การค้นพบงานเขียนช่วงแรกๆ ของไฮน์ริช
เฮิรตซ์เมื่อไม่นานนี้ทำให้กระจ่างเกี่ยวกับงานของเขา
Über ตาย Constitution der Materie (ในรัฐธรรมนูญของเรื่อง)
ไฮน์ริช เฮิรตซ์
สปริงเกอร์: 1999. 171 หน้า. $53, £34
เฮิรตซ์: กลายเป็น Maxwellian ที่เชื่อมั่น เครดิต: ห้องสมุดภาพถ่ายวิทยาศาสตร์
เว็บสล็อต ปัจจุบัน Heinrich Rudolf Hertz (1857–94) เป็นที่จดจำได้ดีที่สุดสำหรับหน่วยความถี่ที่ตั้งชื่อตามเขา แต่ในขณะที่เขาเสียชีวิต เมื่ออายุ 37 ปี เขาได้รับการยอมรับในระดับสากลสำหรับงานของเขาเกี่ยวกับไฟฟ้าไดนามิก เหนือสิ่งอื่นใด สำหรับการยืนยันการทดลองของเขาเกี่ยวกับทฤษฎีสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของ James Clerk Maxwell
ในปี พ.ศ. 2421 เมื่อเฮิร์ตซ์เริ่มอาชีพทางวิทยาศาสตร์ในเบอร์ลินภายใต้แฮร์มันน์ ฟอน เฮล์มโฮลทซ์ ทฤษฎีไฟฟ้าไดนามิกสามทฤษฎีกำลังมีบทบาท เฮล์มโฮลทซ์เหล่านี้ได้ปรับรูปแบบใหม่เป็นทฤษฎีที่มีศักยภาพเดียว ตามที่เฮิรตซ์อธิบายไว้ในElectric Waves (1892) แต่ละทฤษฎีมีความสัมพันธ์กับ ‘ภาพ’ ที่ชัดเจนของความสำคัญทางกายภาพของมัน – แนวคิดดั้งเดิมของแรงในฐานะการกระทำในระยะไกล ภาพที่ปะปนกันซึ่งกองกำลังดังกล่าวเสริมด้วยการกระทำของสื่อที่แทรกแซง และภาพที่ ‘บริสุทธิ์’ ของแมกซ์เวลล์ ซึ่งการกระทำในระยะไกลถูกแทนที่ด้วยสนามโดยสิ้นเชิง เฮิรตซ์รู้สึกว่าความสำเร็จของเขาส่วนใหญ่มาจากการแยกแยะภาพเหล่านี้ออกจากกันและจากทฤษฎีทางคณิตศาสตร์ที่พวกเขาก่อให้เกิดขึ้น
การพัฒนาทางปัญญาของเฮิรตซ์
— เมื่อใดและเพราะเหตุใดเขาจึงกลายเป็นแมกซ์เวลเลียนที่เชื่อมั่น และความเชื่อมโยงระหว่างอิเล็กโทรไดนามิกส์ของเขากับงานกลศาสตร์ในเวลาต่อมา — ได้พิสูจน์แล้วว่ายากที่จะแกะรอย ส่วนหนึ่งเป็นเพราะเขาเสียชีวิตในวัยเยาว์มาก การแนะนำหนังสือสองเล่มของเขา – คลื่นไฟฟ้า และ หลักการของกลศาสตร์มรณกรรม(1894) – เป็นหนึ่งในแหล่งข้อมูลไม่กี่แห่งที่เขาพูดโดยทั่วไปเกี่ยวกับสาขาของเขาและความสำคัญของงานของเขา สำหรับสิ่งเหล่านี้ เราอาจเพิ่มงานที่สามซึ่งเป็นงานแรกเริ่มซึ่งประกอบด้วยชุดการบรรยายที่ส่งตรงจุดเชื่อมต่อที่สำคัญในอาชีพการงานของเขา Albrecht Fölsing ขณะค้นคว้าชีวประวัติของ Hertz ( Heinrich Hertz: eine Biographie ; Hofmann & Campe, 1997) ค้นพบต้นฉบับชื่อÜber die Constitution der Materieในเอกสารที่เป็นของครอบครัวของเฮิรตซ์ ซึ่งตอนนี้เขาได้แก้ไขและเผยแพร่พร้อมกับบทนำแล้ว
เนื้อหานี้มีต้นกำเนิดมาจากฤดูร้อนปี 2427 เมื่อเฮิรตซ์จัดชุดการบรรยายสำหรับผู้ที่ไม่ใช่ผู้เชี่ยวชาญที่มหาวิทยาลัยคีล ซึ่งเขาเพิ่งรับตำแหน่งผู้ช่วยศาสตราจารย์ หลักสูตรนี้มีผู้เข้าร่วมเพียงเล็กน้อย และในสภาพแวดล้อมที่ไม่เป็นทางการนี้ เขาอนุญาตให้ตัวเองคาดเดาเกี่ยวกับอนาคตของทฤษฎีภาคสนาม เพื่อพิจารณาการทดลองที่เป็นไปได้ที่หลากหลาย (หนึ่งในนั้นนำไปสู่การทดลองการสร้างคลื่นที่มีชื่อเสียงของเขา) รวมทั้งเพื่อสะท้อน ในประเด็นทางปรัชญาพื้นฐานทางฟิสิกส์ ดูเหมือนว่าเฮิรตซ์ตั้งใจที่จะนำต้นฉบับของการบรรยายมาทำเป็นหนังสือ แต่ทำโครงการตกไปและไม่ได้กลับไปอ่านอีก แม้กระทั่งหลังจากการตายของเขา บรรณาธิการของเอกสารของเขาครุ่นคิดที่จะตีพิมพ์มัน แต่ถึงแม้จะได้รับการสนับสนุนอย่างกระตือรือร้นจาก Max Planck แผนเหล่านั้นก็ถูกยกเลิกเช่นกันและต้นฉบับก็ถูกลืมไป
