северяне установили, что «на пазорях матка (компас. —
Но все это, разумеется, не объясняло причин северного сияния, до которых допытывалась неугомонная мысль молодого помора Ломоносова. Ответа на свои вопросы он не получил и тогда, когда приобрел естественнонаучное образование.
Западноевропейская наука мало интересовалась северными сияниями и еще меньше знала о них. Сведения о них черпались из редких сообщений путешественников, посетивших полярные страны. Рене Декарт в своей книге «De meteoris» откровенно признавался, что он никогда не видел северного сияния, однако это не помешало ему предложить сразу две теории для его объяснения. По одной из них сияние происходит от сжатия и трения частиц воздуха, по другой — они являются отблеском бушующего где-либо в облаках огня.
Большой интерес возбудило северное сияние 17 марта 1716 года, наблюдавшееся почти во всей Европе. Для объяснения его было предложено множество самых разноречивых теорий. В 1730 году академик Крафт поместил в «Примечаниях к Ведомостям» статью, в которой подвергал критическому разбору все, что было к тому времени высказано западноевропейскими учеными. Особенно обращала на себя внимание «гипотеза» бреславльских натуралистов, полагавших, что северные сияния не что иное, как отражение огней исландского вулкана Геклы в морских северных льдах при их передвижении. Крафт справедливо недоумевал: «Как можно горе Гекле со своими огненными угольями и… чтоб оной лед так жестоко освещен был, чтоб отсвечение от того всей Европе видно было?»
Петербургские академики живо интересовались этим явлением, которое они могли наблюдать гораздо чаще. «Наша должность есть сия, чтобы мы о том как о естественном фейерверке веселилися», — важно писал Крафт, приноравливаясь к придворному языку. Однако петербургские академики пытались более научно подойти к решению этого вопроса, хотя и их выводы оставались спорными и ненадежными. Умерший в 1726 году Мейер утверждал, что с осени, по мере удаления солнца, на северном полушарии накопляется материя «стужи», вместе с тем с теплых частей земли «как бы великий мех снимается», а в результате происходит возгорание паров. Погасшие пары и образуют ту темную завесу, или «пропасть», которая и занимает один из сегментов северного сияния. В 1740 году в «Примечаниях к Ведомостям» академик Гейнзиус излагал новейшую французскую теорию де Мерана, по которой северное сияние было обязано своим происхождением материи, приносимой в земную атмосферу из атмосферы Солнца зодиакальным светом. Когда Земля идет Северным полюсом вперед, тогда сияния учащаются. Темная завеса — это сгустившиеся солнечные пары, светлые столбы — пары легкие. Точно так же и марбургский учитель Ломоносова Христиан Вольф не мог предложить ничего удовлетворительного. Вольф полагал, что причину северных сияний надо искать в образующихся в недрах Земли «тонких испарениях» — сернистых и селитренных, образующих в верхних слоях атмосферы множество искр, но полностью не воспламеняющихся и потому не превращающихся в молнию, так как в те времена и молнию чаще всего объясняли мгновенным воспламенением подобных горючих «испарений». Северное сияние, по Вольфу, — как бы недоразвившаяся гроза. К Вольфу прежде всего и относится недоуменный вопрос Ломоносова, когда он спрашивает в своей оде:
Находясь в 1743 году под арестом, адъюнкт Ломоносов вспоминает и критически оценивает всё, что было к тому времени высказало в науке о северных сияниях. Хорошо зная условия, в которых проявляется это явление, Ломоносов не может остановиться ни на одной из предложенных теорий.
Последнее толкование отражает складывающееся воззрение самого Ломоносова. Его не удовлетворило ни одно из существующих объяснений, и он пошел своим путем. И этот путь оказался верным! Он первый в мире раскрыл электрическую природу северных сияний, оставив далеко позади наивные домыслы и бессодержательные теории своих западноевропейских современников. Свое объяснение северных сияний Ломоносов связывал со своей теорией атмосферного электричества и процессов, совершающихся в верхних слоях атмосферы. «Зимним временем часто случается, что верхняя Атмосфера погружением своим внезапный мороз приносит, без чувствительного дыхания ветра, после теплой погоды. Явления северного сияния зимою по большей части после оттепели случаются, так что весьма часто мороз предвозвещают или с ним вдруг приходят. Електрическое шаров трение производится в воздухе погружением верхней и восхождением нижней Атмосферы, что из вышепоказанной теории о происхождении молнии и грома известно. И так весьма вероятно, что северные сияния раждаются от происшедшей на воздухе Електрической силы».[289]
Ломоносов подметил и некоторую связь между грозами и появлением северных сияний. «Северное сияние и зарничные блистания приметил я вместе 1745 года августа 25 дня в И часу по полудни. Иногда громы и северные сияния по переменам одни за другими случаются. Например, 1748 года августа 5, 6, 9, 23 и 28 чисел были громовые сильные тучи, а 17, 18, 19 являлись северные сияния».
Прежде чем прийти к своей собственной оригинальной теории, Ломоносов много лет кряду вел наблюдения над северными сияниями, появлявшимися над Петербургом. «С 1743 года редко пропущено мною северное сияние, виденное без записи при прочих воздушных переменах. А с 1747 года я записываю обстоятельно большого внимания достойные сияния с обстоятельствами, редко случающимися, а иные срисовывал, сколько дозволяла скорость и переменчивость», — писал Ломоносов в конце жизни.
Ломоносов старался определить высоту северных сияний. В «Изъяснении», приложенном к «Слову о явлениях воздушных», он сообщает: «Северное сияние нарочито порядочное Октября 16 сего года (1753.—
Во время большого северного сияния, наблюдавшегося 12 (23) февраля 1753 года, Ломоносов пытался обнаружить присутствие электричества в воздухе. Он выставил «Електрическую стрелу, которая
