Запорожец  Издания 

0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156

важного и имевшего наибольшее влияние мемуара из всех написанных им вообще. Максвелл указывает скорости в километрах в секунду, причем из приведенных здесь значений ясно, что оба числа ни в какой мере не находятся в таком хорошем согласии, как это представлялось вначале». «К счастью,-продолжает далее Джине,-Максвелл, повидимому, осознал, что скорость света была найдена далеко не точно, и поэтому он не дал обескуражить себя существенному расхождению в числах, как это случилось с Ньютоном».

Громадное познавательное значение взглядов Фарадея-Максвелла и в особенности теории Максвелла заключалось именно в том, что эта теория, наряду с объяснением уже известных фактов, предсказывала- и не только в общих чертах, а весьма конкретно, вплоть до количественной стороны - существование новых, до тех пор неизвестных явлений: существование электромагнитных волн - одно из них, хотя, может быть, и самое главное. И это вышло как-то помимо самих авторов. Несомненно, ни Фарадей, ни Максвелл первоначально вовсе не имели в виду ту связь между оптикой и электромагнитными явлениями, которая так ярко выявилась в качестве результата теории, создававшейся первоначально только для электрических явлений. Это придает теории Максвелла громадную эвристическую силу. «Нельзя изучать эту чудесную теорию,-говорит Герц1,-без того, чтобы порою не возникало ощущения, что математическим формулам присущи самостоятельная жизнь и собственный разум, что они умнее нас, умнее даже открывшего их, что они дают больше, чем в них было ранее вложено».

Но все это, вся эта оценка, конечно, post factum справедлива постольку и потому, что эти предсказания оправдались. Но осуществить предсказания теории Максвелла оказалось не так просто и произошло это не сразу. Сам Максвелл, повидимому, не предпринимал ничего для опытной проверки одного из существенных своих предсказаний - существования электромагнитных волн. Что же касается общего положения вопроса, то ряд исследователей был, повидимому, очень близок к практическому их осуществлению, а некоторые из них даже имели их в руках уже в конце 70-х годов.

Но здесь повторилась известная история. Большей частью, когда дело идет о совершенно новой неизведанной области, то определенная интенсивная направленность мыслч в связи с особо острым экспериментальным инстинктом позволяет ученому сделать решающий шаг и открыть эту область для науки. Много шансов за то, что при отсутствии этих условий новое основное явление останется незамеченным, так невзрачны обычно его проявления, так велика умственная инерция обычного экспериментатора.

Для науки было счастьем, что сравнительно скоро нашелся гениальный физик, интересы которого направились или, вернее, были направлены Гельмгольцем, в сторону максвелловской теории. Как это случилось, как Герц пришел к своему знаменитому опытному открытию, какова преемственность его замечательных работ по отношению к работам Фарадея и Максвелла, как шаг за шагом вырисовывалась в его руках природа электромагнитных волн, наконец, что новое и существенное внес он сам и в теорию - все это изложено им самим в помещенном ниже его «Вводном обзоре» ко И тому Gesamm. Werke и в других приведенных в сбор-



James Clerk Maxwell. А Commemoration Volume, стр. 43. Ibid., стр. 43- 44.

нике статьях. И все это рассказано так последовательно, просто и убедительно, что прибавления оказались бы лишними.

То, чего он не говорит и что, может быть, нелишне напомнить, сказал Дж. Дж. Томсон fj. J. Thomson]!, который сам был выдающимся физиком-экспериментатором. «Исследования Герца являются одним из наиболее замечательных во всей истории физики триумфов экспериментального уменья, изобретательности и осторожности в сделанных выводах». Они принесли окончательную победу и электромагнитной теории света.

Открытие Герца произвело очень большое впечатление в ученом мире. В ответ на присылку Герцем манускрипта его работы elnductionserschei-nungen hervorgerufen durch die elektrischen Vorgange in Isolatoren {Ges. Werke, B. II, 6} Гельмгольц в качестве непосредственной реакции пишет ему: «Манускрипт получил. Браво! В четверг передам в печать». Вскоре работы Герца получили признание во всем мире, исследователи всех стран занялись вновь открытой областью. Значение шага, сделанного Фарадеем, Максвеллом, Герцем, для науки громадно и электромагнитная теория света по праву считается одним из замечательнейших этапов на «ути познания природы.

Нам здесь особенно важно подчеркнуть, что теоретическое открытие Максвеллом электромагнитных волн, которое затем в руках Герца привело к экспериментальному их осуществлению, к приданию этим волнам осязаемого физического существования, что это открытие в буквальном смысле слова породило современную беспроволочную телеграфию, телефонию и т. д.

