[вернуться к содержанию сайта]

Пауль Форман
Статья о Вальтере Ритце из книги
Complete Dictionary of Scientific Biography, 2008
("Полный словарь научных биографий", 2008)
перевод с английского – С.Семиков, 2011 г.

Ритц Вальтер
(род. – Сьон, Швейцария, 22 февраля 1878 г.; ум. – Гёттинген, Германия, 7 июля 1909 г.)

    Ритц, второй из пяти детей Рафаэля Ритца, известного художника пейзажиста, с юности чувствовал склонность к науке и математике. Закончив валлийский кантональный колледж [collége cantonal – здесь и далее в квадратных скобках примечания переводчика, С.С.] в Сьоне (1895 г.), он прослушал курс техники [cours technique] в кантональном лицее [lycée cantonal], пробыв там в течение двух лет, изучая в свободное время исчисление. В конце 1897 г. он выдержал вступительные экзамены в Швейцарскую Высшую Техническую Школу [Eidgenössische Technische Hochschule], и семья переехала в Цюрих. Незадолго до этого, в сентябре 1897, Ритц перенёс травму, которую он считал причиной болезни, начавшей его мучить вскоре после этого.¹ Совершая с друзьями восхождение на Мон Плёрёр [Mont Pleureur – Плакучая Гора на юге кантона Вале, высота – 3704 м], он, обернувшись, увидел, что их группа проскальзывает по свежему снегу и съезжает с утёса. Эмоциональное напряжение усугубилось физическим перенапряжением и переохлаждением во время спасательных мероприятий.

    В Цюрихе Ритц вскоре отказался от своего первоначального намерения стать инженером, ввиду плохого здоровья, и присоединился к двадцатке студентов,– среди которых был Альберт Эйнштейн,– из группы углублённой и "чистой" математики (группа VI – Abteilung VI).² Здесь он изучал главным образом работы Римана и два толстых тома недавно изданного Краткого курса теоретической физики [Compendium der theoretischen Physik] Вольдемара Фойгта (1895-1896). В Пасху 1901 г., после тяжёлого приступа плеврита, который, как предполагалось, усугубил влажный Цюрихский климат, Ритц переехал в Гёттинген. Там он учился преимущественно у Фойгта (а также у Макса Абрагама, T. Де Кудре, Дэвида Гильберта, Вальтера Кауфмана, Феликса Клейна, Джорджа Э. Мюллера, и Э. Рикке).

    Согласуясь с интересами и методами профессоров физики, Войгта и Рикке, Ритц выбрал в качестве темы диссертации теорию спектральных серий. Кроме того, он подошёл к задаче не в терминах новейшей электронной концепции, но, скорее, представляя атомы в виде упругих протяжённых тел. Ритц постулировал, что спектральные линии,– для которых в качестве парадигмы была принята двукратно бесконечная обобщённая формула Бальмера для частот спектральных линий, испускаемых водородом, ν=N(1/n²-1/m²), m, n=1, 2, 3, …,– возникали от собственных колебаний двумерных структур (точнее, от поперечных нормальных мод плоской квадратной пластины).³

    Поскольку было хорошо известно из исследований Пуанкаре, Рэлея и других, что волновое уравнение, вытекающее из условия близкодействия [action-by-contact] теории упругости, не могло дать распределение частот наподобие Бальмеровского, то целью Ритца было изобрести взаимодействие, которое позволило бы это распределение получить. "Опираясь, настолько исчерпывающе, насколько это возможно, на механику и электродинамику, следует предложить физически наглядные математические действия, которые, будучи интерпретированы как колебания соответствующих "моделей", приводят к законам спектральных серий".⁴ Ритц получил желаемый результат ν=N(1/n²-1/m²) из уравнения в частных производных десятого порядка.⁵ При составлении этого уравнения он был вынужден предложить для энергии деформации упругой пластины математические выражения, которые имели бы физическую интерпретацию в виде дальнодействующих сил (action-at-a-distance), растущих с удалением между точками пластины, что, конечно, выходило за границы физического правдоподобия, и, возможно, также за границы наглядности.

    Среди спектроскопистов имелось, по-видимому, единодушное убеждение в том, что Ритцева "теоретическая основа не стоит многого".⁶ Если они, несмотря на это, изучали его диссертацию "с большим вниманием" весной 1903 г., то делали это из-за новых законов спектральных серий, которые Ритц сумел вывести из своих математических операций, в значительной степени благодаря его глубокой осведомлённости в эмпирических данных и его таланту к обобщению эмпирических законов. Сами по себе эти действия интересны для математиков и стимулировали исследования Айвара Фредгольма [Ivar Fredholm] и Джейка Хэдамарда [Jacques Hadamard] в теории интегральных уравнений с бесконечном числом собственных значений (частот) внутри конечного интервала.⁷

