Менделеев

Смирнов Герман Владимирович

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.

«ВИДНО, ЧТО ТОГДА Я, МНОГО ДУМАВ, НАПИСАЛ»

(1876–1878)

«Лабрадор», пароход французской трансатлантической компании, отчалил от причала в Гавре 11 июня 1876 года в два часа утра. К удивлению Дмитрия Ивановича и его спутника В. Гемилиана, пассажиров, несмотря на сравнительно малую стоимость, оказалось немного — в первых классах всего 48 человек. И все это были люди, так или иначе связанные с Филадельфийской всемирной выставкой: экспоненты, комиссары, инженеры и другие специалисты, ехавшие в Америку для ознакомления со страной и ее промышленностью.

«Обычное плавание через океан 10 дней; нам пришлось употребить 11, потому что около Ньюфаундлендских мелей, которые всегда отличаются неровностями погоды, нас в течение нескольких дней провожал туман такой сильный, что на очень близком расстоянии ничего не было видно в море. Надо было бояться столкновения, и приходилось убавлять ход корабля. Обычный ход «Лабрадора» был 13 узлов… а было время, когда вследствие тумана убавляли ход почти наполовину. Особенно сильны и постоянны были туманы перед Ньюфаундлендскою мелью, в том месте океана, которое называется «чертовой пропастью»… Во все время от 14 до 20 июня мы были большую часть дня в тумане».