его распоряжении
помещений. Зал для опытов специально оборудовался. Механик удалял все
металлические предметы, которые можно было убрать, прежде всего газовые
трубы и люстру. Скамейки были соединены мостками, по которым Герц мог
ходить во всех направлениях со своим измерительным инструментом,
проволочным кольцом примерно 30 см диаметром. Цинковая пластинка 4 м
высотой, которая была укреплена на стене, служила отражателем электрических
волн. Работу экспериментатора снова можно шаг за шагом проследить по
дневнику. 29 декабря 1887 года значится: «Экспериментировал. Затеняющее
действие железа, рефлексия от стены и т.д.». 30 декабря: «Проследил
действие через аудиторию». 31 декабря он заметил: «Устал от экспериментов».
И радостно добавляет: «С удовлетворением оглядываюсь на прошедший год».
Литературным отражением этих эпохальных опытов, со всей определенностью
подтверждающих теорию Максвелла, была классическая статья «О скорости
распространения электродинамических эффектов», которую Герц закончил в
январе 1888 года и тоже направил Гельмгольцу. После ее публикации в
протоколах заседаний Берлинской Академии наук мир специалистов начал
настораживаться. Уже в марте 1888 года Герц мог сообщить своим родителям,
что профессор Рентген из Гисена поздравил его в письме с его
экспериментальными работами, заметив, что они являются лучшими из работ
последних лет в области физики. Рентген в то время еще не был всемирно
известным первооткрывателем лучей, названных в его честь, но уже и тогда он
считался выдающимся физиком-экспериментатором и пользовался заслуженным
уважением как автор ряда серьезных работ. Поэтому Герц по праву гордился
благоприятным отзывом старшего, проявившего себя в науке и признанного
специалистами коллеги. Но молодой исследователь не позволил себе
удовлетвориться достигнутыми успехами. Ему удалось произвести и показать на
прямолинейных проводах и в свободном пространстве постоянные электрические
волны. Эти нередко крохотные искорки, которые он должен был с лупой
отыскивать в затемненной аудитории, убедительно показывали узлы и
выпуклости электрических волн. «Я считаю, – писал Герц Гельмгольцу в марте
1888 года, – что волновую природу звука в свободном пространстве нельзя
представить так же ясно и наглядно, как волновую природу
электродинамического распространения». Двенадцать лет спустя в своей
вступительной лекции в Лейпциге Больцман сказал, что этот эксперимент
«нанес почтенной теории электрического флюида такой удар, от которого она
уже не смогла оправиться». Чтобы неопровержимо доказать единую сущность
световых и электрических волн. Герц последовательно повторил все основные
оптические опыты: отражение, преломление и поляризацию – с электрическими
волнами. После первых неудач он достиг цели при помощи случайно
обнаруженных им коротких волн. С двумя большими параболическими зеркалами –
цилиндрами из цинковой жести, – используя пучки электрических лучей, он мог
вызывать эффект прожекторов, подобный оптическому. При помощи вылитой из
твердой смолы изолирующей призмы 1,5 м высотой и 6 ц весом он добился
отклонения электрического волнового пучка, соответствующего преломлению
световых лучей в стеклянной призме. Наконец, он смог убедиться и в
поляризации электрических волн при помощи проволочной сетки. Благодаря этим
оптическим опытам с электрическими волнами стало ясно, что невидимые
электрические волны, которые распространяются по проводам и в свободном
пространстве со скоростью света, ведут себя так же, как световые волны. Они
различаются только по длине волн, правда, в данном случае, очень
значительно: длины электрических волн в миллион раз больше, чем световых.
Таким образом, единая сущность света и электричества, которую Фарадей
предполагал уже в 1845 году, а Максвелл теоретически обосновал в 1862 году,
была подтверждена экспериментально. Оптика могла быть теперь включена в
электродинамику так же, как акустика давно уже вошла в механику.
Одновременно была доказана несостоятельность учения об электрических силах
дальнодействия. Герц, со свойственной ему осторожной манерой выражаться,
сформулировал этот важный вывод так: «Освященное наукой, но неохотно
принимаемое разумом господство непосредственно действующих на расстоянии
сил в области электричества кажется разбитым навсегда простыми и
убедительными опытами». В классической статье «О лучах электрической силы»,
одной из своих самых значительных работ, Герц сообщил о своих экспериментах
с вогнутым зеркалом. И эту рукопись он также послал сначала Гельмгольцу,
который с радостью следил за множащимися научными успехами своего бывшего
ученика, докторанта и ассистента. «Несомненно большим достижением, – писал
Гельмгольц, размышляя о прошлом, – является приведение убедительных
доказательств того, что свет – эта столь важная и таинственная сила природы
– ближайшим образом родствен другой, столь же таинственной и, вероятно,
имеющей еще большее применение силе – электричеству. Для теоретической
науки, возможно, еще важнее то, что теперь стало понятным, как силы, о
которых существовало представление, что они непосредственно действуют на
расстоянии, распространяются путем воздействия одного слоя промежуточной
среды на ближайший». Над техническим применением результатов своих
гениальных опытов с искрами сам Герц не думал. Беспроволочное
телеграфирование на большие расстояния могло развиться лишь после создания
для него дальнейших предпосылок. Здесь несомненны заслуги русского физика
Попова, немца Брауна и итальянца Маркони. Расцвет радиотехники основывается
прежде всего на многостороннем применении электронных трубок, открытых
Либеном. Он в свою очередь сделал возможным повторение опытов Герца с
гораздо большей точностью. Показателем упрочения научной репутации молодого
исследователя среди специалистов служит то, что многие университеты
проявили интерес к нему как к преподавателю. В Гисене ему предложили стать
преемником Рентгена, который принял приглашение в Вюрцбург. Герц не мог на
это решиться. Потом перед ним открылась возможность стать в Берлинском
университете преемником Кирхгофа, умершего в 1887 году. В отзыве, который
Гельмгольц составил для факультета и министерства, значится, что Герц
своими опытами разрешил вопрос, «основываются ли электромагнитные эффекты
на дальнодействии или передаются путем изменений в заполняющей пространство
среде и для своего распространения нуждаются, подобно свету, во времени».
Гельмгольц считал, что решение этой проблемы следует рассматривать как
«достижение чрезвычайной научной важности», осуществление которого ранее
«казалось почти невозможным из-за безнадежных экспериментальных
трудностей». Герц добился успеха «лишь благодаря в высшей степени редкому
соединению глубокой научной проницательности и практической сноровки».
Приглашение в Берлин, на кафедру знаменитого Кирхгофа, который лишь
десятилетие назад был одним из его учителей, Герц считал особенно почетным.
Однако, когда министерство предложило ему выбор между Берлином и Бонном, он
выбрал меньший университет, на Рейне, в надежде, что там у него будет
больше свободного времени для исследовательской работы. Эта возможность
была предоставлена ему с тем условием, что он прежде всего должен
заниматься своими «историями с распространением». Гельмгольц, ранее сам
