НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ

ЦЕНТР ДОСЛIДЖЕНЬ НАУКОВО - ТЕХНIЧНОГО ПОТЕНЦIАЛУ

ТА IСТОРIЇ НАУКИ імені Г.М.ДОБРОВА

ГЛЄБОВА Анастасія Миколаївна

УДК 930: 53 (091)

ПЕРЕДІСТОРІЯ РАДІОФІЗИЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ В УКРАЇНІ

( 1870 - 1910 рр.)

07.00.07 - Історія науки і техніки

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата історичних наук

Київ - 2001

Дисертацією є рукопис.

Роботу виконано у відділі історії науки Центру досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М.Доброва НАН України.

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, зав. відділом історії науки ЦДПІН НАН України ХРАМОВ Юрій Олексійович

Офіційні опоненти: доктор історичних наук, професор кафедри фізики Дніпропетровського Національного університету САВЧУК Варфоломій Степанович кандидат фізико-математичних наук, доцент кафедри загальної та теоретичної фізики Національного технічного університету України (КПІ) ПОНОМАРЕНКО Лілія Петрівна

Провідна організація: Інститут історії України НАН України

Захист відбудеться 05.07.2001 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.189.01 в Центрі досліджень науково-технічного потенціалу та історії науки ім. Г.М.Доброва НАН України за адресою: 01032, м.Київ, бульвар Шевченка, 60.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці ЦДПІН НАН України.

Автореферат розіслано 04.06.2001 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради

кандидат економічних наук Л.С.Лобанова

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Предмет дисертаційного дослідження.

Предметом вивчення у даній роботі є становлення і початковий розвиток радіофізичних досліджень в Україні наприкінці XIX - на початку XX століття. Цей дуже плідний, хоча водночас досить складний і суперечливий період в історії фізики характеризується не тільки помітним прискоренням процесу виникнення нових ідей та відкриття нових явищ, але й загальним перетворенням духу класичної фізики, виникненням нового способу фізичного мислення. У світовій фізиці цей період розпочинається створенням Дж.Максвеллом загальної теорії електромагнітних процесів (1860-1865 рр.), що ознаменувала собою початок другого етапу класичної фізики і перехід від ньютонівської механістичної до електродинамічної картини світу. Кінець даного періоду, згідно з узвичаєною хронологією1, збігається з початком побудови квантово-релятивістської картини світу і датується 1905 р. - роком створення А.Ейнштейном спеціальної теорії відносності і поширення ним на процеси випромінювання квантової теорії М.Планка. Закономірно, що саме з цього періоду беруть свій початок майже всі наукові напрями, які визначили подальший розвиток фізики у XX столітті. Так, саме в цей період було розроблено всі основні поняття класичної електродинаміки і започатковано експериментальне вивчення електромагнітних коливань та хвиль, методів радіозв'язку, фізичних процесів у радіотехнічних та електротехнічних приладах тощо. У сукупності ці дослідження складають передісторію розвитку радіофізики, яка на сьогоднішній день є майже не дослідженою у світовому масштабі і зовсім не вивчалася в контексті розвитку національної науки України.

В Україні даний період визначається помітною інтенсифікацією розвитку академічної науки, вдосконаленням системи підготовки наукових кадрів, початком створення матеріально-технічної бази фізичних досліджень. Разом з тим, характеризуючи стан розвитку фізичних досліджень в Україні, необхідно відзначити їх несистематичний, фрагментарний характер, відсутність достатньої державної підтримки, а також значно нижчий рівень розвитку технічної бази порівняно з науковими центрами Москви та Петербурга, а тим більше - західноєвропейських країн. Практично всі розглянуті в дисертації дослідження було здійснено українськими вченими за власною ініціативою, а експериментальні - також на власні кошти, за допомогою самостійно розроблених та власноручно сконструйованих приладів та устаткування. А проте, незважаючи на відсутність у даний період широкомасштабних і запланованих фізичних досліджень, українські вчені спромоглися зробити дуже суттєвий внесок у з'ясування основних закономірностей електромагнітних та світлових явищ, вивчення електричних коливань та електромагнітних хвиль. У першу чергу слід відзначити внесок О.П.Грузинцева, Й.Й.Косоногова, М.Д.Пильчикова, М.О.Умова, Ф.Н.Шведова та М.М.Шіллера, які по суті справи започаткували розвиток радіофізичних досліджень в Україні. Основу дисертації складає історико-науковий аналіз оригінальних праць згаданих вчених, які за своєю тематикою належать до початкового етапу розвитку радіофізики. Перші з цих праць були створені на початку 70-х років XIX ст., тобто майже одночасно з остаточним формулюванням теорії Максвелла2, а останні - на протязі першого десятиліття XX ст., коли в світовій науці відбувався переворот в основних фізичних поглядах і перехід від класичної до нової, сучасної фізики. Саме це зумовило визначені в дисертації хронологічні рамки дослідження: 1870 - 1910 роки. Досягнення українських фізиків у цей період стали важливою складовою частиною світової передісторії радіофізики і створили передумови для широкого розгортання сучасних радіофізичних досліджень в Україні, які розпочалися на кафедрі фізики Харківського університету під керівництвом Д.А.Рожанського в другому десятиріччі XX століття.

