Дорогие мои друзья!
Мало кто из вас знает о том, какие большие дела придется совершить вам в ближайшем будущем. Ведь вы живете в необычное время, когда в науке и технике происходят грандиозные события. Мельчайшая частица вещества — атом — волей человека превратилась в великана, давшего людям неисчерпаемую энергию. Построено бесчисленное множество машин, облегчающих труд. Развитие разума достигло такого совершенства, что теперь созданы машины, помогающие не только мускулам, но и мозгу человека.
Вам трудно представить, как велики эти завоевания. Мне это сделать легче-ведь я прожил более 80 лет! Многое из того, что для вас обычно, чего вы даже не замечаете, на моих глазах рождалось в спорах, пробивало дорогу, еще только начинало входить в жизнь.
Сейчас люди не задумываясь садятся в реактивный самолет и за несколько часов преодолевают расстояние, на которое в дни моей молодости затрачивались месяцы. Уже запущены спутники Земли и Солнца. А всего лишь в последний год прошлого века мне пришлось потратить много труда, чтобы подняться на воздушном шаре для наблюдения звезд.
Несмотря на громадные успехи в прогрессе человеческих знаний, нельзя думать, что все открыто, все сделано, всего достигли.
Я — астроном. И могу вам сказать: столько в астрономии неизведанного и до конца не решенного, не говоря о том, что вся Вселенная для нас с вами-нехоженая дорога.
Я иногда наблюдаю жизнь молодежи, школьников и вижу, что вам часто не хватает в выборе жизненного пути увлеченности, в учении-терпения, в повседневной жизни-умения воспитывать в себе задатки гражданина-труженика.
Во всякой профессии есть свои трудности. Наша, астрономическая, требует больше всего терпения. Вы годами дожидаетесь солнечного затмения, готовите материалы, расчеты, конструируете специальные инструменты. С биением сердца следите за небом, думаете об удаче, и вдруг в последнюю минуту набежала тучка. Все пропало. Жди опять погоды, снова упорная, кропотливая подготовительная работа.
Так может продолжаться много лет. А есть и науки, где одной человеческой жизни недостаточно, чтобы поставить и закончить полностью научный эксперимент. Я говорю об этом, чтобы показать вам, дорогие друзья, как важно еще в самом раннем возрасте всей душой отдаться любимому делу, развивая ежедневно и, если хотите, ежечасно свое призвание.
Помните, наука, как, впрочем, и любое дело, требует всей жизни. Только отдаваясь любимому делу до конца, можно достичь успеха в работе.
Многие из вас боятся ошибиться, делая первые шаги на избранном пути. Это чувство закономерно, но не надо ему подчиняться. Умение и навыки придут с годами. Не у всех и не всегда начало бывает успешным и первые шаги приносят признание. Поэтому действуйте смелее. Перед вами длинный, трудный путь познания. Где бы вы ни работали, у станка или в поле, в школе или в лаборатории, в научном учреждении или настройке, — всюду нужны знания. Бесполезных знаний нет. Все навыки, которые приобретаются в жизни, пригодятся.
Много, очень много лет прошло с поры моего детства и юности. Но все, чему я тогда научился, что познал в те годы, помогает мне, ученому, и сейчас в повседневной работе.
Плотничание во время строительства астрономической башни пригодилось мне впоследствии при изготовлении различных инструментов, которые я не раз делал сам. Репетиторство-занятия с младшими школьниками — помогло через много лет в педагогической работе. И даже детские занятия рисованием под руководством дедушки не прошли даром. Ведь астроному приходится делать очень много зарисовок.
Вот я и думаю, мои юные друзья, как важно на протяжении всей жизни накапливать по крупицам знания. Всегда приходит время, когда они понадобятся.
НЕМНОГО О ДЕТСТВЕ
Задолго до школы
Когда я вспоминаю детство, то прежде всего вижу высокое крыльцо родного дома в местечке Смолевичи, в Белоруссии. Здесь я встречал отца, возвращавшегося домой; он служил начальником железнодорожной станции недалеко от Смолевичей, носившей тогда название Витгенштейнская.
На этом же высоком крыльце встречал меня дедушка, когда я гимназистом приезжал в Смолевичи на каникулы.
Как-то я смотрел Большую Советскую Энциклопедию на «С».
Вдруг мне пришла мысль узнать: что же говорится в ней о Смолевичах — моей родине? И я прочел: «Смолевичи-поселок городского типа, центр Смолевичского района Минской области БССР. Расположен в 35 км к северо-востоку от Минска, вблизи железнодорожной станции Смолевичи на линии Минск — Орша.
В поселке есть две средние школы, училище механизации сельского хозяйства, кинотеатр, библиотека.
Смолевичская ГРЭС входит в Минскую энергосистему.
Имеется Усяжская ТЭЦ. В районе 5 сельских электростанций, 6 торфопредприятий, крупнейший в Белоруссии торфобрикетный завод, завод дорожных и мелиоративных машин».
Как эта справка не похожа на то, что помню я! Во времена моего детства Смолевичи славились тишиной, густыми хмурыми лесами и спокойными заводями, полными рыбы. И никто из жителей местечка не думал, что Смолевичи будут именоваться «поселком городского типа».
Тогда в Белоруссии называли местечком то; что в России называлось селом. Смолевичи представляли собой улицу длиной около двух километров. Она переходила в знаменитый тракт, по которому Наполеон шел на Москву. Весь тракт по обеим сторонам был усажен березами.
Деревянные домики, деревянная церковь, деревянная синагога. Церковь стояла на возвышенности, спускавшейся к речке Плиса. В ней я ловил рыбу. А сколько там было раков! Опустишь приманку, привязанную веревкой к длинной палке, — и поймал.
Помню Смолевичи зелеными. Сады, огороды, столетние липы вокруг погоста. На них гнезда аистов. Тишина, спокойствие…
На большие праздники — рождество, пасху — у церкви собиралась молодежь и устраивала игры.
Однообразно, монотонно текла жизнь в местечке. Лишь два раза в сутки, громыхая, проезжала из конторы на станцию почтовая кибитка.
Семья наша была очень дружной и веселой. Атмосферу сердечности, уважения друг к Другу умело создавала мать. В моей памяти она навсегда осталась молодой, энергичной и волевой женщиной.
Она была хорошо образована и воспитана, знала французский и польский языки, отлично играла на рояле.
Умная, прирожденная воспитательница, много внимания уделяла она нам, детям.
Мать была моей первой учительницей. С пяти лет она стала обучать меня грамоте, а позднее занималась разными науками.
Только арифметику объяснял мне отец.
Мне, человеку, прожившему много лет, думается, что в направлении детей в самостоятельную жизнь большую роль играют матери. Какое святое слово — мать! Сколько любви и терпения вложили они в наше воспитание! Вот почему мы все должны с громадной благодарностью и с самой нежной любовью относиться к своим матерям, а если их нет в живых, то сохранять о них священную память.
Отец мой был родом из Петербурга. Он не получил законченного образования, но по праву слыл развитым человеком. Отличительной его чертой была постоянная деятельность. Я никогда не видел, чтобы он сидел без дела. То он слесарничал, то столярничал, то мастерил силки для птиц. Страстно любил охоту, подолгу пропадал в лесу. В нашем доме было много птиц; отец разводил канареек.
Часто у нас собирались гости. Отец, как говорится, становился «душой общества». Он пел, аккомпанируя себе на рояле или гитаре, что-нибудь, увлекательно рассказывал или показывал разные фокусы. Знакомые обычно с похвалой говорили об отце: «Столичный человек!»
Его служба на железной дороге принуждала семью часто переезжать с места на место. Это было тяжело. Приходилось бросать дом, к которому привыкли, собираться в дальнюю и трудную дорогу. Но мать, на плечи которой ложились основные тяготы переездов, не роптала на судьбу. И на новом месте мы быстро обживались. Как я уже сказал, учение мое началось задолго до школы. Родители часто говорили о гимназии, и я рано начал о ней мечтать. Быть принятым в гимназию мне казалось необыкновенным счастьем,
Постепенно мечты становились реальностью.
В те время мы жили на маленькой станции Зайцеве, Лозово — Севастопольской железной дороги. Помощником отца по службе был молодой офицер в отставке Ланге. Он окончил кадетский корпус и считался образованным человеком. Родители попросили его подготовить меня и сестру в первый класс гимназии.
Ланге занимался с нами около года. Мы учились очень старательно — боялись не сдать экзамены.
В гимназии
В Зайцеве не было ни школы, ни гимназии, и мать переехала с нами в город Павлоград.
Первый день учения у всех остается в памяти, и я запомнил его на всю жизнь. Меня поразили строгая тишина классов, правильные ряды парт, высокая кафедра преподавателя.
Учиться стал хорошо, старался быть прилежным. Помню, однажды задали для чтения маленький отрывок на латинском языке. Я его так много раз прочитал вслух, что не только сам, но и все домашние, даже неграмотная няня, заучили его наизусть. И теперь, хотя прошло более 70 лет, помню первую фразу этого отрывка.
Для меня и сестры было великим счастьем ездить на каникулы в любимые Смолевичи, где жили родители матери, и воспоминания об этих событиях моего далекого детства — а оно действительно далекое: ведь я родился в 1875 году — у меня тесно связаны с дедушкой, которого я горячо любил.
Когда наша коляска подъезжала к дому, я выскакивал из нее чуть ли не на ходу и со слезами радости бросался к деду на шею.
Дед тоже очень любил меня, не отпускал ни на шаг, а во время еды обязательно сажал рядом с собой.
Дедушка Гавриил (мне дали это имя в его честь) в молодости окончил духовную семинарию, но деятельность священника его привлекала мало. Человек одаренный, с большими способностями к рисованию, он удивительно тонко чувствовал и понимал природу. Он с таким вдохновением рассказывал о ней, так ярко, так образно, что я многое запомнил на всю жизнь.
Страсть к живописи привела деда в Петербург. Несколько лет он был студентом Петербургской Академии художеств, но по недостатку средств ушел оттуда. У меня до сих пор сохранилась два альбома с его гравюрами, выполненными в классическом стиле.
Вернувшись из Петербурга, дед поселился в Смолевичах. Он очень любил цветы и около дома разбил прекрасный цветник, за которым с большим старанием ухаживал.
Каникулы в Смолевичах пролетали незаметно. С утра до вечера день был занят до отказа.
Но кончалось лето, и мы возвращались в Павлоград. Учиться мне всегда нравилось: каждый день приносил что-нибудь новое, интересное. Интересным для меня в ту пору было все — в возрасте 14–15 лет призвание мое еще не определилось.
В детстве я был очень религиозным, мечтал даже стать священником, потом возомнил себя поэтом и начал было писать стихи, но, увы, весьма неудачно. Тогда я увлекся живописью. Надо сказать, что я унаследовал от дедушки и отца некоторые способности к рисованию и одно время даже думал стать художником.
Но шли годы. Из класса в класс я переходил с наградой: похвальным листом и дарственной книгой, а кем буду, так и не знал.
Венера и Сириус
Семья наша не была достаточно обеспеченной. И мне пришлось уже с двенадцатилетнего возраста репетировать младших учеников. Первый мой заработок был очень невелик — всего 2 рубля в месяц. Правда, тогда каждодневные расходы семьи не превышали нескольких рублей. Поэтому я считал, что получаю приличные деньги. Позднее мой заработок поднялся до 15 рублей.
Несмотря на то что прошло много лет, мне запомнились уроки с одним мальчиком, который жил на противоположной от нас окраине Симферополя, (К этому времени мы снова перекочевали в другой город.)
Я ходил на уроки в послеобеденное время несколько раз в неделю. Возвращался домой в сумерки. Как-то, взглянув на небо, я обратил внимание на две звезды. Одна была очень яркой, другая — левее — привлекала взор тем что непрерывно меняла цвет. Она напоминала алмаз, искрящийся всеми цветами — от красного до фиолетового. Обе звезды меня чрезвычайно заинтересовали.
У моей сестры в гимназии уже преподавали космографию — так тогда называли астрономию, — и. я попросил ее узнать у учителя названия красивых звезд. Ответ был таков: яркая звезда — планета Венера, мерцающая — звезда Сириус.
Мне захотелось побольше узнать о них, поближе с ними познакомиться. В Симферопольской публичной библиотеке я попросил астрономические книги. Мне дали две книги Камилля Фламмариона; «Историю неба» в русском переводе и «Популярную астрономию» на французском языке.
Прочитал их с захватывающим интересом, и моя судьба была решена. Весну 1892 года я никогда не забуду — тогда я бесповоротно решил сделаться астрономом.
В гимназии, где я учился, была метеорологическая вышка. Там имелся кометоикатель и трехдюймовая астрономическая труба. Я попросил у преподавателя разрешения посмотреть в них на небо и в ясный вечер пошел на вышку.
До сих пор помню тот восторг, который испытал, посмотрев в кометоискатель на Млечный Путь и в астрономическую трубу на Сатурн. Я заметил на планете два иглообразных выступа — этого было достаточно: я видел кольца Сатурна!
С жадностью приобретал я всё новые и новые астрономические книги. Каждая из них раскрывала передо мной одну за другой тайны небесных светил. Мир становился и шире и, загадочнее, и я не переставал восхищаться его многообразием и красотой.
Должен сознаться, что у некоторых моя страсть к астрономии вызывала неодобрение и даже насмешки, но это меня ничуть не смущало. Я твердо решил поступить в Московский университет, на физико-математический факультет, чтобы специализироваться по астрономии.
Первый астрономический заработок
Мои репетиторские занятия продолжались. В летние каникулы после седьмого класса мне предложили заниматься с одним юношей, чтобы подготовить его к поступлению в нашу гимназию.
Он жил с родителями на южном берегу Крыма, в усадьбе «Олеиз». Я согласился и переехал к ученику.
К северу от усадьбы высились горы Яйлы, с юга совсем близко подходило море. Вдоль шоссе рядами стояли стройные темные кипарисы. Приехали мы в сумерки, когда все кругом было подернуто дымкой таинственности.
Мне отвели, просторную комнату на втором этаже. Не успел я разобрать вещи, как меня пригласили к ужину. За столом сидело человек двадцать. Я был очень польщен, что со мной обращаются, как со взрослым.
По счастливой случайности мать моего ученика, Варвара Ивановна Токмакова, очень увлекалась астрономией. Она мне рассказала, как у нее зародился интерес к этой науке.
Девятого декабря 1874 года должно было произойти редкое астрономическое явление: прохождение планеты Венеры по диску Солнца. Одним из удобных для наблюдения мест был город Кяхта, где в то время семья Токмаковых жила.
Московская обсерватория командировала в Кяхту своего астронома, Витольда Карловича Цераского. Он познакомился с этой семьей. Вечерами Цераский вдохновенно рассказывал об астрономии. Хозяйка дома необычайно увлеклась наукой о небе. Витольд Карлович показывал ей созвездия и отдельные звезды, подарил астрономическую библиотечку.
Впоследствии я, — будучи учеником Цераского, тогда уже профессора Московского университета, убедился в удивительной его способности заражать любовью к астрономии своих слушателей.
У Варвары Ивановны была раздвижная морская подзорная труба, и мы смотрели в нее на Солнце, Луну, Венеру и звезды. Красоты ночного крымского неба еще больше укрепили мою любовь к астрономии.
В одну из дивных августовских ночей несколько человек из обитателей «Олеиза» решили совершить прогулку по морю на ялике и половить на удочку рыбу. Удочки для ловли с ялика очень просты — обыкновенная леска с крючком и наживкой.
Прогулка была замечательной. Небо искрилось звездами. Море светилось при каждом всплеске весел, при каждом погружении лески.
Вдруг я увидел, как на юго-востоке поднялся Сириус.
— Вот взошла Венера, — сказала Варвара Ивановна.
— Это не Венера, а Сириус, — заметил я.
Начался спор, и было заключено пари на пять рублей. Запомнив положение звезды относительно созвездий Ориона и Гиад, мы решили по возвращении домой посмотреть звездный атлас. Но вскоре значительно левее Сириуса взошла Венера.
— Вот она, Венера! — торжествовал я.
В эту ночь мне пришлось поспорить еще раз. Дочь Варвары Ивановны, когда начался рассвет, воскликнула:
— Скоро из-за гор взойдет солнце!
— Нет, — говорю я, — солнце взойдет не из-за, гор, как в усадьбе, а из-за моря.
— Почему?
— Потому, — отвечаю, — что солнце должно взойти приблизительно оттуда, откуда взошла Венера, из-за морского горизонта.
Заключили пари на пятьдесят копеек. Через некоторое время появляется из-за морского горизонта солнце. Я опять оказался прав.
Дома мне торжественно вручили пять рублей пятьдесят копеек. Это был мой первый астрономический заработок. На полученные деньги я выписал из Одессы звездный атлас Мессера, которым пользовался много лет. Вторым изданием этого прекрасного атласа пользуюсь о сего времени.
О том, что я увлекаюсь астрономией, узнал один из знакомых Варвары Ивановны — Чернов, преподаватель физики Смольного института в Петербурге. У него на даче была астрономическая труба, установленная на врытом в землю столбе.
В трубу он показал еще не знакомые мне звездные скопления Млечного Пути и некоторые двойные звезды. Впечатление было незабываемое. Сколько лет прошло, а как сейчас вижу выход из-за гор скопления Плеяды!
Большой радостью для меня была и раздвижная морская подзорная труба, подаренная родителями одного из моих учеников.
Я соорудил во дворе дома нечто вроде обсерватории, использовав для этой цели большой ящик. Влезал в него, прикладывал к стенкам ящика трубу и наводил ее на звезды.
Так шаг за шагом двигалось вперед мое астрономическое образование. А занятия в гимназии подходили к концу. В 1893 году я закончил гимназию и стал готовиться в университет.
Задолго до школы
Когда я вспоминаю детство, то прежде всего вижу высокое крыльцо родного дома в местечке Смолевичи, в Белоруссии. Здесь я встречал отца, возвращавшегося домой; он служил начальником железнодорожной станции недалеко от Смолевичей, носившей тогда название Витгенштейнская.
На этом же высоком крыльце встречал меня дедушка, когда я гимназистом приезжал в Смолевичи на каникулы.
Как-то я смотрел Большую Советскую Энциклопедию на «С».
Вдруг мне пришла мысль узнать: что же говорится в ней о Смолевичах — моей родине? И я прочел: «Смолевичи-поселок городского типа, центр Смолевичского района Минской области БССР. Расположен в 35 км к северо-востоку от Минска, вблизи железнодорожной станции Смолевичи на линии Минск — Орша.
В поселке есть две средние школы, училище механизации сельского хозяйства, кинотеатр, библиотека.
Смолевичская ГРЭС входит в Минскую энергосистему.
Имеется Усяжская ТЭЦ. В районе 5 сельских электростанций, 6 торфопредприятий, крупнейший в Белоруссии торфобрикетный завод, завод дорожных и мелиоративных машин».
Как эта справка не похожа на то, что помню я! Во времена моего детства Смолевичи славились тишиной, густыми хмурыми лесами и спокойными заводями, полными рыбы. И никто из жителей местечка не думал, что Смолевичи будут именоваться «поселком городского типа».
Тогда в Белоруссии называли местечком то; что в России называлось селом. Смолевичи представляли собой улицу длиной около двух километров. Она переходила в знаменитый тракт, по которому Наполеон шел на Москву. Весь тракт по обеим сторонам был усажен березами.
Деревянные домики, деревянная церковь, деревянная синагога. Церковь стояла на возвышенности, спускавшейся к речке Плиса. В ней я ловил рыбу. А сколько там было раков! Опустишь приманку, привязанную веревкой к длинной палке, — и поймал.
Помню Смолевичи зелеными. Сады, огороды, столетние липы вокруг погоста. На них гнезда аистов. Тишина, спокойствие…
На большие праздники — рождество, пасху — у церкви собиралась молодежь и устраивала игры.
Однообразно, монотонно текла жизнь в местечке. Лишь два раза в сутки, громыхая, проезжала из конторы на станцию почтовая кибитка.
Семья наша была очень дружной и веселой. Атмосферу сердечности, уважения друг к Другу умело создавала мать. В моей памяти она навсегда осталась молодой, энергичной и волевой женщиной.
Она была хорошо образована и воспитана, знала французский и польский языки, отлично играла на рояле.
Умная, прирожденная воспитательница, много внимания уделяла она нам, детям.
Мать была моей первой учительницей. С пяти лет она стала обучать меня грамоте, а позднее занималась разными науками.
Только арифметику объяснял мне отец.
Мне, человеку, прожившему много лет, думается, что в направлении детей в самостоятельную жизнь большую роль играют матери. Какое святое слово — мать! Сколько любви и терпения вложили они в наше воспитание! Вот почему мы все должны с громадной благодарностью и с самой нежной любовью относиться к своим матерям, а если их нет в живых, то сохранять о них священную память.
Отец мой был родом из Петербурга. Он не получил законченного образования, но по праву слыл развитым человеком. Отличительной его чертой была постоянная деятельность. Я никогда не видел, чтобы он сидел без дела. То он слесарничал, то столярничал, то мастерил силки для птиц. Страстно любил охоту, подолгу пропадал в лесу. В нашем доме было много птиц; отец разводил канареек.
Часто у нас собирались гости. Отец, как говорится, становился «душой общества». Он пел, аккомпанируя себе на рояле или гитаре, что-нибудь, увлекательно рассказывал или показывал разные фокусы. Знакомые обычно с похвалой говорили об отце: «Столичный человек!»
Его служба на железной дороге принуждала семью часто переезжать с места на место. Это было тяжело. Приходилось бросать дом, к которому привыкли, собираться в дальнюю и трудную дорогу. Но мать, на плечи которой ложились основные тяготы переездов, не роптала на судьбу. И на новом месте мы быстро обживались. Как я уже сказал, учение мое началось задолго до школы. Родители часто говорили о гимназии, и я рано начал о ней мечтать. Быть принятым в гимназию мне казалось необыкновенным счастьем,
Постепенно мечты становились реальностью.
В те время мы жили на маленькой станции Зайцеве, Лозово — Севастопольской железной дороги. Помощником отца по службе был молодой офицер в отставке Ланге. Он окончил кадетский корпус и считался образованным человеком. Родители попросили его подготовить меня и сестру в первый класс гимназии.
Ланге занимался с нами около года. Мы учились очень старательно — боялись не сдать экзамены.
В гимназии
В Зайцеве не было ни школы, ни гимназии, и мать переехала с нами в город Павлоград.
Первый день учения у всех остается в памяти, и я запомнил его на всю жизнь. Меня поразили строгая тишина классов, правильные ряды парт, высокая кафедра преподавателя.
Учиться стал хорошо, старался быть прилежным. Помню, однажды задали для чтения маленький отрывок на латинском языке. Я его так много раз прочитал вслух, что не только сам, но и все домашние, даже неграмотная няня, заучили его наизусть. И теперь, хотя прошло более 70 лет, помню первую фразу этого отрывка.
Для меня и сестры было великим счастьем ездить на каникулы в любимые Смолевичи, где жили родители матери, и воспоминания об этих событиях моего далекого детства — а оно действительно далекое: ведь я родился в 1875 году — у меня тесно связаны с дедушкой, которого я горячо любил.
Когда наша коляска подъезжала к дому, я выскакивал из нее чуть ли не на ходу и со слезами радости бросался к деду на шею.
Дед тоже очень любил меня, не отпускал ни на шаг, а во время еды обязательно сажал рядом с собой.
Дедушка Гавриил (мне дали это имя в его честь) в молодости окончил духовную семинарию, но деятельность священника его привлекала мало. Человек одаренный, с большими способностями к рисованию, он удивительно тонко чувствовал и понимал природу. Он с таким вдохновением рассказывал о ней, так ярко, так образно, что я многое запомнил на всю жизнь.
Страсть к живописи привела деда в Петербург. Несколько лет он был студентом Петербургской Академии художеств, но по недостатку средств ушел оттуда. У меня до сих пор сохранилась два альбома с его гравюрами, выполненными в классическом стиле.
Вернувшись из Петербурга, дед поселился в Смолевичах. Он очень любил цветы и около дома разбил прекрасный цветник, за которым с большим старанием ухаживал.
Каникулы в Смолевичах пролетали незаметно. С утра до вечера день был занят до отказа.
Но кончалось лето, и мы возвращались в Павлоград. Учиться мне всегда нравилось: каждый день приносил что-нибудь новое, интересное. Интересным для меня в ту пору было все — в возрасте 14–15 лет призвание мое еще не определилось.
В детстве я был очень религиозным, мечтал даже стать священником, потом возомнил себя поэтом и начал было писать стихи, но, увы, весьма неудачно. Тогда я увлекся живописью. Надо сказать, что я унаследовал от дедушки и отца некоторые способности к рисованию и одно время даже думал стать художником.
Но шли годы. Из класса в класс я переходил с наградой: похвальным листом и дарственной книгой, а кем буду, так и не знал.
Венера и Сириус
Семья наша не была достаточно обеспеченной. И мне пришлось уже с двенадцатилетнего возраста репетировать младших учеников. Первый мой заработок был очень невелик — всего 2 рубля в месяц. Правда, тогда каждодневные расходы семьи не превышали нескольких рублей. Поэтому я считал, что получаю приличные деньги. Позднее мой заработок поднялся до 15 рублей.
Несмотря на то что прошло много лет, мне запомнились уроки с одним мальчиком, который жил на противоположной от нас окраине Симферополя, (К этому времени мы снова перекочевали в другой город.)
Я ходил на уроки в послеобеденное время несколько раз в неделю. Возвращался домой в сумерки. Как-то, взглянув на небо, я обратил внимание на две звезды. Одна была очень яркой, другая — левее — привлекала взор тем что непрерывно меняла цвет. Она напоминала алмаз, искрящийся всеми цветами — от красного до фиолетового. Обе звезды меня чрезвычайно заинтересовали.
У моей сестры в гимназии уже преподавали космографию — так тогда называли астрономию, — и. я попросил ее узнать у учителя названия красивых звезд. Ответ был таков: яркая звезда — планета Венера, мерцающая — звезда Сириус.
Мне захотелось побольше узнать о них, поближе с ними познакомиться. В Симферопольской публичной библиотеке я попросил астрономические книги. Мне дали две книги Камилля Фламмариона; «Историю неба» в русском переводе и «Популярную астрономию» на французском языке.
Прочитал их с захватывающим интересом, и моя судьба была решена. Весну 1892 года я никогда не забуду — тогда я бесповоротно решил сделаться астрономом.
В гимназии, где я учился, была метеорологическая вышка. Там имелся кометоикатель и трехдюймовая астрономическая труба. Я попросил у преподавателя разрешения посмотреть в них на небо и в ясный вечер пошел на вышку.
До сих пор помню тот восторг, который испытал, посмотрев в кометоискатель на Млечный Путь и в астрономическую трубу на Сатурн. Я заметил на планете два иглообразных выступа — этого было достаточно: я видел кольца Сатурна!
С жадностью приобретал я всё новые и новые астрономические книги. Каждая из них раскрывала передо мной одну за другой тайны небесных светил. Мир становился и шире и, загадочнее, и я не переставал восхищаться его многообразием и красотой.
Должен сознаться, что у некоторых моя страсть к астрономии вызывала неодобрение и даже насмешки, но это меня ничуть не смущало. Я твердо решил поступить в Московский университет, на физико-математический факультет, чтобы специализироваться по астрономии.
Первый астрономический заработок
Мои репетиторские занятия продолжались. В летние каникулы после седьмого класса мне предложили заниматься с одним юношей, чтобы подготовить его к поступлению в нашу гимназию.
Он жил с родителями на южном берегу Крыма, в усадьбе «Олеиз». Я согласился и переехал к ученику.
К северу от усадьбы высились горы Яйлы, с юга совсем близко подходило море. Вдоль шоссе рядами стояли стройные темные кипарисы. Приехали мы в сумерки, когда все кругом было подернуто дымкой таинственности.
Мне отвели, просторную комнату на втором этаже. Не успел я разобрать вещи, как меня пригласили к ужину. За столом сидело человек двадцать. Я был очень польщен, что со мной обращаются, как со взрослым.
По счастливой случайности мать моего ученика, Варвара Ивановна Токмакова, очень увлекалась астрономией. Она мне рассказала, как у нее зародился интерес к этой науке.
Девятого декабря 1874 года должно было произойти редкое астрономическое явление: прохождение планеты Венеры по диску Солнца. Одним из удобных для наблюдения мест был город Кяхта, где в то время семья Токмаковых жила.
Московская обсерватория командировала в Кяхту своего астронома, Витольда Карловича Цераского. Он познакомился с этой семьей. Вечерами Цераский вдохновенно рассказывал об астрономии. Хозяйка дома необычайно увлеклась наукой о небе. Витольд Карлович показывал ей созвездия и отдельные звезды, подарил астрономическую библиотечку.
Впоследствии я, — будучи учеником Цераского, тогда уже профессора Московского университета, убедился в удивительной его способности заражать любовью к астрономии своих слушателей.
У Варвары Ивановны была раздвижная морская подзорная труба, и мы смотрели в нее на Солнце, Луну, Венеру и звезды. Красоты ночного крымского неба еще больше укрепили мою любовь к астрономии.
В одну из дивных августовских ночей несколько человек из обитателей «Олеиза» решили совершить прогулку по морю на ялике и половить на удочку рыбу. Удочки для ловли с ялика очень просты — обыкновенная леска с крючком и наживкой.
Прогулка была замечательной. Небо искрилось звездами. Море светилось при каждом всплеске весел, при каждом погружении лески.
Вдруг я увидел, как на юго-востоке поднялся Сириус.
— Вот взошла Венера, — сказала Варвара Ивановна.
— Это не Венера, а Сириус, — заметил я.
Начался спор, и было заключено пари на пять рублей. Запомнив положение звезды относительно созвездий Ориона и Гиад, мы решили по возвращении домой посмотреть звездный атлас. Но вскоре значительно левее Сириуса взошла Венера.
— Вот она, Венера! — торжествовал я.
В эту ночь мне пришлось поспорить еще раз. Дочь Варвары Ивановны, когда начался рассвет, воскликнула:
— Скоро из-за гор взойдет солнце!
— Нет, — говорю я, — солнце взойдет не из-за, гор, как в усадьбе, а из-за моря.
— Почему?
— Потому, — отвечаю, — что солнце должно взойти приблизительно оттуда, откуда взошла Венера, из-за морского горизонта.
Заключили пари на пятьдесят копеек. Через некоторое время появляется из-за морского горизонта солнце. Я опять оказался прав.
Дома мне торжественно вручили пять рублей пятьдесят копеек. Это был мой первый астрономический заработок. На полученные деньги я выписал из Одессы звездный атлас Мессера, которым пользовался много лет. Вторым изданием этого прекрасного атласа пользуюсь о сего времени.
О том, что я увлекаюсь астрономией, узнал один из знакомых Варвары Ивановны — Чернов, преподаватель физики Смольного института в Петербурге. У него на даче была астрономическая труба, установленная на врытом в землю столбе.
В трубу он показал еще не знакомые мне звездные скопления Млечного Пути и некоторые двойные звезды. Впечатление было незабываемое. Сколько лет прошло, а как сейчас вижу выход из-за гор скопления Плеяды!
Большой радостью для меня была и раздвижная морская подзорная труба, подаренная родителями одного из моих учеников.
Я соорудил во дворе дома нечто вроде обсерватории, использовав для этой цели большой ящик. Влезал в него, прикладывал к стенкам ящика трубу и наводил ее на звезды.
Так шаг за шагом двигалось вперед мое астрономическое образование. А занятия в гимназии подходили к концу. В 1893 году я закончил гимназию и стал готовиться в университет.
В УНИВЕРСИТЕТЕ
Первые лекции
Наша семья часто кочевала из одного города в другой, поэтому, казалось бы, для меня было привычным делом собраться в дорогу. Но одно дело переезжать с семьей по заштатным городам провинции и совсем другое — уехать одному и жить одному в Москве, пытаясь поступить в университет.
Дома всем было понятно мое волнение. И мать хотя бы на несколько дней решила поехать со мной.
Приехали мы в августе 1893 года. Мать оставила меня на иждивении знакомой семьи, прибывшей сюда тоже по случаю поступления сына в университет.
Я подал заявление и, к великой своей радости, был принят на математическое отделение физико-математического факультета.
Первого сентября начались занятия. С непередаваемым чувством волнения входил я в чугунные ворота университета. С благоговением смотрел на строгое классическое здание, на простой и величественный памятник Ломоносову.
По широкой белой лестнице поднялся я на балюстраду, обрамленную колоннами, и вошел в высокую светлую аудиторию.
Ряды скамеек, поднимающиеся амфитеатром, полные торжественности студенты — все так не походило на привычную будничную обстановку гимназического класса.