    Решение его уравнения десятого порядка с набором частот Бальмера, конечно, требовало соответствующих граничных условий. Вариация их давала формулу Бальмера, но с m и n, заменёнными на бесконечные ряды m+a+b/m²+c/m⁴···, n+a'+b'/n²+c'/n⁴+···. Первым приближением, v=N/(n+a')²–N/(m+a)², была формула Ридберга, которая, как известно, описывала, пусть неточно, серии других элементов. Ритц утверждал, что в атомах всех элементов спектральный вибратор – это грань одного и того же куба, с соответствующими различиями напряжений в его гранях; что величина N, выражаемая в его теории через понятия размера, массы и "упругих" констант грани, была строго универсальной константой; и что формула Ридберга должна была, таким образом, уточняться без подбора N, но лишь добавлением следующего члена в серии, b/m². Ритц показал, что такая формула описывала спектральные серии, особенно линии в красном и инфракрасном [участке спектра], отвечающие малым величинам m и n, с беспрецедентной точностью. Кроме того, структура его формулы позволяла ему принять все предложенные Ридбергом соотношения между несколькими сериями данного элемента. (Предваряя систему обозначений, введённую самим Ритцем пять лет спустя:⁸

    главная серия: v=(1,5, s, σ)–(m, p, π)

    резкая серия: v=(2, p, π)–(m, s, σ)

    диффузная серия: v=(2, p, π)–(m, d, δ)

где (m, a, α)≡N/(m+a+Na/m²+···)².) Он достиг этого впечатляющего согласия с экспериментом и "затмил" все предыдущие формулы,⁹ даже при том условии, что использовал существенно меньшее число варьируемых параметров. И, как выяснится двенадцатью годами позднее из работы Зоммерфельда, фактически формулы Бальмера, Ридберга и Ритца – это последовательные приближения к энергии атома Резерфорда-Бора.¹⁰

    Диссертация Ритца была принята Фойгтом в конце 1902 г., и устный докторский экзамен был сдан 19 декабря с отметкой summa cum laude [лат. – с величайшей похвалой]. К началу марта 1903 г. диссертация была готова к подаче в Annalen der Physik [нем. журнал "Анналы физики"], и в конце марта Ритц отправился в Лейден (через Ганновер, дабы обсудить некоторые спектральные вопросы с Карлом Рунге).¹¹ В Лейдене Ритц, вместе с Паулем Эренфестом, посещал лекции и семинары Г. А. Лоренца, чья электронная теория готовилась тогда занять центральное место в теоретической физике. Шестинедельный визит был сделан совместно этими двумя молодыми теоретиками, близкая дружба которых сформировалась в течение предшествующих трёх семестров в Гёттингене. Эренфест, который был младше Ритца почти на два года, безмерно восхищался его спокойным, сдержанным характером; быстрым, саркастическим остроумием; плодовитым воображением; строгим математическим талантом; и, более всего,– проницательной критикой физических теорий других учёных. Хотя их научные склонности скоро сильно разошлись, Ритц оказал большое влияние на интеллектуальное развитие Эренфеста.¹²

    Ритц покинул Лейден, практически не склонившись к взглядам Лоренца. В конце мая или в начале июня 1903 г. он работал в Бонне, где институт Генриха Кайзера мог предложить лучшие в Германии спектральные приборы. В течение нескольких недель Ритц обнаружил недостающую линию с m=4 диффузной серии калия в точности там, где и предсказал её в своей диссертации.¹³ Но после его начального успеха работа продвигалась медленно,– Август Гагенбах [August Hagenbach], в то время помощник Кайзера, считал, что "для экспериментальной работы он [Ритц] не имел ни физических сил, ни требуемого терпения".¹⁴ В течение летнего отпуска Ритц был в Цюрихе, где Эренфест посетил его в сентябре на протяжении недели.¹⁵ Вскоре после возвращения в Бонн в ноябре 1903 г., не сумев получить нужную ему часть приборов, Ритц отказался от своей работы и уехал в Париж.

    С рекомендацией от Пьера Вейса, Ритц был принят в Лабораторию Эйма Коттона [Aimé Cotton] и Генри Абрагама [Henri Abraham] в école Normale Supérieure [Высшей Нормальной Школе], где он трудился с зимы и до следующего лета над процессом изготовления фотопластин, чувствительных к инфракрасным лучам. То, что Ритц всё же взялся за экспериментальную работу, видимо, было сделано прежде всего с прицелом на академическую карьеру,– это было необходимо, дабы приобрести квалификацию отличную от требуемой для крайне малочисленных служебных мест, доступных для чистых теоретиков. Его выбор этой частной задачи следовал из решающего значения для его формул спектральных серий (и, четырьмя годами позже, для его "комбинационного принципа") у линий в красной и инфракрасной области, которыми из-за неразвитых методов регистрации пренебрегли спектроскописты. Ритц начал получать очень перспективные результаты, когда в июле 1904 г. его здоровье пошатнулось, и он был вынужден уехать назад в Цюрих.