По случаю столетия со дня рождения Максвелла Дж. Дж. Томсон писал: «Открытие электрических волн имело не только научный интерес, хотя единственно им оно было вдохновлено. Подобно открытию электромагнитной индукции Фарадеем, оно имело глубокое влияние на цивилизацию. Оно дало в руки рабочий метод, который позволяет приблизить друг к другу обитателей всего земного шара на расстояние слышимости, в чем заложены социальные, воспитательные и политические возможности, значение коих мы только начинаем понимать»*.

То, что открытие электромагнитных волн фактически породило всю современную беспроводную технику, самоочевидно. Ведь радио и есть не что иное, как использование электромагнитных волн для практических целей.

С другой стороны, до изобретения радио были предложены устройства для беспроводной связи, основанные на тех законах электрических и магнитных явлений, которые были известны и до открытия электромагнитных волн. Может быть целесообразно несколько подробнее остановиться, хотя бы в общих чертах, на том, какие конкретные свойства нового явления обусловили то обстоятельство, что основанный на этом явлении способ беспроводной телеграфии оказался по заложенным в нем возможностям совершенно несравнимым с прежними методами, как это доказало его блестящее развитие.

Основной недостаток, первородный грех всех прежних устройств беспроводной связи, был не случаен, а обусловливался свойством тех электромагнитных физических явлений, которые клались в их основу и которые были единственными известными в то время. Этот недостаток



СОСТОЯЛ В очень быстром убывании действия передатчика на приемник с увеличением их взаимного расстояния. Схематически можно разделить все эти устройства на 4 типа: 1) электростатическое воздействие заряженных тел друг на друга, 2) взаимодействие токов или токов и магнитов, выражающееся, например, в пондеромоторных силах (отклонение стрелки в приемнике под влиянием тока в проводе в передатчике), 3) индуктивное воздействие одних носителей тока на другие и, наконец, 4) использование в месте приема земных токов, ответвляющихся при прохождении тока через землю между двумя заземленными элекгродами в месте передачи.

Все «элементарные» электрические и магнитные действия при всех известных прежде условиях, будь то действие электростатически заряженных тел или «элементов» проводников, убывают обратно пропорционально квадрату расстояния. Сам Герц говорит следующее: «Впрочем особенно приводили меня в изумление все большие расстояния, вплоть до которых я мог обнаружить действие. До тех пор привыкли считать, что электрические силы убывают по закону Ньютона и, следовательно, с увеличением расстояния быстро становятся незаметно малыми».

Но мало этого. Во всех перечисленных ниже случаях, на расстояниях, значительно превышающих линейные размеры устройств, электрическое

и магнитное действия уменьшаются не как , а как -3. Дело в том, что»

например, в электростатическом случае, наряду с действием самого заряженного тела, есть еще действие его зеркального изображения по отношению к поверхности проводящей земли. Токи были известны только замкнутые, т. е. проекция всего токонесущего контура всегда была равна нулю. Поэтому на больших расстояниях оставалось только разностное действие; иными словами, в выражение для электрической или магнитной силы на больших расстояниях привходил еще множитель , где

/ - размеры устройства. Эта крайне невыгодная зависимость действия от расстояния у электромагнитных устройств, основанных на использовании электростатики или замкнутых цепей - а других тогда не знали - и делала их практически непригодными для действия на более или менее значительные расстояния.

Совершенно новые возможности именно в этом направлении открывает применение электрических волн. Особый тип взаимодействия элемента тока со средой, предсказанный теорией Максвелла - Герца и чуждый прежним теориям, так называемый волновой член, с одной стороны, и уточненная опять же этой теорией возможность при подходящей частоте работать (С открытой цепью вместо замкнутой, с другой, приводят к тому, что при i правильно подобранных условиях электромагнитная сила убывает в свободном пространстве на любых расстояниях обратно пропорционально не третьей, а лишь первой степени расстояния. Без трудов Фарадея, Максвелла и Герца не было, конечно, возможным угадать совокупность необг ходимых условий. Только сознательное использование этих условий могло привести и действительно привело к изобретению практических устройств, служащих для целей беспроводной передачи сигналов и порождающих поля, убывающие несравненно медленнее с расстоянием, чем это было при прежних устройствах.

Кстати заметим, что даваемое иногда толкование значения воззрений Фарадея-Максвелл! для беспроводной телеграфии состоит в следую-



0 1 2 3 4 [ 5 ] 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156