Актуальність теми дослідження.

В сучасних умовах, коли успіхи науки в кожній країні визначають темпи її соціального та економічного розвитку, радіофізиці належить провідна роль у прискоренні науково-технічного прогресу. Вивчення історичних тенденцій розвитку радіофізики необхідно для правильного планування та прогнозування науково-технічної діяльності у цій галузі, для вдосконалення організаційних форм наукових досліджень, системи освіти та інтеграції науки і техніки з виробництвом.

Радіофізика, як і наука взагалі, є інтернаціональною за своєю природою, однак її розвиток суттєво залежить від конкретних історичних умов, економічного потенціалу та культурного рівня кожної окремої країни. Вивчення національних особливостей розвитку радіофізики необхідно для адекватного історичного аналізу науки як соціального феномену, для об'єктивного висвітлення світової та національної історії фізики, а також для встановлення пріоритетів української науки щодо найважливіших досягнень у цій галузі.

Всебічне відтворення історичного процесу розвитку будь-якої галузі науки, зокрема радіофізики, неможливо без аналізу стану наукових досліджень у початковий період її зародження і становлення. Хоча радіофізика в сучасному вигляді сформувалася лише в 20-х - 40-х роках XX століття, всі основні передумови її виникнення та подальшого розвитку було створено саме наприкінці XIX - на початку XX ст., що зумовлює важливе значення цього періоду “передісторії” в загальній історії радіофізики. Саме в цей період в Україні було здійснено цілий ряд важливих теоретичних та експериментальних досліджень електромагнітних явищ, що відіграли значну роль у подальшому формуванні наукових шкіл у галузі радіофізики та радіотехніки, емісійної та квантової електроніки, фізичної та теоретичної оптики, теоретичної фізики тощо. Необхідність відтворення об'єктивної історичної картини цих досліджень, їх історико-наукового аналізу та визначення їх місця у світовому розвитку радіофізики зумовили актуальність даної теми.

Слід підкреслити, що на сьогоднішній день не існує жодного історико-наукового дослідження, присвяченого аналізу становлення і розвитку саме цієї галузі фізики в Україні, а тим більше такого, що розглядало б цей процес як цілісне явище, що органічно вписується в контекст світової науки. Отже, дана робота є першою спробою вивчення початкового етапу розвитку радіофізичних досліджень в Україні, відгуком на назрілу необхідність у створенні узагальнюючої картини цих досліджень, що в перспективі має сприяти більш повному та об'єктивному висвітленню світової історії радіофізики.

Історіографічна база дослідження складається з таких першоджерел:

· всі звіти та протоколи засідань Київського фiзико-математичного товариства за першi два десятиріччя його iснування (1890-1911 рр.), а також окремі протоколи та матеріали засідань Харківського математичного товариства і Товариства фізико-хімічних наук при Харківському університеті;

· значна кількість архівних та документальних джерел, що містять відомості про життя та діяльність українських вчених, деякі їх неопубліковані праці, листування з державними установами тощо (зокрема особисті фонди Й.Й.Косоногова та М.Д.Пильчикова);

· довідкова та енциклопедична література фізичного, історико-наукового, бібліографічного та загальнонаукового змісту;

· деякі спеціальні фізичні праці з питань, що розглядаються в дисертації;

· окремі публікації в періодичних виданнях, що містять конкретний фактичний матеріал про наукові та практичні досягнення в галузі радіофізики;

· великий та різнорідний масив історико-наукової, біографічної, мемуарної, публіцистичної та науково-популярної літератури, що охоплює практично весь нині існуючий обсяг публікацій з даної проблеми.

Стан наукової розробки проблеми.

Аналіз останнього дуже важливого інформаційного джерела дисертаційного дослідження показує, що тема історії радіофізики в Україні сформульована вперше і досі не була предметом вивчення в історико-науковій літературі. Разом з тим окремі питання, що мають відношення до даної теми, висвітлено в існуючих публікаціях досить повно. Так, найбільш вивченим на сьогодні є питання про зародження і початковий розвиток вчення про електричні та магнітні явища, що є важливою складовою частиною світової історії фізики. Детальний розгляд цього питання можна знайти у багатьох підручниках та загальних працях з історії фізики3, а цікаві подробиці щодо періоду, визначеного в темі дисертації - в історичних оглядах, лекційних курсах та навчальних посібниках з електродинаміки та теорії електрики, опублікованих наприкінці XIX - на початку XX століття4. Важливе місце у сучасній літературі займає аналіз наукової спадщини основоположників класичної електродинаміки, насамперед Дж.Максвелла, якому присвячено значну кількість монографій та статей як біографічного, так і спеціального змісту5.