    В течение следующих трёх лет Ритц жил вдали от научных центров, пытаясь восстановить своё здоровье в различных климатах, считающихся целительными: в Санкт-Блазиене в горах Шварцвальда ["Чёрного леса" на юго-западе Германии], в Вальде (Валдкирхе) в кантоне Санкт-Галлен [северо-восток Швейцарии], в Сьоне [Швейцария, родной город Ритца] и Ницце [юг Франции, побережье Средиземного моря]. В течение этого периода он ничего не опубликовал, и в течение первых двух лет следовал медицинской рекомендации, по которой он должен был работать как можно меньше. В 1906 г. Ритц начал снова интенсивно работать, и той зимой, отчаявшись восстановить своё здоровье, он принял решение не лишать себя далее научного общения.¹⁶

    В конце сентября 1907 г. Ритц поселился в доме семьи его матери в Тюбингене [Германия], который также был центром спектральных исследований.¹⁷ Надеясь, что ему осталось жить ещё несколько лет, и беспокоясь о своей финансовой ситуации, весной 1908 г. он переехал в Гёттинген, решив квалифицироваться как лектор. Habilitation [лат. Получение доцентуры и вступление в должность] состоялась в феврале 1909 г., хотя Ритц не имел уже достаточно сил, чтобы воспользоваться привилегией постановки курса лекций или участвовать в любом другом способе социально-научной жизни города. В середине мая он поступил в Гёттингенскую медицинскую клинику, где, семью неделями позднее, он умер.¹⁸

    В последние полтора года Ритца (с начала 1908 г. до середины 1909 г.) плоды шести лет размышлений и трёх лет работы вылились в поток: в восемнадцать статей, растянувшихся примерно на 400 страниц. Эти статьи попадают под три общих темы: теоретическая спектроскопия, основы электродинамики, и метод численного решения граничных задач – каждая группа исследований в значительной степени концептуально независима от других.

    В декабре 1904 г. Парижская Академия Наук объявила в качестве предмета Prix Vaillant [Премии за храбрость] (4000 франков) – представить в последующие три года "решение в некотором отношении важной аналитической задачи, касающейся равновесия упругой пластины в жёсткой раме, то есть задачу объединения уравнения f(x, y) с условием, что функция u и её производные в направлении, перпендикулярном к границе пластины, равны нулю. Исследовать более подробно случай прямоугольной границы".¹⁹ Диссертация Ритца дала ему обширный опыт, тесно связанный с этим вопросом. Кроме того, при его финансовой зависимости и профессиональной изоляции, этот тип соревнования и награды казался особенно привлекательным. Вернувшись к работе в 1906 г., он погрузился в задачу развития строгой, но при этом практически применимой процедуры для прямого построения решения методом последовательных приближений.

    Ритц сводит задачу от интегрирования этого дифференциального уравнения в частных производных ΔΔu=f к варьированию интеграла J≡∫[½(Δw)²–f(x)w]dx. (Чтобы избежать излишнего усложнения, здесь обсуждается одномерный случай.) Задача при этом заключается в том, чтобы найти среди всех возможных деформаций w(x) системы такую частную деформацию u(x), для которой этот интеграл, выражающий потенциальную энергию как функцию деформации и распределения приложенных сил f(x), принимает своё минимальное значение. При введении полного набора ортонормированных функций ψ_i(x),– выбор которых определяется геометрией системы,– формально выражается решение u, и задача переходит в следующую: построить последовательность функций, которые сходились бы к u. Ритц просто подставлял эти линейные комбинации базисных функций ψ_i с неопределёнными коэффициентами a_i⁽ⁿ⁾ в J, подынтегральная функция которой становилась, таким образом, явной функцией x. Тогда интегрирование могло быть произведено путём представления J⁽ⁿ⁾ в виде функции n параметров a_i⁽ⁿ⁾. Их величины были теперь находчиво установлены как корни n уравнений ∂⁽ⁿ⁾J/∂a_i⁽ⁿ⁾=0 – это условие того, что w_n будет такой линейной комбинацией первых n функций базиса, для которой J будет минимумом. Сильно развив недавнюю работу Гильберта по вариационному исчислению, Ритц строго доказал, что для уравнения упругости ΔΔu=f (а также для задачи Дирихле, Δu=f) w_n, построенное таким образом, сходится к решению u.²⁰

    После Ритц продолжил исследование, дабы показать, что, хотя это доказательство можно провести лишь для случая статического равновесия, соответствующее уравнение для стоячих волн Δu=k²u может быть формально подвергнуто той же процедуре, и что последовательность приближённых решений, полученных таким образом, сходится очень быстро.²¹ Двумя годами позднее, в качестве наглядного доказательства мощности его метода, Ритц вычислил последовательность фигур Хладни для квадратной пластины до тридцатой гармоники. "Это утомило меня, но нет никакой зависимости между усталостью и известностью этой задачи, которая оставалась неразрешимой несмотря на все усилия".²²

    Работа Ритца, одного из дюжины претендентов на приз, не выиграла несмотря даже на похвальный отзыв известных членов жюри, в котором состояли А. Пуанкаре, Э. Пикард и П. Пайнлевэ [P. Painlevé].²³ Однако в апреле 1909 г. Ритцу воздалось по заслугам, когда его разыскал в Гёттингене Пуанкаре, который принёс извинения от имени Академии за несправедливость и обещал Ритцу приз в этом году в качестве "компенсации".²⁴ И, действительно, после публикации Ритца в 1908 г. значение его работы было немедленно признано,– и его метод был сразу принят,– особенно инженерами-теоретиками, в первую очередь Гансом Лоренцем, Ауре Стодолой, Теодором фон Кантианом [Theodore von Kántián], Арпадом Надаи [Arpad Nadai] и С. Тимошенко.²⁵