ชื่อเรื่องของงานอาจทำให้ผู้อ่านยุคใหม่เข้าใจผิดได้ เนื่องจากส่วนแรกดูเหมือนจะไม่ค่อยมีการตรวจสอบคุณสมบัติของสสารมากนัก เนื่องจากเป็นการไตร่ตรองถึงธรรมชาติของแรงเป็นเวลานาน ข้อกังวลนี้เป็นแก่นของเอกสารทางการซึ่งเฮิรตซ์ทำงานหนักและเขาตีพิมพ์ในปีนั้น ในนั้น เฮิรตซ์ได้สมการของแมกซ์เวลล์มาจากสมการของ ‘อิเล็กโทรไดนามิกแบบธรรมดา’ โดยการเพิ่มสมมติฐานเสริม เขาสรุปโดยสังเกตว่าแม้ว่าภาพฟาราเดย์–แมกซ์เวลล์ของอีเธอร์จะนำไปสู่สมการเหล่านี้โดยตรง แต่เขาจงใจหลีกเลี่ยงการแยกจากสิ่งนี้ การตีความที่ ‘ง่ายที่สุด’ ของสมการ
ในทำนองเดียวกัน การอภิปรายในส่วนแรกของการบรรยายมีกรอบเป็นความขัดแย้งระหว่างแนวคิดพื้นฐานสองประการ: แนวคิดมาตรฐานซึ่งมองว่ากองกำลังเป็นความสัมพันธ์แบบทันทีทันใดระหว่างมวลชนที่อยู่ห่างไกลตามอำเภอใจ และสิ่งที่เฮิรตซ์เรียกว่า “ทฤษฎีศักยภาพ” ซึ่งเขาเห็นได้ชัดว่าสมัครเป็นสมาชิก ในมุมมองนี้ การกระทำที่เห็นได้ชัดเจนในระยะไกลเป็นผลมาจากการกระทำในท้องถิ่นของตัวกลาง – จากการเปลี่ยนแปลง “ในสถานะของพื้นที่”
ตามทฤษฎีที่เป็นไปได้ของทฤษฎีความโน้มถ่วง “ดาวเคราะห์ดึงดูดดวงอาทิตย์เพราะพวกเขาพบว่าตัวเองอยู่ในพื้นที่ที่ขับเคลื่อนพวกเขาไปสู่ดวงอาทิตย์โดยอาศัยสภาวะแปลกประหลาดที่มันถูกวางไว้” การเปลี่ยนแปลงในสถานะของอวกาศ (“ไม่ว่าจะเป็นการรบกวน ความตึงเครียด หรืออย่างอื่น”) แพร่กระจายในเวลา “จากอนุภาคสู่อนุภาค” อธิบายว่าสิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไรโดยนิยามการไต่สวนธรรมชาติของสสาร เพราะ “หากมีการเปลี่ยนแปลงในอวกาศ เราไม่สามารถเข้าใจสิ่งนี้ได้เป็นอย่างอื่นนอกจากการมีบางสิ่งที่เปลี่ยนแปลงและที่เราเรียกกันว่าสสารได้” ในแง่นี้ คำถามเกี่ยวกับธรรมชาติของแรงยังเกี่ยวข้องกับเรื่องพิเศษ นั่นคือเรื่องของอีเธอร์
เฮิรตซ์ไม่ใช่คนแรกที่เสนอว่ากองกำลังทั้งหมดควรถูกมองว่าเป็นทุ่งที่แพร่กระจายชั่วคราว อย่างไรก็ตาม ความเชื่อมั่นอย่างลึกซึ้งของเขาในงานยุคแรกนี้น่าประหลาดใจ แน่นอนมันทำให้กระจ่างในคำพูดของเขาในการแนะนำElectric Wavesว่า “ในทางปรัชญา ในแง่หนึ่ง ผลลัพธ์ที่สำคัญที่สุด” ของการวิจัยในภายหลังนี้คือข้อพิสูจน์ครั้งแรกของ “การแพร่กระจายในเวลาของการกระทำที่ควรจะเป็น ในระยะไกล” นอกจากนี้ยังแนะนำว่าหลักการของกลศาสตร์ – แทนที่แรงที่สังเกตได้ไปยังการกระทำของมวลที่ซ่อนอยู่ – บรรลุความทะเยอทะยานในช่วงต้น: เพื่ออธิบายพื้นผิววัสดุที่ซ่อนอยู่ของสนามแรงโดยลดการเปลี่ยนแปลงในท้องถิ่นในสถานะของอีเธอร์ เว็บสล็อต
