От иммигранта к изобретателю

Нарушение воздушного промежутка в электрическом осцилляторе и, как следствие этого, приостановка действия электрического генератора аналогично устранению давления пальцев на концы камертона. Электрические заряды на сферах с присущими им силовыми линиями, подвергающиеся сжатию и расширению, освобождаются и движутся друг к другу через воздушный промежуток. Последний является проводником. Так же как концы камертона, после устранения давления пальцев, не могут оставаться в растянутом положении, так и электрические силовые линии, после того, как был нарушен изолирующий воздушный промежуток и было приостановлено действие машины, не могут оставаться в состоянии растяжения; они сжимаются, и поэтому их положительные конечные точки на одной сфере и отрицательные на другой – движутся навстречу друг к другу. Движение растянутых силовых линий с их конечными точками – зарядами на сферах – имеет инерцию. Максвелл первый показал, что сила инерции движущихся электрических силовых линий, равна числу магнитных силовых линий, которые, согласно открытию Эрстедта, получаются благодаря движению электрических силовых линий.

Движение электрических силовых линий имеет не только инерцию, но и энергию. Пользуясь выражением Фарадея, мы можем сказать, что электрическая энергия растянутых электрических силовых линий трансформируется в энергию электрических движений. Это полностью аналогично переходу энергии упругости оттянутых концев камертона в энергию движения их массы. И так же, как инерция движущейся массы камертона оттягивает концы его в противоположное направление и продолжает это действие до тех пор пока движение не исчезает, так и импульс движущихся электрических силовых линий будет снова растягивать их до тех пор, пока энергия движения не иссякнет. Тогда обе сферы заряжаются снова, но в направлении обратном тому, которое было вначале. После этого растянутыми электрическими силовыми линиями начинается новый цикл электрического движения, которое повторяется волнообразно до тех пор, пока первоначальная электрическая энергия, произведенная генератором, не будет израсходована.

Но куда девается энергия? Этот вопрос так же важен в данном случае, как он был важен в примере с камертоном. Старые электрические теории отвечали на этот вопрос по-своему, но Максвелл, под влиянием идей Фарадея, ответил на него иначе. Старые теории утверждали, что кроме движения зарядов по проводимой поверхности сфер и стержней, другого электрического движения нет. Они не обращали никакого внимания на движение силовых линий, так как не знали об их существовании. Они видели не сами линии, но лишь их конечные пункты, заряды. Поэтому, согласно старым теориям, вся энергия производимая машиной, превращается в тепло проводников осциллятора.

Герц первый доказал, что часть энергии излучается в пространство подобно тому, как энергия камертона излучается в форме звуковых волн. Он обнаружил в пространстве, окружающем осциллятор, присутствие электрических волн, то есть периодически повторяющихся изменений в плотности электрических силовых линий. Он измерил их длину и, вычислив период своего осциллятора, разделил длину волны на период и получил скорость распространения. Скорость распространения волн, согласно ранним экспериментам Герца, выходила приблизительно равной скорости света, как это и предсказывала теория Фарадея-Максвелла. Волны отражались и переломлялись изоляторами более плотными чем воздух. Герц продемонстрировал всё это для того, чтобы следовать законам, применяемым для световых явлений и замечательно подтверждающим теорию Максвелла о том, что свет является электромагнитным колебанием. Даже это предварительное сообщение, посланное Герцем Гельмгольцу, убедило всех, что электромагнитная теория Фарадея-Максвелла восторжествовала, и что наши знания электромагнитных явлений были значительно расширены. Последующие эксперименты Герца и других ученых добавили еще больше лавров к этой первой победе. Упомянутое мной собрание Физического общества в Берлине явилось тем, что я всегда считал днем воцарения электромагнитной теории. До этого дня теория существовала во всей ее полноте и совершенстве, но она находилась в небесных высотах Фарадея и Максвелла. Физики континентальной Европы нуждались в руководстве Гельмгольца, чтобы достичь этих высот. После этого дня теория спустилась на землю и поселилась среди простых смертных, став частью их мышления. Это было небесным даром, который Герц принес на землю. Все были убеждены, что наука о свете стала частью науки об электричестве.

Это новое научное откровение было вторым великим открытием в девятнадцатом столетии. Последовавшие затем знаменательные события в науке, еще до начала нашего столетия, доказали великое значение этого открытия.