ВТОРОЙ ПУТЬ. ЛОРЕНЦ В ТОМ ЖЕ ТУПИКЕ
Второй путь продолжил Г. А. Лоренц. Его вклад в науку столь значителен, что с ним следует познакомиться поближе.
Он родился 15 июля 1853 года в Арнеме, главном городе голландской провинции Гельдерланд. Поздно начал говорить, что вызывало беспокойство родных, был спокойным мальчиком и не отличался крепким здоровьем. Родители напрасно беспокоились о его умственном развитии. Поступив в школу в шестилетнем возрасте, он быстро стал лучшим учеником.
Окончив школу в 1866 году, Лоренц поступил сразу в третий класс первой из открытых в Арнеме высших гражданских школ, близких по программе к классической гимназии. В классе было всего три ученика. Преподаватели оказались превосходными, о чем позже с удовольствием вспоминал Лоренц.
Он и его одноклассники постоянно думали и говорили о науках. Окончив школу, Лоренц и один из его одноклассников Г. Хага решили поступить в Лейденский университет. Шел 1870 год. Лоренц с успехом сдал экзамены и был принят. Хага не выдержал экзамена и поступил в университет в следующем году.
Это время стало для восемнадцатилетнего Лоренца решающим. Относясь с большой серьезностью к изучению физики и математики, он, в отличие от большинства студентов, интенсивно работал в библиотеке. Там он натолкнулся на статьи Максвелла. Они привлекли его ясной постановкой задачи и очень сложным математическим анализом. Задача увлекала своей глубиной, а математические трудности бросали вызов самолюбию.
Статьи Максвелла были столь сложными, что ими не интересовались не только студенты, но и профессора университета. Многие из журналов с этими статьями лежали в нераспечатанных пакетах.
Настойчивые размышления сделали Лоренца одним из немногих, постигших новаторское содержание статей Максвелла. Для того, чтобы достичь нужного уровня понимания, ему пришлось проштудировать статьи Гельмгольца — сторонника дальнодействия, Френеля — создателя волновой теории света, основанной на упругом эфире, и Фарадея, на которого ссылался Максвелл, развивая его взгляды на электрическое и магнитное поля, как на натяжения в особом — электромагнитном эфире.
В ноябре 1871 года Лоренц сдал с отличием экзамен на степень магистра. Уровень его математической подготовки был столь высоким, что оценку «отлично» по математике он получил несмотря на то, что, как выяснилось позже, профессор ван Геер спрашивал Лоренца по программе докторского экзамена.
В феврале 1872 года Лоренц уехал из Лейдена, чтобы дома самостоятельно готовиться к докторским экзаменам. Он возвратился в Арнем и получил место учителя вечерней школы. Ему пришлось не только зарабатывать на жизнь, но и помогать отцу.
Лоренц оборудовал домашнюю физическую лабораторию, где изучал, главным образом, электрические, магнитные и оптические явления. Иногда он пользовался и лабораторией школы. Товарищ Лоренца по университету Г. А. Михаэлис вспоминал, что Лоренц пытался этими опытами подтвердить теорию Максвелла; в правильности этой теории он не сомневался.
Совершить задуманное ему не удалось. Прошло пятнадцать лет, прежде чем это сделал Герц.
Лоренц работал над докторской диссертацией около четырех лет. Университетская библиотека охотно позволила ему увезти с собой в Арнем журналы со статьями Максвелла.
Лоренцу было двадцать лет, когда вышел Максвелловский «Трактат об электричестве и магнетизме». Позже Лоренц писал: «Его «Трактат об электричестве и магнетизме» произвел на меня, пожалуй, одно из самых сильных впечатлений в жизни. Толкование света как электромагнитного явления превзошло все, что я до тех пор знал. Но книга Максвелла была не из легких! Написанная в годы, когда идеи ученого еще не получили окончательной формулировки, она не представляла законченного целого и не давала ответа на многие вопросы».
Академик А. Ф. Иоффе вспоминал, что Лоренц рассказывал ему о том, что, ознакомившись с уравнениями Максвелла, не мог понять их физического смысла. «Но понемногу, — писал Иоффе, — электромагнитное поле стало облекаться для Лоренца в живые образы, стало для него физической реальностью, не нуждающейся в эластичных трубках Фарадея и максвелловских пружинках. Тогда его внимание обратилось к источникам электрического поля — к зарядам».
Лоренц защитил докторскую диссертацию 11 декабря 1875 года с высшим отличием. Диссертация была очень актуальной. Название — «К теории отражения и преломления». Его содержание поразило лейденских профессоров. В ней было показано, что теория упругого эфира противоречит ряду опытов, в частности она не может объяснить, почему в некоторых явлениях не возникают продольные волны эфира. Он доказал, что эти трудности исчезают, если стать на точку зрения Максвелла и считать, что эфир обладает только электромагнитными свойствами.