Нечисленні існуючі огляди з історії радіофізики починаються не раніше як з другого десятиліття XX ст.6; що ж стосується передісторії цієї науки, то її звичайно не виділяють з загальної історії фізики XIX - початку XX ст. Окремі згадки та дуже стислі відомості з цього питання можна знайти лише в деяких сучасних підручниках з радіофізики7, а також у спеціальних статтях, присвячених фізичним основам радіотехніки8. З огляду на майже повну відсутність історичної літератури з основної проблеми, що вивчається в дисертації, особливу цінність становить монографія “З передісторії радіо” з передмовою академіка Л.І.Мандельштама9. Ця унікальна книга містить скорочені російські переклади практично всіх оригінальних праць зарубіжних вчених, що в сукупності складають передісторію радіофізики. На відміну від радіофізики, початковий етап розвитку радіотехніки (зокрема історію винайдення радіо О.С.Поповим) майже вичерпно висвітлено в численних історико-наукових та спеціальних виданнях10.

Найбільшу цінність для розкриття сформульованої теми мають вітчизняні публікації, присвячені аналізу наукової спадщини О.П.Грузинцева, Й.Й.Косоногова, М.Д.Пильчикова, М.О.Умова, Ф.Н.Шведова та М.М.Шіллера, хоча в цілому ступінь вивченості творчості цих вчених значно відрізняється. Велику кількість історико-наукових праць (близько 70) на сьогодні присвячено М.О.Умову, який є єдиним із згаданих вчених, про якого нині можна знайти майже всі необхідні відомості: біографічні дані, повний список наукових праць, їх аналіз тощо. Найкращими з нині існуючих публікацій про М.О.Умова можна вважати грунтовні дослідження Д.Д.Гуло, О.І.Бачинського, О.С.Предводителева та Е.В.Шпольського11. Завдяки опублікуванню монографії В.П.Плачинди12 у 1983 році з'явилися досить докладні відомості про М.Д.Пильчикова, якому на той час вже було присвячено кілька історико-наукових досліджень13 та окремі згадки в оглядових працях з історії вітчизняної фізики, хімії, автоматики та електротехніки. Всі ці опубліковані дані лише частково доповнені та уточнені в дисертації шляхом аналізу оригінальних праць М.О.Умова та архівних джерел, що детально висвітлюють історію створення М.Д.Пильчиковим перших приладів для радіотелеграфії та радіокерування. Значну допомогу в аналізі творчої спадщини М.Д.Пильчикова надають документальні матеріали його особистого фонду, що нині зберігається в київському історичному архіві, та їх опис, що вийшов друком у 1970 р. завдяки зусиллям харківських архівістів.

Достатня кількість біографічних даних нині існує щодо Ф.Н.Шведова та М.М.Шіллера, але їх внесок у вивчення електромагнітних явищ, що є вельми суттєвим, досі практично не вивчався. Найзначніші дослідження, присвячені Ф.Н.Шведову, були опубліковані відразу після його смерті протягом 1906-1907 рр.14; особливо цінними серед них є спогади Б.П.Вейнберга, що містять унікальні факти з наукової, педагогічної, адміністративної та громадської діяльності цього талановитого вченого. Існуючі історико-наукові праці дозволяють досить повно відтворити основні етапи життєвого і творчого шляху Ф.Н.Шведова, хоча і не містять детального аналізу його наукових досягнень. Лише в окремих сучасних публікаціях15 проаналізовано праці Ф.Н.Шведова з молекулярної фізики і відзначено його пріоритет у виводі основних рівнянь теорії в'язко-пластичної течії речовини та кінетичної теорії газів. Що ж стосується інших напрямків наукової діяльності Ф.Н.Шведова, то вони конче потребують уважного вивчення і належної оцінки. Не менш необхідним є подальше вивчення наукової спадщини М.М.Шіллера, якому на сьогодні присвячено чимало згадок оглядового характеру (насамперед в працях з історії фізики в Україні16), але немає жодного дослідження, де було б всебічно висвітлено досягнення цього вченого в галузі теорії електромагнітного поля та її експериментального підтвердження, а також дослідного вивчення електричних коливань. Окремі (але цілком недостатні) спроби такого аналізу містяться в статтях Й.Й.Косоногова та В.М.Дукова17, причому перша з цих праць взагалі є найкращим з існуючих iсторико-наукових досліджень творчого шляху М.М.Шiллера, а друга - єдиною працею, де підкреслено велике принципове значення доведення М.М.Шіллером реального існування струмів зміщення. Таким чином, праці М.М.Шiллера та Ф.Н.Шведова в галузі вивчення електромагнітних явищ у дисертації фактично проаналізовано вперше.

Ще два автори фундаментальних теоретичних та експериментальних досліджень у даній галузі - О.П.Грузинцев та Й.Й.Косоногов - досі залишаються цілковитою “білою плямою” в історії української фізики, оскільки аналіз їх праць в історико-науковій літературі взагалі відсутній. Дуже обмежені відомості про цих вчених можна знайти в оглядовій статті Ю.О.Храмова16, про О.П.Грузинцева також - у поодиноких статтях сучасних авторів18, про Й.Й.Косоногова - у деяких довідкових виданнях та в кількох некрологах, опублікованих у 1922 р. Основними джерелами, що допомогли відтворити життєвий і творчий шлях цих двох майже невідомих вчених, стали окремі історико-наукові праці, опубліковані на початку XX ст.19, та численні матеріали особистого фонду Й.Й.Косоногова, що міститься в київському Інституті архівознавства НБУВ. У дисертації вперше наведено повні біографічні відомості про цих вчених, складено список їх наукових праць з тематики, що вивчається, і проведено детальний аналіз цих праць.