    Призовая работа была завершена до 31 декабря 1906 – крайнего срока. После дани превышенному резерву сил и нескольких недель лихорадки, Ритц в начале 1907 г., всё ещё находясь в Ницце, вернулся к вопросу о механизме, ответственном за генерацию спектральных линий. Его недавний опыт исследования упругих пластин убедил его, что подход, который он принимал, начиная с 1902 г.,– рассматривая спектральные частоты, как частоты квазиупругого тела, у которого потенциальная энергия деформации имеет аномальную форму – "после многолетних попыток во всех направлениях, должен быть отклонён как идея, ведущая к заблуждению".²⁶

    Но Ритц не отказался от своих методологических склонностей, и таким образом "пришёл наконец априори [a priori] к выводу, что здесь следует привлечь вращательные процессы, и вместе с ними немедленно возникла идея магнитного поля", а конкретнее, что частота вращения заряженной частицы под действием магнитных сил, несмотря на то, что она пропорциональна квадратному корню из силы, в соответствии с правилом Рэлея, прямо пропорциональна магнитному полю, вызывающему эти силы.²⁷ Ритц принимается за изобретение механизмов для создания магнитных полей, которые вытекали бы из формулы Бальмера. Первый из них (март 1907 г.) отчасти использовал механизм материальных точек Викториана [Victorian], подвешенных на нерастяжимых нитях. Второй, окончательный механизм (июнь 1907 г.) был замечательно прост. Видя подобие между формулой Бальмера и полем тонкого стержневого магнита в точке на его оси H=α(1/r₁²–1/r₂²), Ритц предложил рассмотреть частоту ν=N(1/2²–1/m²) как частоту круговых колебаний (Ларморовскую частоту) заряженной частицы, расположенной на расстоянии 2a от конца ряда одинаковых линейных магнитов, длиной a, расположенных вплотную друг к другу. Смещение положения заряженной частицы немедленно давало формулу Ридберга, но, к сожалению, собственная формула спектральных серий Ритца не вытекала отсюда столь же естественно.²⁸ В конце 1907 г., в Тюбингене и в "резонансе" с Пашеном, Ритц применил свою модель к эффекту Зеемана. Хотя предсказания отличались от предсказаний электронной теории и правила Рунге, Ритц утверждал, что его выводы давали лучшее согласие с опытными данными.²⁹

    Ритц имел двойственное отношение к онтологическому статусу его модели, то утверждая, что она была физически более вероятной, чем Лоренцева электронная теория, то рассматривая её как обладающую "преимуществом с эпистемологической точки зрения, которая не нуждалась в каких-либо предположениях о форме элементов, из которых, как считают, строятся атомы, но работала только с фиксированными длинами или расстояниями".³⁰ Среди спектроскопистов теория, по-видимому, рассматривалась наиболее благосклонно, и модель принималась вполне серьёзно.³¹ Как механизм для испускания излучения она отличалась от моделей колеблющейся сплошной среды в одном очень существенном отношении: различные линии серии, в отличие от всех других моделей, испускающих их одновременно в качестве гармоник, испускались каждая – разными системами или системами в разных состояниях. Как Ритц подчеркнул в своё время,³² недавние эксперименты по резонансному излучению, казалось, подтверждали такой взгляд, доказывая, по крайней мере наполовину, его правильность.

    Гораздо более важным вкладом в теоретическую спектроскопию стал "комбинационный принцип" Ритца, который был представлен им в Гёттингене в апреле или мае 1908 г. Несомненно, центральной темой в дискуссиях между Ритцем и Пашеном прошедшей зимой было соотношение между сериями, которые недавно обнаружил Арно Бергман (в инфракрасных спектрах щелочных металлов) и тремя типами серий, обнаруженными ранее: главной, первой побочной и второй побочной. Ритц сделал вывод, что серии Бергмана были аналогичны гипотетической

    ν=N(l/3²–1/m²)

серии водорода,– которой они являются в очень ограниченном смысле – то есть аналогичны серии Бальмера, а значит,– и первой побочной или диффузной серии.³³ (До Бора серия Бальмера в основном рассматривалась как диффузная серия водорода.)

    Карл Рунге, с другой стороны, заключил, что границы серий Бергмана так же соотносятся с границами диффузной серии, как границы второй побочной (резкой) серии соотносятся с границами фундаментальной серии,– которую они действительно производят,– и поэтому ошибочно предполагали, что аналогия полная, и что серии Бергмана – это разновидность главной серии.³⁴ После энергичного нападения на интерпретацию Рунге, Ритц пришёл в взгляду, что вопрос о том, были ли серии Бергмана диффузными или главными, не имел какого-либо конкретного значения, что Рунге вывел правильное соотношение,– Ритц дал только скупое подтверждение и никакого извинения – и что главный вопрос состоял в том, как следует расширить и обобщить взаимосвязь между формулами серий, представленными Ридбергом на обсуждение.³⁵

