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 предлагавший кандидатуру Герца Берлинскому университету, считая его самым достойным из всех возможных кандидатов, одобрил решение Герца.
'Лично я огорчен тем, - писал он 15 декабря 1888 года, - что Вы не хотите переехать в Берлин, но, как я Вам уже раньше говорил, я думаю, что, безусловно, Вы в Ваших собственных интересах действуете правильно, предпочитая в конце концов Бонн. Тот, кто ставит перед собою научные задачи и стремится к их разрешению, должен оставаться вдали от больших городов. В конце жизни, когда сильнее склоняешься к тому, чтобы использовать достигнутое для воспитания нового поколения и для государственного управления, дело обстоит иначе'.
В ответе на запрос философского факультета Боннского университета Гельмгольц отметил Герца как наиболее 'талантливого и богатого оригинальными идеями среди молодых физиков'; он 'одинаково способен как к овладению абстрактнейшими математическими теориями, так и к решению вытекающих из них вопросов экспериментального порядка с большой ловкостью и большой изобретательностью в том, что касается методов'.
Весной 1889 года Герц прибыл в Бонн как ординарный профессор физики. Здесь он стал преемником Рудольфа Клаузиуса, который заслужил мировое признание своими исследованиями в области термодинамики.
В распоряжение Герца был предоставлен красиво расположенный жилой дом, которым владел его предшественник. 'То, что в доме жил один из самых знаменитых в моей науке людей, конечно, привлекательно для меня и всех физиков, которым случается меня посещать', - писал он своим родителям. Сан возле дома был очень удобен как место отдыха для него и как площадка для игр двух его маленьких дочерей. 'Сегодня я все время до обеда был в саду, который сейчас весь наполнен ароматом', - гласит запись в дневнике в мае 1892 года. За несколько дней до этого он писал в дневнике, что устроил для детей большую песочницу с 'волшебной пещерой', которая освещалась по вечерам.