Мета і завдання дослідження.

Мета дисертаційного дослідження може бути визначена як історична реконструкція, історико-науковий аналіз та оцінка початкового етапу розвитку радіофізичних досліджень в Україні (1870-1910 рр.) в контексті світової науки. Реалізація цієї мети передбачає постановку таких задач:

· Об'єктивне висвітлення найважливіших досягнень і нових результатів, одержаних українськими вченими в галузі радіофізики та радіотехніки; введення до наукового обігу маловідомих і зовсім невідомих імен та фактів; побудова узагальнюючої історичної картини початкового розвитку радіофізичних досліджень в Україні.

· Аналіз основних досягнень українських вчених, встановлених у дисертації, у зв'язку з науковою проблематикою досліджуваної епохи, в контексті світового розвитку фізики. Об'єктивна оцінка цих досягнень і встановлення пріоритетів української науки в галузі радіофізики та радіотехніки.

· Порівняльний аналіз сучасних концепцій радіофізики і визначення основних передумов, що сприяли виникненню цієї науки. Адекватне відображення логіки розвитку цих передумов у працях українських фізиків XIX - початку XX століття.

· Визначення особистого внеску кожного з вчених, праці яких проаналізовано в дисертації, у вітчизняну й світову фізичну науку. Порівняння одержаних даних з наявними на сьогодні відомостями про цих вчених та оцінками їх творчості.

Методи дослідження.

Відповідно до змісту поставлених завдань всебічність та об'єктивність даного дослідження забезпечується використанням таких методів:

· Порівняльний аналіз праць українських та зарубіжних вчених схожої тематики з метою визначення внеску українських фізиків у світову науку.

· Хронологічне зіставлення основних результатів, одержаних українськими та зарубіжними вченими, з метою встановлення пріоритетів української науки.

· Узагальнюючий аналіз великого обсягу літературних та довідкових джерел інформації з метою визначення основних напрямків розвитку фізики наприкінці XIX - на початку XX століття, а також існуючих тенденцій в оцінці творчості українських вчених, які зробили найвагоміший внесок у початковий розвиток радіофізики.

· Логічний аналіз та порівняння основних результатів, одержаних у ході дисертаційного дослідження, з наявними відомостями у сучасній довідковій, біографічній та історико-науковій літературі.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що в ній вперше:

· Наведено узагальнюючі історичні огляди розвитку окремих наукових напрямів, що мають безпосереднє відношення до початкового етапу розвитку радіофізики і дають змогу розглядати цей розвиток як органічну складову частину світової історії фізики.

· Визначено основні передумови виникнення радіофізики як науки і простежено відображення та розвиток цих передумов у працях українських фізиків 1870-1910 рр., що становить новий перспективний підхід до викладення історико-наукового матеріалу.

· Дано оцінку основним досягненням українських вчених у галузі радіофізики та радіотехніки з точки зору їх значення для світової науки; безпосередніми посиланнями на оригінальні праці встановлено цілий ряд пріоритетів українських фізиків у даній галузі.

· Визначено особистий внесок О.П.Грузинцева, Й.Й.Косоногова, М.Д.Пильчикова, М.О.Умова, Ф.Н.Шведова та М.М.Шіллера у розвиток вчення про електромагнітні явища; одержані дані використано для уточнення і доповнення існуючих нині відомостей про згаданих вчених.

Наукова та практична цінність роботи визначається тим, що вона є першим спеціальним історико-науковим дослідженням початкового етапу розвитку радіофізичних досліджень в Україні. Результати роботи мають значну цінність для об'єктивного і всебічного відтворення історії радіофізики та радіотехніки, електрики та магнетизму, електродинаміки та оптики, і можуть становити інтерес як для істориків науки, так і для фізиків, що працюють у даній галузі. Запровадження до наукового обігу цілого ряду нових та маловідомих фактів, відновлення пріоритетів української науки дає змогу більш повно уявити рух основних фізичних ідей та розвиток наукових напрямків, що визначили світову історію радіофізики, а також детальніше висвітлити історію національної науки України.

Теоретичні висновки, узагальнення та конкретний фактичний матеріал даної роботи можуть цілком успішно використовуватися у наступних дослідженнях з історії фізики, в працях з наукознавства, філософії та методології науки, під час підготовки біографічних нарисів та монографій про О.П.Грузинцева, Й.Й.Косоногова, М.Д.Пильчикова, М.О.Умова, Ф.Н.Шведова та М.М.Шіллера, а також у лекційній роботі, при читанні загального курсу та спецкурсів з історії фізики в університетах, технічних та педагогічних вузах.

Апробація роботи та публікації.