В мое время студент приходили на лекции в такой форме: темно-зеленый суконный сюртук с голубым воротником и медными золочеными пуговицами с изображением орла. К сюртуку полагались шпага и фуражка из зеленого сукна с голубым околышем. Потом было разрешено приходить на занятия в серых суконных тужурках с отложным воротником, отделанным двумя синими полосками, и с такими же пуговицами, как у сюртука.
В летнее время форма отличалась только светлым цветом. Первую лекцию, которую я слушал, читал математик Василий Яковлевич Цингер. Величественная фигура профессора, одетого в Строгий форменный сюртук, и его громкий голос оставляли неизгладимое впечатление.
После занятий я брел домой, еще не веря в свое счастье: я студент Московского университета!
Пришел домой и, конечно, не смог удержаться от восторга: за обедом громко рассказывал обо всем, что слышал на лекции, обо всем, что видел.
На первом курсе мне довелось слушать замечательного физика профессора Александра Григорьевича Столетова. Его лекции отличались ясностью и красотой изложения. Опыты, которыми они сопровождались, блестяще подготавливал и показывал в то время скромный лаборант, а впоследствии и известный физик Иван Филиппович Усагин. Фамилии его соответствовали громадные, как у Тараса Бульбы, усы.
Иногда Столетов рисковал сам показать какой-нибудь опыт, но у него ничего не выходило. Он то нажимал не ту кнопку, то брал но тот предмет, то что-нибудь путал и тогда жалобным голосом взывал: «Иван Филиппович! Иван Филиппович!» Усагин подходил к прибору, и опыт удавался.
Помню, на одной лекции Столетов говорил, что если бы не было сопротивления воздуха, то все тела на земле падали бы с одинаковой скоростью. Пока профессор объяснял суть этого явления, Усагин незаметно поднялся на небольшой балкончик. Закончив, Столетов поднял голову к балкончику и сделал знак лаборанту. Тот выпустил из рук большой медный пятачок, на котором лежал кружок такого же диаметра из легкого картона — оба кружка под действием силы тяжести падали на пол, будто склеенные. Картонный кружок, лежавший на пятачке, совершенно не испытывал сопротивления воздуха. Опыт был очень наглядным.
На лекциях Столетова я видел первый игрушечный трамвай, который двигался под потолком аудитории на латунных рельсах. А в Москве в то время ходили конки, запряженные парой лошадей.
Экзаменатором Столетов был очень строгим, и студенты его боялись.
Летом 1894 года мои родители решили переехать в Москву.
Отец получил должность на Московско-Курской железной дороге. Была снята довольно большая квартира у Петровских ворот, и мать приняла на полный пансион нескольких студентов, чем поддерживала наш скудный бюджет.
Кроме того, она давала уроки музыки на рояле и играла танцы на частных вечерах. Вообще моя мать была очень энергичной и трудолюбивой, и если я до некоторой степени обладаю этими качествами, то я унаследовал их в основном от нее.
В магазине Швабе
К великому огорчению, астрономию на первом курсе еще не читали, и мне самому пришлось изыскивать возможности наблюдать небо.
Помогло любопытное объявление в газете «Русские ведомости». В нем говорилось: «В такие-то дни и часы вечера, в случае ясной погоды, обсерватория будет открыта для посетителей. Показ интересных астрономических, светил. Плата за вход рубль, а со студентов 25 копеек. Адрес: Кузнецкий мост, магазин Швабе».
Кто из москвичей не знает этой непривычной для центра горбатой узкой улицы! Даже сейчас она сохранила во многом свой прежний вид: брусчатая мостовая, трехэтажные и четырехэтажные дома с лепными украшениями, маленькие магазины в нижних этажах.
В одном из таких домов и находился оптический магазин Швабе. На крыше дома была построена небольшая астрономическая башня с вращающимся куполом. Люки купола открывались, их можно было направить в любую сторону неба. В башне помещалась астрономическая труба с объективом в 15 сантиметров, установленная на параллактическом (специально астрономическом) штативе с часовым механизмом. Механизм медленно вращал трубу за наблюдаемым светилом.
И сейчас еще на Кузнецком мосту сохранилась астрономическая башня, напоминающая обсерваторию.
Обсерватория Швабе была не единственной в Москве.
Над крышей одного из домов на улице Дзержинского возвышается серебристый купол. Это астрономическая обсерватория Педагогического института имени Потемкина. Раньше она принадлежала московскому фабриканту и владельцу оптического магазина Трындину. Чтобы вести научные наблюдения, астрономы днем работали в его магазине, а после закрытия магазина обсерватория поступала в их распоряжение.
Здесь начинали свой научный путь известные профессора-астрономы Михайлов, Блажко, Набоков.
Я стал частым посетителем астрономической вышки над магазином Швабе. Показывал звезды и давал объяснения ассистент Московской обсерватории Константин Доримедонтович Покровский, автор популярной книги «Путеводитель по небу».
Мне было особенно приятно, когда Константин Доримедонтович говорил, обращаясь ко мне: «Коллега, поверните купол».
Тогда студентов называли латинским словом «коллега», что значит «товарищ».
Как-то раз я попросил разрешения у Покровского посмотреть Московскую обсерваторию. Он любезно согласился и назначил день и час.
Обсерватория помещалась на Пресне, недалеко от Трехгорной мануфактуры. Весь ее научный штат состоял из профессора, астронома-наблюдателя и двух ассистентов. Осмотр был для меня большим праздником.
Позднее, на втором курсе, профессор астрономии В. К. Цераский изредка приглашал туда своих слушателей и показывал им различные инструменты, о которых говорили на лекциях. Мы познакомились с астрономической трубой с объективом 20 сантиметров в диаметре, с меридианным кругом для определения координат звезд, их точного положения на небесной сфере.
Видели мы и большие астрономические стенные часы, переносные хронометры и другие приборы.
Один раз Цераский сделал попытку показать нам днем в астрономическую трубу планету Венеру. Но на небе собрались довольно плотные облака, и планета была видна плохо, очертания ее казались расплывчатыми, как бы размытыми.
Обсерватория на сарае
В Москве я также зарабатывал небольшие суммы частными уроками. Моей мечтой было приобретение настоящей астрономической трубы, хотя бы малых размеров. Завел себе копилку и собрал 65 рублей.
На эти деньги я выписал из Германии, от фирмы Реинфельдер и Хертель, астрономическую трубу с объективом диаметром в 54 миллиметра. Эта труба сохранилась у меня до сих пор, и я пользуюсь ею для наблюдения Солнца.
После первого курса я поехал в дорогие моему сердцу Смолевичи. Туда должна была прибыть и астрономическая труба.
Нетерпение мое было велико. Чтобы сократить время ожидания, я решил построить для своего телескопа дубовый штатив и башню с вращающимся куполом.
Местом для «обсерватории» выбрал крышу высокого сарая, откуда довольно хорошо просматривался горизонт. Работа закипела. Для начала пригласил плотника. Мы с ним укрепили на стропилах сарая площадку для башни.
Дальше я все делал сам. Энергия была неиссякаемая. Трудиться начинал в 3 часа утра, а кончал в сумерки. Отрывался только на время еды.
Постройка длилась целый месяц. Наконец установили купол на железных колесиках, которые двигались по кольцу из толстой проволоки.
Из башни была видна дорога со станции, откуда каждый вечер привозили почту. Каждый вечер я смотрел в бинокль на почтовую бричку, в которой ездил почтальон. И вот однажды увидел, что он везет на коленях длинную шкатулку, обшитую холстом. Я понял, что это моя долгожданная труба.
На следующий день утром шкатулку принесли домой. Тотчас же открыл ее и увидел трубу. Блестели красное дерево, объектив в латунной оправе и латунный патрубок для окуляров.
Радости моей не было предела. Всем окружающим я показывал в эту трубу солнечные пятна. Предварительно бережно укладывал ее на подушку, положенную на небольшой стол во дворе.
Прошло несколько дней. Закончил строить башню. У нее был вращающийся купол и ставни на петлях, чтобы открывались.
Установил трубу на дубовом штативе. Противовесы для него отливал из свинца.
Когда моя «обсерватория» была готова, посетить ее оказалось немало желающих. Не могу вспомнить без умиления, как мой дедушка, которому было уже за 70 лет, влезал по приставной лестнице на крышу сарая и дальше по перекладинам на башню, чтобы посмотреть звезды.
Однако работала «обсерватория» недолго — всего недели три. Мои первые студенческие каникулы прошли быстро — пора было отправляться в университет.
Через год я опять приехал в Смолевичи и поинтересовался своей башней. Оказалось, купол нашел практическое применение. Его поставили на низкие ножки, и под ним укрывался от непогоды ночной сторож. Башню же разобрали; доски пошли для хозяйственных надобностей.
В лето 1895 года я очень заинтересовался ботаникой и прочитал несколько книг, в том числе и замечательную «Жизнь растения» К. А. Тимирязева.
С удовольствием и благодарностью вспоминаю, что моим первым учителем ботаники была бабушка. Как-то раз она пошла в амбар, и я увязался за ней. Здесь, около амбара, она показала мне два ранних цветка, одинакового фиолетового цвета
— Вот посмотри — у одного цветок сидит в зеленой чашечке с короткими лепестками, а у другого лепестки чашечки длинные, они выступают даже за фиолетовый цветок. Так вот, первый — это герань, а другой — куколь.
Семьдесят пять лет прошло, но как сейчас представляю себе бабушку и эти простенькие дикие цветы у амбара.
Большой цветник около дома служил мне живой иллюстрацией к книгам.
Помню, однажды прочитал, что у цветов имеются тычинки и пестики. Раньше не обращал на строение цветка внимания и не понимал, какое значение они имеют для жизни растения.
В тот день заснул с мыслью о цветах. Проснувшись рано утром, побежал в сад и удостоверился: действительно, у цветов имеются тычинки и пестики. Это было для меня целым откровением.
Тогда я еще не предполагал, что астрономия и ботаника через много лет сольются для меня, и на стыке этих наук будет создана астроботаника — наука, соединяющая далекие планеты и жизнь растений.
Блестящая плеяда
Со второго курса университета начались у нас лекции по астрономии и аналитической механике. Астрономию читал профессор Витольд Карлович Цераский. Делал он это удивительно просто и увлекательно. Описательную астрономию студенты слушали затаив дыхание. Когда же выводились довольно скучные и длинные формулы по сферической и теоретической астрономии и на лицах студентов появлялись признаки рассеянности, Цераский оживлял слушателей либо веселой прибауткой, либо показом какого-нибудь прибора.
Помню такой случай. Надо было объяснить, как переходят от среднего солнечного времени к звездному. Профессор вынимает из левого кармана жилета часы, называет минуту и говорит: «Найдем, какое звездное время будет через пять минут». Производится на доске вычисление. Через пять минут после отмеченного среднего времени Витольд Карлович вынимает из правого кармана жилета часы. Они показывают минута в минуту то, что вычислено на доске.
Аналитическую механику читал нам выдающийся ученый, «отец русской авиации», профессор Николай Егорович Жуковский. Он увлекался своей наукой и умело применял ее на практике. То он давал городскому водопроводному управлению указание, как избежать так называемого гидравлического удара в водопроводных трубах, то предлагал веретено особой конструкции.
Но, конечно, наиболее значительными были все его работы, имеющие отношение к воздухоплаванию. В кабинете механики у Николая Егоровича были очень интересные приборы, которыми он иллюстрировал свои лекции.
Слушал я и лекции профессора Петра Николаевича Лебедева, прославившегося впоследствии тем, что он доказал лабораторно давление световых волн. Об этом выдающемся эксперименте он докладывал на Международном конгрессе физиков в 1900 году. Его сообщение вызвало не меньший интерес, чем доклад об открытии радия, прочитанный Марией Кюри на этом же конгрессе.
Хорошо помню еще «не знаменитого» Лебедева — Лебедева-педагога. Свой учебный курс он старался построить так, чтобы как можно больше студентов вовлечь в научную работу.
В университете было тесно, помещений не хватало. Это не остановило Петра Николаевича. В лаборатории, где проводили студенческий практикум, он отгородил ширмой угол и вел там первые исследования.
Загадочный угол всегда притягивал к себе студентов, и мы часто подсматривали, что же творится за ширмой.
Профессор очень любил, когда студенты стремились к самостоятельной работе.
Прошло много лет после учения в университете, когда я случайно натолкнулся в трудах Лебедева на одну мысль, благодаря которой мне стала понятна вся его педагогическая деятельность
Замечательный физик писал: «Я лично глубоко уверен, что постоянная умственная опека, постоянная указка, отсутствие ответственности перед самим собой только развращает умственно, и, наконец, сама способность рисковать умственным напряжением, если успех не гарантируется нянькой, постепенно атрофируется».
Слушал я весьма солидные лекции по теоретической физике Николая Алексеевича Умова. Незабываемыми были лекции по небесной механике тогда молодого приват-доцента Павла Карловича Штернберга, чье имя теперь носит Московский астрономический институт, и лекции начинающего ученого, ассистента Сергея Николаевича Блажко, ставшего впоследствии маститым астрономом.
На разных факультетах университета собирались научные студенческие кружки, руководимые профессорами. И у нас, на физико-математическом, был такой кружок, на занятиях которого мы делали сообщения о своих научных работах.
Посещал я также собрания Общества испытателей природы и Общества любителей естествознания. Там мне доводилось слушать доклады таких корифеев науки, как К. А. Тимирязев и И. М. Сеченов.
У моих читателей может создаться впечатление, что я был сухарем и книжником, что, кроме науки, ни о чем не думал, ничего не видел. Конечно это не так. В годы студенчества меня волновала трогательная судьба Ромео и Джульетты. Я часто бывал в театре; как и все студенты, был влюблен в Софью Ковалевскую — первую русскую женщину-профессора. Нарисовал ее портрет, который у меня, хранится по сей день.
Где работать?
Четыре студенческих года прошли интересно и незаметно. Когда получил диплом, передо мной встал вопрос: что делать дальше, как заниматься астрономией, как осуществить свою мечту?
Остаться при университете не было никакой надежды. Для подготовки к профессорскому званию и вообще для научной работы по астрономии даже в самом многолюдном Московском университете оставляли одного студента раз в пять лет. Такой счастливец был из предыдущего выпуска. Не имея никаких перспектив, снова занялся репетиторством.
Вместе со мной окончил университет Дмитрий Дмитриевич Гончаров — из той семьи, откуда родом жена Пушкина, Наталья Николаевна Гончарова. Он пригласил меня на лето заниматься с его младшим братом Колей.
Я вынужден был согласиться, так как не знал, скоро ли смогу получить службу.
Но что делать дальше? Этот вопрос неотступно стоял передо мной. Иду, бывало, по улице и думаю: у всех идущих есть своя работа, какая-нибудь служба, а у меня нет ничего.
Зимой я получил приглашение поехать в Смоленскую губернию заниматься с девушкой, мечтавшей стать врачом.
В те времена женщин в русские университеты не принимали, а потому Людмила Евграфовна Попова решила поступить в один из швейцарских университетов. Однако для этого требовался диплом об окончании русской мужской гимназии. Вот мне и предложили подготовить Людмилу Евграфовну для сдачи экзаменов за восемь классов гимназии. Я согласился и поехал в усадьбу Поповых.
Занимался со своей ученицей всю осень и зиму. Постоянные совместные занятия, прогулки, беседы на разные темы привели к тому, что мы хорошо узнали и полюбили друг друга и в апреле 1898 года поженились. В Москве состоялось наше бракосочетание.
Родители моей жены имели некоторые средства, что позволило нам уехать за границу — сначала в Париж, где я был принят студентом в Парижский университет на основании моего диплома об окончании Московского университета, а Людмила Евграфовна поехала в Швейцарию и поступила на медицинский факультет Бернского университета.
Вернувшись в Москву, я снова засел за книги решил сдавать магистерские экзамены.
В те времена существовали две ученые, степени: магистра и доктора. Степень магистра — что-то среднее между теперешними степенями кандидата наук и доктора.
Осенью 1902 года я защитил диссертацию.
Этот год был для меня счастливым не только потому, что я получил ученую степень, но и потому, что впервые после окончания университета — с тех пор прошло уже пять лет — я был принят на службу — мне удалось устроиться преподавателем математики в 6-й московской гимназии.
Весной 1903 года я прочитал в газете объявление, что в Екатеринославском высшем горном училище объявлен конкурс на замещение должности преподавателя кафедры высшей математики. Подал заявление на конкурс и был избран на должность штатного преподавателя высшей математики.
Лекции я читал с удовольствием. Готовился к ним тщательно. Особенно радовался, когда по глазам слушателей видел, что им интересны и понятны мои объяснения. Однако педагогическая деятельность хотя и была по душе, целиком меня не захватывала. Я мечтал об обсерватории. Больше всего хотелось попасть в Пулковскую, но там не было вакансий.
В конце 1905 года я написал письмо директору Энгельгардтовской обсерватории, близ Казани.
Ответ был положительным, но в Казань я не поехал: работа, которую мне предложили, оказалась не очень интересной.
Я вспоминаю об этом времени и думаю, как трудно было тогда пробиться к намеченной цели. Чем только не приходилась заниматься, чтобы прожить! Но мечту свою, увлекшую меня еще с детства и окончательно покорившую на студенческой скамье, не забивал ни на минуту.
Чувствовал: буду деятельным и настойчивым — буду заниматься любимой наукой.
Первые лекции
Наша семья часто кочевала из одного города в другой, поэтому, казалось бы, для меня было привычным делом собраться в дорогу. Но одно дело переезжать с семьей по заштатным городам провинции и совсем другое — уехать одному и жить одному в Москве, пытаясь поступить в университет.
Дома всем было понятно мое волнение. И мать хотя бы на несколько дней решила поехать со мной.
Приехали мы в августе 1893 года. Мать оставила меня на иждивении знакомой семьи, прибывшей сюда тоже по случаю поступления сына в университет.
Я подал заявление и, к великой своей радости, был принят на математическое отделение физико-математического факультета.
Первого сентября начались занятия. С непередаваемым чувством волнения входил я в чугунные ворота университета. С благоговением смотрел на строгое классическое здание, на простой и величественный памятник Ломоносову.
По широкой белой лестнице поднялся я на балюстраду, обрамленную колоннами, и вошел в высокую светлую аудиторию.
Ряды скамеек, поднимающиеся амфитеатром, полные торжественности студенты — все так не походило на привычную будничную обстановку гимназического класса.
В мое время студент приходили на лекции в такой форме: темно-зеленый суконный сюртук с голубым воротником и медными золочеными пуговицами с изображением орла. К сюртуку полагались шпага и фуражка из зеленого сукна с голубым околышем. Потом было разрешено приходить на занятия в серых суконных тужурках с отложным воротником, отделанным двумя синими полосками, и с такими же пуговицами, как у сюртука.
В летнее время форма отличалась только светлым цветом. Первую лекцию, которую я слушал, читал математик Василий Яковлевич Цингер. Величественная фигура профессора, одетого в Строгий форменный сюртук, и его громкий голос оставляли неизгладимое впечатление.
После занятий я брел домой, еще не веря в свое счастье: я студент Московского университета!
Пришел домой и, конечно, не смог удержаться от восторга: за обедом громко рассказывал обо всем, что слышал на лекции, обо всем, что видел.
На первом курсе мне довелось слушать замечательного физика профессора Александра Григорьевича Столетова. Его лекции отличались ясностью и красотой изложения. Опыты, которыми они сопровождались, блестяще подготавливал и показывал в то время скромный лаборант, а впоследствии и известный физик Иван Филиппович Усагин. Фамилии его соответствовали громадные, как у Тараса Бульбы, усы.
Иногда Столетов рисковал сам показать какой-нибудь опыт, но у него ничего не выходило. Он то нажимал не ту кнопку, то брал но тот предмет, то что-нибудь путал и тогда жалобным голосом взывал: «Иван Филиппович! Иван Филиппович!» Усагин подходил к прибору, и опыт удавался.
Помню, на одной лекции Столетов говорил, что если бы не было сопротивления воздуха, то все тела на земле падали бы с одинаковой скоростью. Пока профессор объяснял суть этого явления, Усагин незаметно поднялся на небольшой балкончик. Закончив, Столетов поднял голову к балкончику и сделал знак лаборанту. Тот выпустил из рук большой медный пятачок, на котором лежал кружок такого же диаметра из легкого картона — оба кружка под действием силы тяжести падали на пол, будто склеенные. Картонный кружок, лежавший на пятачке, совершенно не испытывал сопротивления воздуха. Опыт был очень наглядным.
На лекциях Столетова я видел первый игрушечный трамвай, который двигался под потолком аудитории на латунных рельсах. А в Москве в то время ходили конки, запряженные парой лошадей.
Экзаменатором Столетов был очень строгим, и студенты его боялись.
Летом 1894 года мои родители решили переехать в Москву.
Отец получил должность на Московско-Курской железной дороге. Была снята довольно большая квартира у Петровских ворот, и мать приняла на полный пансион нескольких студентов, чем поддерживала наш скудный бюджет.
Кроме того, она давала уроки музыки на рояле и играла танцы на частных вечерах. Вообще моя мать была очень энергичной и трудолюбивой, и если я до некоторой степени обладаю этими качествами, то я унаследовал их в основном от нее.
В магазине Швабе
К великому огорчению, астрономию на первом курсе еще не читали, и мне самому пришлось изыскивать возможности наблюдать небо.
Помогло любопытное объявление в газете «Русские ведомости». В нем говорилось: «В такие-то дни и часы вечера, в случае ясной погоды, обсерватория будет открыта для посетителей. Показ интересных астрономических, светил. Плата за вход рубль, а со студентов 25 копеек. Адрес: Кузнецкий мост, магазин Швабе».
Кто из москвичей не знает этой непривычной для центра горбатой узкой улицы! Даже сейчас она сохранила во многом свой прежний вид: брусчатая мостовая, трехэтажные и четырехэтажные дома с лепными украшениями, маленькие магазины в нижних этажах.
В одном из таких домов и находился оптический магазин Швабе. На крыше дома была построена небольшая астрономическая башня с вращающимся куполом. Люки купола открывались, их можно было направить в любую сторону неба. В башне помещалась астрономическая труба с объективом в 15 сантиметров, установленная на параллактическом (специально астрономическом) штативе с часовым механизмом. Механизм медленно вращал трубу за наблюдаемым светилом.
И сейчас еще на Кузнецком мосту сохранилась астрономическая башня, напоминающая обсерваторию.
Обсерватория Швабе была не единственной в Москве.
Над крышей одного из домов на улице Дзержинского возвышается серебристый купол. Это астрономическая обсерватория Педагогического института имени Потемкина. Раньше она принадлежала московскому фабриканту и владельцу оптического магазина Трындину. Чтобы вести научные наблюдения, астрономы днем работали в его магазине, а после закрытия магазина обсерватория поступала в их распоряжение.
Здесь начинали свой научный путь известные профессора-астрономы Михайлов, Блажко, Набоков.
Я стал частым посетителем астрономической вышки над магазином Швабе. Показывал звезды и давал объяснения ассистент Московской обсерватории Константин Доримедонтович Покровский, автор популярной книги «Путеводитель по небу».
Мне было особенно приятно, когда Константин Доримедонтович говорил, обращаясь ко мне: «Коллега, поверните купол».
Тогда студентов называли латинским словом «коллега», что значит «товарищ».
Как-то раз я попросил разрешения у Покровского посмотреть Московскую обсерваторию. Он любезно согласился и назначил день и час.
Обсерватория помещалась на Пресне, недалеко от Трехгорной мануфактуры. Весь ее научный штат состоял из профессора, астронома-наблюдателя и двух ассистентов. Осмотр был для меня большим праздником.
Позднее, на втором курсе, профессор астрономии В. К. Цераский изредка приглашал туда своих слушателей и показывал им различные инструменты, о которых говорили на лекциях. Мы познакомились с астрономической трубой с объективом 20 сантиметров в диаметре, с меридианным кругом для определения координат звезд, их точного положения на небесной сфере.
Видели мы и большие астрономические стенные часы, переносные хронометры и другие приборы.
Один раз Цераский сделал попытку показать нам днем в астрономическую трубу планету Венеру. Но на небе собрались довольно плотные облака, и планета была видна плохо, очертания ее казались расплывчатыми, как бы размытыми.
Обсерватория на сарае
В Москве я также зарабатывал небольшие суммы частными уроками. Моей мечтой было приобретение настоящей астрономической трубы, хотя бы малых размеров. Завел себе копилку и собрал 65 рублей.
На эти деньги я выписал из Германии, от фирмы Реинфельдер и Хертель, астрономическую трубу с объективом диаметром в 54 миллиметра. Эта труба сохранилась у меня до сих пор, и я пользуюсь ею для наблюдения Солнца.
После первого курса я поехал в дорогие моему сердцу Смолевичи. Туда должна была прибыть и астрономическая труба.
Нетерпение мое было велико. Чтобы сократить время ожидания, я решил построить для своего телескопа дубовый штатив и башню с вращающимся куполом.
Местом для «обсерватории» выбрал крышу высокого сарая, откуда довольно хорошо просматривался горизонт. Работа закипела. Для начала пригласил плотника. Мы с ним укрепили на стропилах сарая площадку для башни.
Дальше я все делал сам. Энергия была неиссякаемая. Трудиться начинал в 3 часа утра, а кончал в сумерки. Отрывался только на время еды.
Постройка длилась целый месяц. Наконец установили купол на железных колесиках, которые двигались по кольцу из толстой проволоки.
Из башни была видна дорога со станции, откуда каждый вечер привозили почту. Каждый вечер я смотрел в бинокль на почтовую бричку, в которой ездил почтальон. И вот однажды увидел, что он везет на коленях длинную шкатулку, обшитую холстом. Я понял, что это моя долгожданная труба.
На следующий день утром шкатулку принесли домой. Тотчас же открыл ее и увидел трубу. Блестели красное дерево, объектив в латунной оправе и латунный патрубок для окуляров.
Радости моей не было предела. Всем окружающим я показывал в эту трубу солнечные пятна. Предварительно бережно укладывал ее на подушку, положенную на небольшой стол во дворе.
Прошло несколько дней. Закончил строить башню. У нее был вращающийся купол и ставни на петлях, чтобы открывались.
Установил трубу на дубовом штативе. Противовесы для него отливал из свинца.
Когда моя «обсерватория» была готова, посетить ее оказалось немало желающих. Не могу вспомнить без умиления, как мой дедушка, которому было уже за 70 лет, влезал по приставной лестнице на крышу сарая и дальше по перекладинам на башню, чтобы посмотреть звезды.
Однако работала «обсерватория» недолго — всего недели три. Мои первые студенческие каникулы прошли быстро — пора было отправляться в университет.
Через год я опять приехал в Смолевичи и поинтересовался своей башней. Оказалось, купол нашел практическое применение. Его поставили на низкие ножки, и под ним укрывался от непогоды ночной сторож. Башню же разобрали; доски пошли для хозяйственных надобностей.
В лето 1895 года я очень заинтересовался ботаникой и прочитал несколько книг, в том числе и замечательную «Жизнь растения» К. А. Тимирязева.
С удовольствием и благодарностью вспоминаю, что моим первым учителем ботаники была бабушка. Как-то раз она пошла в амбар, и я увязался за ней. Здесь, около амбара, она показала мне два ранних цветка, одинакового фиолетового цвета
— Вот посмотри — у одного цветок сидит в зеленой чашечке с короткими лепестками, а у другого лепестки чашечки длинные, они выступают даже за фиолетовый цветок. Так вот, первый — это герань, а другой — куколь.
Семьдесят пять лет прошло, но как сейчас представляю себе бабушку и эти простенькие дикие цветы у амбара.
Большой цветник около дома служил мне живой иллюстрацией к книгам.
Помню, однажды прочитал, что у цветов имеются тычинки и пестики. Раньше не обращал на строение цветка внимания и не понимал, какое значение они имеют для жизни растения.
В тот день заснул с мыслью о цветах. Проснувшись рано утром, побежал в сад и удостоверился: действительно, у цветов имеются тычинки и пестики. Это было для меня целым откровением.
Тогда я еще не предполагал, что астрономия и ботаника через много лет сольются для меня, и на стыке этих наук будет создана астроботаника — наука, соединяющая далекие планеты и жизнь растений.
Блестящая плеяда
Со второго курса университета начались у нас лекции по астрономии и аналитической механике. Астрономию читал профессор Витольд Карлович Цераский. Делал он это удивительно просто и увлекательно. Описательную астрономию студенты слушали затаив дыхание. Когда же выводились довольно скучные и длинные формулы по сферической и теоретической астрономии и на лицах студентов появлялись признаки рассеянности, Цераский оживлял слушателей либо веселой прибауткой, либо показом какого-нибудь прибора.
Помню такой случай. Надо было объяснить, как переходят от среднего солнечного времени к звездному. Профессор вынимает из левого кармана жилета часы, называет минуту и говорит: «Найдем, какое звездное время будет через пять минут». Производится на доске вычисление. Через пять минут после отмеченного среднего времени Витольд Карлович вынимает из правого кармана жилета часы. Они показывают минута в минуту то, что вычислено на доске.
Аналитическую механику читал нам выдающийся ученый, «отец русской авиации», профессор Николай Егорович Жуковский. Он увлекался своей наукой и умело применял ее на практике. То он давал городскому водопроводному управлению указание, как избежать так называемого гидравлического удара в водопроводных трубах, то предлагал веретено особой конструкции.
Но, конечно, наиболее значительными были все его работы, имеющие отношение к воздухоплаванию. В кабинете механики у Николая Егоровича были очень интересные приборы, которыми он иллюстрировал свои лекции.
Слушал я и лекции профессора Петра Николаевича Лебедева, прославившегося впоследствии тем, что он доказал лабораторно давление световых волн. Об этом выдающемся эксперименте он докладывал на Международном конгрессе физиков в 1900 году. Его сообщение вызвало не меньший интерес, чем доклад об открытии радия, прочитанный Марией Кюри на этом же конгрессе.
Хорошо помню еще «не знаменитого» Лебедева — Лебедева-педагога. Свой учебный курс он старался построить так, чтобы как можно больше студентов вовлечь в научную работу.
В университете было тесно, помещений не хватало. Это не остановило Петра Николаевича. В лаборатории, где проводили студенческий практикум, он отгородил ширмой угол и вел там первые исследования.
Загадочный угол всегда притягивал к себе студентов, и мы часто подсматривали, что же творится за ширмой.
Профессор очень любил, когда студенты стремились к самостоятельной работе.
Прошло много лет после учения в университете, когда я случайно натолкнулся в трудах Лебедева на одну мысль, благодаря которой мне стала понятна вся его педагогическая деятельность
Замечательный физик писал: «Я лично глубоко уверен, что постоянная умственная опека, постоянная указка, отсутствие ответственности перед самим собой только развращает умственно, и, наконец, сама способность рисковать умственным напряжением, если успех не гарантируется нянькой, постепенно атрофируется».
Слушал я весьма солидные лекции по теоретической физике Николая Алексеевича Умова. Незабываемыми были лекции по небесной механике тогда молодого приват-доцента Павла Карловича Штернберга, чье имя теперь носит Московский астрономический институт, и лекции начинающего ученого, ассистента Сергея Николаевича Блажко, ставшего впоследствии маститым астрономом.
На разных факультетах университета собирались научные студенческие кружки, руководимые профессорами. И у нас, на физико-математическом, был такой кружок, на занятиях которого мы делали сообщения о своих научных работах.
Посещал я также собрания Общества испытателей природы и Общества любителей естествознания. Там мне доводилось слушать доклады таких корифеев науки, как К. А. Тимирязев и И. М. Сеченов.
У моих читателей может создаться впечатление, что я был сухарем и книжником, что, кроме науки, ни о чем не думал, ничего не видел. Конечно это не так. В годы студенчества меня волновала трогательная судьба Ромео и Джульетты. Я часто бывал в театре; как и все студенты, был влюблен в Софью Ковалевскую — первую русскую женщину-профессора. Нарисовал ее портрет, который у меня, хранится по сей день.
Где работать?
Четыре студенческих года прошли интересно и незаметно. Когда получил диплом, передо мной встал вопрос: что делать дальше, как заниматься астрономией, как осуществить свою мечту?
Остаться при университете не было никакой надежды. Для подготовки к профессорскому званию и вообще для научной работы по астрономии даже в самом многолюдном Московском университете оставляли одного студента раз в пять лет. Такой счастливец был из предыдущего выпуска. Не имея никаких перспектив, снова занялся репетиторством.
Вместе со мной окончил университет Дмитрий Дмитриевич Гончаров — из той семьи, откуда родом жена Пушкина, Наталья Николаевна Гончарова. Он пригласил меня на лето заниматься с его младшим братом Колей.
Я вынужден был согласиться, так как не знал, скоро ли смогу получить службу.