    Ответ Ритца, то есть комбинационный принцип, хоть и обильно иллюстрируется примерами, ни разу не был достаточно чётко заявлен. По сути, Ритц подчеркнул, что в Ридберговских формулах серий, и в его собственном их усовершенствовании, частота спектральной линии давалась как разность между двумя членами,– переменным термом и постоянным термом или границей серии, и что последний был частным значением переменного терма в некой другой формуле серии. Ритц обобщил это соотношение на линии обобщённой формулы Бальмера: за исключением некоторых ограничений на минимальные значения целого числа в переменном терме данного типа (p-термы, 2; d-термы, 3; b-термы, 4), – ограничение которого было важным обобщением обстоятельства, которое озадачивало Ритца, начиная с 1902 г., и которое можно было бы теперь объяснять как необходимое следствие его теории "атомных магнитов",– разностная (или суммарная) "комбинация" из любых двух термов от любых двух серий, или даже от одной и той же серии, даёт частоту реально существующей спектральной линии. Впоследствии, в наполовину популярной статье, Ритц дал две кратких формулировки его закона: "прибавлением или вычитанием двух наблюдаемых линий или серий можно получить частоту новой линии или серии линий" и "каждый из двух членов формулы имеет, в некотором роде, независимое существование, и что можно получить линии спектра, комбинируя эти термы друг с другом различными способами".³⁶

    Хотя Ритц таким образом уже продвинулся очень далеко, он зашёл ещё дальше, конкретизируя и придавая физический смысл не просто термам самим по себе, но также и символам в его формулах для термов. Этим ошибочным путём Ритц "выводил", например, термы Бергмана из дублета p-термов, (mbβ)=(mp₁–p₂, π₁–π₂), и хвалился, "что почти все новые линии и серии, недавно обнаруженные у щелочных металлов Ленардом, Коненом и Гагенбахом, Саундерсом, Моллом, Бергманом и другими, могут быть точно выведены из известных формул серий для этого элемента – без введения какой-либо новой константы".³⁷ Кроме того, на основе своего принципа Ритц предсказал огромное множество линий в инфракрасных спектрах других элементов. В его первой публикации он смог объявить подтверждение значительного числа этих линий Пашеном, эксперименты которого весной 1908 г.,– включая поиск "серии Пашена" у водорода, ν=N(1/3²–l/m²),– были инициированы Ритцем по почте.³⁸

    Работа Ритца по теоретической спектроскопии и по краевым задачам была полностью оценена его современниками и встроена в научно-познавательные здания, которые они возводили. Но всё вышло иначе с его работой по основам электродинамики, которой он отдал свои наиболее продолжительные усилия, относительно которой он выражался с наибольшей силой, и для которой он безуспешно желал ещё несколько лет жизни. В то время, когда Ритц достиг совершеннолетия с научной точки зрения, электродинамика в преобразованном Лоренцем виде была "сделана основой новой концепции природы, замещая прежнюю механическую концепцию". Но, вместо воодушевлённой поддержки этой новой концепции, которую многие оказывали в Гёттингене, Ритц испытывал некоторую антипатию к ней и направил своё критическое внимание к "логическому фундаменту этого громадного интеллектуального здания".³⁹ На критический взгляд Ритца строение казалось необоснованным и плохо отвечающим опыту. Уравнения Максвелла допускали слишком большой класс решений. И даже после того, как этот класс был произвольно ограничен дополнительными уравнениями (типа "условия Лоренца"), там всё ещё сохранялись физически не допустимые опережающие потенциалы и сходящиеся сферические волны, также как напрямую не наблюдаемые электрические и магнитные поля.

    Ритц, подобно Эйнштейну, особенно интересовался конфликтом между классическим принципом относительности движения и теорией Максвелла–Лоренца, с её неподвижным эфиром в качестве привилегированной системы отсчёта (наличие которой эксперимент, казалось, был не способен подтвердить). Но Ритц заключил, что несовместимость должна быть решена противоположным способом, чем тот, который тогда выбрали Лоренц, Пуанкаре и Эйнштейн, и который вскоре приняло физическое сообщество.⁴⁰ Вместо изменения кинематики и динамики посредством преобразований Лоренца, дабы согласовать их с полевыми уравнениями Максвелла, Ритц настаивал, привлекая свой критический анализ теории Максвелла, что именно электродинамика и оптика требовала изменения, дабы удовлетворить классическому принципу относительности: "единственное заключение, которое … кажется мне возможным, состоит том, что эфир не существует, или, более точно, что необходимо отказаться от использования этого представления; что движение света – это относительное движение, подобное всем другим; что только относительные скорости играют роль в законах природы; наконец, что необходимо отказаться от дифференциальных уравнений в частных производных и от понятия поля …".⁴¹

    В конструктивной программе Ритца не просто эфир, но также и электромагнитные потенциалы, поля, полученные из них, а также уравнения, определяющие их, должны быть заменены "элементарными воздействиями" между пространственно разнесёнными заряженными частицами. Выражение для этих элементарных воздействий должно содержать не предшествующие времена t=r/c, как в теории Лоренца-Эйнштейна, а времена t=r/(c+v_r), где r – радиальное расстояние между зарядами, и v_r – их относительная радиальная скорость в предшествующее время. Таким образом, как подчеркнул Ритц, это была "эмиссионная" теория: "световая энергия должна рассматриваться как выбрасываемая (выстреливаемая), а не как распространяющаяся". "Фиктивные" частицы света испускаются со скоростью c излучающими зарядами; "волны эфира заменяются распределением истечения [эманации], периодичным во времени и в пространстве".⁴²

    В принципе, имеется бесконечное число различных выражений для элементарного воздействия, удовлетворяющих этому условию и совместимых с существующими экспериментами. Ритц положительно расценивал это как наиболее важное преимущество его подхода: просто добавляя последующие члены к взаимодействию, можно объяснить дополнительные явления,– например, гравитацию.⁴³ Фактически Ритц так и не сумел найти полностью удовлетворительную форму закона даже для электродинамических взаимодействий.

