РЭЛЕЙ

(1842-1919)

Джон Вильям Стрэтт, третий лорд Рэлей, родился в имении отца в Эссексе. Подучив прекрасное домашнее образование, он поступил в Тринити колледж Кембриджского университета. На выпускных конкурсных экзаменах по математике в 1865 г. Рэлей занял первое место. В 1879 г., после смерти Максвелла, он стал вторым Кавендишским профессором. (До него это место предлагали Вильяму Томсону, но тот отказался, не желая покидать близкую ему Шотландию.) Директором Кавендишской лаборатории, при котором она сильно расширилась, Рэлей пробыл 10 лет. Затем несколько лет Рэлей был профессором физики в Королевском институте в Лондоне. В 1873 г. он был избран членом Королевского общества, многие годы был секретарем, а в 1905 г. стал президентом Королевского общества. После Кембриджа Рэлей работал в собственной лаборатории в Тэрлинге, в своем имении в Эссексе.

Работы Рэлея посвящены разнообразным проблемам экспериментальной и теоретической физики, в особенности электромагнитной теории света Максвелла и оптикею Ему мы обязаны теорией рассеяния света, объясняющей голубой цвет неба. Много сил нм было отдано созданию стандартов электрических единиц. Точные измерения плотности и состава воздуха привели Рэлея (совместно с Рамзаем) к открытию аргона и других благородных газов; эти работы в 1904 г. были отмечены Нобелевской премией.

Рэлей обладал точным и ясным умом, что отражалось в выборе простых и оригинальных средств в решении тех, иногда очень конкретных задач, которые он перед собой ставил.

Мы приводим предисловие к первому и второму изданию двухтомной монографии Рэлея «Теория звука» (1878). Благодаря великолепному стилю и богатству содержания, эта книга, написанная почти сто лет тому назад, и сегодня остается одной из замечательных книг по теории колебаний, значение которой выходит далеко за пределы одной только акустики.

ТЕОРИЯ ЗВУКА

Предисловие

В том труде, частью которого является настоящий том, моим стремлением было дать читателю связанное изложение теории звука, которое включало бы наиболее важные из современных ее успехов, достигнутых математиками и физиками. Важность цели, которую я имел в виду, думаю, не будет оспариваться теми, кто компетентен об этом судить. Многие из наиболее ценных вкладов в науку сейчас молено найти только в журналах и в трудах научных обществ, изданных в различных частях света и на нескольких языках и часто практически недоступных тем, кто не живет в соседстве с большими публичными библиотеками. При таком положении вещей технические помехи изучению предмета требуют затраты излишнего труда и создают для развития науки препятствия, которые нельзя недооценивать.

Со времени хорошо известной статьи о звуке в Encyclopoedia Metropoli-tana, принадлежащей Джону Гершелю (1845), не было опубликовано ни одного полного труда, где предмет трактовался бы математически. Преждевременная смерть профессора Донкина лишила научный мир человека, математические познания которого в соединении с практическим знанием музыки являлись особенно ценными качествами для того, чтобы писать

о звуке. Достаточно первой части его «Акустики» — хотя она и является немногим более, чем фрагментом,— чтобы сказать, что моя работа не была бы необходима, если бы профессор Донкин продолжал жить и завершил свой труд.

В выборе вопросов, которые нужно было рассмотреть в труде о звуке, я следовал по большей части примеру своих предшественников. В своей значительной части теория звука, в обычном ее понимании, охватывает ту же область, что и теория колебаний вообще; однако если не ввести некоторых ограничений, то в рассмотрение пришлось бы включить такие вопросы, как морские приливы, не говоря уже об оптике. Мы, как правило, будем ограничиваться теми классами колебаний, для которых наши уши оказываются готовым и удивительно чувствительным инструментом исследования. Не обладая слухом, мы едва ли много больше интересовались бы колебаниями, чем глав — светом.

Настоящий том заключает в себе главы о колебаниях систем в общем случае, в которых, я надеюсь, читатель встретит некоторую новизну трактовки предмета, и затем некоторые результаты, вытекающие из более подробного рассмотрения специальных систем, таких, как натянутые струны, стержни, мембраны и пластинки. Второй том, значительная часть которого уже написана, будет начинаться воздушными колебаниями...

Тэрлинг Плэйс, Уитхэм Апрель 1877 г.

Из предисловия ко второму изданию

...В математических исследованиях я обычно пользовался методами, которые представляются наиболее естественными для физика. Чистый математик будет недоволен, и иногда (нужно сознаться) справедливо, недостаточной строгостью изложения. Однако в этом вопросе имеются две стороны. Действительно, как ни важно в чистой математике постоянно придерживаться высокого уровня строгости изложения, для физика иногда предпочтительнее удовлетвориться аргументами, вполне достаточными и убедительными с его точки зрения. Его уму, воспитанному на идеях иного порядка, более строгие приемы чистого математика могут показаться не более, а менее доказательными. Далее, настаивать на самой высокой строгости во многих более трудных случаях означало бы вовсе исключить их из рассмотрения ввиду чрезмерности требующегося для этого объема.

В первом издании много труда было положено на установление методом Лагранжа общих теорем, и теперь я более чем когда-либо убежден в преимуществах этого приема. Нечасто случается, чтобы теорему можно было доказать во всей ее общности с математическим аппаратом, меньшим, чем тот, который требуется для рассмотрения частных случаев специальными методами.

При просмотре корректур я вновь воспользовался любезным сотрудничеством г-на Г. М. Тэйлора, который впоследствии был, к сожалению, вынужден оставить эту работу. Ему и некоторым другим друзьям я благодарен также за ценные указания.

Июль 1894 г.