Но что делать дальше? Этот вопрос неотступно стоял передо мной. Иду, бывало, по улице и думаю: у всех идущих есть своя работа, какая-нибудь служба, а у меня нет ничего.
Зимой я получил приглашение поехать в Смоленскую губернию заниматься с девушкой, мечтавшей стать врачом.
В те времена женщин в русские университеты не принимали, а потому Людмила Евграфовна Попова решила поступить в один из швейцарских университетов. Однако для этого требовался диплом об окончании русской мужской гимназии. Вот мне и предложили подготовить Людмилу Евграфовну для сдачи экзаменов за восемь классов гимназии. Я согласился и поехал в усадьбу Поповых.
Занимался со своей ученицей всю осень и зиму. Постоянные совместные занятия, прогулки, беседы на разные темы привели к тому, что мы хорошо узнали и полюбили друг друга и в апреле 1898 года поженились. В Москве состоялось наше бракосочетание.
Родители моей жены имели некоторые средства, что позволило нам уехать за границу — сначала в Париж, где я был принят студентом в Парижский университет на основании моего диплома об окончании Московского университета, а Людмила Евграфовна поехала в Швейцарию и поступила на медицинский факультет Бернского университета.
Вернувшись в Москву, я снова засел за книги решил сдавать магистерские экзамены.
В те времена существовали две ученые, степени: магистра и доктора. Степень магистра — что-то среднее между теперешними степенями кандидата наук и доктора.
Осенью 1902 года я защитил диссертацию.
Этот год был для меня счастливым не только потому, что я получил ученую степень, но и потому, что впервые после окончания университета — с тех пор прошло уже пять лет — я был принят на службу — мне удалось устроиться преподавателем математики в 6-й московской гимназии.
Весной 1903 года я прочитал в газете объявление, что в Екатеринославском высшем горном училище объявлен конкурс на замещение должности преподавателя кафедры высшей математики. Подал заявление на конкурс и был избран на должность штатного преподавателя высшей математики.
Лекции я читал с удовольствием. Готовился к ним тщательно. Особенно радовался, когда по глазам слушателей видел, что им интересны и понятны мои объяснения. Однако педагогическая деятельность хотя и была по душе, целиком меня не захватывала. Я мечтал об обсерватории. Больше всего хотелось попасть в Пулковскую, но там не было вакансий.
В конце 1905 года я написал письмо директору Энгельгардтовской обсерватории, близ Казани.
Ответ был положительным, но в Казань я не поехал: работа, которую мне предложили, оказалась не очень интересной.
Я вспоминаю об этом времени и думаю, как трудно было тогда пробиться к намеченной цели. Чем только не приходилась заниматься, чтобы прожить! Но мечту свою, увлекшую меня еще с детства и окончательно покорившую на студенческой скамье, не забивал ни на минуту.
Чувствовал: буду деятельным и настойчивым — буду заниматься любимой наукой.
МОЙ УЧИТЕЛЬ
Еще о годах студенчества
Чтобы рассказать о своем учителе Аристархе Аполлоновиче Белопольском, мне придется вернуться на несколько лет назад, в университет.
Уже на третьем курсе совершенно ясно определилось мое влечение к астрофизике-в частности, к изучению спектрально — двойных звезд. Меня эти звезды заинтересовали своей необычностью: они движутся вокруг общего центра тяжести и расположены так близко друг к другу, что их не удается наблюдать в отдельности даже в самые мощные телескопы. В связи с изучением спектрально-двойных звезд у меня возник вопрос, который не давал мне покоя: с одинаковой ли скоростью распространяются лучи разной длины волны в межзвездном пространстве, или, как говорят в науке, есть ли в пространстве дисперсия света? (О ней я еще буду подробно говорить.)
Как раз в это время А. А. Белопольский продвинул уже довольно далеко свои замечательные исследования лучевых скоростей звезд по направлению к Солнцу или от него, или скоростей по направлению луча зрения.
Один за другим появлялись в свет блестящие труды знаменитого пулковского астрофизика. Я тщательно следил за ними. В «Известиях Академии наук» увидел его статью с данными о лучевых скоростях переменной звезды беты Лиры. (Переменные звезды отличаются от обычных тем, что изменяют свою яркость.) Эта статья как нельзя лучше соответствовала тому материалу, который был необходим для моей работы.
У Аристарха Аполлоновича было правило печатать свои исследования со всеми подробностями, вплоть до отдельных измерений. Это прекрасное правило дало возможность мне, еще студенту, сделать первое научное открытие.
Я написал о нем Белопольскому и неожиданно быстро получил ответ. Ученый, одобрив мою работу, советовал: «Ваши исследования хорошо было бы напечатать. Подходящим изданием для этого, думается, будет итальянский журнал «Меморие делла Сочиета дельи Спеттроскописти Италиани», выходящий под редакцией Таккини. Статьи, принимаются на французском языке. Если хотите, я переведу статью на французский язык и перешлю в редакцию».
Все меня поразило в этом письме: и то, что ответ был послан скоро, и то; с какой внимательностью отнесся Белопольский к начинающему ученому, и та готовность, с которой он согласился помочь напечатать результат моего первого исследования.
Так началась моя переписка со знаменитым русским астрономом. В своих письмах Аристарх Аполлонович очень тактично направлял мою работу, поддерживал во мне уверенность в успехе.
«Будем надеяться, что вы не бросите науку после университета, приедете в Пулково», — писал он, советуя продолжать исследования, и рекомендовал быстрее их напечатать.
Моя первая статья, переведенная Белопольским, была напечатана.
В начале того же года я сообщил Аристарху Аполлоновичу о мысли применить спектральные двойные звезды к исследованию космической дисперсии света. В ответе он писал: «Что касается вашего желания исследовать космическую дисперсию света; то с нашими средствами тут трудно получить что-либо реальное.
Но в будущем, при исследовании альфы прим Близнецов, я приму во внимание вашу мысль и применю один способ, который пришел мне в голову лишь недели две тому назад».
С тех пор Моей заветной целью стала Пулковская обсерватория.
Потом, как уже рассказывал, я кончил университет, и началось мое «смутное время», время репетиторства и поисков службы. Но мысль работать под руководством Белопольского меня не покидала.
Начало пути
Через всю жизнь пронес я глубокую признательность и самое искреннее чувство к академику Белопольскому — замечательному ученому и сердечному человеку.
Познакомились мы с ним, когда он был уже известным на весь мир ученым. Но, прежде чем рассказывать о нашей личной встрече, мне хотелось бы рассказать о детских и юношеских годах замечательного астронома, тем более что он сам много рассказывал мне о своей жизни.
А. А. Белопольский родился 1 июля 1854 года в семье воспитателя одной из московских гимназий. Мать его была прекрасной пианисткой, она окончила консерваторию в Гамбурге, владела тремя иностранными языками.
У Аристарха Аполлоновича были два брата-Олимп и Александр. Дети играли в саду, строили, плотничали, делали разные опыты по физике и химии.
В доме Белопольских часто собирались интересные люди, ценившие Белинского, Чернышевского, Сеченова. Читали здесь и запрещенные издания, например «Колокол» Герцена. «Дети, — как говорил Аполлон Григорьевич, отец ученого, — кое-что усваивали».
В детские годы Аристарх Аполлонович увлекался мастерством. Родители собирались даже устроить его учиться в какое-либо техническое училище.
Одиннадцати, лет Белопольский поступил в гимназию.
«Я до 6-го класса учился хорошо, хотя на приготовление уроков много времени не тратил, — вспоминал он однажды. — Но на выпускном экзамене провалился, остался еще на год в новом, введенном тогда 8-м классе. Кончил гимназию, поступил на физико-математический факультет Московского университета. После первого курса попал к известному в Москве меценату Савве Ивановичу Мамонтову. В имении Абрамцево провел в среде художников и музыкантов целое лето. Там познакомился с Репиным, Васнецовым, Невревым, артисткой Федотовой…»
Аристарх Аполлонович говорил мне как-то, что и в гимназические годы у него было очень сильное увлечение механизмами. Поэтому он научился слесарному, механическому и столярному делу и изготовлял разные приборы.
Венцом была постройка металлической модели паровоза, которая двигалась паром, как и настоящий локомотив.
Семья Белопольских была малообеспеченной, и Аристарх Аполлонович продал модель какому-то богатому любителю за весьма солидную сумму — не то за одну тысячу рублей, не то за десять тысяч рублей (точно не помню).
Следуя влечению к практической механике, будущий ученый в каникулы после второго курса выпросил разрешение работать в мастерской по ремонту локомотивов при Ярославской железной дороге. Проработал он там месяца два или три. Сотрудники обсерваторий всегда удивлялись способности Белопольского переносить неудобства при холодной погоде во время наблюдений. Оказывается, Аполлон Григорьевич с детства приучал сыновей спать при открытых окнах в нетопленном помещении. Эта закалка впоследствии очень помогла астроному.
Белопольский часто говорил, что астрономом он стал неожиданно для себя.
Замечательный русский ученый Бредихин, директор астрономической обсерватории при университете, заметил выдающиеся способности студента и по окончании Белопольским курса предложил ему занятия фотографированием солнечной поверхности.
Аристарх Аполлонович согласился, и в его распоряжение был отдан фотогелиограф. Позднее Бредихин пригласил Белопольского на место ассистента на обсерватории, которое раньше занимал известный астрофотометрист Цераский.
Аристарх Аполлонович всегда с благодарностью вспоминал своего учителя Бредихина-одного из основоположников астрофизики. Еженедельные собрания у Бредихина он называл своим настоящим университетом.
«У Бредихина, — рассказывал Аристарх Аполлонович, — собирались нередко профессора Цингер, Давидов, Слудский, Столетов, Жуковский, Шереметьевский, Троицкий. «Отцов астрономов», как называл нас Бредихин, было четверо: Громадский, Цераский, Соколов и я.
Собраний были чрезвычайно оживленными, и центром оживления почти всегда был Цераский, веселый, остроумный, общительный, живо интересующийся самыми разными проблемами научной и общественной жизни.
Вокруг Цераского обычно группировалась молодежь. У него на вечерах студенты встречались с такими выдающимися профессорами, как Вл. Соловьев, Андреев, Жуковский, Все они тогда были молоды, блистали талантами, оригинальностью, умственным подъемом и богатой эрудицией. Поистине, я чту за особое счастье, что первые шаги моей жизни после университета протекали вблизи этой блестящей среды…»
Научная деятельность молодого ученого была разнообразной и плодотворной.
За период работы в Москве он опубликовал 15 научных исследований в «Анналах» Московской обсерватории и 23 — в иностранных журналах.
О Московской обсерватории Аристарх Аполлонович не забывал.
В книге посетителей обсерватории есть его записи: первая — «в день защиты докторской диссертации 1896 года января 16» и последняя — в день посещения своей научной дорогой колыбели 1923 года сентября 25».
На защите докторской диссертации Белопольским мне посчастливилось присутствовать. Тогда я был студентом третьего курса.
В 1888 году А. А. Белопольский был приглашен на Пулковскую обсерваторию. К этому времени он уже был известным ученым.
Неутомимый наблюдатель и исследователь
Научная работа в Москве была плодотворной подготовкой для основной деятельности Аристарха Аполлоновича в Пулкове.
Новый адъюнкт-астроном обсерватории вел меридиональные наблюдения небесных светил, занимался астрометрией — областью астрономии, которая изучает точное положение небесных тел, законы их вращения и другие подобные вопросы. И хотя в астрономии у Белопольского были сделаны важные исследования, она его не особенно интересовала.
Как он сам говорил, ему хотелось разгадывать тайны физических, свойств и химического состава небесных светил и межзвездной материи. Иными словами, его влекла к себе астрофизика. Но любимой наукой он смог заняться только в 1893 году, когда Академия наук избрала его на должность астрофизика Пулковской обсерватории.
В этом же году Белопольский привез из-за границы и установил так называемый нормальный астрограф. С помощью нового инструмента он стал фотографировать спектры небесных тел и вскоре приобрел известность выдающегося спектроскописта.
Белопольский отличался колоссальной работоспособностью. Даже в преклонные годы он не тяготился работой, наблюдая на двух больших инструментах: рано утром — Солнце на спектрографе Литрова, вечером — звезды на 30-дюймовом рефракторе. Всю обработку наблюдений — измерения спектров и вычисления — он производил сам.
Белопольский часто говорил, что, когда стоит фотопластинка уже проявленная, сухая и годная к измерению, совсем забывается, сколько всяческого труда стоило ее получить. Бывало, зимними вечерами ученый экспонировал снимки в течение семи часов, но ни одной годной пластинки получить не удавалось. Особенную трудность доставляла Аристарху Аполлоновичу экспозиция беты Возничего вблизи меридиана. Ему приходилось подолгу лежать на спине на полу. А потом у него неделю болела шея.
На весь мир прославился Белопольский лабораторным доказательством принципа Допплера-Физо.
Теория говорила, что если источник света приближается, к наблюдателю, то число световых волн увеличивается по сравнению с тем случаем, когда источник света неподвижен. Иначе говоря, если источник света приближается, частота света как бы увеличивается, а длина волны уменьшается. Движение источника света будет отмечено положением линии в спектре.
При излучении света источником, движущимся к наблюдателю, линии должны быть двинуты в стороны коротковолновой части спектра. При движении источника от наблюдателя линии сдвинутся в обратную сторону.
Было давно известно, что подобное свойство присуще звуку. Тон свистка паровоза, удаляющегося от наблюдателя, становится более низким, и наоборот — повышается при приближении к наблюдателю.
Но обладает ли этим же свойством свет? Чтобы ответить на вопрос, надо было дать источнику света громадную скорость, сравнимую со скоростью движения источников света в межзвездном пространстве. Получить такую скорость в земных условиях было не так-то просто.
Белопольскому пришла блестящая мысль — воспользоваться отражением света от движущихся зеркал. Он сконструировал прибор, где зеркала, подобно лопастям, укреплялись на колесах, вращающихся в противоположные стороны. Быстро крутящиеся зеркала перемещали с колоссальной скоростью изображение неподвижного источника света, и Белопольский как бы получил искусственную «летящую звезду».
Изменяя направление движения зеркал, он добивался изменения в положении «звезды»: она или приближалась к наблюдателю, или удалялась от него.
Сняв спектр при вращении зеркал в одну сторону — приближающийся источник света, — Аристарх Аполлонович, затем менял направленно и получал световой спектр удаляющегося источника.
Смещение спектральных линий происходило сначала в одну, потом в другую сторону. И измеряемая величина — частота света — соответственно увеличивалась и уменьшалась. Спектральные смещения вполне совпали с вычисленными. Таким образом был подтвержден на Практике, в лаборатории, принцип Доплера — Физо. Вот почему его иногда называют принципом Доплера — Физо — Белопольского.
Новый метод исследований, введенный Белопольским, позволил нам узнать, движутся небесные светила к нам или от нас и с какой скоростью.
Аристарх Аполлонович показывал мне прибор, на котором сделал это замечательное открытие. Он был небольших размеров. колеса имели диаметр около 15 сантиметров.
Изучение законов вращения Сатурна дало ученому материал для другого выдающегося открытия. Наблюдения подтвердили, что кольца Сатурна вращаются не как одно целое тело, а каждое со своей скоростью. Их движение происходит по тому же закону, но которому вращаются планеты вокруг Солнца и спутники вокруг планет.
Теоретическое заключение, сделанное нашей знаменитой соотечественницей С. В. Ковалевской, о том, что каждое кольцо Сатурна достоит из массы мелких тел, получило в работах Белопольского практическое подтверждение.
Замечательный астроном открыл спектральную двойственность некоторых звезд: беты Лиры, альфы прим Близнецов, дельты Цефея и некоторых других.
Аристарх Аполлонович объездил почти все крупнейшие обсерватории за рубежом.
Участвовал Белопольский и в экспедициях.
Будучи сотрудником Московской обсерватории, был послан с экспедицией в Юрьевец в 1887 году, где фотографировал полное солнечное затмение. Еще раз он наблюдал солнечное затмение в августе 189 года, когда организовал экспедицию на Амур, в село Орловское. Незадолго до смерти, а восьмидесятилетнем возрасте, участвовал в экспедиции на Северный Кавказ для выбора места строительства новой астрофизической обсерватории.
«Золотые руки»
В начале главы я приводил рассказ о модели паровоза, сделанной моим знаменитым учителем.
В зрелые годы он не только занимался различными моделями и небольшими поделками, но проводил настоящую конструкторскую работу. За любовь и умение делать все своими руками его называли «Золотые руки».
В мастерской обсерватории по чертежам Аристарха Аполлоновича был построен спектрограф для точного исследования спектров звезд. По его же чертежам изготовили микроскоп-микрометр, измеряющий спектрограммы. Им пользуются до сих пор.
Занимался Белопольский и сборкой приборов. Он помогал в установке 40-дюймового рефрактора на Крымской обсерватории.
С этой целью просмотрел все чертежи — а их было около ста, и дал подробный план работ.
Помню, сколько времени уделял ученый совершенствованию приборов и инструментов, которые изготовлялись или у нас в Пулкове, или на заводах, а затем устанавливались на обсерватории. В 1923 году он собрал спектрограф системы Литрова и вел на нем важные наблюдения.
Неутомимым работником был Белопольский. И что бы он ни делал, он делал с большой любовью и энтузиазмом, которым умел заражать окружающих.
С огромным вниманием слушала аудитория его публичные научные лекции. Они всегда имели заслуженный успех. Так, в день 200-летия со дня смерти И. Ньютона он прочитал лекцию «О расстояниях и движениях звезд». Выступал Белопольский я как популяризатор. В живо и интересно построенных популярных беседах научное содержание раскрывалось понятными образными средствами и доступными для неподготовленной публики примерами.
Белопольский всегда говорил, что для развития любой науки большое значение имеют встречи ученых. Он сам охотно принимал участие в съездах, конференциях, совещаниях. Нередко выступал с докладами.
Активную деятельность вел Белопольский в русском отделении Комиссии по исследованию Солнца, где он был председателем.
Аристарх Аполлонович сотрудничал в журнале «Мироведение», переводил на русский язык иностранные научные статьи и книги, редактировал переводы.
В одной из своих речей Белопольский говорил, что науке о небе предстоит трудный и сложный путь, но это не должно пугать астрономов, они могут бодро смотреть вперед, ибо ясно, в каком направлении надо ждать успехов.
Высоким и почетным считал ученый труд астрономов, которые по его словам, «постигают невидимое в звездном мире и этим как бы сокращают расстояние от нас до бесконечно удаленных светил».
Еще о годах студенчества
Чтобы рассказать о своем учителе Аристархе Аполлоновиче Белопольском, мне придется вернуться на несколько лет назад, в университет.
Уже на третьем курсе совершенно ясно определилось мое влечение к астрофизике-в частности, к изучению спектрально — двойных звезд. Меня эти звезды заинтересовали своей необычностью: они движутся вокруг общего центра тяжести и расположены так близко друг к другу, что их не удается наблюдать в отдельности даже в самые мощные телескопы. В связи с изучением спектрально-двойных звезд у меня возник вопрос, который не давал мне покоя: с одинаковой ли скоростью распространяются лучи разной длины волны в межзвездном пространстве, или, как говорят в науке, есть ли в пространстве дисперсия света? (О ней я еще буду подробно говорить.)
Как раз в это время А. А. Белопольский продвинул уже довольно далеко свои замечательные исследования лучевых скоростей звезд по направлению к Солнцу или от него, или скоростей по направлению луча зрения.
Один за другим появлялись в свет блестящие труды знаменитого пулковского астрофизика. Я тщательно следил за ними. В «Известиях Академии наук» увидел его статью с данными о лучевых скоростях переменной звезды беты Лиры. (Переменные звезды отличаются от обычных тем, что изменяют свою яркость.) Эта статья как нельзя лучше соответствовала тому материалу, который был необходим для моей работы.
У Аристарха Аполлоновича было правило печатать свои исследования со всеми подробностями, вплоть до отдельных измерений. Это прекрасное правило дало возможность мне, еще студенту, сделать первое научное открытие.
Я написал о нем Белопольскому и неожиданно быстро получил ответ. Ученый, одобрив мою работу, советовал: «Ваши исследования хорошо было бы напечатать. Подходящим изданием для этого, думается, будет итальянский журнал «Меморие делла Сочиета дельи Спеттроскописти Италиани», выходящий под редакцией Таккини. Статьи, принимаются на французском языке. Если хотите, я переведу статью на французский язык и перешлю в редакцию».
Все меня поразило в этом письме: и то, что ответ был послан скоро, и то; с какой внимательностью отнесся Белопольский к начинающему ученому, и та готовность, с которой он согласился помочь напечатать результат моего первого исследования.
Так началась моя переписка со знаменитым русским астрономом. В своих письмах Аристарх Аполлонович очень тактично направлял мою работу, поддерживал во мне уверенность в успехе.
«Будем надеяться, что вы не бросите науку после университета, приедете в Пулково», — писал он, советуя продолжать исследования, и рекомендовал быстрее их напечатать.
Моя первая статья, переведенная Белопольским, была напечатана.
В начале того же года я сообщил Аристарху Аполлоновичу о мысли применить спектральные двойные звезды к исследованию космической дисперсии света. В ответе он писал: «Что касается вашего желания исследовать космическую дисперсию света; то с нашими средствами тут трудно получить что-либо реальное.
Но в будущем, при исследовании альфы прим Близнецов, я приму во внимание вашу мысль и применю один способ, который пришел мне в голову лишь недели две тому назад».
С тех пор Моей заветной целью стала Пулковская обсерватория.
Потом, как уже рассказывал, я кончил университет, и началось мое «смутное время», время репетиторства и поисков службы. Но мысль работать под руководством Белопольского меня не покидала.
Начало пути
Через всю жизнь пронес я глубокую признательность и самое искреннее чувство к академику Белопольскому — замечательному ученому и сердечному человеку.
Познакомились мы с ним, когда он был уже известным на весь мир ученым. Но, прежде чем рассказывать о нашей личной встрече, мне хотелось бы рассказать о детских и юношеских годах замечательного астронома, тем более что он сам много рассказывал мне о своей жизни.
А. А. Белопольский родился 1 июля 1854 года в семье воспитателя одной из московских гимназий. Мать его была прекрасной пианисткой, она окончила консерваторию в Гамбурге, владела тремя иностранными языками.
У Аристарха Аполлоновича были два брата-Олимп и Александр. Дети играли в саду, строили, плотничали, делали разные опыты по физике и химии.
В доме Белопольских часто собирались интересные люди, ценившие Белинского, Чернышевского, Сеченова. Читали здесь и запрещенные издания, например «Колокол» Герцена. «Дети, — как говорил Аполлон Григорьевич, отец ученого, — кое-что усваивали».
В детские годы Аристарх Аполлонович увлекался мастерством. Родители собирались даже устроить его учиться в какое-либо техническое училище.
Одиннадцати, лет Белопольский поступил в гимназию.
«Я до 6-го класса учился хорошо, хотя на приготовление уроков много времени не тратил, — вспоминал он однажды. — Но на выпускном экзамене провалился, остался еще на год в новом, введенном тогда 8-м классе. Кончил гимназию, поступил на физико-математический факультет Московского университета. После первого курса попал к известному в Москве меценату Савве Ивановичу Мамонтову. В имении Абрамцево провел в среде художников и музыкантов целое лето. Там познакомился с Репиным, Васнецовым, Невревым, артисткой Федотовой…»
Аристарх Аполлонович говорил мне как-то, что и в гимназические годы у него было очень сильное увлечение механизмами. Поэтому он научился слесарному, механическому и столярному делу и изготовлял разные приборы.
Венцом была постройка металлической модели паровоза, которая двигалась паром, как и настоящий локомотив.
Семья Белопольских была малообеспеченной, и Аристарх Аполлонович продал модель какому-то богатому любителю за весьма солидную сумму — не то за одну тысячу рублей, не то за десять тысяч рублей (точно не помню).
Следуя влечению к практической механике, будущий ученый в каникулы после второго курса выпросил разрешение работать в мастерской по ремонту локомотивов при Ярославской железной дороге. Проработал он там месяца два или три. Сотрудники обсерваторий всегда удивлялись способности Белопольского переносить неудобства при холодной погоде во время наблюдений. Оказывается, Аполлон Григорьевич с детства приучал сыновей спать при открытых окнах в нетопленном помещении. Эта закалка впоследствии очень помогла астроному.
Белопольский часто говорил, что астрономом он стал неожиданно для себя.
Замечательный русский ученый Бредихин, директор астрономической обсерватории при университете, заметил выдающиеся способности студента и по окончании Белопольским курса предложил ему занятия фотографированием солнечной поверхности.
Аристарх Аполлонович согласился, и в его распоряжение был отдан фотогелиограф. Позднее Бредихин пригласил Белопольского на место ассистента на обсерватории, которое раньше занимал известный астрофотометрист Цераский.
Аристарх Аполлонович всегда с благодарностью вспоминал своего учителя Бредихина-одного из основоположников астрофизики. Еженедельные собрания у Бредихина он называл своим настоящим университетом.
«У Бредихина, — рассказывал Аристарх Аполлонович, — собирались нередко профессора Цингер, Давидов, Слудский, Столетов, Жуковский, Шереметьевский, Троицкий. «Отцов астрономов», как называл нас Бредихин, было четверо: Громадский, Цераский, Соколов и я.
Собраний были чрезвычайно оживленными, и центром оживления почти всегда был Цераский, веселый, остроумный, общительный, живо интересующийся самыми разными проблемами научной и общественной жизни.
Вокруг Цераского обычно группировалась молодежь. У него на вечерах студенты встречались с такими выдающимися профессорами, как Вл. Соловьев, Андреев, Жуковский, Все они тогда были молоды, блистали талантами, оригинальностью, умственным подъемом и богатой эрудицией. Поистине, я чту за особое счастье, что первые шаги моей жизни после университета протекали вблизи этой блестящей среды…»
Научная деятельность молодого ученого была разнообразной и плодотворной.
За период работы в Москве он опубликовал 15 научных исследований в «Анналах» Московской обсерватории и 23 — в иностранных журналах.
О Московской обсерватории Аристарх Аполлонович не забывал.
В книге посетителей обсерватории есть его записи: первая — «в день защиты докторской диссертации 1896 года января 16» и последняя — в день посещения своей научной дорогой колыбели 1923 года сентября 25».
На защите докторской диссертации Белопольским мне посчастливилось присутствовать. Тогда я был студентом третьего курса.
В 1888 году А. А. Белопольский был приглашен на Пулковскую обсерваторию. К этому времени он уже был известным ученым.
Неутомимый наблюдатель и исследователь
Научная работа в Москве была плодотворной подготовкой для основной деятельности Аристарха Аполлоновича в Пулкове.
Новый адъюнкт-астроном обсерватории вел меридиональные наблюдения небесных светил, занимался астрометрией — областью астрономии, которая изучает точное положение небесных тел, законы их вращения и другие подобные вопросы. И хотя в астрономии у Белопольского были сделаны важные исследования, она его не особенно интересовала.
Как он сам говорил, ему хотелось разгадывать тайны физических, свойств и химического состава небесных светил и межзвездной материи. Иными словами, его влекла к себе астрофизика. Но любимой наукой он смог заняться только в 1893 году, когда Академия наук избрала его на должность астрофизика Пулковской обсерватории.
В этом же году Белопольский привез из-за границы и установил так называемый нормальный астрограф. С помощью нового инструмента он стал фотографировать спектры небесных тел и вскоре приобрел известность выдающегося спектроскописта.
Белопольский отличался колоссальной работоспособностью. Даже в преклонные годы он не тяготился работой, наблюдая на двух больших инструментах: рано утром — Солнце на спектрографе Литрова, вечером — звезды на 30-дюймовом рефракторе. Всю обработку наблюдений — измерения спектров и вычисления — он производил сам.
Белопольский часто говорил, что, когда стоит фотопластинка уже проявленная, сухая и годная к измерению, совсем забывается, сколько всяческого труда стоило ее получить. Бывало, зимними вечерами ученый экспонировал снимки в течение семи часов, но ни одной годной пластинки получить не удавалось. Особенную трудность доставляла Аристарху Аполлоновичу экспозиция беты Возничего вблизи меридиана. Ему приходилось подолгу лежать на спине на полу. А потом у него неделю болела шея.
На весь мир прославился Белопольский лабораторным доказательством принципа Допплера-Физо.
Теория говорила, что если источник света приближается, к наблюдателю, то число световых волн увеличивается по сравнению с тем случаем, когда источник света неподвижен. Иначе говоря, если источник света приближается, частота света как бы увеличивается, а длина волны уменьшается. Движение источника света будет отмечено положением линии в спектре.
При излучении света источником, движущимся к наблюдателю, линии должны быть двинуты в стороны коротковолновой части спектра. При движении источника от наблюдателя линии сдвинутся в обратную сторону.
Было давно известно, что подобное свойство присуще звуку. Тон свистка паровоза, удаляющегося от наблюдателя, становится более низким, и наоборот — повышается при приближении к наблюдателю.
Но обладает ли этим же свойством свет? Чтобы ответить на вопрос, надо было дать источнику света громадную скорость, сравнимую со скоростью движения источников света в межзвездном пространстве. Получить такую скорость в земных условиях было не так-то просто.
Белопольскому пришла блестящая мысль — воспользоваться отражением света от движущихся зеркал. Он сконструировал прибор, где зеркала, подобно лопастям, укреплялись на колесах, вращающихся в противоположные стороны. Быстро крутящиеся зеркала перемещали с колоссальной скоростью изображение неподвижного источника света, и Белопольский как бы получил искусственную «летящую звезду».
Изменяя направление движения зеркал, он добивался изменения в положении «звезды»: она или приближалась к наблюдателю, или удалялась от него.
Сняв спектр при вращении зеркал в одну сторону — приближающийся источник света, — Аристарх Аполлонович, затем менял направленно и получал световой спектр удаляющегося источника.
Смещение спектральных линий происходило сначала в одну, потом в другую сторону. И измеряемая величина — частота света — соответственно увеличивалась и уменьшалась. Спектральные смещения вполне совпали с вычисленными. Таким образом был подтвержден на Практике, в лаборатории, принцип Доплера — Физо. Вот почему его иногда называют принципом Доплера — Физо — Белопольского.
Новый метод исследований, введенный Белопольским, позволил нам узнать, движутся небесные светила к нам или от нас и с какой скоростью.
Аристарх Аполлонович показывал мне прибор, на котором сделал это замечательное открытие. Он был небольших размеров. колеса имели диаметр около 15 сантиметров.
Изучение законов вращения Сатурна дало ученому материал для другого выдающегося открытия. Наблюдения подтвердили, что кольца Сатурна вращаются не как одно целое тело, а каждое со своей скоростью. Их движение происходит по тому же закону, но которому вращаются планеты вокруг Солнца и спутники вокруг планет.
Теоретическое заключение, сделанное нашей знаменитой соотечественницей С. В. Ковалевской, о том, что каждое кольцо Сатурна достоит из массы мелких тел, получило в работах Белопольского практическое подтверждение.
Замечательный астроном открыл спектральную двойственность некоторых звезд: беты Лиры, альфы прим Близнецов, дельты Цефея и некоторых других.
Аристарх Аполлонович объездил почти все крупнейшие обсерватории за рубежом.
Участвовал Белопольский и в экспедициях.
Будучи сотрудником Московской обсерватории, был послан с экспедицией в Юрьевец в 1887 году, где фотографировал полное солнечное затмение. Еще раз он наблюдал солнечное затмение в августе 189 года, когда организовал экспедицию на Амур, в село Орловское. Незадолго до смерти, а восьмидесятилетнем возрасте, участвовал в экспедиции на Северный Кавказ для выбора места строительства новой астрофизической обсерватории.
«Золотые руки»
В начале главы я приводил рассказ о модели паровоза, сделанной моим знаменитым учителем.
В зрелые годы он не только занимался различными моделями и небольшими поделками, но проводил настоящую конструкторскую работу. За любовь и умение делать все своими руками его называли «Золотые руки».
В мастерской обсерватории по чертежам Аристарха Аполлоновича был построен спектрограф для точного исследования спектров звезд. По его же чертежам изготовили микроскоп-микрометр, измеряющий спектрограммы. Им пользуются до сих пор.
Занимался Белопольский и сборкой приборов. Он помогал в установке 40-дюймового рефрактора на Крымской обсерватории.
С этой целью просмотрел все чертежи — а их было около ста, и дал подробный план работ.
Помню, сколько времени уделял ученый совершенствованию приборов и инструментов, которые изготовлялись или у нас в Пулкове, или на заводах, а затем устанавливались на обсерватории. В 1923 году он собрал спектрограф системы Литрова и вел на нем важные наблюдения.
Неутомимым работником был Белопольский. И что бы он ни делал, он делал с большой любовью и энтузиазмом, которым умел заражать окружающих.