    Вернувшись в Гёттинген весной 1908 г., Ритц встретил непреодолимое сопротивление его электродинамическим идеям: они были просто "чудовищны".⁴⁴ Хотя и не было никакого экспериментального факта, который прямо свидетельствовал бы против теории Ритца, вплоть до 1924 г. (когда эксперимент Майкельсона был поставлен с астрономическими источниками света),⁴⁵ точка зрения, которую он выдвинул, никогда не получила критического внимания или одобрительного развития, которого заслуживала.

1. Ясно, что Ритц умер от туберкулёза (конкретнее, от кровоизлияния в лёгкое) – из письма миссис Л. Ритц к П. Эренфесту, 20 июля 1909 г., – но неясно точно, когда болезнь была диагностирована.

2. C. Seelig, Albert Einstein. Eine dokumentarische Biographie (Zurich. 1954), 29, 159 [К. Зелиг, Альберт Эйнштейн. Документальная биография (Цюрих, 1954), 29, 159; см. русский перевод книги: К. Зелиг. Альберт Эйнштейн]; Eidgenössische technische Hochschule 1855-1955 (Zurich, 1955) [Швейцарская государственная Высшая техническая школа 1855–1955 (Цюрих, 1955)]. Краткая автобиография, добавленная к Гёттингенской диссертации Ритца "Теория спектральных серий" (Лейпциг, 1903 г.) [Zur Theorie der Serienspektren (Leipzig, 1903)], внесённая в список следующими лицами, бывшими его учителями в Цюрихе: Вильгельм Фидлер (Fiedler), Френель, К. Ф. Гейзер, Хирш, Лакомб, Минковский, Пернет, Г. Ф. Вебер.

3. Ritz, Zur Theorie der Serienspektren [Ритц, Теория спектральных серий]; Oeuvres, 17-18, 78-80.

4. Там же; Oeuvres, 3.

5. Рикке сначала составил дифференциальное уравнение десятого порядка, которое давало формулу Рунге,

ν=a+b/m²+c/m⁴ ….

Physikalische Zeitschrift, 1 (1899), 10-11.

6. I. Runge, Carl Runge, 110. Письмо Рунге к Г. Кайзеру от 11 мая 1903 г. (Staatsbibliothek Preussischer Kulturbesitz, Berlin, Darmst. H(11) 1885).

7. J. Hadamard, в Société française de physique, Bulletin des séances, 35 (1907), 73*.

8. Ritz, "Über ein neues Gesetz der Serienspetren" [Ритц, "Новый закон для спектральных серий"] в Physikalische Zeitschrift, 9 (1908), 521-529; Oeuvres, 142.

13. Ritz, "Über das Spektrum von Kalium" [Ритц, "Спектр калия"] в Annalen der Physik, 4th ser., 12, 444-446, датирована 4 июля 1903 г.; Oeuvres, 85-87.

15. Клейн, цитируемое произведение, 47.

16. Письмо Ритца к Р. Фуэтру, зима 1904-05 гг., цитируется в Verhandlungen der Schweizcrischen naturforschenden Gesellschaft, 92 (1909), 100; Письмо Ритца к Фуэтру, зима 1906-1907 гг., цитируется там же, с. 102.

19. Comptes rendus … de l'Académie des sciences, 139 (1904), 1135.

20. Ritz, "Über eine neue Methode zur Lösung gewisser Variationsprobleme der mathematischen Physik" [Ритц, "Один новый метод точного решения вариационной задачи в математической физике"] в Journal für die reine und angewandte Mathematik, 135 (1908), 1-61; Oeuvres, 192-250. Сжато изложено в "Über eine neue Methode zur Lösung gewisser Randwertaufgaben" ["Один новый метод точного решения краевой задачи"] в Nachrichten von der Gesellschaft der Wissenschaften zu Göttingen, Math.-phys, Klasse (1908), 236-248, представлено 16 мая 1908 г.; Oeuvres, 251-264.

21. Oeuvres, 246-250, 263-264.

22. Письмо Ритца к П. Вейсу от 15 декабря 1908 г., цитируется в Oeuvres xvi-xviii. Ritz, "Theorie der Transversalschwingungen eincr quadratischen Platte mit freien Rändern" [Ритц, "Теория поперечных колебаний квадратной пластинки со свободными краями"] в Annalen der Physik, 28 (1909). 737-786, датировано январём 1909 г.; Oeuvres, 265-316.

23. Comptes rendus … de l' Académie des sciences, 145 (2 Dec. 1907), 983-984. Среди пяти работ, которые получили некоторую оценку жюри, ни одна не производит впечатления имеющей отношения к вопросу как к чему-либо большему, чем вопрос чистого "анализа".