Основні положення дисертації знайшли відображення у 15 авторських публікаціях та в цілому ряді доповідей та повідомлень: на наукових конференціях молодих вчених-наукознавців та істориків науки (Київ, 1993-1999 рр.), на Міжнародних (XV, XVI та XVIII Київських) симпозіумах з наукознавства та науково-технічного прогнозування (Київ, 1994 р., 1996 р., 2000 р.); на Всеукраїнській науково-практичній конференції “Історія науки і техніки: проблеми дослідження, викладання, гуманізації освіти” (Дніпропетровськ, 1994 р.); на Міжнародній науковій конференції, присвяченій 150-річчю від дня народження Івана Пулюя (Львів, 1995 р.); на спільному українсько-американському семінарі з історії науки (Київ, 1998 р.); на Міжнародній конференції “Трансформація наукових систем в країнах з перехідною економікою” (Київ, 1998 р.); на семінарах з історії природознавства Відділення історії науки ЦДПІН ім. Г.М.Доброва та семінарах з історії математики Інституту математики НАН України.

Структура та обсяг дисертації.

Дисертаційну роботу викладено на 211 сторінках друкопису. Вона складається з вступу, чотирьох розділів та висновків, а також списку використаних джерел, що містить 687 найменувань, та двох додатків обсягом 40 сторінок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У вступі обгрунтовано актуальність і показано вкрай недостатню розробленість даної проблеми; сформульовано предмет, мету і завдання дисертаційного дослідження, визначено його хронологічні рамки та використовувані наукові методи; перелічено основні джерела, що складають історіографічну базу роботи, розкрито її новизну та практичне значення; наведено відомості про апробацію дисертації та наявні публікації.

У розділі I визначено основні передумови виникнення радіофізики, а також предмет, зміст та межі застосування цієї порівняно молодої науки, що виникла на стику фізики та радіотехніки (у більш широкому аспекті - радіоелектроніки). На початку даного розділу наведено декілька визначень радіофізики як науки, починаючи з найпростіших (таких як “радіофізика - це галузь фізики, що вивчає фізичні основи радіотехніки”) до більш повних, що враховують зв'язок цієї науки з іншими галузями фізики, техніки та природознавства. Порівняльний аналіз наведених визначень показав, що найбільш адекватно предмет сучасної радіофізики відтворює її розгорнута характеристика С.М.Ритовим20, згідно з якою ця наука має два взаємозв'язані аспекти або напрямки, коротко сформульовані автором як “фізика для радіо” і “радіо для фізики”. Перший з цих напрямків, що відповідає традиційній тематиці даної галузі фізики, включає до свого складу вивчення фізичних явищ, що є суттєвими для радіозв'язку, тобто випромінювання та поширення електромагнітних хвиль, генерації та прийому радіосигналів. Другий аспект радіофізики розкриває сучасний зміст цієї дисципліни і охоплює вивчення методами та засобами радіотехніки найрізноманітніших фізичних (і не тільки фізичних) об'єктів - атомних ядер, молекул, живих організмів, земної атмосфери, небесних тіл тощо. Взаємодія цих двох аспектів радіофізики визначає основну тенденцію її історичного розвитку, яка полягає в неухильному зростанні ролі та питомої ваги другого зі згаданих напрямків у загальному обсязі радіофізичних досліджень.

У першому розділі дисертації приділено увагу досі не з'ясованому питанню про те, коли саме відбулося виділення радіофізики в окрему галузь знання та методів дослідження, що дає підстави нині розглядати як самостійну науку. Аналіз дуже незначної кількості джерел, що містять деякі відомості з цього питання, свідчить про відсутність на сьогоднішній день точного визначення не тільки предмету радіофізики, але й усталеної думки про час її виникнення. Всі існуючі точки зору можна звести до двох тверджень: 1) початок історії радіофізики точно датується 7 травня 1895 р. - днем винайдення радіо О.С.Поповим; 2) радіофізика виникла приблизно в 20-ті - 40-ві роки XX ст. одночасно з широким розвитком радіозв'язку, радіо- і телемовлення, радіонавігації та радіолокації. У дисертації показано, що визначення радіофізики С.М.Ритовим може поєднати ці дві точки зору, якщо вважати, що перший напрям радіофізики - “фізика для радіо” - виник разом з радіотехнікою наприкінці XIX ст., а її другий аспект - “радіо для фізики” (і взагалі, радіофізика в сучасному широкому розумінні цього слова) - сформувався в першій половині XX ст. водночас з інтенсивним розвитком та широким впровадженням радіофізичних методів дослідження у всі сфери науки, промисловості та господарства. У будь-якому разі цілком правомірно вважати другу половину XIX століття “передісторією” як радіофізики, так і радіотехніки, оскільки саме в цей період було закладено основи всіх теоретичних уявлень, що використовуються в сучасній радіофізиці (уявлення про фізичну природу електрики та електронну будову речовини, про електромагнітні коливання та хвилі, електромагнітне поле тощо) і доведено принципову можливість практичного використання цих уявлень для здійснення радіозв'язку. Саме такої думки дотримувалися провідні фахівці у даній галузі (М.Д.Папалексі, Д.А.Рожанський, В.В.Мігулін та ін.), вислови яких щодо тісного взаємозв'язку та взаємодії між радіофізикою і радіотехнікою на протязі всього їх історичного розвитку процитовано в даному розділі. Характеризуючи початковий період історії радіо, всі ці автори виділяють два основні моменти “передісторії” радіофізики та радіотехніки, які можна розглядати як дві необхідні передумови виникнення цих наук. Першою такою передумовою було створення М.Фарадеєм та Дж.Максвеллом теорії електромагнітного поля, розвиток якої в теоретичних працях Г.Герца, О.Хевісайда, Дж.Пойнтінга, Х.Лоренца та інших фізиків привів до остаточного формування електродинамічної картини світу. Другою передумовою слід вважати вивчення електромагнітних коливань та хвиль і практичне здійснення радіозв'язку, що бере свій початок від славнозвісних дослідів Герца.