С огромным вниманием слушала аудитория его публичные научные лекции. Они всегда имели заслуженный успех. Так, в день 200-летия со дня смерти И. Ньютона он прочитал лекцию «О расстояниях и движениях звезд». Выступал Белопольский я как популяризатор. В живо и интересно построенных популярных беседах научное содержание раскрывалось понятными образными средствами и доступными для неподготовленной публики примерами.
Белопольский всегда говорил, что для развития любой науки большое значение имеют встречи ученых. Он сам охотно принимал участие в съездах, конференциях, совещаниях. Нередко выступал с докладами.
Активную деятельность вел Белопольский в русском отделении Комиссии по исследованию Солнца, где он был председателем.
Аристарх Аполлонович сотрудничал в журнале «Мироведение», переводил на русский язык иностранные научные статьи и книги, редактировал переводы.
В одной из своих речей Белопольский говорил, что науке о небе предстоит трудный и сложный путь, но это не должно пугать астрономов, они могут бодро смотреть вперед, ибо ясно, в каком направлении надо ждать успехов.
Высоким и почетным считал ученый труд астрономов, которые по его словам, «постигают невидимое в звездном мире и этим как бы сокращают расстояние от нас до бесконечно удаленных светил».
РАБОТА ВО ФРАНЦИИ
Медонская обсерватория
Своим вторым учителем я считаю знаменитого французского астронома Жансена. Как я стал его учеником?
Я уже писал, что в 1898 году, вскоре после женитьбы, у меня появилась возможность поехать во Францию.
Чудесным апрельским днем я приехал в Париж. Он встретил меня благоуханием цветущих каштанов. Улицы были напоены этим тонким и нежным ароматом.
Ошеломленный, бродил я по городу. Поэтически-певуче звучали для меня названия красивейших площадей: «La place de la Concorde», «La place de l'Etoile»… Медленно, лениво несла свои тяжелые воды Сена. Набережные около площади Согласия были заняты парижскими букинистами. Взглядом не окинешь вереницу миниатюрных книжных лавочек, прикрытых от солнца полотняными навесами…
В городе все говорило об истории: здание парижской ратуши, революционное Сен-Антуанское предместье, вечно молодой старинный Латинский квартал — район художников и студентов, кладбище Пер-Лашез, где были расстреляны коммунары, и проведенная по булыжнику мостовой длинная белая черта, которая по сей день показывает прохожим огромные размеры страшной Бастилии, сметенной разгневанным народом во времена Великой французской революции.
Столице Франции более тысячи лет, и, несмотря на перестройку, она сохранила наслоения самых различных эпох.
Идешь по широкой улице и вдруг попадаешь в узенький переулочек, который будто бы говорит: «А я остался от средневековья».
А вот квартал строгих классических зданий. Вдруг его сменяет улица, на которой возвышаются пышные дворцы барокко со множеством колонн и кариатид, согнувшихся под тяжестью балконов.
Он покорил меня сразу, этот незабываемый город, как покоряет, вероятно, каждого, кто вступал на камни его мостовых и провел в нем хотя бы один день.
Перед отъездом во Францию я просил Белопольского дать мне рекомендательные письма к французским астрономам и физикам, с которыми он был знаком. Со свойственной ему готовностью помогать начинающим ученым Аристарх Аполлонович прислал такие письма и присовокупив к ним свое напутствие: «Ищите за границей больше тем, чем знании. Вы кончили курс, знаете, где знания сидят, и уже сумеете их разыскать по книгам, но темы для работы нелегко найти. Для этого нужно либо счастье, либо развитие, полученное, между прочим, и из путешествий. Поэтому приглядывайтесь, чем люди занимаются и как они занимаются».
Особенно ценным для меня было письмо к пулковскому астроному Алексею Павловичу Ганскому, который был известен своими фотографическими изучениями Солнца. Наблюдения и снимки позволили Ганскому установить закон периодичности изменения форм солнечной короны. Благодаря этому закону астрономы могут предсказать форму короны па много лет вперед.
В начале 1897 года Алексей Павлович отправился в Париж. Он стал слушать лекции в Сорбонне, занимался на Парижской обсерватории. Под руководством французского астронома Лоеви фотографировал Луну.
Но Луна, ток говорится, не была стихией Ганского. Его влекло Солнце. И он стал посещать Медонскую обсерваторию, прославившуюся на весь мир классическими способами фотографирования Солнца.
Когда я приехал в Париж, Ганский уже около года работал в Медоне. Директором там был один из отцов астрофизики, знаменитый Жюль Жансен.
Это был всемирно известный ученый. Он получил лучшие, не превзойденные до настоящего времени фотографии деталей солнечной поверхности и нашел способ наблюдений (конечно, при ясной погоде) солнечных выступов — протуберанцев.
Снимки делались на жидком коллоидном слое, который Жансен сам изготовлял. Свежую, только что приготовленную пластинку надо было как можно скорее уложить в кассету, сделать снимок и тут же его проявить. Благодаря мелкой зернистости снимки получались очень отчетливыми.
Интересны работы Жансена о линиях кислорода в солнечном спектре. Он доказал, что они происходят от кислорода в земной атмосфере. Для этих исследований он достроил обсерваторию на вершине высочайшей горы в Европе — Монблана. Сюда его поднимали носильщики в специальном кресле.
Дело в том, что Жансен был хром. Одна нога у него была заметно короче другой, и он ходил с палочкой.
Ученый имел внушительную внешность. Большую «львиную» голову обрамляли седые длинные волосы. Усы и борода были тоже совершенно белыми. Держал себя Жансен очень важно. В его официальном кабинете стояло единственное кресло для него самого. Обычные посетители — сотрудники обсерватории — разговаривали с ним стоя. Только для именитых посетителей, особенно для иностранцев, приносили стулья.
Жансен не переносил никаких возражений. Помню его категорическую фразу: «Если академик сказал: это так, то это так». А он был академиком Парижской академии наук.
К русским Жансен относился очень хорошо — возможно, еще и потому, что тогда было время франко-русского союза.
Ганский познакомил меня с Жансеном, с известным французским астрофизиком Деландром и другими сотрудниками Медонской обсерватории.
Я попросил у Жансена разрешения поработать на медонских астрономических инструментах. Жансен охотно пошел навстречу моей просьбе. Он сказал:
— У нас теперь свободен телескоп с зеркалом в один метр диаметром. Займитесь фотографированием туманностей.
Я был и обрадован и несколько смущен, так как никогда еще не наблюдал с помощью больших астрономических инструментов.
Затем он вызвал служителя и обратился к нему:
— Вы будете помогать Тихову открывать и закрывать башню телескопа, а также поможете ему и в других работах, требующих большого физического усилия.
Вот и все. Меня просто ошеломило такое доверие к начинающему астроному.
Моя долгая жизнь в науке дает мне право утверждать, что именно так надо обращаться с молодыми учеными. Тогда, чувствуя к себе доверие старшего, они будут стараться оправдать это доверие, и дело пойдет на лад к радости и учителя и ученика.
С французским языком я освоился очень быстро. Когда приехал в Париж, то с трудом составлял простые фразы. А недели через три уже совершенно свободно мог вести длинные разговоры, и эти меня несказанно радовало.
Прошел месяц моего пребывания в Париже. За это время я познакомился с популяризатором астрономии, энтузиастом Камиллом Фламмариоиом, чьи увлекательные книги открыли мне историю неба и так захватили меня в юности.
Из астрономов Парижской обсерватории особенно сильное впечатление произвели на меня пионеры фотографировании звезд — братья Поль и Проспер Анри.
Вспоминаю курьезный случай, который произошел в день первого знакомства с ними.
Как-то в звездную сентябрьскую ночь Ганский привел меня в их павильон в обсерваторском саду и представил. Астрономические знаменитости в один голос сказали мне с чисто французской галантностью:
— Очень рады познакомиться с вами. Много о вас слышали.
Я был в восторге.
«Неужели, — подумал я, — две небольшие статьи в итальянском спектроскопическом журнале получили такую известность?!»
Братья Анри любезно показали свои астрографы — камеры для фотографирования звезд, — несколько звездных негативов к некоторые предметы для наблюдения в павильонах и лабораториях. Прием братьев Анри меня очаровал. Поблагодарив хозяев и попрощавшись с ними, мы ушли.
Когда были уже на улице, Алексей Павлович сказал;
— А знаете, что они спросили, когда вы отошли несколько в сторону?
— Нет, не знаю. А что?
— Они спросили меня: «Как его фамилия?»
В конце мая 1898 года Жансен собирался в селение Шамони, у подножия Монблана. На вершине его — на высоте 4810 метров над уровнем океана — была построена прямо на снегу деревянная обсерватория.
История этой обсерватории очень интересна. Жансен попросил Эйфеля, знаменитого строителя Эйфелевой башни, возвести на вершине Монблана обсерваторию. Эйфель в поисках основания под строение пробил туннель на глубине 15 метров под самой вершиной. Но наткнуться на скалу, как он предполагал, не удалось, и строить обсерваторию Эйфель отказался, заявив, что она будет неустойчива.
Но Жансен был человеком упрямым и обсерваторию все-таки построил — небольшое деревянное здание, напоминавшее железнодорожный вагон. К крыше оно было скошено и в сечении походило на трапецию. На крыше неподвижно закрепили астрономическую трубу, направленную к Северному полюсу. Перед ней установили плоское зеркало. С его помощью можно было направлять в трубу свет любого небесного тела.
Но Эйфель оказался прав. Здание все-таки сползло вниз. Когда я отправился на обсерваторию, то, по совету Жансена, должен был с помощью отвеса проверить наклон стен. В письме-инструкции по работам на Монблане, которое у меня хранится по сей день, даже есть небольшой чертежик, сделанный собственноручно Жансеном, на нем показано, как проверить наклон.
Но, прежде чем говорить о наблюдениях, которые мне довелось вести с обсерватории Монблана, я остановлюсь на одном интересном эпизоде.
В ноябре 1899 года Жансен сделал мне заманчивое предложение. Ожидался поток падающих звезд Леонид. Их удалось до тех пор наблюдать лишь три раза, с промежутками в 33 года.
Для наблюдения этого редкого явления Жансен посоветовал мне лететь на воздушном шаре, так как чем выше находишься над землей, тем яснее видны звезды.
Шар, на котором я должен был лететь, гондолу и все принадлежности делали в Париже.
В ночь на 15 ноября 1899 года-60 лет назад — шар «Аэроклуб» с двумя пилотами, членами парижского аэроклуба графом де ля Во и де Сэн Виктором, химиком Леспио и мною поднялся в воздух. Ночь была очень пасмурной. Но через несколько минут мы были выше тумана, который покрывал землю слоем толщиной в 200 метров. Небо было совершенно чистым. Я стал просматривать его со стороны созвездия Льва.
И вот упала одна звезда, затем другая, третья… Я не мог оторваться от этого зрелища. Поток Леонид все увеличивался. До 6 часов утра мне удалось увидеть 91 падающую звезду. К сожалению, значительная часть, небосклона была скрыта от меня шаром. Можно предполагать, что без этой помехи я увидел бы не менее двухсот падающих звезд.
Так мне посчастливилось наблюдать редчайшее явление природы.
«Хозяин Монблана»
А теперь об экспедиции на Монблан.
Основным назначением обсерватории на Монблане, по мысли Жансена, было изучение Солнца. В то время еще не было известно, есть ли на Солнце кислород, так как кислород земной атмосферы вуалировал в спектре Солнца те линии, которые могли происходить от кислорода солнечного. Чтобы ослабить действие в наблюдаемом солнечном спектре кислорода земной атмосферы, надо было подняться на возможно большую высоту и изучать оттуда спектр Солнца.
В начале зимы Жансен вызвал меня к себе и сказал:
— Было бы хорошо, если бы вы построили специальный дифракционный спектрограф и летом будущего года отправились с ним на обсерваторию Монблана, чтобы сфотографировать оттуда спектр Солнца.
Ни минуты не колеблясь, я дал согласие.
Спектрограф-прибор, предназначенный для «записи» — фотографирования — спектра небесных тел. Каждый знает, что световой луч многоцветен. Но его можно разложить на составные части. Тогда он будет напоминать радугу, только более отчетливую. Это и есть световой спектр. Солнечный луч, который попадает в спектрограф при помощи призмы, разлагается на составные части и фотографируется.
Жансен предложил вычертить прибор, купить в Париже дифракционную решетку и с помощью обсерваторского механика и столяра построить спектрограф. Работа шла очень быстро, и к весне все было готово.
Я был на вершине Монблана в 1899 году два раза.
Первый раз пробыл там двое суток, второй — целую неделю одновременно с Ганским.
У Алексея Павловича Ганского была на Монблане, по заданию Жансена, другая работа — исследование солнечного излучения, или, как говорят физики солнечной постоянной.
Мы с Ганским поехали по железной дороге в город Шамони. Оттуда в те времена начинался пешеходный подъем на вершину Монблана.
Жансен, приехавший также в Шамони, пригласил для нас опытного проводника и семерых носильщиков. Кроме наших инструментов, носильщики несли запас продовольствия и тёплую одежду.
Итак, в одно прекрасное летнее утро наша партия из десяти человек выступила в поход. В первый день мы прошли приблизительно полпути и заночевали в горном домике-приюте Гран-Мюле. После ночевки, рано утром отправились дальше и к середине дня были уже на вершине Монблана. Пришли совершенно бодрыми, в отличие от некоторых туристов, которые являются на Монблан с горной болезнью, не могут есть и тем более работать.
Надо сказать, что Алексей Павлович сроднился с альпийской вершиной. В начале каждого лета его туда тянуло непреодолимо. Он с большим желанием отправлялся каждый раз на Монблан и наблюдал там солнечное излучение.
Казалось. Ганский не замечал ни плывущих под нами облаков, ни разреженного воздуха; чувствовал себя как дома. Поглядывая на Алексея Павловича, я с восхищением думал: «Вот поистине хозяин Монблана!» и невольно старался во всем ему подражать.
Мы чувствовали себя на высоте превосходно, чем немало удивляли наших проводников и приходивших туристов.
От горной болезни мы ничуть не страдали. Проводники говорили нам, что на вершине нельзя много есть. На это мы отвечали:
— Откупорьте нам еще баночку консервов.
Работа наша кипела. Ганский определял силу солнечного излучения, я сделал много снимков теллурических линии солнечного спектра, линий, которые происходят от поглощения света газами земной атмосферы и значительно усиливаются с приближением Солнца к горизонту.
Работа с Ганским доставляла мне большое удовольствие. Он был пытливым исследователем, по-настоящему влюбленным в свое дело.
Мне еще раз в жизни довелось вести астрономические наблюдения совместно с Алексеем Павловичем.
Это было весной 1906 года. Я тогда уже был сотрудником Пулковской обсерватории. Мы с Ганским обратились в Академию наук с предложением послать экспедицию в Крым для исследования зодиакального света и изучения качеств изображений. Зодиакальный свет представляет собой остатки той туманности, из которой образовалось Солнце и окружающие его планеты. Поэтому изучение его весьма важно для решения проблемы о происхождении Солнца и планет. Академия наук назначила Ганского начальником экспедиции, а меня включила в ее состав.
Мы взяли с собой астрограф и светосильный спектрограф и отправились через Севастополь и Ялту на перевал Аи-Петри.
Заведующий местной метеорологической обсерваторией К. Ф. Левандовский нас очень радушно принял, предоставил комнату, а его мать согласилась обслуживать нас.
Мы установили спектрограф, я для астрографа построили павильон из досок.
Что такое спектрограф, вы уже знаете; астрограф же — это прибор для фотографирования звезд. Его название происходит от двух греческих слов «астрон» — «звезда», «графо» — «пишу», то есть «записываю звезды».
Не теряя времени, мы приступили к наблюдениям. Солнце, Луна, планеты и звезды были отчетливо видны не только в тихую погоду, но и при сильном, валившем с ног ветре.
К сожалению, на западе низко над горизонтом, где был зодиакальный свет, собирались облака, что очень мешало наблюдениям.
Но наша экспедиция была удачна в другом отношении.
На обратном пути, проезжая из Ялты в Севастополь, Алексей Павлович был поражен, увидев вблизи шоссе над Симеизом астрономическую обсерваторию. Это были две отдельные башни и небольшой дом.
Ганский осмотрел постройки, но оказалось — инструментов там еще нет. Узнав, что эта обсерватория принадлежит одному из владельцев Симеиза, Мальцеву, Алексей Павлович после возвращения в Пулково написал ему письмо.
Ганский просил сообщить некоторые подробности об обсерватории. По странной случайности, письмо в дороге пропало, и Алексей Павлович ответа не получил. Прошло полтора года — он послал второе письмо. На этот раз получил ответ по телеграфу. Мальцев был доволен интересом, проявленным к его обсерватории. Он назначил Ганскому свидание в Царском Селе, где в это время жил.
При встрече владелец обсерватории предложил ее с порядочным участком земли в дар Ганскому, Алексей Павлович растерялся. Легко сказать-получить подарок, на содержание которого не имелось никаких средств!
Он рассказал об этом подарке директору Пулковской обсерватории Баклунду. Директор посоветовал написать Мальцеву, что его обсерваторию могло бы принять Пулково. Мальцев согласился.
Начались официальные переговоры через Академию наук и Министерство народного просвещения. Было выработано положение о Симеизском отделении Пулковской обсерватории, которое затем представили на рассмотрение в Государственную думу.
Таким неожиданным образом давнишняя мечта Ганского — иметь обсерваторию на юге — сбылась.
Летом 1908 года, полный надежд и интереснейших проектов будущих работ, ехал Алексей Павлович в Крым. Но едва он успел установить астрограф и сделать несколько снимков, как случилось непоправимое.
Однажды Алексей Павлович пошел купаться на море. При сильном прибое его ударило головой о камень. Он потерял сознание и утонул.
Это была большая потеря. В возрасте 36 лет погиб один из талантливейших русских астрофизиков, получивший уже большую известность своими превосходными работами по исследованию Солнца и его короны.
«Старшая дочь королей»
Вернемся во Францию.
По совету Ганского, в первый же год пребывания в Париже я записался студентом в Парижский университет-Сорбонну. Пришел в канцелярию Сорбонны, показал французский перевод диплома и получил какое-то удостоверение на право посещения лекций. Если не ошибаюсь, это ничего не стоило.
Жил я в Медоне: Жансен предоставил мне комнату на обсерватории. В Париж на лекции и по другим делам я ездил по железной дороге. На это уходило совсем немного времени.
Свое название — Сорбонна — университет получил по фамилии основателя, бывшего духовником французского короля Людовика Святого. Открыли Сорбонну в XIII веке. Первоначально это была высшая богословская школа, которая затем стала университетом, в современном понимании этого слова.
По правде сказать, мне очень льстило звание студента одного из старейших в мире университетов. «Здесь, — думал я, — велись диспуты между средневековыми учеными. Здесь звучала вдохновенная речь Джордано Бруно — великого скитальца, изгнанного церковниками из отечества, Джордано Бруно — смелого гения, впервые смутившего умы человечества мыслью о возможности жизни во Вселенной».
От студентов-французов я узнал любопытную историю о Парижском университете.
Очень давно, на заре своей истории, Сорбонна получила необычный титул: «Старшая дочь королей». И долгое время в старинных документах именовалась «Ваша покорнейшая и благочестивая дочь — Парижский университет».
«Старшая дочь королей» в те времена, когда я там учился, славилась своими преподавателями. Я слушал лекции известных профессоров: математику — у Пикара, аналитическую механику — у Аппеля, теоретическую физику — у Пуанкаре, физику — у Липпмана, изобретателя первой цветной фотографии, астрономию — у Вольфа, химию — у Труста. Ботанику — у Бонние.
В Сорбонне пробовал заниматься в физической и химической лабораториях. Но насколько мне были интересны теоретические курсы, настолько не удовлетворяли практические занятия.
Являлся лаборант-химик и диктовал студентам условия предстоящего опыта без объяснения его сути. Получалось нечто вроде составления лекарств по заданному рецепту.
С опытами по физике было еще хуже. Студента приводили в комнату, где стоял прибор и на стене висело очень неразборчиво написанное объяснение опыта.
Проходило два часа, за которые студент только начинал разбираться в приборе, как являлся лаборант и говорил, что время истекло и надо освободить комнату для другого. На вопрос, можно ли продолжить работу на этом приборе в следующий раз, получали ответ, что в следующий раз будет дан уже другой прибор.
Посетив по два — три раза практические занятия по физике и химии, я перестал бывать на них из-за их полной бесполезности.
Из рассказанного мною о жизни во Франции можно сделать вывод, что я дни и ночи занимался одной астрономией.
Но это не так. Я часто посещал парижские театры. Видел игру знаменитой Сары Бернар.
Бывал и в музеях.
Быть в Париже и не быть в Лувре невозможно. Я неоднократно простаивал там часами у знаменитых полотен великих мастеров, видел прекрасные статуи античных скульпторов.
В бытность мою во Франции я жил одно время с семьей на даче недалеко от швейцарского города Женевы. В то время в этом городе жил и работал астроном Эмиль Шер, который очень хорошо изготовлял астрономические объективы. Я попросил Шера поучить меня столь важному для астронома делу. Он охотно согласился, и я стал приходить к нему раза два в педелю шлифовать стекла.
У Шера была четырехлетняя дочь Ренэ. Ренэ усаживалась ко мне на колени и немного мешала работать.
Прошло целых 60 лет. Маленькая девочка стала старушкой, разыскала мой адрес через Пулковскую обсерваторию и пишет мне трогательные письма, которые вызывают у меня слезы умиления. Я неизменно отвечаю ей.
В начале 1901 года я вернулся в Россию. Покидая Францию, я чувствовал к ученым этой страны большую искреннюю благодарность за гостеприимство и за особую чисто французскую широту и свободу научных взглядов, которые я там наблюдал и усвоил.
Я помню радость, которую испытал, когда вышел на пограничной станции из вагона и увидел русского носильщика. Как приятно было заговорить на родном языке после французского и немецкого (я возвращался из Франции через Германию)! Это чувство радости не покидало меня всю дорогу до самой Москвы.
Медонская обсерватория
Своим вторым учителем я считаю знаменитого французского астронома Жансена. Как я стал его учеником?
Я уже писал, что в 1898 году, вскоре после женитьбы, у меня появилась возможность поехать во Францию.
Чудесным апрельским днем я приехал в Париж. Он встретил меня благоуханием цветущих каштанов. Улицы были напоены этим тонким и нежным ароматом.
Ошеломленный, бродил я по городу. Поэтически-певуче звучали для меня названия красивейших площадей: «La place de la Concorde», «La place de l'Etoile»… Медленно, лениво несла свои тяжелые воды Сена. Набережные около площади Согласия были заняты парижскими букинистами. Взглядом не окинешь вереницу миниатюрных книжных лавочек, прикрытых от солнца полотняными навесами…
В городе все говорило об истории: здание парижской ратуши, революционное Сен-Антуанское предместье, вечно молодой старинный Латинский квартал — район художников и студентов, кладбище Пер-Лашез, где были расстреляны коммунары, и проведенная по булыжнику мостовой длинная белая черта, которая по сей день показывает прохожим огромные размеры страшной Бастилии, сметенной разгневанным народом во времена Великой французской революции.
Столице Франции более тысячи лет, и, несмотря на перестройку, она сохранила наслоения самых различных эпох.
Идешь по широкой улице и вдруг попадаешь в узенький переулочек, который будто бы говорит: «А я остался от средневековья».
А вот квартал строгих классических зданий. Вдруг его сменяет улица, на которой возвышаются пышные дворцы барокко со множеством колонн и кариатид, согнувшихся под тяжестью балконов.
Он покорил меня сразу, этот незабываемый город, как покоряет, вероятно, каждого, кто вступал на камни его мостовых и провел в нем хотя бы один день.
Перед отъездом во Францию я просил Белопольского дать мне рекомендательные письма к французским астрономам и физикам, с которыми он был знаком. Со свойственной ему готовностью помогать начинающим ученым Аристарх Аполлонович прислал такие письма и присовокупив к ним свое напутствие: «Ищите за границей больше тем, чем знании. Вы кончили курс, знаете, где знания сидят, и уже сумеете их разыскать по книгам, но темы для работы нелегко найти. Для этого нужно либо счастье, либо развитие, полученное, между прочим, и из путешествий. Поэтому приглядывайтесь, чем люди занимаются и как они занимаются».
Особенно ценным для меня было письмо к пулковскому астроному Алексею Павловичу Ганскому, который был известен своими фотографическими изучениями Солнца. Наблюдения и снимки позволили Ганскому установить закон периодичности изменения форм солнечной короны. Благодаря этому закону астрономы могут предсказать форму короны па много лет вперед.
В начале 1897 года Алексей Павлович отправился в Париж. Он стал слушать лекции в Сорбонне, занимался на Парижской обсерватории. Под руководством французского астронома Лоеви фотографировал Луну.
Но Луна, ток говорится, не была стихией Ганского. Его влекло Солнце. И он стал посещать Медонскую обсерваторию, прославившуюся на весь мир классическими способами фотографирования Солнца.
Когда я приехал в Париж, Ганский уже около года работал в Медоне. Директором там был один из отцов астрофизики, знаменитый Жюль Жансен.
Это был всемирно известный ученый. Он получил лучшие, не превзойденные до настоящего времени фотографии деталей солнечной поверхности и нашел способ наблюдений (конечно, при ясной погоде) солнечных выступов — протуберанцев.
Снимки делались на жидком коллоидном слое, который Жансен сам изготовлял. Свежую, только что приготовленную пластинку надо было как можно скорее уложить в кассету, сделать снимок и тут же его проявить. Благодаря мелкой зернистости снимки получались очень отчетливыми.
Интересны работы Жансена о линиях кислорода в солнечном спектре. Он доказал, что они происходят от кислорода в земной атмосфере. Для этих исследований он достроил обсерваторию на вершине высочайшей горы в Европе — Монблана. Сюда его поднимали носильщики в специальном кресле.
Дело в том, что Жансен был хром. Одна нога у него была заметно короче другой, и он ходил с палочкой.
Ученый имел внушительную внешность. Большую «львиную» голову обрамляли седые длинные волосы. Усы и борода были тоже совершенно белыми. Держал себя Жансен очень важно. В его официальном кабинете стояло единственное кресло для него самого. Обычные посетители — сотрудники обсерватории — разговаривали с ним стоя. Только для именитых посетителей, особенно для иностранцев, приносили стулья.
Жансен не переносил никаких возражений. Помню его категорическую фразу: «Если академик сказал: это так, то это так». А он был академиком Парижской академии наук.
К русским Жансен относился очень хорошо — возможно, еще и потому, что тогда было время франко-русского союза.
Ганский познакомил меня с Жансеном, с известным французским астрофизиком Деландром и другими сотрудниками Медонской обсерватории.
Я попросил у Жансена разрешения поработать на медонских астрономических инструментах. Жансен охотно пошел навстречу моей просьбе. Он сказал:
— У нас теперь свободен телескоп с зеркалом в один метр диаметром. Займитесь фотографированием туманностей.
Я был и обрадован и несколько смущен, так как никогда еще не наблюдал с помощью больших астрономических инструментов.
Затем он вызвал служителя и обратился к нему:
— Вы будете помогать Тихову открывать и закрывать башню телескопа, а также поможете ему и в других работах, требующих большого физического усилия.
Вот и все. Меня просто ошеломило такое доверие к начинающему астроному.
Моя долгая жизнь в науке дает мне право утверждать, что именно так надо обращаться с молодыми учеными. Тогда, чувствуя к себе доверие старшего, они будут стараться оправдать это доверие, и дело пойдет на лад к радости и учителя и ученика.
С французским языком я освоился очень быстро. Когда приехал в Париж, то с трудом составлял простые фразы. А недели через три уже совершенно свободно мог вести длинные разговоры, и эти меня несказанно радовало.
Прошел месяц моего пребывания в Париже. За это время я познакомился с популяризатором астрономии, энтузиастом Камиллом Фламмариоиом, чьи увлекательные книги открыли мне историю неба и так захватили меня в юности.
Из астрономов Парижской обсерватории особенно сильное впечатление произвели на меня пионеры фотографировании звезд — братья Поль и Проспер Анри.
Вспоминаю курьезный случай, который произошел в день первого знакомства с ними.
Как-то в звездную сентябрьскую ночь Ганский привел меня в их павильон в обсерваторском саду и представил. Астрономические знаменитости в один голос сказали мне с чисто французской галантностью:
— Очень рады познакомиться с вами. Много о вас слышали.
Я был в восторге.
«Неужели, — подумал я, — две небольшие статьи в итальянском спектроскопическом журнале получили такую известность?!»
Братья Анри любезно показали свои астрографы — камеры для фотографирования звезд, — несколько звездных негативов к некоторые предметы для наблюдения в павильонах и лабораториях. Прием братьев Анри меня очаровал. Поблагодарив хозяев и попрощавшись с ними, мы ушли.
Когда были уже на улице, Алексей Павлович сказал;
— А знаете, что они спросили, когда вы отошли несколько в сторону?
— Нет, не знаю. А что?
— Они спросили меня: «Как его фамилия?»
В конце мая 1898 года Жансен собирался в селение Шамони, у подножия Монблана. На вершине его — на высоте 4810 метров над уровнем океана — была построена прямо на снегу деревянная обсерватория.
История этой обсерватории очень интересна. Жансен попросил Эйфеля, знаменитого строителя Эйфелевой башни, возвести на вершине Монблана обсерваторию. Эйфель в поисках основания под строение пробил туннель на глубине 15 метров под самой вершиной. Но наткнуться на скалу, как он предполагал, не удалось, и строить обсерваторию Эйфель отказался, заявив, что она будет неустойчива.
Но Жансен был человеком упрямым и обсерваторию все-таки построил — небольшое деревянное здание, напоминавшее железнодорожный вагон. К крыше оно было скошено и в сечении походило на трапецию. На крыше неподвижно закрепили астрономическую трубу, направленную к Северному полюсу. Перед ней установили плоское зеркало. С его помощью можно было направлять в трубу свет любого небесного тела.
Но Эйфель оказался прав. Здание все-таки сползло вниз. Когда я отправился на обсерваторию, то, по совету Жансена, должен был с помощью отвеса проверить наклон стен. В письме-инструкции по работам на Монблане, которое у меня хранится по сей день, даже есть небольшой чертежик, сделанный собственноручно Жансеном, на нем показано, как проверить наклон.
Но, прежде чем говорить о наблюдениях, которые мне довелось вести с обсерватории Монблана, я остановлюсь на одном интересном эпизоде.
В ноябре 1899 года Жансен сделал мне заманчивое предложение. Ожидался поток падающих звезд Леонид. Их удалось до тех пор наблюдать лишь три раза, с промежутками в 33 года.
Для наблюдения этого редкого явления Жансен посоветовал мне лететь на воздушном шаре, так как чем выше находишься над землей, тем яснее видны звезды.
Шар, на котором я должен был лететь, гондолу и все принадлежности делали в Париже.
В ночь на 15 ноября 1899 года-60 лет назад — шар «Аэроклуб» с двумя пилотами, членами парижского аэроклуба графом де ля Во и де Сэн Виктором, химиком Леспио и мною поднялся в воздух. Ночь была очень пасмурной. Но через несколько минут мы были выше тумана, который покрывал землю слоем толщиной в 200 метров. Небо было совершенно чистым. Я стал просматривать его со стороны созвездия Льва.
И вот упала одна звезда, затем другая, третья… Я не мог оторваться от этого зрелища. Поток Леонид все увеличивался. До 6 часов утра мне удалось увидеть 91 падающую звезду. К сожалению, значительная часть, небосклона была скрыта от меня шаром. Можно предполагать, что без этой помехи я увидел бы не менее двухсот падающих звезд.
Так мне посчастливилось наблюдать редчайшее явление природы.
«Хозяин Монблана»
А теперь об экспедиции на Монблан.
Основным назначением обсерватории на Монблане, по мысли Жансена, было изучение Солнца. В то время еще не было известно, есть ли на Солнце кислород, так как кислород земной атмосферы вуалировал в спектре Солнца те линии, которые могли происходить от кислорода солнечного. Чтобы ослабить действие в наблюдаемом солнечном спектре кислорода земной атмосферы, надо было подняться на возможно большую высоту и изучать оттуда спектр Солнца.
В начале зимы Жансен вызвал меня к себе и сказал:
— Было бы хорошо, если бы вы построили специальный дифракционный спектрограф и летом будущего года отправились с ним на обсерваторию Монблана, чтобы сфотографировать оттуда спектр Солнца.
Ни минуты не колеблясь, я дал согласие.
Спектрограф-прибор, предназначенный для «записи» — фотографирования — спектра небесных тел. Каждый знает, что световой луч многоцветен. Но его можно разложить на составные части. Тогда он будет напоминать радугу, только более отчетливую. Это и есть световой спектр. Солнечный луч, который попадает в спектрограф при помощи призмы, разлагается на составные части и фотографируется.
