Герман Смирнов - МЕНДЕЛЕЕВ

Существует множество различных примет, характеризующих изменения погоды. Земледельцы и моряки издавна составили целый комплекс таких практических примет, к которым примешалось немало суеверии. Точные сведения о погоде начали накапливаться с тех пор, когда в дело вмешались ученые, приступившие к собиранию измеряемых метеорологических данных.

«Данных оказывается чрезвычайно много, — писал Менделеев в 1870 году, — но затем новый труд состоит в том, чтобы охватить их, разобраться и найти общее начало, управляющее полученными числами». К тому времени, когда Менделеев вплотную занялся метеорологией, в этой науке было уже сделано два важных обобщения. Первое — изотермы — линии, которыми А. Гумбольдт в 1817 году соединил на картах пункты с одинаковой температурой воздуха. Второе — изобары — линии, которыми ирландский метеоролог Букан в 1868 году соединил пункты с одинаковым атмосферным давлением. Дмитрий Иванович в полной мере оценил идею изобар, которая, по его словам, сделала «возможным новый прогресс в метеорологии».

Менделеев ясно представлял себе величественную картину вечно переменчивой и прихотливой земной атмосферы. Вот из мест с высоким давлением ринулись в точку, где давление низкое, мощные воздушные потоки. Здесь, не имея иного выхода, они устремляются вверх и, пропутешествовав в верхних слоях атмосферы, снова «возвращаются на круги своя». Эти воздушные массы захватывают в теплых странах испарившуюся влагу, которую потом исторгают в виде дождя, града или снега в холодных районах. Не будь ветра, на поверхности земного шара установились бы правильные периоды перемены климата, полностью определяемые интенсивностью солнечного света и углами падения его лучей. Понятия о погоде как вариации климата не существовало бы. Но чтобы знать действительное положение дел, необходимо иметь представление о том, как на данную местность влияет солнце и какая часть воздуха и с какой скоростью перемещается из одного места над земной поверхностью в другое.

Дмитрий Иванович очень скоро убедился: ситуация в метеорологии принципиально отличается от ситуации в химии накануне открытия периодического закона. Если в химии к середине 1860-х годов уже была открыта большая часть элементов и сравнительно точно были определены их атомные веса, то в метеорологии в середине 1870-х годов было по меньшей мере два неясных фундаментальных вопроса. Во-первых, очень важное для понимания круговорота атмосферы движение воздуха в верхних ее слоях было не только абсолютно неизвестно, но и труднодоступно для изучения. А во-вторых, движение воздушных масс вблизи земной поверхности хотя и было доступно наблюдению, но не было доступно пониманию: гидродинамика в те годы изучала только идеальные, лишенные вязкости жидкости и, в сущности, была неприложима к объяснению движения воздушных течений.

Поначалу внимание Менделеева сосредоточилось на первой проблеме. Верхние слои атмосферы влекли к себе не только потому, что сулили разрешение практических задач метеорологии. Они сулили ему и открытия, важные для теории. Еще во время исследования сильно разреженных газов Дмитрий Иванович сообразил: аномалии, обнаруженные в поведении газов в лабораторных условиях, в верхних слоях атмосферы должны приобретать масштабы поистине космические, так как воздух, поднимаясь все выше и все сильнее разрежаясь, должен в итоге превратиться в эфир. Вот этот-то двойной интерес и побудил его заняться аэростатами.

Конечно, нельзя сказать, что Менделеев был пионером научного воздухоплавания. Эта почетная роль за семьдесят лет до него выпала на долю академика Я. Захарова. Гондола аэростата, который взлетел 30 июня 1804 года из сада 1-го кадетского корпуса в Петербурге, была буквально забита приборами, долженствующими ответить на множество вопросов. Изменяется ли с высотой подъема магнитное поле Земли, температура, давление и состав воздуха? Увеличивается или уменьшается «согревательная сила» солнечных лучей? Меняются ли на большой высоте явления электризации? Как действует на человеческий организм разреженный воздух больших высот?

«Мы должны гордиться тем, что первое, чисто метеорологическое поднятие совершено русским ученым и из Петербурга», — писал Дмитрий Иванович. Но, оценивая научные результаты поднятий как Захарова, так и последовавших его примеру Ж. Гей-Люссака и Ж. Био в Париже, Гернерена и Гласфурда в Англии, Робертсона в Гамбурге, он отмечал: «К несчастью, они (научные результаты. — Г. С.) ограничиваются несколькими отрывочными числами».

Гораздо более многочисленные данные были получены в 1850—1870-х годах англичанами Вельшем и Глешером.

Но даже классических измерений Глешера, директора Гринвичской метеорологической обсерватории, по мнению Дмитрия Ивановича, было недостаточно для того обобщения, которое внесло бы порядок и ясность в учение о погоде. «Близость моря, значительность содержания влаги и облака в английских полетах делают их своеобразными. Тем желательнее полеты в России, где легко выбрать совершенно ясную погоду, очень сухое время и безопасно совершать восхождение ночью… Черед за русскими учеными. Интерес к делу имеется, потребность очевидна, силы найдутся — необходимы средства. Неужели они не найдутся?»

Мысль об аэростате завладела Менделеевым так сильно, что он решил добыть средства на его сооружение за счет доходов от издания пяти своих трудов.

Но, увы, идея, так увлекшая самого Менделеева, мало взволновала тогдашнюю читающую публику: книги Дмитрия Ивановича, доход с которых должен был пойти на постройку аэростата, лежали нераспроданными. А ученые, хотя и дружно соглашались с ним в том, что данные надо собирать, не торопились хлопотать об изыскании средств на аэростаты. Дмитрий Иванович понял, что время для обобщений в метеорологии еще не пришло. Оставив мысль о подъеме в верхние слои атмосферы, он решил заняться изучением движения воздуха близ земной поверхности; движения, которое нельзя описать, не зная законов сопротивления жидкости.

Четверть века спустя, комментирую одну из своих статей о температуре верхних слоев атмосферы, он писал: «Вопрос этот очень меня занимал. Он связан с моими работами над разреженными газами, и они направлялись к вопросу о природе светового эфира… Тогда-то я стал заниматься воздухоплаванием. Отсюда — сопротивлением среды. Все находится в генетической связи». Но работы по сопротивлению жидкостей Дмитрий Иванович смог начать лишь через пять с лишним лет, ибо в 1876 году другие темы, другие проблемы, другие события властно приковали к себе его внимание.