Детальний аналіз кожної з цих двох передумов здійснено далі в першому розділі. Показано, що створення теорії електромагнітного поля було необхідним наслідком та узагальненням усього попереднього розвитку вчення про електричні та магнітні явища. В дисертації визначено основні моменти цього історичного розвитку на протязі XVIII - XIX століть, які в сукупності підготували грунт для створення цілком нової концепції електромагнітних явищ М.Фарадеєм у 30-х - 50-х роках XIX ст. Сформульовано основні фізичні ідеї та винаходи М.Фарадея, серед яких найбільше значення з точки зору виникнення радіофізики мають такі його досягнення: 30-ті роки XIX ст. - відкриття явища електромагнітної індукції, запровадження уявлення про електромагнітні хвилі та магнітні силові лінії; 40-ві роки XIX ст. - відкриття магнітного обертання площини поляризації світла і встановлення “прямого зв'язку між світлом та електрикою”; 50-ті роки XIX ст. - всебічне обгрунтування концепції фізичного поля, яка була, на думку А.Ейнштейна, найбільш оригінальною ідеєю Фарадея і найважливішим відкриттям у фізиці з часів Ньютона. На основі цієї ідеї М.Фарадей спромігся якісно пояснити весь комплекс електромагнітних ефектів, відкритих ним та його попередниками. Що ж стосується точних просторово-часових законів електромагнітних явищ, то їх вперше сформулював у 1860-1865 рр. Дж.Максвелл у вигляді системи з чотирьох диференціальних рівнянь (загальновідомі рівняння Максвелла). З цих рівнянь випливало, що електромагнітні поля можуть існувати незалежно від свого носія і поширюватися у вільному просторі у вигляді електромагнітних хвиль з скінченною швидкістю, що дорівнює швидкості світла. Саме цей основний висновок теорії Максвелла спричинилися до відмови від ньютонівської концепції “миттєвої дії на відстані” та об'єднання двох раніше незалежних галузей фізики - оптики та електромагнетизму, вважаючи оптику розділом електродинаміки.

В першому розділі дисертації простежено розвиток теорії електромагнітного поля в працях М.Фарадея та Дж.Максвелла 50-х - 60-х років XIX ст. Поряд з цим охарактеризовано початковий етап розвитку електродинаміки (20-ті - 40-ві роки XIX ст.), пов'язаний з іменами А.Ампера, В.Вебера та Ф.Неймана, і завершальний етап класичної фізики, що ознаменувався створенням електродинамічної картини світу наприкінці XIX століття. Приділено увагу питанню експериментального підтвердження теорії електромагнітного поля, що залишалося одним з найактуальніших протягом усього досліджуваного періоду (1870 - 1910 рр.). Детальнішому розгляду цього питання присвячено окремий історичний огляд на початку розділу III, де визначено основні положення й наслідки теорії Максвелла, що пiдлягали безпосереднiй дослiднiй перевiрцi за станом технiчних засобiв наприкiнцi ХIХ - на початку XX ст.: рiвнiсть швидкостi свiтла с та вiдношення електростатичної та електромагнiтної одиниць заряду v0 ; зв'язок мiж електричними та оптичними характеристиками речовини (так зване спiввiдношення Максвелла e = n2); реальне існування електромагнiтних хвиль та їх єдина фізична природа з світловими хвилями (доведенню останнього положення сприяло змикання діапазонів обох видів хвиль та відкриття світлового тиску); тотожність магнiтної дії струму провідності, конвекцiйного струму та струму змiщення.

Хоча перші докази справедливості теорії Максвелла було одержано невдовзі після опублікування його “Трактату”2, майже всі вони (у тому числі найважливіші досліди М.М.Шіллера 1874-1876 рр., проаналізовані в третьому розділі дисертації) або залишалися невідомими, або здавалися непереконливими більшості традиційно настроєних фізиків, які не поспішали з відмовою від ньютонівської концепції дальнодії і прийняттям максвеллівської теорії поля. Найбільш відомим і переконливим доказом даної теорії стали досліди Герца 1887-1891 рр., в ході яких було вперше одержано експериментальне підтвердження реального існування електромагнiтних хвиль, передбачених теорією Максвелла, знайдено спосіб їх генерації та прийому і досліджено їх властивості, що виявилися тотожними властивостям світлових хвиль. Не буде перебільшенням стверджувати, що після дослідів Герца загальне визнання теорії Максвелла стало лише справою часу. В дисертації всю послідовність визначних дослідів Герца розглянуто в четвертому розділі у зв'язку з аналізом відповідних праць Й.Й.Косоногова та Ф.Н.Шведова. Наукове значення цих досі невідомих праць українських вчених стає очевидним у порівнянні з іншими публікаціями у фізичній літературі кінця 80-х - початку 90-х рр. XIX ст., присвяченими відтворенню, подальшому вдосконаленню та обговоренню результатів дослідів Герца. Історичний огляд найважливіших з цих публікацій, вперше наведений у розділі I дисертації, показує, що досліди Герца справили вирішальний вплив на подальший розвиток фізики і фактично визначили всі основні напрямки початкового розвитку радіотехніки, якими на той час були:

· дослідження електромагнітних хвиль, що поширюються вздовж дротів;

· дослідження електромагнітних хвиль у вільному просторі;

· технічне вдосконалення засобів радіозв'язку.