Жансен предложил вычертить прибор, купить в Париже дифракционную решетку и с помощью обсерваторского механика и столяра построить спектрограф. Работа шла очень быстро, и к весне все было готово.
Я был на вершине Монблана в 1899 году два раза.
Первый раз пробыл там двое суток, второй — целую неделю одновременно с Ганским.
У Алексея Павловича Ганского была на Монблане, по заданию Жансена, другая работа — исследование солнечного излучения, или, как говорят физики солнечной постоянной.
Мы с Ганским поехали по железной дороге в город Шамони. Оттуда в те времена начинался пешеходный подъем на вершину Монблана.
Жансен, приехавший также в Шамони, пригласил для нас опытного проводника и семерых носильщиков. Кроме наших инструментов, носильщики несли запас продовольствия и тёплую одежду.
Итак, в одно прекрасное летнее утро наша партия из десяти человек выступила в поход. В первый день мы прошли приблизительно полпути и заночевали в горном домике-приюте Гран-Мюле. После ночевки, рано утром отправились дальше и к середине дня были уже на вершине Монблана. Пришли совершенно бодрыми, в отличие от некоторых туристов, которые являются на Монблан с горной болезнью, не могут есть и тем более работать.
Надо сказать, что Алексей Павлович сроднился с альпийской вершиной. В начале каждого лета его туда тянуло непреодолимо. Он с большим желанием отправлялся каждый раз на Монблан и наблюдал там солнечное излучение.
Казалось. Ганский не замечал ни плывущих под нами облаков, ни разреженного воздуха; чувствовал себя как дома. Поглядывая на Алексея Павловича, я с восхищением думал: «Вот поистине хозяин Монблана!» и невольно старался во всем ему подражать.
Мы чувствовали себя на высоте превосходно, чем немало удивляли наших проводников и приходивших туристов.
От горной болезни мы ничуть не страдали. Проводники говорили нам, что на вершине нельзя много есть. На это мы отвечали:
— Откупорьте нам еще баночку консервов.
Работа наша кипела. Ганский определял силу солнечного излучения, я сделал много снимков теллурических линии солнечного спектра, линий, которые происходят от поглощения света газами земной атмосферы и значительно усиливаются с приближением Солнца к горизонту.
Работа с Ганским доставляла мне большое удовольствие. Он был пытливым исследователем, по-настоящему влюбленным в свое дело.
Мне еще раз в жизни довелось вести астрономические наблюдения совместно с Алексеем Павловичем.
Это было весной 1906 года. Я тогда уже был сотрудником Пулковской обсерватории. Мы с Ганским обратились в Академию наук с предложением послать экспедицию в Крым для исследования зодиакального света и изучения качеств изображений. Зодиакальный свет представляет собой остатки той туманности, из которой образовалось Солнце и окружающие его планеты. Поэтому изучение его весьма важно для решения проблемы о происхождении Солнца и планет. Академия наук назначила Ганского начальником экспедиции, а меня включила в ее состав.
Мы взяли с собой астрограф и светосильный спектрограф и отправились через Севастополь и Ялту на перевал Аи-Петри.
Заведующий местной метеорологической обсерваторией К. Ф. Левандовский нас очень радушно принял, предоставил комнату, а его мать согласилась обслуживать нас.
Мы установили спектрограф, я для астрографа построили павильон из досок.
Что такое спектрограф, вы уже знаете; астрограф же — это прибор для фотографирования звезд. Его название происходит от двух греческих слов «астрон» — «звезда», «графо» — «пишу», то есть «записываю звезды».
Не теряя времени, мы приступили к наблюдениям. Солнце, Луна, планеты и звезды были отчетливо видны не только в тихую погоду, но и при сильном, валившем с ног ветре.
К сожалению, на западе низко над горизонтом, где был зодиакальный свет, собирались облака, что очень мешало наблюдениям.
Но наша экспедиция была удачна в другом отношении.
На обратном пути, проезжая из Ялты в Севастополь, Алексей Павлович был поражен, увидев вблизи шоссе над Симеизом астрономическую обсерваторию. Это были две отдельные башни и небольшой дом.
Ганский осмотрел постройки, но оказалось — инструментов там еще нет. Узнав, что эта обсерватория принадлежит одному из владельцев Симеиза, Мальцеву, Алексей Павлович после возвращения в Пулково написал ему письмо.
Ганский просил сообщить некоторые подробности об обсерватории. По странной случайности, письмо в дороге пропало, и Алексей Павлович ответа не получил. Прошло полтора года — он послал второе письмо. На этот раз получил ответ по телеграфу. Мальцев был доволен интересом, проявленным к его обсерватории. Он назначил Ганскому свидание в Царском Селе, где в это время жил.
При встрече владелец обсерватории предложил ее с порядочным участком земли в дар Ганскому, Алексей Павлович растерялся. Легко сказать-получить подарок, на содержание которого не имелось никаких средств!
Он рассказал об этом подарке директору Пулковской обсерватории Баклунду. Директор посоветовал написать Мальцеву, что его обсерваторию могло бы принять Пулково. Мальцев согласился.
Начались официальные переговоры через Академию наук и Министерство народного просвещения. Было выработано положение о Симеизском отделении Пулковской обсерватории, которое затем представили на рассмотрение в Государственную думу.
Таким неожиданным образом давнишняя мечта Ганского — иметь обсерваторию на юге — сбылась.
Летом 1908 года, полный надежд и интереснейших проектов будущих работ, ехал Алексей Павлович в Крым. Но едва он успел установить астрограф и сделать несколько снимков, как случилось непоправимое.
Однажды Алексей Павлович пошел купаться на море. При сильном прибое его ударило головой о камень. Он потерял сознание и утонул.
Это была большая потеря. В возрасте 36 лет погиб один из талантливейших русских астрофизиков, получивший уже большую известность своими превосходными работами по исследованию Солнца и его короны.
«Старшая дочь королей»
Вернемся во Францию.
По совету Ганского, в первый же год пребывания в Париже я записался студентом в Парижский университет-Сорбонну. Пришел в канцелярию Сорбонны, показал французский перевод диплома и получил какое-то удостоверение на право посещения лекций. Если не ошибаюсь, это ничего не стоило.
Жил я в Медоне: Жансен предоставил мне комнату на обсерватории. В Париж на лекции и по другим делам я ездил по железной дороге. На это уходило совсем немного времени.
Свое название — Сорбонна — университет получил по фамилии основателя, бывшего духовником французского короля Людовика Святого. Открыли Сорбонну в XIII веке. Первоначально это была высшая богословская школа, которая затем стала университетом, в современном понимании этого слова.
По правде сказать, мне очень льстило звание студента одного из старейших в мире университетов. «Здесь, — думал я, — велись диспуты между средневековыми учеными. Здесь звучала вдохновенная речь Джордано Бруно — великого скитальца, изгнанного церковниками из отечества, Джордано Бруно — смелого гения, впервые смутившего умы человечества мыслью о возможности жизни во Вселенной».
От студентов-французов я узнал любопытную историю о Парижском университете.
Очень давно, на заре своей истории, Сорбонна получила необычный титул: «Старшая дочь королей». И долгое время в старинных документах именовалась «Ваша покорнейшая и благочестивая дочь — Парижский университет».
«Старшая дочь королей» в те времена, когда я там учился, славилась своими преподавателями. Я слушал лекции известных профессоров: математику — у Пикара, аналитическую механику — у Аппеля, теоретическую физику — у Пуанкаре, физику — у Липпмана, изобретателя первой цветной фотографии, астрономию — у Вольфа, химию — у Труста. Ботанику — у Бонние.
В Сорбонне пробовал заниматься в физической и химической лабораториях. Но насколько мне были интересны теоретические курсы, настолько не удовлетворяли практические занятия.
Являлся лаборант-химик и диктовал студентам условия предстоящего опыта без объяснения его сути. Получалось нечто вроде составления лекарств по заданному рецепту.
С опытами по физике было еще хуже. Студента приводили в комнату, где стоял прибор и на стене висело очень неразборчиво написанное объяснение опыта.
Проходило два часа, за которые студент только начинал разбираться в приборе, как являлся лаборант и говорил, что время истекло и надо освободить комнату для другого. На вопрос, можно ли продолжить работу на этом приборе в следующий раз, получали ответ, что в следующий раз будет дан уже другой прибор.
Посетив по два — три раза практические занятия по физике и химии, я перестал бывать на них из-за их полной бесполезности.
Из рассказанного мною о жизни во Франции можно сделать вывод, что я дни и ночи занимался одной астрономией.
Но это не так. Я часто посещал парижские театры. Видел игру знаменитой Сары Бернар.
Бывал и в музеях.
Быть в Париже и не быть в Лувре невозможно. Я неоднократно простаивал там часами у знаменитых полотен великих мастеров, видел прекрасные статуи античных скульпторов.
В бытность мою во Франции я жил одно время с семьей на даче недалеко от швейцарского города Женевы. В то время в этом городе жил и работал астроном Эмиль Шер, который очень хорошо изготовлял астрономические объективы. Я попросил Шера поучить меня столь важному для астронома делу. Он охотно согласился, и я стал приходить к нему раза два в педелю шлифовать стекла.
У Шера была четырехлетняя дочь Ренэ. Ренэ усаживалась ко мне на колени и немного мешала работать.
Прошло целых 60 лет. Маленькая девочка стала старушкой, разыскала мой адрес через Пулковскую обсерваторию и пишет мне трогательные письма, которые вызывают у меня слезы умиления. Я неизменно отвечаю ей.
В начале 1901 года я вернулся в Россию. Покидая Францию, я чувствовал к ученым этой страны большую искреннюю благодарность за гостеприимство и за особую чисто французскую широту и свободу научных взглядов, которые я там наблюдал и усвоил.
Я помню радость, которую испытал, когда вышел на пограничной станции из вагона и увидел русского носильщика. Как приятно было заговорить на родном языке после французского и немецкого (я возвращался из Франции через Германию)! Это чувство радости не покидало меня всю дорогу до самой Москвы.
О ЧЕМ РАССКАЗАЛИ ЗВЕЗДЫ
Пулково
Я уже говорил, что после заграницы приехал в Пулково. Под руководством Белопольского измерял и обрабатывал полученные им спектры звезды беты Возничего. Я был очень благодарен ему за ту готовность, с которой он помогал мне своими советами и указаниями.
Помню, как в мае 1904 года Аристарх Аполлонович, уезжая отдыхать на Волгу, прислал мне письмо. В нем он подробно излагал, что я должен делать в Пулкове. «Я оставлю для вас все спектрограммы беты Возничего, снятые в этом сезоне, микроскоп и журнал наблюдений. Мерить вы можете или в лаборатории, или где найдете для себя удобнее. Вам хватит этой работы более чем на месяц», — писал Белопольский.
Но мечта устроиться в Пулкове на постоянную работу меня не оставляла. Свободных же должностей не было, и приходилось служить, как тогда говорили, по педагогической части, приезжая в Пулково лишь на летние каникулы.
Только в сентябре 1906 года осуществилась моя давнишняя мечта: я был зачислен адъюнкт-астрономом Пулковской обсерватории сверх штата.
Пулково. Астрономическая столица мира. Место, овеянное славой замечательных астрономических наблюдений и славой воинских подвигов, свершенных во имя справедливости.
Мне хочется рассказать о судьбе одной книги, переплетающейся с судьбой Пулкова.
Девятнадцатого августа 1939 года торжественно отмечали 100-летие со дня открытия обсерватории. Директор обсерватории член-корреспондент Академии наук СССР Белявский, профессора Крост, Павлов, Циммерман и я готовили к юбилейной дате сборник, написанный коллективом пулковских астрономов.
Сборник должен был увидеть свет в 1941 году. Но в это время, как известно, началась Великая Отечественная война, которая самым роковым образом повлияла на судьбу обсерватории.
В связи с войной задержалось издание сборника. Но нам посчастливилось: сохранился типографский набор, почти не нарушенный. Ученый секретарь Пулковской обсерватории профессор Н. Н. Павлов просмотрел и исправил текст сборника, который был выпущен в свет в 1945 году.
Вот она лежит передо мной, эта книга. Коричневая, с золотым тиснением на переплете «Сто лет Пулковской обсерватории», с заставками-знаками созвездий и летящей звездой в ночном небе. Читаем и узнаем историю этой цитадели астрономической науки.
Строительство обсерватории в первую очередь было продиктовано необходимостью развития наук, изучающих Землю, — географии, геофизики, геодезии. Дело в том, что наука о Земле теснейшим образом связана с наукой о небе. И 3 июля 1835 года в торжественной обстановке в основании массивной колонны, в центре будущей обсерватории, закладывают первый камень.
Под камнем замуровали специально выбитую платиновую медаль. На ней изображен фасад обсерватории, окруженный знаками Зодиака. Рядом были положены золоченая дощечка с именами членов комиссии и архитектора (им был Брюллов, брат знаменитого живописца) и несколько медных монет.
Перелистываю страницу. Торжественное открытие обсерватории.
Проходит несколько лет, и вот она изумляет всех богатством и совершенством своего оборудования.
Директор Гринвичской обсерватории Эйри в 1847 году торжественно писал: «Ни один астроном не может считать себя вполне усвоившим современную наблюдательную астрономию в ее наиболее разработанной форме, если он не познакомился с Пулковской обсерваторией во всех ее особенностях».
Опять листаю страницы. С них смотрят люди, прославившие русскую науку за пределами отчизны: В. Я. Струве — первый директор, Ф. А. Бредихин, А. А. Белопольский, Н. Я. Цинге и многие-многие другие. Даны и фотографии замечательных приборов и инструментов, с которыми сроднились пулковские наблюдатели, с которыми проработало не одно поколение пулковских, астрономов.
И у каждого инструмента своя история. Расскажу об одном — 30-дюймовом рефракторе.
Шестнадцатого июня 1883 года в Пулково с великими предосторожностями прибыл необычный груз стоимостью в 300 тысяч рублей — сумма по тому времени огромная.
Это был 30-дюймовый объектив для телескопа.
Гигантский объектив изготовил знаменитый американский оптик Кларк. Металлические части к объективу были сделаны в Гамбурге.
Башню и купол спроектированы петербургским инженером Паукером. Рефрактор собрали и установили в 1885 году, и Пулковская обсерватория стала обладательницей самого крупного рефрактора на земном шаре.
Во время боев у Пулкова в гражданскую войну Аристарх Аполлонович Белопольский распорядился отвинтить объектив рефрактора и спрятать. Гигантский объектив, весом в 12 пудов, сняли, завернули в двойное сукно, покрыли листом котельного железа и опустили в нижний этаж башни, под защиту каменной стены. После боев его благополучно вмонтировали на место.
Рождение всякой новой отрасли астрономии находило живейший и немедленный отклик в главной русской обсерватории.
Стали известны фотометрические методы наблюдения — фотометрией занялись в Пулкове.
Был открыт спектральный анализ — его сразу применили для исследований в Пулкове.
Едва заговорили об астрографии — ее уже осваивали в Пулкове.
Более того, во многих вопрос астрономической науки русские ученые шли впереди.
Еще в 1847 году В. Я. Струве выпустил книгу «Этюды по звездной астрономии» — один из первых капитальных трудов по звездной статистике.
Замечательные работы Ф. А. Бредихина в области комет принесли ему мировую славу.
Всемирно известные работы А. А. Белопольского и замечательного исследователя А. П. Ганского закрепили за обсерваторией право называться «астрономической столицей мира».
Такова вкратце история Пулковской обсерватории к тому времени, когда мне посчастливилось стать ее сотрудником.
И другой славой овеяно Пулково — славой военных лет.
Здесь велись бои в гражданскую войну, здесь сражались и с фашистскими полчищами.
Грозные дни 1917 года. Двадцать восьмого октября послышалась канонада со стороны Царского Села, а через день завязался бой. Снаряды со свистом пролетали над обсерваторией, пули барабанили по крышам.
Помню Пулково в гражданскую войну, с траншеями, вырытыми на Пулковских высотах. Разруха, голод. Не хватало топлива, не хватало продуктов, износилась одежда. Но все это не сломило духа пулковцев: велись научные исследования, читались доклады, готовились к печати рукописи.
После гражданской войны стала налаживаться нормальная работа. Расширялись связи с другими обсерваториями. Была организована служба времени. Приобретались новые инструменты.
Среди них был и великолепный горизонтальный телескоп Н. Г. Пономарева и Д. Д. Максутова.
И вот 1941 год.
В июле из Пулкова должны были направить экспедицию в Алма-Ату для наблюдения солнечного затмения. Решили совместить экспедицию на солнечное затмение с эвакуацией обсерватории.
Пулково получило один классный вагон и один товарный. Первого августа оба вагона отправились в далекий путь. На Октябрьской железной дороге, между Ленинградом и Москвой, были уже многочисленные следы разрушений и пожаров. В Москве вагоны стояли целые сутки. Ночью был налет фашистских самолетов. Взрывы, трассирующие пули, пожары…
Через сутки наши вагоны прицепили к товарному поезду, который шел без остановок несколько часов.
В Куйбышеве уже не было затемнения.
Ехали от Ленинграда до Алма-Аты ровно двадцать суток. Приехали туда 21 августа.
С этого дня и началась моя алма-атинская жизнь. Я остался в Алма-Ате, в филиале Всесоюзной академии наук. В 1946 году была открыта Академия наук Казахской республики, действительным членом которой вскоре меня избрали.
Во время войны на Пулковскую обсерваторию два с половиной года обрушивался град снарядов, мин, бомб, и она была совершенно разрушена, от нее не осталось, как говорят, камня на камне.
Теперь, как известно, «астрономическая столица мира» восстановлена, и я поддерживаю с ней самую тесную связь.
Мечта сбылась
Вернемся к 1906 году, первому году, моего пребывания в Пулкове.
Получив назначение, я спросил директора, какую работу он мне поручает. Идите к Белопольскому и спросите его, — таков был ответ.
Выслушав меня, Аристарх Аполлонович просто сказал;
— Делайте что хотите. Мы знаем, что вы глубоко интересуетесь наукой, а потому времени терять зря не будете.
Такое доверие меня окрылило, и я приступил к делу с энтузиазмом.
Как я уже говорил, меня интересовала дисперсия света в межзвездном пространстве.
Знаменитый французский физик и астроном Араго впервые поставил вопрос о том, с одинаковой ли скоростью движется в космическом пространстве свет разного цвета. Замечательный ученый указал способ, с помощью которого надо было искать ответа на этот вопрос. Он говорил, что при существовании различия в скорости света — то есть дисперсии света — переменные звезды, меняющие свою яркость, должны менять и свой цвет.
Однако наблюдения переменных звезд ни Араго, ни других астрономов не подтверждали этой догадки. Надо было проверить ее новыми наблюдениями.
И я взялся за это.
Я работал на новом астрографе со светосильной камерой. Он был установлен только в 1905 году. Деньги на приобретение инструмента подарил Федор Александрович Бредихин. Поэтому астрографу присвоили название «бредихинский». «Бредихинским» остался он до сего дня.
Во время Великой Отечественной войны астрограф перевезли из Пулкова в Алма-Ату. Я и сейчас продолжаю наблюдать на нем небо.
Тогда я фотографировал переменные звезды в созвездиях Персея и Большой Медведицы через разные светофильтры и обрабатывал спектры беты Возничего, сделанные Аристархом Аполлоновичем.
Основным заключением из наблюдений было, что все три исследуемые звезды показали уменьшение скорости света в межзвездном пространстве при уменьшении длины волны. Иными словами, наблюдалась как бы нормальная дисперсия света.
Вывод из своих наблюдений я изложил в большом исследовании «Два способа изыскания дисперсии в небесном пространстве». Работу напечатали в 1908 году.
В те времена научные работы издавались обычно на английском, немецком и французском языках. Мое исследование тоже пришлось переводить на французский язык.
Другая моя работа посвящена той же теме: «Опыт изыскания дисперсии света в межзвездном пространстве из наблюдений спектрально-двойных звезд». В ней тоже указывается, что наблюдается как бы нормальная дисперсия света.
Над дисперсией света работал и французский астроном Нордман. Он наблюдал две другие звезды глазом при помощи фотометра. Одновременно со мной Нордман обнаружил, что изменение длины, волны изменяет скорость света еще у двух переменных звезд.
За эти исследования Парижская академия наук разделила между Нордманом и мной премию Вильде.
Впоследствии еще несколько звезд показали изменение скорости света при тех же условиях. Но бесспорное объяснение явления еще не найдено до сих пор и получило пока название «явления Тихова-Нордмана».
Дисперсия света теснейшим образом связана с физическими свойствами космического пространства, с заполняющим его веществом, с сопротивлением движению звезд, комет и других тел во Вселенной. Поэтому дальнейшее уточнение явления Тихова — Нордмана имеет важное значение в изучении свойств Вселенной.
Мне хочется еще сказать несколько слов о Белопольском, работу которого я мог теперь непосредственно наблюдать.
Он был чрезвычайно точен. Жил в том же доме, где находилась астрофизическая лаборатория. Квартира была во втором этаже, лаборатория-в первом. В лаборатории Белопольский отвел для меня небольшую комнату, в которой я работал более десяти лет.
Из этой комнаты я слышал и видел, когда Аристарх Аполлонович приходил в лабораторию, когда он уезжал на заседание Академия наук в Петербург, когда выходил на прогулку.
Ровно в 9 часов утра открывалась дверь из квартиры Белопольского, и он спускался в лабораторию. На его столе был всегда полный порядок: ни одного лишнего предмета. Ровно в час дня он заканчивал работу и поднимался в квартиру.
Ученый никогда не пользовался помощью сотрудников и лаборантов. Всю научную, вычислительную, лабораторную, даже мелкую столярную и слесарную работу делал сам.
Он утверждал, что самый лучший его помощник — домашняя работница: она убирает квартиру, готовит пищу и дает тем самым ученому полную возможность делать свое непосредственное дело.
Относительно начинающих сотрудников Аристарх Аполлонович говорил: прежде чем допускать к научной работе, их надо заставлять мыть полы в лаборатории, чтобы они не гнушались никаким делом.
Я тоже до некоторой степени прошел этот стаж, выполняя обязанности истопника в трудные годы первой мировой войны.
В те времена пулковцы ездили в Петербург через станцию Александровскую, в четырех километрах от Пулкова, Обычно для этого нанимали экипаж крестьянина-извозчика, фамилию которого следует назвать: это один из наследственных извозчиков Птицыных, возивших не одно поколение пулковских астрономов.
Белопольский требовал, чтобы Птицын подавал экипаж к зданию лаборатории ровно за полчаса до поезда — ни на минуту раньше и ни на минуту позже, — и сам спускался немедленно.
В каждую ясную ночь Аристарх Аполлонович выходил для наблюдений на 30-дюймовом рефракторе. Его сопровождал служитель Иван Осипович Камашевский, который за многие годы службы в обсерватории хорошо изучил все тонкости в капризы башни 30-дюймового рефрактора.
Белопольский сроднился с этим инструментом, и трудно было себе представить, чтобы в ясную ночь он не наблюдал неба, если только находился в Пулкове и был здоров.
В Пулкове я встречал многих знаменитых русских ученых.
Раз в год приезжал академик Алексей Николаевич Крылов. Он был членом комитета, принимавшего отчеты директора Пулковской обсерватории. Иногда Крылов выступал, на заседаниях с очень интересными сообщениями по вопросам небесной механики.
В 1917 году директор обсерватории Баклунд скончался, и на его место Академия наук избрала Белопольского как единственного астронома-академика. Он это избрание принял скрепя сердце, не имея ни малейшей склонности к административной деятельности.
Ученый тяготился директорскими обязанностями. Наконец в 1919 году не выдержал и подал в Академию наук заявление о снятии своей кандидатуры на должность директора, которая к тому времени стала выборной.
После этого, несмотря на свои 65 лет, замечательный астрофизик с удвоенной энергией продолжал научную работу, посвящая время установке привезенного из Англии нового большого солнечного спектрографа.
Для наблюдения Солнца ему приходилось в ясные дни несколько раз подниматься в павильон на высоту двухэтажного дома. В павильоне помещалось большое зеркало. Оно отражало лучи Солнца и посылало их в лабораторию, где был установлен спектрограф.
В один жаркий летний день Аристарх Аполлонович, весь в поту, много раз поднимался в павильон и спускался обратно. Пожилая сотрудница обсерватории решилась ему сказать:
— Пожалейте себя, Аристарх Аполлонович! Возьмите кого-нибудь в помощь.
Добрый совет вызвал бурю негодования. Белопольский кричал, что ни в чьей помощи не нуждается.
Вообще характер у Аристарха Аполлоновича был вспыльчивый, о чем он часто сам жалел. Иногда по всей территории раздавались его неожиданные гневные крики по какому-нибудь ничтожному поводу. Но через некоторое время он уже выражал сожаление и извинялся перед тем, на кого накричал.
Белопольский был человеком чрезвычайной скромности. Характерный тому пример — высказывание в одном из его писем ко мне: «В вашей лекции или статье нет надобности упоминать обо мне. Ведь мы все рядовые, делаем общее дело, и тот ли, другой ли — не все ли это равно?»
1914 год. Война
Семнадцатого апреля 1912 года в Пулкове наблюдали частное солнечное затмение. Я весьма тщательно к нему подготовился и привлек к этому Сергея Константиновича Костянского.
Он согласился сделать в момент наибольшей фазы снимок на нормальном астрографе. Я же на бредихинском астрографе получил главные линии хромосферы и протуберанцев.
Успех был полный, чему способствовала совершенно ясная погода.
Это меня окрылило, и я решил готовиться к наблюдению полного затмения 21 августа 1914 года. Полоса затмения должна была пройти по западным губерниям Европейской России.
Получив согласие директора, я списался с английской и немецкой фирмами. Первой заказал зеркальный телескоп небольших размеров с кварцевым спектрографом для фотографирования спектра короны, а второй — коронограф с четырьмя объективами.
Заказы были выполнены своевременно и прибыли в Пулково за несколько месяцев до затмения.
Местом наблюдения была выбрана усадьба Ставидлы, близ железнодорожной станции Каменка, Киевской губернии. Со мной отправился Н. Н. Калитин. Впоследствии он стал известным актинометристом — наблюдателем солнечного излучения.
Когда мы проехали часть пути, была получена телеграмма об объявлении войны. Калитин как прапорщик запаса тут же пересел в обратный поезд и вернулся в Петербург.
Все сразу осложнилось. Трудно было вести подготовку к наблюдениям без помощника.
Незадолго до выезда в экспедицию я получил новые приборы и еще не успел их испытать и привести в полный порядок. Кроме того, их надо было установить во временных павильонах.
Но благодаря содействию хозяина усадьбы удалось все сделать. Собрали и установила тяжелый коронограф, весивший около тонны, оборудовали небольшую комнату под фотолабораторию.
Утро 21 августа выдалось совершенно ясное. Началось частное затмение. Солнце сияет на безоблачном небе. Приближается полное затмение. Одновременно кучевое облако приближается к Солнцу и закрывает его. Полная фаза проходит за облаком. Через две минуты после окончания фазы облако уходит с Солнца, и мы видим появившийся уже его узкий серп.
Разочарование полнейшее! Настроение подавленное. Как нарочно, все следующие дни нашего пребывания в Ставидлах сияло чистое, безоблачное небо. Наудачу этого затмения я переживал целых тринадцать лет, пока не получил хороших результатов пря полном затмении в 1927 году. Но кое-какие новые сведения я все-таки привез из Ставидл.
Это были наблюдения синевы, яркости и поляризации неба.
В 1917 году меня мобилизовали в армию. Прерывать научную работу было очень жаль. Но в армии об астрономических трубах и мечтать не приходилось. Стал изучать видимость далеких предметов: гор, полей, лесов.
Части, в которые я попал, стояли под Киевом. Они носили очень длинное название: Центральная аэронавигационная станция Военной школы летчиков-наблюдателей. Здесь служил отважный русский летчик Нестеров, погибший смертью храбрых, протаранив вражеский самолет.
Мы проводили фотографирование местности с самолета — аэрофотосъемку. Аэросъемкой я очень заинтересовался, так как значительная часть моих чисто астрофизических работ была связана с ней. Захотелось улучшить методы фотографирования и его результаты.
За службу в Киеве я получил чин ефрейтора и очень этим гордился.
Но астрономия влекла меня неодолимо, и, когда кончилась война, я был счастлив снова за нее приняться.
«Знаток сапфиров»
Неудача затмения 1914 года натолкнула меня на мысль о необходимости найти способ наблюдать солнечную корону вне затмения.
Начинать надо было с изучения голубого цвета ясного неба и его темноты. Для этого нужно было изобрести специальный прибор. Мне удалось придумать такой прибор. Он был назван цианометром.
Постройкой цианометра я заинтересовался еще в 1912 году и нашел принцип его конструкции. В приборе следовало использовать свойство обратимости спектроскопа, которая позволяет правильно воспроизводить все оттенки ясного дневного неба.
Однако цианометр при его теоретической правильности оказался в моем кустарном «производстве» слишком громоздким.
Транспортировать его на высокие горы, откуда удачнее всего проводятся такие наблюдения, было невозможно.
В то время мне случилось прочитать в журнале «Исторический вестник» рассказ Тенеромо «Лев Толстой-пастух». В рассказе, между прочим, приписываются Толстому слова о том, будто бы древние плохо различали цвета и что в библии нигде не говорится о синем цвете неба.
Меня это очень заинтересовало. Я купил библию и быстро нашел в ней несколько мест, в которых ясное небо сравнивается с сапфиром. Купил небольшой сапфир, исследовал спектральный состав света, проходящего через него, и увидел, что спектр сапфира очень близок к спектру света ясного неба, так что ясное небо надо называть не голубым и не синим, а сапфирным.
Кристаллы сапфира меняют чистоту окраски в зависимости от угла зрения между поверхностью грани и линией зрения.
Этим свойством я и воспользовался, чтобы построить цианометр с небольшим кристаллом сапфира. Он был выпилен из довольно большого кристалла, подаренного мне нашим знаменитым минералогом академиком Александром Евгеньевичем Ферсманом.
С Ферсманом мы познакомились случайно. В 1921 году я принимал участие в экспедиции на остров Кильдин в Ледовитом океане. В том же поезде, что я, ехал со своими сотрудниками и Александр Евгеньевич для изучения Хибинских гор на Кольском полуострове. Как опытный путешественник, академик дал нам много ценных практических советов. Держался он очень просто.
Позднее мы встречались не раз.
Заинтересовавшись сапфирами, я стал изучать оптические свойства сапфиров ориентальных, уральских, австралийских, сплавленных и искусственных. Я увидел, что в спектре света, прошедшего через каждый из этих драгоценных камней, есть свои особенности, и научился по спектру определять их сорт.
Как-то раз я пришел в Минералогический музей Академии наук и попросил Ферсмана показать мне все сапфиры, хранящиеся здесь. Александр Евгеньевич охотно согласился. Меня особенно заинтересовал один камень с площадью поверхности в половину квадратного сантиметра и толщиной 2 миллиметра.
«Вот, — подумал я, — был бы прекрасный сапфир для цианометра».
Сапфир сдвинулся в картонной коробочке, и из-под него показалась этикетка с четко выведенной надписью: «Из коллекции графа Кочубея».
С разрешения Александра Евгеньевича я вынул камень из коробочки, приставил его к щели карманного спектроскопа и немедленно обнаружил в нем полосу поглощения, характерную для искусственных сапфиров.
— А ведь это искусственный сапфир, — сказал я.
— Не может быть, — возразил Александр Евгеньевич.
— Уверяю вас.
— Дайте, я посмотрю, — заинтересовался Ферсман.
Он вынул из кармана лупу посмотрел через нее на сапфир и сказал:
— Да, это стекляшка.
После этого «сапфир из коллекции графа Кочубея» был снят с витрины музея, а я в глазах Александра Евгеньевича приобрел славу «знатока сапфиров».
Прошло некоторое время. Я получаю от Александра Евгеньевича записку: он приглашает меня на такой-то день и час в Минералогический музей для экспертизы одного сапфира.
Приезжаю. В музее уже находятся Ферсман, ювелир и оценщик из ломбарда. Усаживаемся за стол. Александр Евгеньевич дает слово оценщику ломбарда, и он рассказывает нам следующее: некто заложил в ломбарде большой сапфир и не выкупил его вовремя. Теперь надо продать этот камень с молотка, но для оценки необходимо определить сорт. Вот почему ломбард обратился к Александру Евгеньевичу.
Ферсман, в свою очередь, сказал, что для экспертизы он пригласил меня и ювелира.
Было решено так. Каждый из экспертов рассмотрит сапфир, напишет свое мнение на бумажке и положит ее на стол вниз написанным. Когда все мнения будут записаны, то бумажки перевернут и прочтут вслух.