24. Письмо Ритца к Эренфесту от 17 декабря 1908 г.; Письмо Ритца к Р. Фуэтру, цитируется в Verhandlungen der Schweizerischen naturforschenden Gesellschaft, 92 (1909), 101. Ритц был посмертно представлен к награде в 2000 франков от Fondation Leconte "за его работы по математической физике и механике". Comptes rendus … de l'Académie des sciences, 149 (20 Dec. 1909), 1291.

25. К. Рунге и Ф. А. Уиллерс в Encyklopädie der malhematischen wissenschaften, II, pt. 3 (1915), ch. c2, par. 21. Метод Ритца стал известным как "метод Рэлея-Ритца", поскольку он применён в частном случае тридцатью годами ранее Рэлеем в его Теории Звука, работе, которую Ритц хорошо знал.

26. Письмо Ритца к Эренфесту от 19 октября [1907 г.].

27. Там же.

28. Ritz, "Sur l'origine des spectres en séries" [Ритц, "Происхождение спектральных серий"] в Comptes rendus … de l'Académie des sciences, 144 (18 Mar. 1907), 634-636; Oeuvres, 91-94. Ritz, "Sur l'origine des spectres en séries" [Ритц, "Происхождение спектральных серий"] в Comptes rendus … de l'Académie des sciences, 145 (16 July 1907), 178-180; Oeuvres, 95-97.

29. Письмо Ритца к Эренфесту от 19 октября [1907 г.]; Ritz, "Magnetische Atomfelder and Serienspektren" [Ритц, "Магнитные атомные поля и спектральные серии"] в Annalen der Physik, 25 (1908), 660-696, датировано: Тюбинген, январь 1908 г.; Oeuvres, 98-136.

30. Там же; Oeuvres, pp. 110-111.

31. Письмо Ритца к Эренфесту от 19 октября [1907 г.], сообщающее о реакции Пашена; письмо Рунге к Ритцу [без даты, черновик, примерно октябрь 1907 г.] (Немецкий Музей); H. Deslandres, Société française de physique Bulletin des séances, 37 (Jan. 1909), 3*; Pierre Weiss, Journal de physique théorique et appliquée, 9 (1910), 986-988; H. Poincaré, там же, 2 (1912), 352; A. Cotton, Revue générale des sciences pures et appliquées, 22 (1911), 597; Аноним, Archives des sciences physiques et naturelles, 26 (1908), 425-427.

32. Oeuvres, 112-113.

33. Ritz, "Über die Spektren der Alkalien. Bemerkungen zu der Arbeit des Herrn C. Runge" [Ритц, "Спектры щелочных металлов. Замечание на работу К. Рунге"] в Physikalische Zeitschrift, 9 (1908), 244-245, датировано Цюрих, март 1908 г.; Oeuvres, 137-140.

34. C. Runge, "Über die Spektren der Alkalien" [К. Рунге, "Спектры щелочных металлов"] в Physikalische Zeitschrift, 9 (1908), 1-2.

35. Ritz, "Über ein neues Gesetz der Serienspektren" [Ритц, "Новый закон для спектральных серий"], там же, сс. 521-529, датировано Гёттинген, июнь 1908 г.; Oeuvres, 141-162. I. Runge, Carl Runge, 134-135.

36. Ritz, "Les spectres de lignes et la constitution des atomes" [Ритц, "Спектральные линии и строение атомов"] в Revue générale des sciences, 20 (1909), 171-175; Oeuvres, 170-180, на с. 173.

37. Ritz, "Über ein neues Gesetz …" [Ритц, "Новый закон …"], Oeuvres, 141. В недатированной рукописи аннотации к этой работе Ритц чётко формулирует введённый принцип: "Посредством суммарной или разностной комбинации самих формул серий, либо входящих в них констант, могут быть образованы новые формулы, которые включают новые линии щелочных металлов, обнаруженные в последние годы Ленардом и другими, и которые могут быть полностью рассчитаны из этих ранее известных, и которые допускают также широкие приложения к другим элементам, в особенности к гелию". Oeuvres, 162.

38. Письма Ритца к Пашену, апрель-июль 1908 г., цитированные в Oeuvres, 521-525. См. также P. Forman, “Paschen” in Dictionary of Scientific Biography [П. Форман, "Пашен" в Словаре научных биографий].

39. Ritz, "Recherches critiques sur l'électrodynamique générale" [Ритц, "Критический анализ общей электродинамики"] в Annales de chimie et de physique, 13 (1908), 145-275; Oeuvres, 317-426. Сжато изложено в "Recherches critiques sur les théories électrodynamiques de Cl. Maxwell et de H.-A. Lorentz" ["Критический анализ электродинамических теорий Кл. Максвелла и Г.А. Лоренца"] в Archives des sciences physiques et narurelles, 26 (Aug. 1908), 209-236: Oeuvres, 427-446. Обе цитаты на с. 429.

40. Письмо Ритца к Р. Фуэтру, конец 1905 г., цитированное в Verhandlungen der Schweizerischen naturforschenden Gesellschaft, 92 (1909), 101.