Наприкінці даного розділу вперше сформульовано ці чотири напрямки початкової історії радіотехніки і коротко підсумовано основні результати, одержані в кожному з них наприкінці XIX - на початку XX століття. Більш детально розглянуто основну подію даного періоду - винайдення радіо О.С.Поповим у 1895 р.; наведено схему першого радіоприймача О.С.Попова і з'ясовано деякі питання його пріоритету.

В розділі II висвітлено внесок українських вчених у розвиток загальної теорії електромагнітного поля, електродинаміки та теоретичної оптики. Провідну роль у всіх теоретичних побудовах у цій галузі наприкінці XIX століття відігравало уявлення про “універсальне проміжне середовище” - світовий ефір; тому на початку даного розділу наведено короткий історичний нарис розвитку теорії ефіру і з'ясовано її роль у становленні сучасної наукової картини світу. Показано, що фізика ще на початку XX століття відмовилася від концепції “ефіру”, замінивши його поняттям “електромагнітне поле”; однак інтерес до цієї концепції знову відновлюється останнім часом у зв'язку з найновішою трактовкою фізичного вакууму як матеріальної субстанції, що має певну структуру, густину та гравітаційні властивості. Отже, здійснений у дисертації історико-науковий аналіз основних шляхів розвитку теорії ефіру в працях українських фізиків 70-х - 90-х рр. XIX ст. є досить актуальним, враховуючи, що майже всі ці праці (за вийнятком теоретичних праць М.О.Умова 1873-1874 рр.) досі залишалися цілком поза увагою істориків науки.

Найбільш поширеними наприкінці XIX століття були спроби механічної інтерпретації властивостей “універсального середовища” і побудови найрізноманітніших механічних моделей електромагнітних та світлових явищ. В українській фізиці ці спроби знайшли відображення в теоретичних працях О.П.Грузинцева, М.М.Шіллера і частково М.О.Умова, а також у критичних роботах перших двох авторів, присвячених аналізу окремих варіантів пружної теорії ефіру. Використання механічних аналогій у цих працях дало змогу розрахувати так звані “сили електрострикції”, тобто пружні натяги й тиски всередині ефірного середовища, які нібито зумовлюють електричні та магнітні взаємодії, а також математично одержати всі відомі на той час закони відбиття, заломлення, дисперсії та поглинання світла. В дисертації вперше проаналізовано основні теоретичні положення цих праць, відзначено їх найбільш цікаві та, навпаки, слабкі сторони і дано їм оцінку з точки зору сучасних наукових уявлень.

Більш досконалою концепцією ефірного середовища як у світовій, так і в українській фізиці була його енергетична модель, розвинута, зокрема, в теоретичних працях М.О.Умова. І хоча сам термін “ефір” у цих працях відсутній, їх провідна ідея полягає в запровадженні гіпотези про обов'язкову присутність і вирішальну роль у всіх процесах взаємодії тіл на відстані деякого проміжного середовища, що є невідчутним для спостерігача, має властивості нестисливої рідини, і взагалі виявляє всі риси схожості з “універсальним середовищем” численних теорій ефіру XIX століття. В дисертації проаналізовано як перші маловідомі роботи М.О.Умова 1873 р., присвячені обгрунтуванню принципу близькодії, так і його широко відомі теоретичні праці 1874 р., де сформульовано основні положення вчення про локалізацію та рух енергії. Показано можливість застосування запропонованої в цих працях загальної енергетичної моделі до теоретичного опису електромагнітних явищ і простежено подальший розвиток ідей М.О.Умова в теоретичній фізиці, де вони відіграли визначну роль у формуванні сучасних фізичних уявлень про енергію електромагнітного поля. Значну увагу приділено питанню про пріоритет М.О.Умова у створенні вчення про рух енергії, що нині є загальновизнаним лише у вітчизняній історико-науковій та фізичній літературі. Дійсно, з якоїсь причини найважливіші праці М.О.Умова, в яких було вперше висунуто саму ідею руху енергії, створено теорію руху енергії у найбільш загальному вигляді і одержано конкретні результати для ряду окремих випадків (у тому числі для випадку енергії електромагнітного поля), довгий час залишалися невідомими або ігнорувались наступними дослідниками. Однак порівняння цих праць з опублікованою в 1884 р. роботою Дж.Пойнтінга, якого найчастіше називають автором ідеї про рух енергії взагалі та творцем теорії руху енергії в електромагнітному полі, а також з працями О.Хевісайда, Г.Герца, В.Віна, Г.Мі та інших вчених, які вивчали дане питання наприкінці XIX століття, показує, що всі пізніші дослідники фактично лише використовували і розвивали теоретичний метод Умова і доповнювали його основні результати; отже, саме М.О.Умова слід вважати основоположником вчення про рух енергії.