Первым стал рассматривать сапфир в лупу Александр Евгеньевич. После него я вынул из кармана спектроскоп и посмотрел через него на сапфир.
Затем сапфир перешел в руки ювелира, который вскоре так-же написал свое мнение на бумажке.
После этого были перевернуты все три бумажки. Оказалось, что на всех было написано: «Австралийский сапфир». К этому оценщик прибавил: «Я тоже считаю этот сапфир австралийцем». Слава «знатока сапфиров» за мной окончательно укрепилась.
Спроектированный мною и построенный одним опытным механиком цианометр был назван «библейским цианометром». Теперь он известен под названием «сапфирный». Он величиной немногим больше шестикратного призматического бинокля и удобен для наблюдений в путешествиях.
Впоследствии был построен второй, несколько усовершенствованный сапфирный цианометр. С помощью этих приборов я произвел сотни наблюдений в разных местах Советского Союза, в том числе в горах Казахстана. Эти наблюдения опубликованы в нескольких статьях и, наконец, в монографии «Наблюдения ясного неба сапфирным цианометром», изданной в 1948 году.
Пепельный свет Луны
Часто авторы фантастических романов или рассказов пишут о Земле, увиденной отважными путешественниками на Луну. И обычно родная Земля предстает перед ними зеленым диском.
Так ли это на самом деле? Можно ли определить с Земли цвет нашей планеты, узнать, какой видели бы ее люди, попавшие на Луну?
Оказывается, можно. Для этого нужно изучить цвет пепельного света Луны, то есть цвет того слабого света, которым светится вся Луна, когда ее яркая часть имеет вид узкого серпа.
Этот вопрос заинтересовал меня потому, что пепельный свет происходит от освещения Луны Землею. Дело в том, что отсутствие атмосферы вокруг Луны дает неискаженное отражение света Земли. Следовательно, изучая цвет пепельного света, мы тем самым определяем цвет Земли, как он виден с Луны.
Цвет яркого серпа Луны — это цвет Солнца, измененный отражательными свойствами лунной поверхности. Цвет пепельного света — цвет Земли, также измененный лунной поверхностью.
Сравнивая цвет пепельного света с цветом яркого серпа, мы тем самым сравниваем цвет Земли, видимой с Луны, с цветом Солнца, видимым оттуда же.
Для решения этого вопроса я фотографировал при помощи бредихинского астрографа яркий серп Луны и пепельный свет Луны в разных участках спектра — от красных лучей до начала ультрафиолетовых. Для этого применялись разные сорта фотопластинок и разные светофильтры.
Чтобы получить одинаковую плотность от пепельного света и серпа, приходилось пользоваться разными диафрагмами и весьма различными выдержками: от 5 до 20 минут для пепельного света и несколькими секундами — для яркого серпа.
Мне удалось разделить свет Земли на две части: свет, отраженный облаками и вообще крупными частицами, и свет, рассеянный самим воздухом и мелкими частицами. Оказалось, что рассеянный свет играет весьма значительную роль в свете, посылаемом Землей в пространство. Он мало заметен в красных лучах, зато в фиолетовых значительно превосходит свет, отраженный облаками. Обе части земного света равны друг другу, в синих лучах.
Таким образом, цвет Земли представляет собой смесь, нормальной сапфирности неба со значительным количеством белого света. Иными словами. Земля, видимая с Луны, имеет цвет сильно белесоватого неба. Если бы мы посмотрели на Землю из пространства, то увидели бы диск бледновато-голубого цвета и едва ли различили бы какие-либо подробности на самой земной поверхности.
Громадная часть падающего на Землю солнечного света успевает рассеяться атмосферой и всеми ее примесями раньше, чем дойдет до поверхности Земли. А то, что отражается самой поверхностью, успеет опять-таки сильно ослабеть вследствие нового рассеяния в атмосфере.
Если меняется отражательная способность атмосферы в целом, то должны меняться яркость и цвет пепельного света. Отражательная способность атмосферы зависит от облачности неба, прозрачности воздуха и от других местных причин. Эти изменения в разных местах могут взаимно уравновешивать друг друга, но, несомненно, не всегда.
Бывают длительные промежутки необыкновенной облачности или ясности, которые захватывают громадные пространства земной поверхности. А иногда и вся атмосфера загрязняется вулканической пылью, вызывающей особенно яркие зори.
Все это изменяет отражательную способность нашей атмосферы и влияет на яркость и цвет пепельного света Луны. Вот почему большой интерес представляют систематические наблюдения пепельного света.
Институт имени П. Ф. Лесгафта
В 1919 году я стал снова читать лекции, но теперь в Петроградском университете по своей специальности — астрофизике.
Среди моих слушателей были В. А. Амбарцумян, В. П. Цесевич, В. Б. Никонов, Н. И. Кучеров, Н. А. Козырев и другие, ставшие впоследствии известными астрофизиками. Все они одновременно работали в лаборатории Научного института имени Лесгафта, которой я заведовал.
На пост заведующего лабораторией меня представил знаменитый революционер шлиссельбуржец Николай Александрович Морозов. Он провел в заключении 29 лет.
С юных лет Морозов увлекался наукой. В заточении он усиленно занимался физикой, математикой и особенно астрономией.
Мое знакомство с Морозовым произошло в 1905 году, вскоре после его освобождения из Шлиссельбургской крепости.
Николай Александрович приехал в Пулково как-то утром, одетый в принятый в то время парадный костюм — черный суконный сюртук. После официального визита директору обсерватории Морозов пришел в астрофизическую лабораторию. Он представился всем пулковским астрофизикам.
Зашел Николай Александрович и в мою комнату. Завязался разговор. Я был удивлен его полной осведомленностью в тогдашних злободневных вопросах астрофизики. На это Морозов ответил, что в последние несколько месяцев заключенным в крепости выдавалась научная литература, даже зарубежная.
Впоследствии нас очень сблизила работа в Институте Лесгафта, где он с 1918 года был директором, и работа в Русском обществе любителей мироведения. Николай Александрович был его председателем. Общество сыграло большую роль в распространении астрофизических и геофизических знаний в нашем отечестве.
Атмосфера дружбы царила в доме Морозовых. У Николая Александровича был мягкий, доброжелательный характер. Его жена, Ксения Алексеевна, тоже отличалась большой добротой и сердечностью.
Я довольно часто проводил вечера в приятном, гостеприимном доме, где встречался с интересными учеными, писателями, художниками и общественными деятелями.
В Институте Лесгафта астрофизическая лаборатория занималась в основном обработкой негативов небесных светил, полученных мной на бредихинском астрографе.
Работы нашей лаборатории печатались в «Известиях» Института Лесгафта, которые в те годы представляли собой одно из лучших научных изданий в Советском Союзе.
В то время я жил в Пулкове, и поездки мои в Ленинград были сопряжены с большими трудностями. Я шел пешком на станцию Александровскую, подчас при вьюге, взбирался на открытую площадку вагона — проникнуть внутрь не было никакой возможности, — наконец приезжал на Варшавский вокзал. Оттуда на трамвае добирался до Васильевского Острова — в университет. На дорогу требовалось не менее двух часов.
Из университета направлялся в астрофизическую лабораторию. В институте у меня была особая комната, где я ночевал одну или две ночи в неделю. В Пулково возвращался тем же многотрудным путем.
Читать курс астрофизики я перестал в 1931 году по недостатку времени, а расстаться с лабораторией в институте пришлось по необходимости: в 1941 году, в связи с эвакуацией в Алма-Ату.
Пулково
Я уже говорил, что после заграницы приехал в Пулково. Под руководством Белопольского измерял и обрабатывал полученные им спектры звезды беты Возничего. Я был очень благодарен ему за ту готовность, с которой он помогал мне своими советами и указаниями.
Помню, как в мае 1904 года Аристарх Аполлонович, уезжая отдыхать на Волгу, прислал мне письмо. В нем он подробно излагал, что я должен делать в Пулкове. «Я оставлю для вас все спектрограммы беты Возничего, снятые в этом сезоне, микроскоп и журнал наблюдений. Мерить вы можете или в лаборатории, или где найдете для себя удобнее. Вам хватит этой работы более чем на месяц», — писал Белопольский.
Но мечта устроиться в Пулкове на постоянную работу меня не оставляла. Свободных же должностей не было, и приходилось служить, как тогда говорили, по педагогической части, приезжая в Пулково лишь на летние каникулы.
Только в сентябре 1906 года осуществилась моя давнишняя мечта: я был зачислен адъюнкт-астрономом Пулковской обсерватории сверх штата.
Пулково. Астрономическая столица мира. Место, овеянное славой замечательных астрономических наблюдений и славой воинских подвигов, свершенных во имя справедливости.
Мне хочется рассказать о судьбе одной книги, переплетающейся с судьбой Пулкова.
Девятнадцатого августа 1939 года торжественно отмечали 100-летие со дня открытия обсерватории. Директор обсерватории член-корреспондент Академии наук СССР Белявский, профессора Крост, Павлов, Циммерман и я готовили к юбилейной дате сборник, написанный коллективом пулковских астрономов.
Сборник должен был увидеть свет в 1941 году. Но в это время, как известно, началась Великая Отечественная война, которая самым роковым образом повлияла на судьбу обсерватории.
В связи с войной задержалось издание сборника. Но нам посчастливилось: сохранился типографский набор, почти не нарушенный. Ученый секретарь Пулковской обсерватории профессор Н. Н. Павлов просмотрел и исправил текст сборника, который был выпущен в свет в 1945 году.
Вот она лежит передо мной, эта книга. Коричневая, с золотым тиснением на переплете «Сто лет Пулковской обсерватории», с заставками-знаками созвездий и летящей звездой в ночном небе. Читаем и узнаем историю этой цитадели астрономической науки.
Строительство обсерватории в первую очередь было продиктовано необходимостью развития наук, изучающих Землю, — географии, геофизики, геодезии. Дело в том, что наука о Земле теснейшим образом связана с наукой о небе. И 3 июля 1835 года в торжественной обстановке в основании массивной колонны, в центре будущей обсерватории, закладывают первый камень.
Под камнем замуровали специально выбитую платиновую медаль. На ней изображен фасад обсерватории, окруженный знаками Зодиака. Рядом были положены золоченая дощечка с именами членов комиссии и архитектора (им был Брюллов, брат знаменитого живописца) и несколько медных монет.
Перелистываю страницу. Торжественное открытие обсерватории.
Проходит несколько лет, и вот она изумляет всех богатством и совершенством своего оборудования.
Директор Гринвичской обсерватории Эйри в 1847 году торжественно писал: «Ни один астроном не может считать себя вполне усвоившим современную наблюдательную астрономию в ее наиболее разработанной форме, если он не познакомился с Пулковской обсерваторией во всех ее особенностях».
Опять листаю страницы. С них смотрят люди, прославившие русскую науку за пределами отчизны: В. Я. Струве — первый директор, Ф. А. Бредихин, А. А. Белопольский, Н. Я. Цинге и многие-многие другие. Даны и фотографии замечательных приборов и инструментов, с которыми сроднились пулковские наблюдатели, с которыми проработало не одно поколение пулковских, астрономов.
И у каждого инструмента своя история. Расскажу об одном — 30-дюймовом рефракторе.
Шестнадцатого июня 1883 года в Пулково с великими предосторожностями прибыл необычный груз стоимостью в 300 тысяч рублей — сумма по тому времени огромная.
Это был 30-дюймовый объектив для телескопа.
Гигантский объектив изготовил знаменитый американский оптик Кларк. Металлические части к объективу были сделаны в Гамбурге.
Башню и купол спроектированы петербургским инженером Паукером. Рефрактор собрали и установили в 1885 году, и Пулковская обсерватория стала обладательницей самого крупного рефрактора на земном шаре.
Во время боев у Пулкова в гражданскую войну Аристарх Аполлонович Белопольский распорядился отвинтить объектив рефрактора и спрятать. Гигантский объектив, весом в 12 пудов, сняли, завернули в двойное сукно, покрыли листом котельного железа и опустили в нижний этаж башни, под защиту каменной стены. После боев его благополучно вмонтировали на место.
Рождение всякой новой отрасли астрономии находило живейший и немедленный отклик в главной русской обсерватории.
Стали известны фотометрические методы наблюдения — фотометрией занялись в Пулкове.
Был открыт спектральный анализ — его сразу применили для исследований в Пулкове.
Едва заговорили об астрографии — ее уже осваивали в Пулкове.
Более того, во многих вопрос астрономической науки русские ученые шли впереди.
Еще в 1847 году В. Я. Струве выпустил книгу «Этюды по звездной астрономии» — один из первых капитальных трудов по звездной статистике.
Замечательные работы Ф. А. Бредихина в области комет принесли ему мировую славу.
Всемирно известные работы А. А. Белопольского и замечательного исследователя А. П. Ганского закрепили за обсерваторией право называться «астрономической столицей мира».
Такова вкратце история Пулковской обсерватории к тому времени, когда мне посчастливилось стать ее сотрудником.
И другой славой овеяно Пулково — славой военных лет.
Здесь велись бои в гражданскую войну, здесь сражались и с фашистскими полчищами.
Грозные дни 1917 года. Двадцать восьмого октября послышалась канонада со стороны Царского Села, а через день завязался бой. Снаряды со свистом пролетали над обсерваторией, пули барабанили по крышам.
Помню Пулково в гражданскую войну, с траншеями, вырытыми на Пулковских высотах. Разруха, голод. Не хватало топлива, не хватало продуктов, износилась одежда. Но все это не сломило духа пулковцев: велись научные исследования, читались доклады, готовились к печати рукописи.
После гражданской войны стала налаживаться нормальная работа. Расширялись связи с другими обсерваториями. Была организована служба времени. Приобретались новые инструменты.
Среди них был и великолепный горизонтальный телескоп Н. Г. Пономарева и Д. Д. Максутова.
И вот 1941 год.
В июле из Пулкова должны были направить экспедицию в Алма-Ату для наблюдения солнечного затмения. Решили совместить экспедицию на солнечное затмение с эвакуацией обсерватории.
Пулково получило один классный вагон и один товарный. Первого августа оба вагона отправились в далекий путь. На Октябрьской железной дороге, между Ленинградом и Москвой, были уже многочисленные следы разрушений и пожаров. В Москве вагоны стояли целые сутки. Ночью был налет фашистских самолетов. Взрывы, трассирующие пули, пожары…
Через сутки наши вагоны прицепили к товарному поезду, который шел без остановок несколько часов.
В Куйбышеве уже не было затемнения.
Ехали от Ленинграда до Алма-Аты ровно двадцать суток. Приехали туда 21 августа.
С этого дня и началась моя алма-атинская жизнь. Я остался в Алма-Ате, в филиале Всесоюзной академии наук. В 1946 году была открыта Академия наук Казахской республики, действительным членом которой вскоре меня избрали.
Во время войны на Пулковскую обсерваторию два с половиной года обрушивался град снарядов, мин, бомб, и она была совершенно разрушена, от нее не осталось, как говорят, камня на камне.
Теперь, как известно, «астрономическая столица мира» восстановлена, и я поддерживаю с ней самую тесную связь.
Мечта сбылась
Вернемся к 1906 году, первому году, моего пребывания в Пулкове.
Получив назначение, я спросил директора, какую работу он мне поручает. Идите к Белопольскому и спросите его, — таков был ответ.
Выслушав меня, Аристарх Аполлонович просто сказал;
— Делайте что хотите. Мы знаем, что вы глубоко интересуетесь наукой, а потому времени терять зря не будете.
Такое доверие меня окрылило, и я приступил к делу с энтузиазмом.
Как я уже говорил, меня интересовала дисперсия света в межзвездном пространстве.
Знаменитый французский физик и астроном Араго впервые поставил вопрос о том, с одинаковой ли скоростью движется в космическом пространстве свет разного цвета. Замечательный ученый указал способ, с помощью которого надо было искать ответа на этот вопрос. Он говорил, что при существовании различия в скорости света — то есть дисперсии света — переменные звезды, меняющие свою яркость, должны менять и свой цвет.
Однако наблюдения переменных звезд ни Араго, ни других астрономов не подтверждали этой догадки. Надо было проверить ее новыми наблюдениями.
И я взялся за это.
Я работал на новом астрографе со светосильной камерой. Он был установлен только в 1905 году. Деньги на приобретение инструмента подарил Федор Александрович Бредихин. Поэтому астрографу присвоили название «бредихинский». «Бредихинским» остался он до сего дня.
Во время Великой Отечественной войны астрограф перевезли из Пулкова в Алма-Ату. Я и сейчас продолжаю наблюдать на нем небо.
Тогда я фотографировал переменные звезды в созвездиях Персея и Большой Медведицы через разные светофильтры и обрабатывал спектры беты Возничего, сделанные Аристархом Аполлоновичем.
Основным заключением из наблюдений было, что все три исследуемые звезды показали уменьшение скорости света в межзвездном пространстве при уменьшении длины волны. Иными словами, наблюдалась как бы нормальная дисперсия света.
Вывод из своих наблюдений я изложил в большом исследовании «Два способа изыскания дисперсии в небесном пространстве». Работу напечатали в 1908 году.
В те времена научные работы издавались обычно на английском, немецком и французском языках. Мое исследование тоже пришлось переводить на французский язык.
Другая моя работа посвящена той же теме: «Опыт изыскания дисперсии света в межзвездном пространстве из наблюдений спектрально-двойных звезд». В ней тоже указывается, что наблюдается как бы нормальная дисперсия света.
Над дисперсией света работал и французский астроном Нордман. Он наблюдал две другие звезды глазом при помощи фотометра. Одновременно со мной Нордман обнаружил, что изменение длины, волны изменяет скорость света еще у двух переменных звезд.
За эти исследования Парижская академия наук разделила между Нордманом и мной премию Вильде.
Впоследствии еще несколько звезд показали изменение скорости света при тех же условиях. Но бесспорное объяснение явления еще не найдено до сих пор и получило пока название «явления Тихова-Нордмана».
Дисперсия света теснейшим образом связана с физическими свойствами космического пространства, с заполняющим его веществом, с сопротивлением движению звезд, комет и других тел во Вселенной. Поэтому дальнейшее уточнение явления Тихова — Нордмана имеет важное значение в изучении свойств Вселенной.
Мне хочется еще сказать несколько слов о Белопольском, работу которого я мог теперь непосредственно наблюдать.
Он был чрезвычайно точен. Жил в том же доме, где находилась астрофизическая лаборатория. Квартира была во втором этаже, лаборатория-в первом. В лаборатории Белопольский отвел для меня небольшую комнату, в которой я работал более десяти лет.
Из этой комнаты я слышал и видел, когда Аристарх Аполлонович приходил в лабораторию, когда он уезжал на заседание Академия наук в Петербург, когда выходил на прогулку.
Ровно в 9 часов утра открывалась дверь из квартиры Белопольского, и он спускался в лабораторию. На его столе был всегда полный порядок: ни одного лишнего предмета. Ровно в час дня он заканчивал работу и поднимался в квартиру.
Ученый никогда не пользовался помощью сотрудников и лаборантов. Всю научную, вычислительную, лабораторную, даже мелкую столярную и слесарную работу делал сам.
Он утверждал, что самый лучший его помощник — домашняя работница: она убирает квартиру, готовит пищу и дает тем самым ученому полную возможность делать свое непосредственное дело.
Относительно начинающих сотрудников Аристарх Аполлонович говорил: прежде чем допускать к научной работе, их надо заставлять мыть полы в лаборатории, чтобы они не гнушались никаким делом.
Я тоже до некоторой степени прошел этот стаж, выполняя обязанности истопника в трудные годы первой мировой войны.
В те времена пулковцы ездили в Петербург через станцию Александровскую, в четырех километрах от Пулкова, Обычно для этого нанимали экипаж крестьянина-извозчика, фамилию которого следует назвать: это один из наследственных извозчиков Птицыных, возивших не одно поколение пулковских астрономов.
Белопольский требовал, чтобы Птицын подавал экипаж к зданию лаборатории ровно за полчаса до поезда — ни на минуту раньше и ни на минуту позже, — и сам спускался немедленно.
В каждую ясную ночь Аристарх Аполлонович выходил для наблюдений на 30-дюймовом рефракторе. Его сопровождал служитель Иван Осипович Камашевский, который за многие годы службы в обсерватории хорошо изучил все тонкости в капризы башни 30-дюймового рефрактора.
Белопольский сроднился с этим инструментом, и трудно было себе представить, чтобы в ясную ночь он не наблюдал неба, если только находился в Пулкове и был здоров.
В Пулкове я встречал многих знаменитых русских ученых.
Раз в год приезжал академик Алексей Николаевич Крылов. Он был членом комитета, принимавшего отчеты директора Пулковской обсерватории. Иногда Крылов выступал, на заседаниях с очень интересными сообщениями по вопросам небесной механики.
В 1917 году директор обсерватории Баклунд скончался, и на его место Академия наук избрала Белопольского как единственного астронома-академика. Он это избрание принял скрепя сердце, не имея ни малейшей склонности к административной деятельности.
Ученый тяготился директорскими обязанностями. Наконец в 1919 году не выдержал и подал в Академию наук заявление о снятии своей кандидатуры на должность директора, которая к тому времени стала выборной.
После этого, несмотря на свои 65 лет, замечательный астрофизик с удвоенной энергией продолжал научную работу, посвящая время установке привезенного из Англии нового большого солнечного спектрографа.
Для наблюдения Солнца ему приходилось в ясные дни несколько раз подниматься в павильон на высоту двухэтажного дома. В павильоне помещалось большое зеркало. Оно отражало лучи Солнца и посылало их в лабораторию, где был установлен спектрограф.
В один жаркий летний день Аристарх Аполлонович, весь в поту, много раз поднимался в павильон и спускался обратно. Пожилая сотрудница обсерватории решилась ему сказать:
— Пожалейте себя, Аристарх Аполлонович! Возьмите кого-нибудь в помощь.
Добрый совет вызвал бурю негодования. Белопольский кричал, что ни в чьей помощи не нуждается.
Вообще характер у Аристарха Аполлоновича был вспыльчивый, о чем он часто сам жалел. Иногда по всей территории раздавались его неожиданные гневные крики по какому-нибудь ничтожному поводу. Но через некоторое время он уже выражал сожаление и извинялся перед тем, на кого накричал.
Белопольский был человеком чрезвычайной скромности. Характерный тому пример — высказывание в одном из его писем ко мне: «В вашей лекции или статье нет надобности упоминать обо мне. Ведь мы все рядовые, делаем общее дело, и тот ли, другой ли — не все ли это равно?»
1914 год. Война
Семнадцатого апреля 1912 года в Пулкове наблюдали частное солнечное затмение. Я весьма тщательно к нему подготовился и привлек к этому Сергея Константиновича Костянского.
Он согласился сделать в момент наибольшей фазы снимок на нормальном астрографе. Я же на бредихинском астрографе получил главные линии хромосферы и протуберанцев.
Успех был полный, чему способствовала совершенно ясная погода.
Это меня окрылило, и я решил готовиться к наблюдению полного затмения 21 августа 1914 года. Полоса затмения должна была пройти по западным губерниям Европейской России.
Получив согласие директора, я списался с английской и немецкой фирмами. Первой заказал зеркальный телескоп небольших размеров с кварцевым спектрографом для фотографирования спектра короны, а второй — коронограф с четырьмя объективами.
Заказы были выполнены своевременно и прибыли в Пулково за несколько месяцев до затмения.
Местом наблюдения была выбрана усадьба Ставидлы, близ железнодорожной станции Каменка, Киевской губернии. Со мной отправился Н. Н. Калитин. Впоследствии он стал известным актинометристом — наблюдателем солнечного излучения.
Когда мы проехали часть пути, была получена телеграмма об объявлении войны. Калитин как прапорщик запаса тут же пересел в обратный поезд и вернулся в Петербург.
Все сразу осложнилось. Трудно было вести подготовку к наблюдениям без помощника.
Незадолго до выезда в экспедицию я получил новые приборы и еще не успел их испытать и привести в полный порядок. Кроме того, их надо было установить во временных павильонах.
Но благодаря содействию хозяина усадьбы удалось все сделать. Собрали и установила тяжелый коронограф, весивший около тонны, оборудовали небольшую комнату под фотолабораторию.
Утро 21 августа выдалось совершенно ясное. Началось частное затмение. Солнце сияет на безоблачном небе. Приближается полное затмение. Одновременно кучевое облако приближается к Солнцу и закрывает его. Полная фаза проходит за облаком. Через две минуты после окончания фазы облако уходит с Солнца, и мы видим появившийся уже его узкий серп.
Разочарование полнейшее! Настроение подавленное. Как нарочно, все следующие дни нашего пребывания в Ставидлах сияло чистое, безоблачное небо. Наудачу этого затмения я переживал целых тринадцать лет, пока не получил хороших результатов пря полном затмении в 1927 году. Но кое-какие новые сведения я все-таки привез из Ставидл.
Это были наблюдения синевы, яркости и поляризации неба.
В 1917 году меня мобилизовали в армию. Прерывать научную работу было очень жаль. Но в армии об астрономических трубах и мечтать не приходилось. Стал изучать видимость далеких предметов: гор, полей, лесов.
Части, в которые я попал, стояли под Киевом. Они носили очень длинное название: Центральная аэронавигационная станция Военной школы летчиков-наблюдателей. Здесь служил отважный русский летчик Нестеров, погибший смертью храбрых, протаранив вражеский самолет.
Мы проводили фотографирование местности с самолета — аэрофотосъемку. Аэросъемкой я очень заинтересовался, так как значительная часть моих чисто астрофизических работ была связана с ней. Захотелось улучшить методы фотографирования и его результаты.
За службу в Киеве я получил чин ефрейтора и очень этим гордился.
Но астрономия влекла меня неодолимо, и, когда кончилась война, я был счастлив снова за нее приняться.
«Знаток сапфиров»
Неудача затмения 1914 года натолкнула меня на мысль о необходимости найти способ наблюдать солнечную корону вне затмения.
Начинать надо было с изучения голубого цвета ясного неба и его темноты. Для этого нужно было изобрести специальный прибор. Мне удалось придумать такой прибор. Он был назван цианометром.
Постройкой цианометра я заинтересовался еще в 1912 году и нашел принцип его конструкции. В приборе следовало использовать свойство обратимости спектроскопа, которая позволяет правильно воспроизводить все оттенки ясного дневного неба.
Однако цианометр при его теоретической правильности оказался в моем кустарном «производстве» слишком громоздким.
Транспортировать его на высокие горы, откуда удачнее всего проводятся такие наблюдения, было невозможно.
В то время мне случилось прочитать в журнале «Исторический вестник» рассказ Тенеромо «Лев Толстой-пастух». В рассказе, между прочим, приписываются Толстому слова о том, будто бы древние плохо различали цвета и что в библии нигде не говорится о синем цвете неба.
Меня это очень заинтересовало. Я купил библию и быстро нашел в ней несколько мест, в которых ясное небо сравнивается с сапфиром. Купил небольшой сапфир, исследовал спектральный состав света, проходящего через него, и увидел, что спектр сапфира очень близок к спектру света ясного неба, так что ясное небо надо называть не голубым и не синим, а сапфирным.
Кристаллы сапфира меняют чистоту окраски в зависимости от угла зрения между поверхностью грани и линией зрения.
Этим свойством я и воспользовался, чтобы построить цианометр с небольшим кристаллом сапфира. Он был выпилен из довольно большого кристалла, подаренного мне нашим знаменитым минералогом академиком Александром Евгеньевичем Ферсманом.
С Ферсманом мы познакомились случайно. В 1921 году я принимал участие в экспедиции на остров Кильдин в Ледовитом океане. В том же поезде, что я, ехал со своими сотрудниками и Александр Евгеньевич для изучения Хибинских гор на Кольском полуострове. Как опытный путешественник, академик дал нам много ценных практических советов. Держался он очень просто.
Позднее мы встречались не раз.
Заинтересовавшись сапфирами, я стал изучать оптические свойства сапфиров ориентальных, уральских, австралийских, сплавленных и искусственных. Я увидел, что в спектре света, прошедшего через каждый из этих драгоценных камней, есть свои особенности, и научился по спектру определять их сорт.
Как-то раз я пришел в Минералогический музей Академии наук и попросил Ферсмана показать мне все сапфиры, хранящиеся здесь. Александр Евгеньевич охотно согласился. Меня особенно заинтересовал один камень с площадью поверхности в половину квадратного сантиметра и толщиной 2 миллиметра.
«Вот, — подумал я, — был бы прекрасный сапфир для цианометра».
Сапфир сдвинулся в картонной коробочке, и из-под него показалась этикетка с четко выведенной надписью: «Из коллекции графа Кочубея».
С разрешения Александра Евгеньевича я вынул камень из коробочки, приставил его к щели карманного спектроскопа и немедленно обнаружил в нем полосу поглощения, характерную для искусственных сапфиров.
— А ведь это искусственный сапфир, — сказал я.
— Не может быть, — возразил Александр Евгеньевич.
— Уверяю вас.
— Дайте, я посмотрю, — заинтересовался Ферсман.
Он вынул из кармана лупу посмотрел через нее на сапфир и сказал:
— Да, это стекляшка.
После этого «сапфир из коллекции графа Кочубея» был снят с витрины музея, а я в глазах Александра Евгеньевича приобрел славу «знатока сапфиров».
Прошло некоторое время. Я получаю от Александра Евгеньевича записку: он приглашает меня на такой-то день и час в Минералогический музей для экспертизы одного сапфира.
Приезжаю. В музее уже находятся Ферсман, ювелир и оценщик из ломбарда. Усаживаемся за стол. Александр Евгеньевич дает слово оценщику ломбарда, и он рассказывает нам следующее: некто заложил в ломбарде большой сапфир и не выкупил его вовремя. Теперь надо продать этот камень с молотка, но для оценки необходимо определить сорт. Вот почему ломбард обратился к Александру Евгеньевичу.
Ферсман, в свою очередь, сказал, что для экспертизы он пригласил меня и ювелира.
Было решено так. Каждый из экспертов рассмотрит сапфир, напишет свое мнение на бумажке и положит ее на стол вниз написанным. Когда все мнения будут записаны, то бумажки перевернут и прочтут вслух.
Первым стал рассматривать сапфир в лупу Александр Евгеньевич. После него я вынул из кармана спектроскоп и посмотрел через него на сапфир.
Затем сапфир перешел в руки ювелира, который вскоре так-же написал свое мнение на бумажке.
После этого были перевернуты все три бумажки. Оказалось, что на всех было написано: «Австралийский сапфир». К этому оценщик прибавил: «Я тоже считаю этот сапфир австралийцем». Слава «знатока сапфиров» за мной окончательно укрепилась.
Спроектированный мною и построенный одним опытным механиком цианометр был назван «библейским цианометром». Теперь он известен под названием «сапфирный». Он величиной немногим больше шестикратного призматического бинокля и удобен для наблюдений в путешествиях.
Впоследствии был построен второй, несколько усовершенствованный сапфирный цианометр. С помощью этих приборов я произвел сотни наблюдений в разных местах Советского Союза, в том числе в горах Казахстана. Эти наблюдения опубликованы в нескольких статьях и, наконец, в монографии «Наблюдения ясного неба сапфирным цианометром», изданной в 1948 году.
Пепельный свет Луны
Часто авторы фантастических романов или рассказов пишут о Земле, увиденной отважными путешественниками на Луну. И обычно родная Земля предстает перед ними зеленым диском.
Так ли это на самом деле? Можно ли определить с Земли цвет нашей планеты, узнать, какой видели бы ее люди, попавшие на Луну?
Оказывается, можно. Для этого нужно изучить цвет пепельного света Луны, то есть цвет того слабого света, которым светится вся Луна, когда ее яркая часть имеет вид узкого серпа.
Этот вопрос заинтересовал меня потому, что пепельный свет происходит от освещения Луны Землею. Дело в том, что отсутствие атмосферы вокруг Луны дает неискаженное отражение света Земли. Следовательно, изучая цвет пепельного света, мы тем самым определяем цвет Земли, как он виден с Луны.
Цвет яркого серпа Луны — это цвет Солнца, измененный отражательными свойствами лунной поверхности. Цвет пепельного света — цвет Земли, также измененный лунной поверхностью.
Сравнивая цвет пепельного света с цветом яркого серпа, мы тем самым сравниваем цвет Земли, видимой с Луны, с цветом Солнца, видимым оттуда же.
Для решения этого вопроса я фотографировал при помощи бредихинского астрографа яркий серп Луны и пепельный свет Луны в разных участках спектра — от красных лучей до начала ультрафиолетовых. Для этого применялись разные сорта фотопластинок и разные светофильтры.
Чтобы получить одинаковую плотность от пепельного света и серпа, приходилось пользоваться разными диафрагмами и весьма различными выдержками: от 5 до 20 минут для пепельного света и несколькими секундами — для яркого серпа.