41. Oeuvres, 369; также 429-430, 436-437.

42. Oeuvres, 459-460. Ритц никогда не проводил и сразу бы отверг какую-либо параллель между его фиктивными световыми частицами и эйнштейновскими эвристическими световыми квантами. В соответствии с сильно реакционным характером научных и методологических установок Ритца, он крайне антипатично относился к квантовой теории и рассматривал отказ от теории Максвелла-Лоренца как условие построения непротиворечивой формулы излучения чёрного тела и как ещё один пример демонстрируемой способности теории давать нефизические и неопределённые решения. Ritz, "Über die Grundlagen der Elektrodynamik und die Theorie der schwarzen Strahlung" ["Об основаниях электродинамики и теории излучения чёрного тела"], Physikalische Zeitschrift, 9 (1908), 903-907; Oeuvres, 493-502.

43. Oeuvres, 517.

44. Письмо Ритца к П. Вейсу, Духов день [понедельник после Троицы – начало июня] 1908 г., цитированное в Oeuvres, xx.

45. Loyd S. Swenson, Jr., The Ethereal Aether; A History of the Michelson-Morley-Miller Aether-Drift Experiments 1880-1930 (Austin, Tex., 1972), 205. [Лойд С. Свенсон Младший, Бесплотный эфир; История экспериментов Майкельсона-Морли-Миллера по эфирному дрейфу 1880–1930 гг.].

I. Оригинальные работы. Walter Ritz, Gesammelte Werke. Oeuvres (Paris, 1911) [Вальтер Ритц, Собрание сочинений. Труды (Париж, 1911 г.)], отредактированные, с биографическим введением Пьера Вейса, включают опубликованные научные работы Ритца, несколько кратких рукописей и некоторые выжимки из его корреспонденции. Не включен и не упомянут Вейсом анонимный фельетон Ритца, "Die N-Strahlen" ["N-излучение"] в Neue Züricher Zeitung, no. 259 (18 Sept. 1906), 1-2.

Рукопись Ритца на соревновании за Prix Vaillant 1907 г., объёмом 38 страниц инфолио (формата в пол-листа), вместе с резюме докладчика, находится в архиве Академии наук, Париж [Académie des Sciences, Paris].

Одиннадцать открыток и писем Ритца к Паулю Эренфесту находятся в Научной переписке Эренфеста, Rijksmuseum voor Geschiedenis der Natuurwetenschappen, Leiden, и в Архиве истории квантовой физики [Archive for History of Quantum Physics]: 27.10.03, 27.7.07, 17.9.07, 19.10 [07], 10. 12. 07, 17.12.07, 17.12.08, 22.12.[08] и черновики ответов Эренфеста, 12.2.09, 19.2.09, 18.6.09. Последующая дюжина писем от матери Ритца 1909-1912 гг. находится в Частной переписке Эренфеста в том же самом архиве.

Пять открыток и писем Ритца к Карлу Рунге находятся в Собрании рукописей в Немецком Музее, Мюнхен [Handschriftensammlung, Deutsches Museum, Munich] (подписаны 1948/49 гг.): 23 мая (1902 г.), 25 марта 1903 г., 28 марта (1903 г.), Тюбинген (без даты, приблизительно октябрь 1907 г.; с черновиком ответа Рунге), 29 мая 1909 г. Местоположение рукописей и переписки, приведённой в Oeuvres, неизвестно.

II. Вторичная Литература. Главные биографические источники – это предисловие Вейсса к Oeuvres и статья Рудольфа Фуэтера, "Вальтер Ритц" [Rudolf Fueter, “Walter Ritz”] в Neue Züricher Zeitung (1 Sept. 1909), перепечатанная в Verhandlungen der Schweizerischen natureforschende Gesellschaft, 92 (1909), Некролог, 96-104. Все биографические данные в приводимой статье, для которой не приводится никакого иного источника, взяты либо из них, либо из автобиографии, опубликованной в докторской диссертации Ритца и в Хронике Университета Георга Августа в Гёттингене (1908-1909 гг.) [Chronik der Georg-August-Universität zu Göttingen (1908-1909)], 11-12, при его Habilitation. (Вставленная Вейсом буква "h" в имени Ритца расходится со всеми источниками того времени. И Вейс, и Фуэтер приводят в качестве даты переезда Ритца в Гёттинген 1900 г., но я следовал его автобиографии. Диссертация, и лишь она одна, называет в качестве дня рождения Ритца 28 февраля.) Статья Августа Гагенбаха "Дж. Бальмер и В. Ритц" [August Hagenbach, “J. J. Balmer und W. Ritz”] в Naturwissenschaften, 9 (1921), 451-455, является во многом производной.

Ценная биографическая информация содержится в книге Айрис Рунге, Карл Рунге и его научные труды (Гёттинген, 1949 г.) [Iris Runge, Carl Runge und sein wissenschaftliches Werk (Göttingen, 1949)], включая выдержку из торжественной речи Рунге на похоронах, июль 1909 г. (p. 135); и в книге Мартина Дж. Клейна, Пауль Эренфест, I, Создание Теоретической Физики (Амстердам, 1970 г.) [Martin J. Klein, Paul Ehrenfest, I, The Making of a Theoretical Physicist (Amsterdam, 1970)].

Пауль Форман

Дата установки: 01.09.2011
[вернуться к содержанию сайта]

W