Важливе місце в другому розділі посідає аналіз теоретичних праць О.П.Грузинцева, де теорія “світлового ефіру” набула найповнішого розвитку. Факт створення українським фізиком такої теорiї досi не вiдзначався в жоднiй з iсторико-наукових праць за вийнятком статтi Н.Л.Полякової21, в якiй мiж iншим згадується про “роботи автора з механiчної теорiї ефiру, що тривали десятирiччями”. В даному розділі аргументовано доводиться, що бiльш адекватною оцiнкою праць О.П.Грузинцева в галузi електродинамiки було б твердження, що на протязi двох десятилiть (1880-1900 рр.) вiн розробляв математичну теорiю ефiру, яка спершу базувалася на уявленнях механiчної, а потiм - електромагнiтної теорiї свiтла. Вперше здійснений у дисертації історико-науковий аналіз цих праць дав змогу простежити істотну зміну фізичної концепції “універсального середовища” від суто механічної на початку 80-х років XIX ст. до електромагнітної, тобто такої, що по суті є тотожньою поняттю електромагнітного поля Фарадея–Максвелла. Деяке проміжне положення між цими двома концепціями займає запропонований О.П.Грузинцевим у 1897 р. “вдосконалений” варіант електродинаміки Г.Гельмгольца, де терміни і позначення теорії Максвелла використовуються поряд з механістичними уявленнями про ефірні та матеріальні частинки.

З усіх розглянутих праць О.П.Грузинцева найбільший інтерес для історико-наукового аналізу становить його “Електромагнiтна теорiя свiтла”, вперше сформульована вченим для випадку непровідних середовищ у 1893 р. як подальший розвиток i узагальнення електродинамiки Г.Герца для окремого випадку свiтлових коливань. У 1899 р. ця теорія була розвинута також для випадку провідників шляхом доповнення й уточнення електромагнiтної теорiї свiтла Дж.Максвелла та теорiї дисперсiї Г.Гельмгольца. В дисертації вперше визначено основні фізичні уявлення та завдання цієї фундаментальної роботи, сформульовано її вихідні теоретичні положення та результати і показано їх зв'язок з працями попередникiв українського вченого. Підкреслено, що внесок О.П.Грузинцева у побудову електромагнітної теорії світла визначається насамперед розробкою ефективних та порівняно простих математичних методів дослідження; тому в додатку Б наведено основні математичні співвідношення цієї теорiї, зокрема вивід дисперсiйного рівняння, відсутній у класичній роботі Г.Герца22. Паралельно з викладенням основного змісту роботи О.П.Грузинцева проаналізовано ще дві його ранні теоретичні праці, де він довів необгрунтованість електромагнiтної теорiї свiтла Л.Лоренца (1884 р.) і запропонував власний метод розв'язку системи рiвнянь “теорiї кристалiчної поляризацiї” Ф.Неймана (1882 р.). У зв'язку з вирішенням О.П.Грузинцевим спірного на той час питання про напрям коливань поляризованого світлового променя наведено історичну довідку щодо оптичних теорій О.Френеля та Ф.Неймана (Дж.Мак-Куллоха) і розглянуто невеличку оглядову працю Й.Й.Косоногова (1890 р.), що мала значення для вирішення даного питання на користь теорії Френеля. З метою визначення місця електромагнiтної теорiї свiтла О.П.Грузинцева у вітчизняній фізиці розглянуто аналогічну теорію Д.О.Гольдгаммера, вичерпне уявлення про яку дає відгук М.М.Шіллера (1893 р.), вперше проаналізований в дисертації. Порівняльний аналіз теоретичних праць російського та українського вчених показав, що теорія О.П.Грузинцева є першою серед вiтчизняних праць завершеною електромагнiтною теорiєю оптичних явищ і водночас одним з найдосконаліших у математичному відношенні варiантiв електромагнiтної теорiї свiтла в світовій фізиці. Приділено увагу аналізу відгуків сучасників О.П.Грузинцева (зокрема М.О.Умова) на цю роботу, що були вельми неоднозначними і справили певний вплив на її сучасну історико-наукову оцінку. На закінчення розділу відзначається, що саме тепер, через сторiччя пiсля створення основоположних теоретичних праць О.П.Грузинцева, слiд належно оцiнити цi роботи як визначний внесок у розвиток електродинамiки i встановлення нових для того часу уявлень про електромагнiтну природу свiтла.

У розділі III проаналізовано основні експериментальні дослідження українських вчених у галузі радіофізики та радіотехніки наприкінці XIX - на початку XX століття. Найважливішими досягненнями в цій галузі були вперше одержані М.М.Шіллером дослідні підтвердження теорії електричних коливань У.Томсона та теорії електромагнiтного поля Дж.Максвелла. Основні положення першої з цих теорій були сформульовані ще в 1853 р., однак на протязі наступних двадцяти років жодне з них не було підтверджено дослідним шляхом. Єдиною спробою вивчення законів електричних коливань у цей період стали досліди німецького фізика В.Феддерсена (1858-1862 рр.), результати яких вперше викладено