Мне удалось разделить свет Земли на две части: свет, отраженный облаками и вообще крупными частицами, и свет, рассеянный самим воздухом и мелкими частицами. Оказалось, что рассеянный свет играет весьма значительную роль в свете, посылаемом Землей в пространство. Он мало заметен в красных лучах, зато в фиолетовых значительно превосходит свет, отраженный облаками. Обе части земного света равны друг другу, в синих лучах.
Таким образом, цвет Земли представляет собой смесь, нормальной сапфирности неба со значительным количеством белого света. Иными словами. Земля, видимая с Луны, имеет цвет сильно белесоватого неба. Если бы мы посмотрели на Землю из пространства, то увидели бы диск бледновато-голубого цвета и едва ли различили бы какие-либо подробности на самой земной поверхности.
Громадная часть падающего на Землю солнечного света успевает рассеяться атмосферой и всеми ее примесями раньше, чем дойдет до поверхности Земли. А то, что отражается самой поверхностью, успеет опять-таки сильно ослабеть вследствие нового рассеяния в атмосфере.
Если меняется отражательная способность атмосферы в целом, то должны меняться яркость и цвет пепельного света. Отражательная способность атмосферы зависит от облачности неба, прозрачности воздуха и от других местных причин. Эти изменения в разных местах могут взаимно уравновешивать друг друга, но, несомненно, не всегда.
Бывают длительные промежутки необыкновенной облачности или ясности, которые захватывают громадные пространства земной поверхности. А иногда и вся атмосфера загрязняется вулканической пылью, вызывающей особенно яркие зори.
Все это изменяет отражательную способность нашей атмосферы и влияет на яркость и цвет пепельного света Луны. Вот почему большой интерес представляют систематические наблюдения пепельного света.
Институт имени П. Ф. Лесгафта
В 1919 году я стал снова читать лекции, но теперь в Петроградском университете по своей специальности — астрофизике.
Среди моих слушателей были В. А. Амбарцумян, В. П. Цесевич, В. Б. Никонов, Н. И. Кучеров, Н. А. Козырев и другие, ставшие впоследствии известными астрофизиками. Все они одновременно работали в лаборатории Научного института имени Лесгафта, которой я заведовал.
На пост заведующего лабораторией меня представил знаменитый революционер шлиссельбуржец Николай Александрович Морозов. Он провел в заключении 29 лет.
С юных лет Морозов увлекался наукой. В заточении он усиленно занимался физикой, математикой и особенно астрономией.
Мое знакомство с Морозовым произошло в 1905 году, вскоре после его освобождения из Шлиссельбургской крепости.
Николай Александрович приехал в Пулково как-то утром, одетый в принятый в то время парадный костюм — черный суконный сюртук. После официального визита директору обсерватории Морозов пришел в астрофизическую лабораторию. Он представился всем пулковским астрофизикам.
Зашел Николай Александрович и в мою комнату. Завязался разговор. Я был удивлен его полной осведомленностью в тогдашних злободневных вопросах астрофизики. На это Морозов ответил, что в последние несколько месяцев заключенным в крепости выдавалась научная литература, даже зарубежная.
Впоследствии нас очень сблизила работа в Институте Лесгафта, где он с 1918 года был директором, и работа в Русском обществе любителей мироведения. Николай Александрович был его председателем. Общество сыграло большую роль в распространении астрофизических и геофизических знаний в нашем отечестве.
Атмосфера дружбы царила в доме Морозовых. У Николая Александровича был мягкий, доброжелательный характер. Его жена, Ксения Алексеевна, тоже отличалась большой добротой и сердечностью.
Я довольно часто проводил вечера в приятном, гостеприимном доме, где встречался с интересными учеными, писателями, художниками и общественными деятелями.
В Институте Лесгафта астрофизическая лаборатория занималась в основном обработкой негативов небесных светил, полученных мной на бредихинском астрографе.
Работы нашей лаборатории печатались в «Известиях» Института Лесгафта, которые в те годы представляли собой одно из лучших научных изданий в Советском Союзе.
В то время я жил в Пулкове, и поездки мои в Ленинград были сопряжены с большими трудностями. Я шел пешком на станцию Александровскую, подчас при вьюге, взбирался на открытую площадку вагона — проникнуть внутрь не было никакой возможности, — наконец приезжал на Варшавский вокзал. Оттуда на трамвае добирался до Васильевского Острова — в университет. На дорогу требовалось не менее двух часов.
Из университета направлялся в астрофизическую лабораторию. В институте у меня была особая комната, где я ночевал одну или две ночи в неделю. В Пулково возвращался тем же многотрудным путем.
Читать курс астрофизики я перестал в 1931 году по недостатку времени, а расстаться с лабораторией в институте пришлось по необходимости: в 1941 году, в связи с эвакуацией в Алма-Ату.
У ИСТОКОВ НОВОЙ НАУКИ
Звезда пожаров
Каждые полтора-два года на южном крае небосклона появляется небольшая яркая звезда. Она выделяется среди мерцающих светил ровным красноватым пламенем. Древним народам ее красный цвет напоминал зловещий отблеск пожаров и пролитую в битвах кровь. Поэтому и назвали звезду грозным именем бога войны: греки — Арес, римляне — Марс.
С тех давних лет Марс, наш близкий сосед, приковывает к себе внимание астрономов, поэтов, писателей-фантастов.
Марс считают самой загадочной планетой. Выходят книги под названием «Загадка Марса», читаются публичные лекции о Марсе и его тайнах, о тайнах Марса спорят ученые.
Разгадке этих тайн я, как и многие другие ученые, посвятил много лет жизни. И поэтому о Марсе хочется рассказать подробнее.
Великие ученые Коперник и Кеплер исследовали движение Марса. Наблюдал его известный астроном Тихо Браге.
В 1659 году астроном Гюйгенс заметил на планете смутные темные очертания. К концу XVIII века ученые различили на Марсе красноватые пустыни, зеленовато-голубые резко очерченные пятна, которые условно назвали «морями», и белые участки у полюсов. Так зародилась наука о Марсе — ареография.
В XIX веке стали появляться первые марсианские карты. Вот карта Марса. Почти вся поверхность планеты — суша, только одна шестая часть — «моря» (так называемые Асидалийское, Южное, Эритрейское, «море» Времени и другие. По своим оптическим свойствам поверхность «морей» сходна с участками нашей земной растительности.
В 1860 году ученый Лиэ, много лет наблюдавший оптические свойства Марса, высказал предположение, что «моря» Марса не что иное, как участки растительности. Предположение подкреплялось и тем, что «моря» изменяют свою окраску в зависимости от марсианских времен года.
На Марсе есть «проливы» и «заливы». Некоторые участки поверхности именуются оазисами — Нильский, Гиперборейский.
Есть у наблюдателей Марса несколько особенно радостных и тревожных дней. Приходят они через 15–17 лет. Их с нетерпением
ждут астрономы, тщательно к ним готовятся. Эти дни — всегда событие. Я говорю о великих противостояниях Марса, во время которых он особенно близко подходит к Земле. Правда, близость чисто астрономическая — 56 миллионов километров. Именно в период великого противостояния астрономы с наибольшим успехом могут изучать далекую планету.
Во всем мире, во всех странах обсерватории готовятся к наблюдениям планеты во время противостояния. «Что нового расскажет Марс о себе на этот раз?» — думают ученые.
В противостояние 1877 года вел подготовку и малоизвестный итальянский астроном Скиапарелли. Сотни телескопов, многие сильнее астрономической трубы Скиапарелли, были направлены на спокойную красноватую планету, но только он один заметил на поверхности Марса очень тонкие правильные линии.
Итальянский астроном продолжал наблюдения. Каждый раз он замечал всё новые и новые тонкие линии. Длина линий неодинакова, хотя все они тянутся на большие расстояния. Неодинакова у них и ширина. Линии получили название каналов. Несмотря на то что поверхность Марса будто бы оплетена сетью, Скиапарелли установил: каналы-это единая строгая система. К 1888 году на карте, вычерченной ставшим знаменитым итальянцем, было уже 133 канала.
Открытие Скиапарелли молниеносно облетело весь мир. Кое-кто не верил в существование каналов; некоторые, наоборот, занялись серьезным их изучением.
Более двадцати лет жизни посвятил исследованию Марса американский астроном Лоуэлл. В телескоп более мощный, чем у Скиапарелли. Лоуэлл обнаружил множество новых каналов.
В местах их пересечения были замечены темные пятна почти правильной круглой формы. Их назвали оазисами. И оазисы и каналы располагались в строгой последовательности.
Чем объяснить ее, эту последовательность? Великой деятельностью природы или вмешательством великого разума?
К 1909 году, когда все ждали очередное великое противостояние, замеченных каналов было уже около 700. Волнение, с которым ученые всего мира готовились к этому событию, захватило и меня. Мне страстно захотелось получить фотографии Марса.
Я попросил Аристарха Аполлоновича Белопольского уступить мне на некоторое время 30-дюймовый рефрактор. Как всегда Аристарх Аполлонович согласился выполнить просьбу, хотя пойти на это ему было совсем нелегко. С юных лет в каждый ясный день он наблюдал Солнце, а в каждую ясную ночь — звезды.
Я видел, как он томится без 30-дюймового рефрактора. Наконец он не выдержал и сказал мне:
— Пока вы будете работать с тридцатидюймовым рефрактором, я воспользуюсь вашим маленьким бредихинским астрографом.
Я очень обрадовался такому выходу.
Подготовку к наблюдениям великого противостояния мы вели совместно с Н. Н. Калитиным.
Мы знали, что наблюдение Марса — дело нелегкое. Трудно рассмотреть на небольшом диске планеты, который видно в телескоп, мелкие детали ее поверхности. Мешают и колебания земной атмосферы. Из-за них изображение дрожит, расплывается, тускнеет. Если попробовать увеличить диск, смотреть на него в более сильный телескоп, то результаты еще хуже: диск Марса увеличивается, но изображение расплывается, четкость деталей снижается.
Мы решили фотографировать через светофильтры — тонкие стеклянные пластинки. Приступили к изготовлению светофильтров, окрашивая желатин на стекле анилиновыми красками: в основном это были темно-красный, светло-красный, желтый и зеленый.
В те времена еще не было в продаже фотопластинок, чувствительных к лучам света, проходящим через такие светофильтры.
Но были уже порошки, спирто-водный раствор которых делал обычные фотопластинки чувствительными к таким лучам.
Сделали мы и деревянную камеру, надевающуюся на рефрактор.
Светофильтры, думали мы, прежде всего помогут нам усилить контрастность между окрашенными в разные цвета участками марсианской поверхности. Красный светофильтр должен показать зеленоватые пятна «морей» более темными. Зеленый — даст белые пятна зелеными, и зеленые — светлыми.
Известно, что для каждого вещества характерна определенная, только ему одному свойственная окраска. Нет даже двух веществ, окрашенных точно в один цвет. Поэтому безошибочно судить о цвете — уже кое-что знать о природе вещества. В этом второе преимущество светофильтров.
Наблюдения производились в августе, когда в южном полушарии Марса был конец лета. Вылавливали Марс через малейший просвет в облаках, через всякое просветление в тумане который довольно часто закрывал небо.
Интересно, что наиболее спокойные изображения Марса мы получили в туманные ночи. И это понятно: туман образуется преимущественно при спокойной, безветренной погоде.
Каждая выдержка снимка продолжалась всего несколько секунд. Удалось получить около тысячи изображений Марса. Некоторые из них позволили сделать ряд совершенно новых научных выводов.
Вот они.
Полярные шапки на Марсе состоят из такого же снега, и льда, как на Земле. Знаменитые каналы Марса имеют такой же цвет, как и «моря», которые считают участками растительности.
Обнаружили мы сходство оптических свойств атмосферы Марса с оптическими свойствами атмосферы Земли.
В 1918 и в 1920 годах были очередные противостояния Марса, не столь благоприятные, как в 1909 году, но все же довольно удобные для наблюдения в Пулкове.
Я решил вновь исследовать Марс, воспользовавшись 15-дюймовым рефрактором. Опять были применены светофильтры и спектроскоп, с помощью которого я изучал поглощение разных лучей спектра теми зонами Марса, где предполагается существование растительности.
Великая проблема
Наблюдения Марса в 1909 году были моим первым шагом на пути изучения великой проблемы — проблемы жизни на далеких мирах.
Чтобы ответить на вопрос, извечно волнующий умы человечества, надо определить, что же такое жизнь, где ее границы.
За тысячелетия до того, как люди узнали об истинном месте Земли во Вселенной, их интересовала мысль о существовании жизни на других планетах. Можно насчитать более сотни имен философов, ученых, писателей, которые утверждали, что жизнь не ограничивается нашей планетой, а широко распространена во Вселенной.
Самые древнейшие книги, известные человечеству, — это индийские Веды.
В них упоминается, что далеко от Земли на других небесных светилах есть жизнь, что и «там души человеческие перевоплощаются».
Древнегреческий мыслитель Митродор из Лапсака писал, что говорить о Земле, как единственном мире, населенном в бесконечном пространстве, было бы столь же неразумно, как верить, будто на громадном поле растет всего один колос.
Вот имена некоторых великих ученых, утверждавших, что во Вселенной есть жизнь. Во Франции — Декарт и Паскаль, в Италии — Бруно и Галилеи, в Германии — Кеплер и Лейбниц, в Англии — Ньютон, в России — Ломоносов.
В 1743 году в стихотворении «Вечерние размышления» Ломоносов писал:
Открылась бездна, звезд полна;
Звездам числа нет, бездне дна —
…Уста премудрых нам гласят:
Там разных множество светов,
Несчетны солнца там горят.
Народы там и круг веков:
Для общей славы божества
Там равна сила естества.
Когда была доказана множественность миров, но ученые еще не знали о физической природе далеких светил, распространилось буквально поветрие — населять планеты, звезды. Луну животными и даже разумными существами.
Один из основателей астрофизики, замечательный ученый В. Гершель выдвинул теорию строения Солнца, при которой там была бы возможна жизнь.
Многолетними трудами астрономов, физиков, химиков были изучены физические, условия на небесных телах. И тогда пришлось отказаться от идеи жизни на Солнце, Луне, звездах, астероидах.
В ХIХ веке было накоплено достаточное количество знаний, чтобы определить, что же такое жизнь.
Фридрих Энгельс писал, что жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования заключается по своему существу в постоянном обновлении их химических составных частей путем питания и выделения.
Белковые вещества — это смесь углерода с водородом, кислородом и азотом, то есть смесь веществ, широко распространенных в природе.
Итак мы, материалисты, считаем, что жизнь является высшей стадией развития материи и должна возникать там, где есть для этого условия. Следовательно, жизнь есть не только на Земле, но и на бесчисленном множестве других тел Вселенной, удобных для жизни. Ученые исходят из того, что свойства жизни во Вселенной едины по существу, но различны по форме и проявлению и что приспособляемость жизни к условиям среды очень велика.
Это научное положение можно объяснить очень просто. Единые по существу проявления жизни — не что иное, как то, о чем мы говорили: белковые вещества. В зависимости от физических и химических свойств окружающей среды эти вещества облекаются в различную, весьма многообразную форму.
Представьте себе только те живые существа, которые вас окружают, и вы уже будете знать несколько форм существования белковых тел.
Но, как бы ни велика была разница между тополем, например, и летучей мышью, у них есть общее — они состоят из одних и тех же белковых веществ.
Как вообще развивалась наука о жизни на Земле?
На заре научной мысли люди могли наблюдать только высокоорганизованные существа. Почти никому из древних не приходила мысль о том, что в чистой воде или в воздухе могут обитать какие-то невидимые материальные организмы.
Открытие Левенгуком микроскопа сразу присоединило к миру живых существ огромные области водных пространств, кишащих богато и разнообразно развитым живым миром.
Опыты Пастера присовокупили к этому и воздушный океан, тоже неожиданно оказавшийся заселенным микроорганизмами, вплоть до слоев атмосферы над самыми высокими горами.
Экспедиции в Сахару показали, что и раскаленные, совсем безводные пески населены мельчайшими живыми организмами.
Советские полярники принесли сведения относительно Арктики и Антарктики. Оказалось, что почти нет на земле места, где не могли бы жить многочисленные организмы.
На основании современных достижений науки можно делать определенные заключения о существовании жизни на других планетах, исследуя условия, необходимые для развития живых организмов.
Но до сих пор встречаются ученые, отрицающие возможность жизни на планетах, физические свойства которых отличны от земных.
Английский астроном Джинс в книге «Движение миров» пишет: «Жизнь, существующая на нашей земле, является единственной жизнью в солнечной системе… Мы должны смотреть на жизнь, как на болезнь, которой начинает страдать материя на старости лет. Вселенная активно враждебна жизни…»
Материалисты убеждены в обратном. Если будет доказано существование жизни хотя бы на одной планете солнечной Системы, кроме Земли, — говорят они, — то это подтвердит правильность утверждения о широко распространенной жизни во Вселенной, окончательно выбьет почву из-под ног сторонников возможности жизни только на Земле.
Поэтому советская наука обратила пристальное внимание на Марс, столь похожий на нашу Землю.
Если на Марсе есть растительная жизнь и это будет практически доказано, то ведь такое открытие свидетельствует о многом: жизнь на этой планете — часть общей проблемы существования жизни во Вселенной.
Каков же он, Марс?
Каков же он. Марс? Что мы знаем о нем?
Марс находится от Солнца в полтора раза дальше, чем Земля, и делает полный оборот вокруг Солнца за 687 земных суток. Атмосфера его довольно прозрачна, очень разрежена и неспокойна. На Марсе часты пылевые бури. Они несут вихри песка, покрывающие большие территории планеты. Атмосферное давление приблизительно в восемь раз ниже земного, или такое, как на высоте 10–15 километров над поверхностью Земли.
Что сказать о химическом составе атмосферы Марса? Можно ли ставить такой вопрос? Наука отвечает: можно. Для этого пользуются методом спектрального анализа. Заключается он, как мы знаем, в следующем.
Если мы пропустим через стеклянную призму свет Солнца, то он разложится на составные части в виде цветной полосы, называемой спектром.
Солнечные лучи, идущие от наблюдаемой планеты, дважды проходят через ее атмосферу: падая на планету и отражаясь от поверхности. Атмосфера частично поглощает некоторые из солнечных лучей, потому что каждый из газов поглощает только вполне определенные лучи. По месту, которое занимает та или иная темная линия в спектре, можно определить, через какие газы прошел свет Солнца и планет. А это, в свою очередь, дает возможность выяснить, из каких газов состоит атмосфера Солнца и планет.
Так определили, что в атмосфере Марса есть в небольшом количестве кислород, обнаружен там углекислый газ, предполагают и наличие азота. Значит, состав, близкий к атмосфере Земли. А это уже очень важный вывод.
В астрономическую трубу видно, что на поверхности Марса размещаются темные, пятна. Наблюдая периодичность, с которой они появляются и исчезают, определили, что планета вращается вокруг своей оси в 24 часа 37 минут. Ось вращения наклонена к плоскости марсианской орбиты, и угол её наклона почти такой же, как у Земли.
Мы знаем, что от наклона земной оси происходит смена времен года. Поэтому и на Марсе, в каждом его полушарии, происходит смена времен года. Только времена года почти в два раза длиннее земных, так как год там почти вдвое длиннее земного.
Давно замечено, что когда на одном из полушарий Марса наступает зима, то вокруг его полюса образуется яркая белая шапка. А на противоположном шапка постепенно исчезает (со стороны экватора), и через некоторое время от нее остается только небольшое пятно зеленовато-голубого цвета.
Считалось, что белые шапки на полюсах — снег.
В 1909 году мы с Калитиным изучали цвет шапок. Нас заинтересовал их зеленовато-голубой оттенок и то, что они не так ярко блестят, как снег. Глыба льда тоже меньше блестит, чем снег и цвет у нее зеленовато-голубой. Поэтому я сделал вывод, что вернее считать полярные шапки ледяными.
К такому же заключению пришел и американский астроном Куйпер, исследовавший отражательную способность различных участков поверхности планеты. Если на Марсе есть лед, то, значит, там есть и вода — одно из необходимых условий жизни. Значит, полярные шапки летом тают, лед превращается в воду.
То, что на Марсе есть вода, подтверждают наблюдения и других ученых. Астрономы давно обратили внимание, что вокруг тающих полярных шапок Марса видна темная полоса. Считают, что это почва, намокшая от талой воды.
Но воды на планете сравнительно мало. Там нет больших водоемов, нет рек, к которым мы так привыкли на Земле. Водные участки Марса — скорее всего, неглубокие болота.
Если бы на Марсе были моря, подобные нашим, или большие озера, то астрономы заметили бы в них отражение Солнца — ярко блестящую точку. Но пока никому этого наблюдать не удалось.
Пополняют запасы воды выпадающие осадки. Об этом нам говорит академик Академии наук УССР Н. П. Барабашов, который наблюдает Марс много лет: «Многие астрономы, в том числе и я, часто наблюдали, как из облаков, несущихся над поверхностью Марса, выпадают жидкие и твердые осадки, вызывающие заметное побеление и потемнение значительных участков почвы Марса».
Правда, в атмосфере Марса обнаружить пары воды не удалось. По-видимому, пары воды земной атмосферы как бы заслоняют собой пары воды марсианской атмосферы. В ней они превращаются при низкой температуре в иголочки льда и инея.
Марс расположен дальше от Солнца. Это определяет и суровость климата планеты: она получает в 2,3 раза меньше тепла, чем Земля.
Теперь осталось определить температуру Марса. Для этого астрономы пользуются чрезвычайно чувствительным прибором — термоэлементом, который помещают в астрономической трубе.
Трубу направляют на Марс так, чтобы на термоэлемент падали лучи с поверхности планеты. Чувствительный прибор реагирует на тепло, которое испускает исследуемый участок, нагретый солнечными лучами.
По нагреванию термоэлемента и вычисляют температуру, планеты.
Так получают сведения о температуре Марса. Там в полярных областях зимой стоят сильные морозы — до 80 градусов.
Летом температура 5-10 градусов тепла. Чем ближе к экватору, тем она выше. На экваторе температура приближается к земной 20 градусов тепла.
Некоторые участки «морей» теплее материков. Н. П. Барабашов указывает на это: «Установлено, что температура некоторых темных (зеленых) областей Марса в полдень поднимается до плюс 30 градусов, а в сумерки опускается до плюс 6 градусов. К полночи, эта температура должна спускаться ниже нуля».
Суточные колебания — неприятное свойство температуры на суровой планете. Допустим, на экваторе днем было 20 градусов тепла. Можно даже сказать, что день был жаркий. С ночи же начинается резкое понижение, к рассвету тепло сменяют сильные морозы — 40–45 градусов.
Подведем итог. В. марсианской атмосфере есть кислород и углекислый газ, есть и вода, хотя в небольших количествах, температура поднимается выше нуля. Такие сведения о Марсе дали астрономы.
Можно ли, основываясь на таких скудных данных, делать какие-либо выводы о жизни на Марсе?
Звезда пожаров
Каждые полтора-два года на южном крае небосклона появляется небольшая яркая звезда. Она выделяется среди мерцающих светил ровным красноватым пламенем. Древним народам ее красный цвет напоминал зловещий отблеск пожаров и пролитую в битвах кровь. Поэтому и назвали звезду грозным именем бога войны: греки — Арес, римляне — Марс.
С тех давних лет Марс, наш близкий сосед, приковывает к себе внимание астрономов, поэтов, писателей-фантастов.
Марс считают самой загадочной планетой. Выходят книги под названием «Загадка Марса», читаются публичные лекции о Марсе и его тайнах, о тайнах Марса спорят ученые.
Разгадке этих тайн я, как и многие другие ученые, посвятил много лет жизни. И поэтому о Марсе хочется рассказать подробнее.
Великие ученые Коперник и Кеплер исследовали движение Марса. Наблюдал его известный астроном Тихо Браге.
В 1659 году астроном Гюйгенс заметил на планете смутные темные очертания. К концу XVIII века ученые различили на Марсе красноватые пустыни, зеленовато-голубые резко очерченные пятна, которые условно назвали «морями», и белые участки у полюсов. Так зародилась наука о Марсе — ареография.
В XIX веке стали появляться первые марсианские карты. Вот карта Марса. Почти вся поверхность планеты — суша, только одна шестая часть — «моря» (так называемые Асидалийское, Южное, Эритрейское, «море» Времени и другие. По своим оптическим свойствам поверхность «морей» сходна с участками нашей земной растительности.
В 1860 году ученый Лиэ, много лет наблюдавший оптические свойства Марса, высказал предположение, что «моря» Марса не что иное, как участки растительности. Предположение подкреплялось и тем, что «моря» изменяют свою окраску в зависимости от марсианских времен года.
На Марсе есть «проливы» и «заливы». Некоторые участки поверхности именуются оазисами — Нильский, Гиперборейский.
Есть у наблюдателей Марса несколько особенно радостных и тревожных дней. Приходят они через 15–17 лет. Их с нетерпением
ждут астрономы, тщательно к ним готовятся. Эти дни — всегда событие. Я говорю о великих противостояниях Марса, во время которых он особенно близко подходит к Земле. Правда, близость чисто астрономическая — 56 миллионов километров. Именно в период великого противостояния астрономы с наибольшим успехом могут изучать далекую планету.
Во всем мире, во всех странах обсерватории готовятся к наблюдениям планеты во время противостояния. «Что нового расскажет Марс о себе на этот раз?» — думают ученые.
В противостояние 1877 года вел подготовку и малоизвестный итальянский астроном Скиапарелли. Сотни телескопов, многие сильнее астрономической трубы Скиапарелли, были направлены на спокойную красноватую планету, но только он один заметил на поверхности Марса очень тонкие правильные линии.
Итальянский астроном продолжал наблюдения. Каждый раз он замечал всё новые и новые тонкие линии. Длина линий неодинакова, хотя все они тянутся на большие расстояния. Неодинакова у них и ширина. Линии получили название каналов. Несмотря на то что поверхность Марса будто бы оплетена сетью, Скиапарелли установил: каналы-это единая строгая система. К 1888 году на карте, вычерченной ставшим знаменитым итальянцем, было уже 133 канала.
Открытие Скиапарелли молниеносно облетело весь мир. Кое-кто не верил в существование каналов; некоторые, наоборот, занялись серьезным их изучением.
Более двадцати лет жизни посвятил исследованию Марса американский астроном Лоуэлл. В телескоп более мощный, чем у Скиапарелли. Лоуэлл обнаружил множество новых каналов.
В местах их пересечения были замечены темные пятна почти правильной круглой формы. Их назвали оазисами. И оазисы и каналы располагались в строгой последовательности.
Чем объяснить ее, эту последовательность? Великой деятельностью природы или вмешательством великого разума?
К 1909 году, когда все ждали очередное великое противостояние, замеченных каналов было уже около 700. Волнение, с которым ученые всего мира готовились к этому событию, захватило и меня. Мне страстно захотелось получить фотографии Марса.
Я попросил Аристарха Аполлоновича Белопольского уступить мне на некоторое время 30-дюймовый рефрактор. Как всегда Аристарх Аполлонович согласился выполнить просьбу, хотя пойти на это ему было совсем нелегко. С юных лет в каждый ясный день он наблюдал Солнце, а в каждую ясную ночь — звезды.
Я видел, как он томится без 30-дюймового рефрактора. Наконец он не выдержал и сказал мне:
— Пока вы будете работать с тридцатидюймовым рефрактором, я воспользуюсь вашим маленьким бредихинским астрографом.
Я очень обрадовался такому выходу.
Подготовку к наблюдениям великого противостояния мы вели совместно с Н. Н. Калитиным.
Мы знали, что наблюдение Марса — дело нелегкое. Трудно рассмотреть на небольшом диске планеты, который видно в телескоп, мелкие детали ее поверхности. Мешают и колебания земной атмосферы. Из-за них изображение дрожит, расплывается, тускнеет. Если попробовать увеличить диск, смотреть на него в более сильный телескоп, то результаты еще хуже: диск Марса увеличивается, но изображение расплывается, четкость деталей снижается.
Мы решили фотографировать через светофильтры — тонкие стеклянные пластинки. Приступили к изготовлению светофильтров, окрашивая желатин на стекле анилиновыми красками: в основном это были темно-красный, светло-красный, желтый и зеленый.
В те времена еще не было в продаже фотопластинок, чувствительных к лучам света, проходящим через такие светофильтры.
Но были уже порошки, спирто-водный раствор которых делал обычные фотопластинки чувствительными к таким лучам.
Сделали мы и деревянную камеру, надевающуюся на рефрактор.
Светофильтры, думали мы, прежде всего помогут нам усилить контрастность между окрашенными в разные цвета участками марсианской поверхности. Красный светофильтр должен показать зеленоватые пятна «морей» более темными. Зеленый — даст белые пятна зелеными, и зеленые — светлыми.
Известно, что для каждого вещества характерна определенная, только ему одному свойственная окраска. Нет даже двух веществ, окрашенных точно в один цвет. Поэтому безошибочно судить о цвете — уже кое-что знать о природе вещества. В этом второе преимущество светофильтров.
Наблюдения производились в августе, когда в южном полушарии Марса был конец лета. Вылавливали Марс через малейший просвет в облаках, через всякое просветление в тумане который довольно часто закрывал небо.
Интересно, что наиболее спокойные изображения Марса мы получили в туманные ночи. И это понятно: туман образуется преимущественно при спокойной, безветренной погоде.
Каждая выдержка снимка продолжалась всего несколько секунд. Удалось получить около тысячи изображений Марса. Некоторые из них позволили сделать ряд совершенно новых научных выводов.
Вот они.
Полярные шапки на Марсе состоят из такого же снега, и льда, как на Земле. Знаменитые каналы Марса имеют такой же цвет, как и «моря», которые считают участками растительности.
Обнаружили мы сходство оптических свойств атмосферы Марса с оптическими свойствами атмосферы Земли.
В 1918 и в 1920 годах были очередные противостояния Марса, не столь благоприятные, как в 1909 году, но все же довольно удобные для наблюдения в Пулкове.
Я решил вновь исследовать Марс, воспользовавшись 15-дюймовым рефрактором. Опять были применены светофильтры и спектроскоп, с помощью которого я изучал поглощение разных лучей спектра теми зонами Марса, где предполагается существование растительности.
Великая проблема
Наблюдения Марса в 1909 году были моим первым шагом на пути изучения великой проблемы — проблемы жизни на далеких мирах.
Чтобы ответить на вопрос, извечно волнующий умы человечества, надо определить, что же такое жизнь, где ее границы.
За тысячелетия до того, как люди узнали об истинном месте Земли во Вселенной, их интересовала мысль о существовании жизни на других планетах. Можно насчитать более сотни имен философов, ученых, писателей, которые утверждали, что жизнь не ограничивается нашей планетой, а широко распространена во Вселенной.
Самые древнейшие книги, известные человечеству, — это индийские Веды.
В них упоминается, что далеко от Земли на других небесных светилах есть жизнь, что и «там души человеческие перевоплощаются».
Древнегреческий мыслитель Митродор из Лапсака писал, что говорить о Земле, как единственном мире, населенном в бесконечном пространстве, было бы столь же неразумно, как верить, будто на громадном поле растет всего один колос.
Вот имена некоторых великих ученых, утверждавших, что во Вселенной есть жизнь. Во Франции — Декарт и Паскаль, в Италии — Бруно и Галилеи, в Германии — Кеплер и Лейбниц, в Англии — Ньютон, в России — Ломоносов.
В 1743 году в стихотворении «Вечерние размышления» Ломоносов писал:
Открылась бездна, звезд полна;
Звездам числа нет, бездне дна —
…Уста премудрых нам гласят:
Там разных множество светов,
Несчетны солнца там горят.
Народы там и круг веков:
Для общей славы божества
Там равна сила естества.
Когда была доказана множественность миров, но ученые еще не знали о физической природе далеких светил, распространилось буквально поветрие — населять планеты, звезды. Луну животными и даже разумными существами.
Один из основателей астрофизики, замечательный ученый В. Гершель выдвинул теорию строения Солнца, при которой там была бы возможна жизнь.
Многолетними трудами астрономов, физиков, химиков были изучены физические, условия на небесных телах. И тогда пришлось отказаться от идеи жизни на Солнце, Луне, звездах, астероидах.
В ХIХ веке было накоплено достаточное количество знаний, чтобы определить, что же такое жизнь.
Фридрих Энгельс писал, что жизнь есть способ существования белковых тел, и этот способ существования заключается по своему существу в постоянном обновлении их химических составных частей путем питания и выделения.
Белковые вещества — это смесь углерода с водородом, кислородом и азотом, то есть смесь веществ, широко распространенных в природе.
