Небесные сполохи и земные заботы

И что обидно, в массе материалов по полярным сияниям совершенно терялись наблюдения и научные выводы, намного опередившие свое время. Им суждена была лишь судьба подтвердить известное изречение: «Новое — это хорошо забытое старое». Взять ту же экспедицию Нансена на «Фраме»…

Всего несколько лет назад изображения аврорального овала, полученные с помощью спутников, открыли интересное явление, тонкое даже по понятиям современной космофизики: дуги сияний расходятся от обращенной к Солнцу, полуденной, точки овала, как усы у кошки. А вот что сообщает Нансен (его книга вышла в 1897 году под русским названием «В стране льда и ночи»): Скотт — Гансен наблюдал сразу после захода солнца, что «северное сияние распространялось от солнца по всему небесному своду, как полосы на внутренней стороне апельсинной кожицы». Это несомненно то же самое явление.

Впрочем, на это наблюдение Скотт — Гансена обратил внимание Д. И. Менделеев, составлявший программу русской арктической экспедиции. Он полностью занес его в свой конспект.

А сама идея аврорального овала! Мы уже говорили, с каким трудом пробивала себе дорогу идея «мгновенного портрета» системы полярных сияний в 60‑х годах нашего века. Но, по свидетельству А. Эгеланда, вывод о том, что полярные сияния образуют светящееся кольцо вокруг Северного полюса, содержался еще в диссертации, защищенной шведским ученым П. В. Варгентином более 200 лет назад! Не так уж много материалов было в его распоряжении, но он сумел обобщить их и сделать правильные выводы.

Однако впереди науку о полярных сияниях ждали два рывка. Один из них был связан с великим переворотом в физике, приведшим к появлению квантовой механики. В 1897 году Дж. Дж. Томсон, исследуя газовый разряд, понял, что существует элементарный носитель электрического заряда — электрон, который и вызывает свечение газа при разряде. X. А. Лоренц ввел представление об электроне в теоретическую физику. Нильс Бор сделал важный шаг к пониманию устройства атома, разобравшись, почему один и тот же атом может светиться разными цветами. Теперь ученые могли узнавать атом по его цветовой палитре — спектру (набору длин электромагнитных волн, которые может «высвечивать» атом, включая и те, которые не воспринимаются человеческим глазом).

Стало ясно, откуда берутся разные цвета, — вопрос, который безуспешно пытался решить еще Ньютон.

Ломоносов думал над происхождением цветов полярных сияний. Теперь, после знаменитого переворота в физике, все становилось на место. Стал ясен принцип свечения полярного неба, стало ясно, что свечение это вызывается отдельными заряженными частицами. Можно было выяснять и обсуждать происхождение и движение этих частиц, другими словами, исследовать процессы, текущие за экраном космического телевизора — над полярным небом.

Второй рывок — появление космических аппаратов, позволивших исследовать это все там, на месте.

4. Точки опоры

О, дайте точку мне опоры…

«Архимед», самодеятельная опера физфака МГУ

Майским днем 1961 года огромная толпа молодежи собралась на площади перед зданием физического факультета Московского государственного университета. Задние ряды ее теснились где–то у подножия памятника М. В. Ломоносову, основателю университета. Передние — прибились к нижним ступеням широкой лестницы физфака, поднимались по сторонам ее, как бы двумя теплыми ладонями охватывая небольшую площадку, на которой с микрофонами в руках стояли Нильс Бор и Лев Давидович Ландау. Сзади них толпились студенты и аспиранты в белых «античных» одеждах из простыней, поодаль на стульях сидели разного рода замечательные люди, приглашенные на праздник. Физфаковцы второй раз отмечали придуманный ими день физики — «день Архимеда». (Тогда еще не был введен профессиональный праздник ученых — День науки). За три года до этого, в 1958 году, комсомольская конференция физфака постановила: считать днем рождения Архимеда, а следовательно, и физики, 7 мая 287 года до нашей эры.

Мне повезло: я стояла прямо перед лестницей, откуда все было прекрасно видно. Живой классик казался мне, тогда студентке физфака, чем–то нереальным. Мы тут все — из настоящего, он же словно вернулся к нам на время из вечности. По масштабам нашей, еще коротенькой, жизни было трудно вообразить, что стоящий перед нами человек — подумать только, в 1912 году! — был гостем в лаборатории знаменитого Э. Резерфорда. Там к этому времени уже сложилось представление об атоме как о подобии Солнечной системы: массивное ядро в центре, вокруг него вертятся по своим орбитам «планеты» — электроны. Бор начинает работать над этой моделью, работает долгие годы, но все дальше уходит от нее. Признанным ученым выводы его кажутся дикими, природа открывается ему с неожиданной, квантовой стороны.