Итак мы, материалисты, считаем, что жизнь является высшей стадией развития материи и должна возникать там, где есть для этого условия. Следовательно, жизнь есть не только на Земле, но и на бесчисленном множестве других тел Вселенной, удобных для жизни. Ученые исходят из того, что свойства жизни во Вселенной едины по существу, но различны по форме и проявлению и что приспособляемость жизни к условиям среды очень велика.
Это научное положение можно объяснить очень просто. Единые по существу проявления жизни — не что иное, как то, о чем мы говорили: белковые вещества. В зависимости от физических и химических свойств окружающей среды эти вещества облекаются в различную, весьма многообразную форму.
Представьте себе только те живые существа, которые вас окружают, и вы уже будете знать несколько форм существования белковых тел.
Но, как бы ни велика была разница между тополем, например, и летучей мышью, у них есть общее — они состоят из одних и тех же белковых веществ.
Как вообще развивалась наука о жизни на Земле?
На заре научной мысли люди могли наблюдать только высокоорганизованные существа. Почти никому из древних не приходила мысль о том, что в чистой воде или в воздухе могут обитать какие-то невидимые материальные организмы.
Открытие Левенгуком микроскопа сразу присоединило к миру живых существ огромные области водных пространств, кишащих богато и разнообразно развитым живым миром.
Опыты Пастера присовокупили к этому и воздушный океан, тоже неожиданно оказавшийся заселенным микроорганизмами, вплоть до слоев атмосферы над самыми высокими горами.
Экспедиции в Сахару показали, что и раскаленные, совсем безводные пески населены мельчайшими живыми организмами.
Советские полярники принесли сведения относительно Арктики и Антарктики. Оказалось, что почти нет на земле места, где не могли бы жить многочисленные организмы.
На основании современных достижений науки можно делать определенные заключения о существовании жизни на других планетах, исследуя условия, необходимые для развития живых организмов.
Но до сих пор встречаются ученые, отрицающие возможность жизни на планетах, физические свойства которых отличны от земных.
Английский астроном Джинс в книге «Движение миров» пишет: «Жизнь, существующая на нашей земле, является единственной жизнью в солнечной системе… Мы должны смотреть на жизнь, как на болезнь, которой начинает страдать материя на старости лет. Вселенная активно враждебна жизни…»
Материалисты убеждены в обратном. Если будет доказано существование жизни хотя бы на одной планете солнечной Системы, кроме Земли, — говорят они, — то это подтвердит правильность утверждения о широко распространенной жизни во Вселенной, окончательно выбьет почву из-под ног сторонников возможности жизни только на Земле.
Поэтому советская наука обратила пристальное внимание на Марс, столь похожий на нашу Землю.
Если на Марсе есть растительная жизнь и это будет практически доказано, то ведь такое открытие свидетельствует о многом: жизнь на этой планете — часть общей проблемы существования жизни во Вселенной.
Каков же он, Марс?
Каков же он. Марс? Что мы знаем о нем?
Марс находится от Солнца в полтора раза дальше, чем Земля, и делает полный оборот вокруг Солнца за 687 земных суток. Атмосфера его довольно прозрачна, очень разрежена и неспокойна. На Марсе часты пылевые бури. Они несут вихри песка, покрывающие большие территории планеты. Атмосферное давление приблизительно в восемь раз ниже земного, или такое, как на высоте 10–15 километров над поверхностью Земли.
Что сказать о химическом составе атмосферы Марса? Можно ли ставить такой вопрос? Наука отвечает: можно. Для этого пользуются методом спектрального анализа. Заключается он, как мы знаем, в следующем.
Если мы пропустим через стеклянную призму свет Солнца, то он разложится на составные части в виде цветной полосы, называемой спектром.
Солнечные лучи, идущие от наблюдаемой планеты, дважды проходят через ее атмосферу: падая на планету и отражаясь от поверхности. Атмосфера частично поглощает некоторые из солнечных лучей, потому что каждый из газов поглощает только вполне определенные лучи. По месту, которое занимает та или иная темная линия в спектре, можно определить, через какие газы прошел свет Солнца и планет. А это, в свою очередь, дает возможность выяснить, из каких газов состоит атмосфера Солнца и планет.
Так определили, что в атмосфере Марса есть в небольшом количестве кислород, обнаружен там углекислый газ, предполагают и наличие азота. Значит, состав, близкий к атмосфере Земли. А это уже очень важный вывод.
В астрономическую трубу видно, что на поверхности Марса размещаются темные, пятна. Наблюдая периодичность, с которой они появляются и исчезают, определили, что планета вращается вокруг своей оси в 24 часа 37 минут. Ось вращения наклонена к плоскости марсианской орбиты, и угол её наклона почти такой же, как у Земли.
Мы знаем, что от наклона земной оси происходит смена времен года. Поэтому и на Марсе, в каждом его полушарии, происходит смена времен года. Только времена года почти в два раза длиннее земных, так как год там почти вдвое длиннее земного.
Давно замечено, что когда на одном из полушарий Марса наступает зима, то вокруг его полюса образуется яркая белая шапка. А на противоположном шапка постепенно исчезает (со стороны экватора), и через некоторое время от нее остается только небольшое пятно зеленовато-голубого цвета.
Считалось, что белые шапки на полюсах — снег.
В 1909 году мы с Калитиным изучали цвет шапок. Нас заинтересовал их зеленовато-голубой оттенок и то, что они не так ярко блестят, как снег. Глыба льда тоже меньше блестит, чем снег и цвет у нее зеленовато-голубой. Поэтому я сделал вывод, что вернее считать полярные шапки ледяными.
К такому же заключению пришел и американский астроном Куйпер, исследовавший отражательную способность различных участков поверхности планеты. Если на Марсе есть лед, то, значит, там есть и вода — одно из необходимых условий жизни. Значит, полярные шапки летом тают, лед превращается в воду.
То, что на Марсе есть вода, подтверждают наблюдения и других ученых. Астрономы давно обратили внимание, что вокруг тающих полярных шапок Марса видна темная полоса. Считают, что это почва, намокшая от талой воды.
Но воды на планете сравнительно мало. Там нет больших водоемов, нет рек, к которым мы так привыкли на Земле. Водные участки Марса — скорее всего, неглубокие болота.
Если бы на Марсе были моря, подобные нашим, или большие озера, то астрономы заметили бы в них отражение Солнца — ярко блестящую точку. Но пока никому этого наблюдать не удалось.
Пополняют запасы воды выпадающие осадки. Об этом нам говорит академик Академии наук УССР Н. П. Барабашов, который наблюдает Марс много лет: «Многие астрономы, в том числе и я, часто наблюдали, как из облаков, несущихся над поверхностью Марса, выпадают жидкие и твердые осадки, вызывающие заметное побеление и потемнение значительных участков почвы Марса».
Правда, в атмосфере Марса обнаружить пары воды не удалось. По-видимому, пары воды земной атмосферы как бы заслоняют собой пары воды марсианской атмосферы. В ней они превращаются при низкой температуре в иголочки льда и инея.
Марс расположен дальше от Солнца. Это определяет и суровость климата планеты: она получает в 2,3 раза меньше тепла, чем Земля.
Теперь осталось определить температуру Марса. Для этого астрономы пользуются чрезвычайно чувствительным прибором — термоэлементом, который помещают в астрономической трубе.
Трубу направляют на Марс так, чтобы на термоэлемент падали лучи с поверхности планеты. Чувствительный прибор реагирует на тепло, которое испускает исследуемый участок, нагретый солнечными лучами.
По нагреванию термоэлемента и вычисляют температуру, планеты.
Так получают сведения о температуре Марса. Там в полярных областях зимой стоят сильные морозы — до 80 градусов.
Летом температура 5-10 градусов тепла. Чем ближе к экватору, тем она выше. На экваторе температура приближается к земной 20 градусов тепла.
Некоторые участки «морей» теплее материков. Н. П. Барабашов указывает на это: «Установлено, что температура некоторых темных (зеленых) областей Марса в полдень поднимается до плюс 30 градусов, а в сумерки опускается до плюс 6 градусов. К полночи, эта температура должна спускаться ниже нуля».
Суточные колебания — неприятное свойство температуры на суровой планете. Допустим, на экваторе днем было 20 градусов тепла. Можно даже сказать, что день был жаркий. С ночи же начинается резкое понижение, к рассвету тепло сменяют сильные морозы — 40–45 градусов.
Подведем итог. В. марсианской атмосфере есть кислород и углекислый газ, есть и вода, хотя в небольших количествах, температура поднимается выше нуля. Такие сведения о Марсе дали астрономы.
Можно ли, основываясь на таких скудных данных, делать какие-либо выводы о жизни на Марсе?
ДОЧЬ АСТРОНОМИИ И БОТАНИКИ
Рождение науки
Когда наука, хотя бы и самая молодая, прочно отвоевала место, заставила с уважением относиться к себе, быстро забывается, каким долгим, трудным, тернистым был ее путь к утверждению.
В 1860 году впервые ученые заговорили о растительной жизни на Марсе. Разговоры, даже если это разговоры ученых, — еще не научное обоснование. Необходима длительная, подчас утомительная, не приносящая радости победы работа, чтобы получить подтверждение предсказанной догадки.
Многие ученые мира допускали, что жизнь на Марсе существует. Но, как всякая научная гипотеза, это предположение требовало серьезных научных доказательств.
«Есть ли растительная жизнь на Марсе?» — такова была основная задача, которую мы с Н. Н. Калитиным поставили перед собой, готовясь к наблюдениям планеты в 1909 году.
Для решения этого вопроса мы, можно сказать, спустились с Марса на Землю и стали изучать оптические свойства земной растительности, чтобы потом снова вернуться на Марс и сказать,
к какому виду земных растений подходит более всего растительный покров «морей» Марса.
Чрезвычайно важную проблему разработал в своих научных трудах великий ученый К. А. Тимирязев. Он открыл космическую роль растений.
Из его открытия следует, что жизнь на Земле не изолирована от Космоса, а, наоборот, связана с движениями, происходящими в солнечной системе.
Тимирязев рассматривал фотосинтез — освоение светового луча растением — как взаимосвязанность земных и космических процессов.
«Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла, является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия Солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на Земле. Растение — посредник между небом и Землей. Оно истинный Прометей, похитивший огонь у неба», — писал ученый. Он считал, что «если главное отправление растительного организма зависит от света, то очевидно, что и главную особенность растений должно искать в их оптических свойствах».
Понятно, что в своих исследованиях я пытался открыть поглощение хлорофиллом падающих на растения Марса лучей, но положительных результатов не получил.
Чтобы лучше понять то, о чем здесь говорится, сравним спектр Солнца и спектр земного растения, который получается при отражении солнечных лучей от зеленой листвы растений.
Числа на схеме указывают в миллионных долях миллиметра длину волны тех участков, которые отмечены белыми черточками. Латинские буквы над черными линиями соответствуют земным линиям в солнечном спектре. Заметим, что линии «А» и «В» получаются от поглощения света Солнца кислородом земной атмосферы, а линия «А» — от поглощения водяными парами земной атмосферы.
Из сравнения спектра Солнца со спектром зеленого растения ясно, что у растения видны три темные полосы: первая между волнами длиной 700 и 650, вторая-между 650 и 600 и третья — за 600. Кроме того, заметно значительное ослабление голубых лучей. Из полос в красных лучах темнее всего та, которая лежит между 700 и 650. Она носит название «Главная полоса поглощения хлорофилла».
Вот эту полосу я и пытался обнаружить в спектре Марса в 1918 и 1920 годах, но так и не нашел.
Многочисленные поиски ее другими наблюдателями тоже дали отрицательный результат. Загадка оставалась нерешенной, в течение многих лет.
Теперь обратимся к двум фотоснимкам. На них изображены тянь-шаньские ели, снятые на первом снимке в синих лучах, на втором — в инфракрасных. Второй напоминает зимний снимок после сильного снегопада. Это позволило заключить, что зеленые растения, очень сильно отражают или рассеивают инфракрасные лучи.
Между тем на Марсе подобного явления нет. Экспедиция Ленинградского университета, возглавляемая профессором В. В. Шароновым, установила на Ташкентской обсерватории в 1939 году, что в инфракрасных лучах «моря» Марса выходят, на оборот, особенно темными.
Опять противоречие.
Все эти факты, а также и то, что на Марсе очень суровый климат, мало воды, кислорода и в атмосфере нет озона, поглощающего гибельные для жизни коротковолновые ультрафиолетовые лучи, дали повод для категорических высказываний против гипотезы существования жизни на Марсе.
Кроме того, высказывалось еще одно сомнение: «моря» Марса голубого, синего и даже фиолетового цвета — следовательно, это не растительные покровы.
Посмотрим, как опровергли эти возражения сторонники мнения, что жизнь на Марсе существует.
В 1945 году в Алма-Ате я читал лекцию на тему о возможности жизни на других планетах. Как обычно, я указал, что одним из главных возражений против существования растительности на Марсе является отсутствие отражения инфракрасных лучей его растительными покровами.
После лекции агрометеоролог А. П. Кутырева спросила меня: не является ли такая особенность следствием сурового климата Марса? Ведь инфракрасные лучи несут почти половину солнечного тепла, и марсианские растения должны поглощать их для согревания.
Это мне показалось вполне вероятным. На следующий же день я решил заняться сравнением отражения инфракрасных лучей лиственными и хвойными растениями.
Если у хвойных отражение окажется значительно меньшим, чем у лиственных, то мысль А. П. Кутыревой верна. Для проверки я воспользовался тогда еще рукописными материалами моего ученика, ныне лауреата Сталинской премии Е. Л. Кринова, который изучал в течение нескольких лет отражательную способность всевозможных земных растений в разных лучах спектра.
Были взяты две пары растений: первая — зелёный овес и полярный можжевельник, вторая — береза и ель. Оказалось, что отражение инфракрасных лучей у хвойных растений — ели и можжевельника — в три раза меньше, чем у сфотографированных одновременно с ними березы и зеленого овса.
Таким образом, было выяснено, что летнезеленым растениям инфракрасные лучи не нужны, поэтому они отражаются.
Полярному можжевельнику, живущему в суровом климате, и ели, не теряющей своей зелени и зимой, инфракрасные лучи необходимы для согревания, потому и отражаются они слабо.
Работы Кринова показали, что зимой хвойные деревья отражают инфракрасные лучи почти вдвое слабее, чем летом. Наши наблюдения подтвердили обнаруженное явление.
Это были уже научные исследования и научные выводы из исследований.
В конце 1945 года па заседании президиума Казахского филиала Академии наук СССР я выступал с докладом, подводящим итоги многолетних наблюдений Марса. И мне посчастливилось первому в истории науки, во всеуслышание произнести слово астроботаника.
Снова поиски
Название новой науки произнесено. Надо теперь, чтобы ее признали, надо, чтобы радовались ее достижениям и огорчались ее неудачами.
И сплоченный, дружный коллектив астроботаников берется за работу.
В 1946 году в «Вестнике Академии наук Казахской ССР» я опубликовал статью, смысл которой в основном сводился к следующему: в мягком климате низких и умеренных широт Земли растениям достаточно поглощать солнечные лучи в нескольких сравнительно узких участках спектра; в суровом же марсианском климате тепла растениям не хватает — они должны поглощать всю длинноволновую часть солнечного спектра, которая несет еще около одной трети солнечного тепла. Длинноволновые полосы поглощения хлорофилла от этого расширяются, сливаются и теряют отчетливость.
Однако теоретический вывод надо было проверить наблюдениями.
Марс находится от Солнца в полтора раза дальше, чем Земля, а потому климат на нем суровый, напоминающий климат Якутии и высоких гор. Вот почему мои сотрудники начали свою деятельность с изучения оптических свойств растений на высоких горах и в полярных странах. Отправлялись экспедиции на близкие к Алма-Ате горы Заилийского Алатау, на Памир, в холодную пустыню Центрального Тянь-Шаня, к устью реки Оби, в Якутию, вплоть до берегов Ледовитого океана.
В районе Верхоянска и Оймякона климат не менее суров, чем на Марсе, а между тем там живет около 200 видов растений. Сильные морозы, доходящие иногда до 60 градусов и ниже, казалось бы, должны были убить, все живое; но приходит весна — зеленеют деревья и кустарники, цветами покрывается земля.
А на берегах Ледовитого океана растет ложечная трава. Она переносит мороз в 46 градусов, иногда даже без снега. Привыкают растения и к резким сменам температуры. В этом отношении очень характерен Памир. По данным профессора П. А. Баранова, континентальность климата там выражена чрезвычайно резко. Суточные колебания доходят до 60 градусов, а средняя годовая температура отрицательная -0,9 градуса. Тем не менее памирская растительность очень разнообразна.
Колебания температуры дня и ночи являются основной причиной сильного повышения морозоустойчивости. С этой точки зрения а низких ночных температурах можно видеть скорее положительный фактор — постоянную закалку растений.
Таких примеров можно привести очень много. Но и растения, названные выше, красноречиво говорят о приспособленности их к низким температурам.
Но необходимо остановиться на еще одном очень важном примере, который сыграл значительную роль в наших дальнейших научных выводах.
Я обратил внимание на голубую канадскую ель растущую во дворе одного из алма-атинских домов.
Сняли спектр этой ели и увидели — полоса хлорофилла отсутствует. Сняли обыкновенную сосну в алма-атинском ботаническом саду — в спектре отчётливая узкая полоса поглощения хлорофилла. Значит, канадская ель и в Алма-Ате сохранила свои оптические свойства, вынесенные из суровой Канады.
Снимая спектр тянь-шаньской ели в ущелье Медео, близ Алма-Аты, мы нашли другое, не менее интересное явление. При температуре воздуха плюс 2 градуса полоса хлорофилла видна очень отчетливо, а на снимке, сделанном через две недели при температуре минус 6 градусов, полоса не видна. В противоположность канадской, тянь-шаньская ель очень быстро приспособилась к температуре воздуха.
Экспедиция астроботаников к устью Оби, в район Салехарда, привезла спектрограммы многих северных растений. У некоторых из них — карликовой, березы, кладоники, мытника, центрарин и других — спектр, снятый в июле, то есть даже в самое теплое время года, не дал сколько-нибудь заметной главной полосы поглощения хлорофилла.
Так мы нашли простое и естественное объяснение отсутствия полосы поглощения хлорофилла у марсианской растительности.
Теперь стало ясно, почему «зелень» на Марсе имеет голубой, синий и даже фиолетовый цвет. Если в спектре растения ослаблены красные, оранжевые, желтые и зеленые лучи, то лучи голубые, синие и фиолетовые приобретают большое значение. Значит, в суровом климате растения вместо зеленого могут иметь голубой, синий и фиолетовый цвет.
Недавно я прочел книжку «Обитель снегов» В. В. Агибаловой и П. В. Ковалева, В ней описывается природа Гималаев. Оказывается, что на Гималаях растут голубые сосны и голубые маки.
В 1950 и в 1951 годах А. П. Кутырева на Памире установила, что уже перед подъемом на Алайский хребет в речных долинах большие пространства пойменных лугов, высоких и сухих мест речной долины имеют коричневато-лиловый или сплошь синевато-лиловый оттенок. Это невольно вызывает сравнение с окраской тех мест поверхности Марса, где возможно предположить наличие растительности.
Окраска колосков некоторых видов мятликов, бескильницы, разных осок и злаков субальпийской растительности и растений в альпийском поясе Памира и Алая преимущественно темная, коричневато-лиловая. Естественно, что луг, покрытый выколосивщимися травами этого вида, приобретает коричнево-лиловый фон.
Более сухие места долины покрыты другими видами злаков, преимущественно диким туркестанским ячменем, типчаном, карабашем, или Черноголовкой. Их колоски уже синевато-лиловые, почти фиолетовые с голубовато-матовым налетом. Обширные пространства речных долин, где преобладают эти разновидности злаков, имеют общий синевато-лиловый цвет.
Далее. Сухие южные склоны долин застилают заросли низкорослой полыни, различные лапчатники и некоторые другие растения, Большая их часть покрыта густым войлочным опушением, которое придает голубовато-белую окраску зелени этих видов. Общий фон таких склонов при значительной густоте, покрова принимает нежный голубоватый оттенок.
Особенно большое впечатление производит Алайская долина. Она лежит высоко в горах, на высоте 3500–3600 метров над уровнем моря. Климат здесь довольно суровый. Иногда даже в летнее время долину покрывают растения, опушенные войлочным покровом. Тогда голубоватые просторы долины напоминают большое озеро, по которому разбросаны отдельные небольшие ярко-зеленые островки.
Колоски злаков в Алайской долине имеют в большинстве своем темную фиолетово-коричневую окраску.
У злаков Восточного Памира преобладает зеленая окраска листьев, но зато колоски у видов имеют или темную синевато-лиловую, или коричневую окраску. Особенно темный синевато-лиловый оттенок имеют колоски Черноголовки.
А. П. Кутырева изучала на Памире отражение растениями разных участков солнечного спектра. Найдено, что красные и инфракрасные лучи отражаются в основном культурными растениями южного происхождения, которые ранее на Памире не выращивались.
Собранные спектры растений в изученный районах, после обработки, согласно показали, что оптические свойства земных растений сурового климата сходны с оптическими свойствами растений марсианских.
Растение регулирует тепло
За небольшой период работы, уже к 1946 году, у нас накопилось много спектрограмм растений и их цветов. При обработке этого материала мы обнаружили неожиданное явление. Оказалось, что некоторые цветы дают в инфракрасных лучах яркость больше единицы, то есть отражают света больше, чем белые порошки магнезии и барита, яркость которых принята за единицу.
Вот эти цветы: герань на высоте 3000 метров дает яркость 1,6; пион на высоте 1350 метров — тоже 1,6; желтая фиалка — 1,25. Откуда же могла появиться добавочная яркость? Не оставалось ничего иного, как допустить, что цветы излучают инфракрасные лучи под действием солнечного тепла.
В физике флуоресценцией называется самоизлучение, быстро прекращающееся после облучения. Есть самоизлучение, которое продолжается довольно долго, — это фосфоресценция.
Каким из этих двух свойств обладают цветы, мы не знали. Тогда стали закрывать на ночь цветы в саду ящиком без дна. В него был врезан фотоаппарат с очень светосильным объективом.
Объектив наводили на цветы, открывали затвор с наступлением сумерек и закрывали перед утренней зарей.
Испытали несколько цветов, но их изображения не получались. Значит, исследованные нами цветы не фосфоресцируют.
Мы стали изучать флуоресценцию цветов. Растение, над которым проводится исследование, освещается Солнцем так, что на него попадают все лучи, исключая красные, инфракрасные.
И все-таки на фотографии получается изображение цветка в инфракрасных лучах.
Лак мы убедились, что растения излучают крайние красные и инфракрасные лучи.
Теперь надо сфотографировать спектр излучения. Для выражения силы самоизлучения растений ввели понятие: энергетическая отдача самоизлучения. Оно выражает отношение энергии самоизлучения к энергии облучения.
Оказалось, что отдача самоизлучения увеличивается с повышением температуры. У пихты, например, при переходе от минус 40 к плюс 20 это число возрастает в 40 раз. Однако и при минус 40 градусов самоизлучение еще существует.
Спрашивается: неужели и при такой низкой температуре пинта испытывает избыток тепла? Возможно, это результат чрезвычайной закалки пихты. Более правильным будет предполагать двойную роль самоизлучения в жизни растения. Так, в жаркую погоду оно избавляется от лишнего тепла, а в холодную — выделяет тепло, чтобы согреть окружающий его воздух и таким образом согреться самому.
Примеры подобного самообогревания растений наблюдались во время зимовки на Тянь-Шаньской высокогорной обсерватории, в 1931–1932 годах. Было обнаружено целое поле в 400 квадратных метров подледной растительности, которая жила как бы в природной теплице.
Солнечная энергия, собранная подо льдом в «оранжереях» куполообразной формы, защищала растения от морозов. Очевидно растения своим собственным излучением устроили такую теплицу.
Еще пример; ранние весенние цветы подснежника и сольданеллы выходят из-под снега, расплавляя его своим теплом.
Такое же явление наблюдается на Алтае, в горной Шории. Ранней весной, когда температура воздуха еще значительно ниже нуля, из-под снега толщиной в 10–15 сантиметров выходят голубые анемоны.
Некоторые ботаники задавали мне такой вопрос; если по теоретическим выводам астроботаники желтые, оранжевые и красные цветы, освобождающиеся от теплых красных и инфракрасных лучей, характерцы для мест с высокой температурой, то почему же на севере и на высоких горах встречается немало желтых и красных цветов желтый мак, калужница, лютик, одуванчик, красные альпийские рододендроны?
Я пытался объяснить это явление следующим примером.
Были сделаны два образчика оранжевого цвета, совершенно одинаковые на глаз, но разные по спектральному анализу.
Один представлял собой нанесенный на стекло желатиновый слой, окрашенный в водном растворе анилиновой краской. Он прекрасно пропускает лучи инфракрасные, красные, оранжевые, желтые и половину зеленых.
Такая же окраска была бы у цветка, рассеивающего все эти лучи. Цветок мог бы жить в жарком климате. Он отражал бы лучи, несущие особенно много тепла.
Другой подобный же слой был нанесен на плоскую бутылочку, наполненную слабым водным раствором медного купороса.
Он полностью поглощает красные и инфракрасные лучи, пропускает оранжевые, желтые и немного зеленых. Таким мог бы быть цветок, растущий в холодном климате.
Интересные мысли о происхождении окраски цветов есть у Ивана Владимировича Мичурина.
В статье «Теплота и свет, как самые лучшие помощники в деле осмысленной гибридизации роз» он пишет: «Степень интенсивности света и количество его, а также температура воздуха и почвы играют главную роль в происхождении колеров цветочных лепестков растений. Несомненно, для различных не только семейств, родов, видов, но даже разновидностей для получения одного и того же данного колера требуется различная температура воздуха и почвы, а также и различная степень интенсивности лучей света, падающих на растение.
Известно, что в экваториальных местностях флора богаче желтыми колерами, что легко объясняется более высокой температурой воздуха и почвы и более высокой степенью интенсивности и суммы света, требующихся для получения желтого колёра.
Из наблюдений в Канаде выяснилось, что из всего летнего сезона месяцы сентябрь и октябрь отличаются обилием голубых цветов».
И наши опыты и высказывания Мичурина позволили нам сделать интересные выводы.
Если не так давно некоторые ученые говорили, что мы почти не знаем внешних приспособительных признаков, вызываемых холодом или избытком тепла, так как защита от тепла и холода внешне ничем не выражается, то теперь можно на это возразить.
Защита от тепла и холода выражается внешними цветовыми свойствами света, который идет к нам от растения, иными словами — спектром этого света.
Спектральный анализ дал нам возможность узнать химический состав и многие физические свойства отдаленных небесных светил.
Безусловно, он должен обнаружить и много нового у земных растений.
Суровые условия и жизнь
Вернемся на Марс. Мы уже знаем о его суровом климате и установили, что он не является препятствием для жизни растений. Они приспосабливаются к низким температурам.
Но способно ли растение существовать при крайней недостаточности воды?
Снова возьмем для примера Памир. Памир — высокогорная пустыня. Переваливая через высочайшие хребты «Крыши мира» воздушные течения иссушаются, приходят в долины с ничтожным количеством влаги.
В летние полуденные часы, когда температура бывает наиболее высокой, относительная влажность воздуха не превышает 9-15 процентов. Насколько мала эта цифра, можно понять из того что падение относительной влажности ниже 50 процентов уже неблагоприятно сказывается на человеке.
Представители дикой высокогорной флоры приспособились к этим суровым условиям. Но и для культурных растений «крайности» климата не являются непреодолимым препятствием. Памирская закалка помогает растениям приспосабливаться к заморозкам.
Все знают, как боится даже легких морозов картофель, а на Памире он спокойно переносит отрицательные температуры в 7–8 градусов.
Своеобразная природа Памира преобразует и растения, испаряющие много влаги — в науке их называют высокотранспирирующими, — в малотранспирирующие-то есть испаряющие мало влаги. Думается, что приведенных примеров совершенно достаточно, чтобы не считать чрезвычайную сухость марсианской атмосферы препятствием для существования растений.
Правда, есть ученые, которые этим не согласны. Академик Фесенков, например, говорит, что «соображения астроботаников подкрепляются результатами их исследований, произведенных только в отношении зеленой растительности в различных земных условиях, и поэтому ничего не могут сказать о марсианских условиях и растениях».
Конечно, наши теоретические выводы подкрепляются результатами работ в земных условиях. У астроботаников пока нет возможности побывать на Марсе. Но и земные растения дают право говорить о том, какова растительность на Марсе.
«Мы знаем, что на Земле растительность приспосабливается к окружающей среде. И происходит этот процесс довольно быстро. В силу материального единства мира мы с научной точки зрения можем утверждать, что и на Марсе должен действовать закон единства организма и среды, точно так же как и на Земле. И, если растения на нашей планете приспособились к условиям существования, не может быть никаких сомнений в том, что на Марсе так же растительность приспособилась к условиям жизни», — так отвечают ученые-астроботаники на подобные возражения.
Теперь несколько слов о возможности жизни растений при кислородном голоде; ведь на Марсе, как известно, крайне мало кислорода.
Снова спустимся для этого на Землю.
Оказывается, на Земле есть достаточное количество растений, существующих при уменьшенном количестве кислорода. Это растения болотные и подводные. Они имеют значительные запасы воздуха внутри своего тела в виде широких межклетников, дыхательных корней и других приспособлений.
То же возможно и на Марсе. Для фотосинтеза растение использует углекислый газ. Его в атмосфере Марса достаточно.
Кислород, который выделяется при этом процессе, необходим для дыхания растения. И оно может не только выделять его в атмосферу, но и оставлять в различных частях — например, в корнях.
Противники астроботаников выдвигают еще одно условие в защиту своей точки зрения: жизнь на Марсе не может существовать, так как там действуют гибельные для живого организма ультрафиолетовые лучи. В земной атмосфере роль фильтра, поглощающего ультрафиолетовые лучи, играет озон. В атмосфере Марса озона, или, как говорят, озонового экрана, нет. Следовательно, растения существовать там не могут.
Что касается меня, то я считаю ультрафиолетовые луча неопасными.
Во-первых, из Марсе есть фиолетовый слой, который, по словам исследователей, еще лучше рассеивает ультрафиолетовые лучи, чем наш озон.
Во-вторых, когда жизнь зачиналась на Земле, кислорода в ее атмосфере не было.
По общепринятому мнению, пионерами жизни на нашей планете были микроорганизмы. Значительно позже появились растения, а в результате их жизнедеятельности — кислород.
Из кислорода образовался тот слой озона в 3 миллиметра толщиной (при нормальном давлении), который поглощают ультрафиолетовые лучи, гибельные для теперешних земных организмов.
И если не говорить о пока неизвестных нам других поглотителях ультрафиолетовых лучей, то, следовательно, зачинатели жизни на Земле не боялись этих лучей. Об этом мы и должны, помнить.
Можно говорить о гибельном действии коротковолновых ультрафиолетовых лучей на бактерии, если прибавить к слову «бактерии» «современные». Но нельзя так говорить о бактериях древнейших геологических периодов.
Кроме того, диалектический материализм учит, что жизнь есть явление закономерное, появляющееся с железной необходимостью как результат эволюции материи. Если бы в земной атмосфере не появился озон, то жизнь все равно существовала бы, приспособившись к ультрафиолетовым лучам.
И нет никаких оснований думать, что за многие сотни миллионов лет марсианские растения не могли бы приспособиться к действию коротковолновых ультрафиолетовых лучей.
В связи со всем этим хочется рассказать об интересных опытах, проведенных в Нальчике профессором Кабардинского педагогического института С. М. Токмачевым.
Он сделал два опыта. В обоих случаях он брал по шесть семян кукурузы, клал их на влажную пропускную бумагу и помещал под колокол воздушного насоса объемом в 5,5 литра.
Температура во время опытов поддерживалась в пределах 20–22 градусов днем и ночью. Это соответствует летней марсианской температуре в зоне незаходящего солнца. Давление воздуха поддерживалось такое же, как на поверхности Марса.
В первом опыте воздух меняли два раза в сутки, и растения находились в течение трех суток под давлением от 20 до 70 миллиметров ртутного столба. Ростки в начале образования листьев развивались лучше, чем в контрольных семенах.
Во втором опыте те же проросшие семена были перенесены в условия неменяющегося разреженного воздуха -18-22 миллиметра ртутного столба — и выдерживались в этих условиях в течение пяти суток. Развитие листьев замедлилось в сравнении с контрольным опытом, но ростки сохранили свежий вид. Никаких признаков увядания не было.
Из опытов можно сделать два вывода. Первый: семена кукурузы хорошо проросли бы до начала образования листьев, если бы были высажены на Марсе. Второй: в обстановке обычного парника семена кукурузы могли бы прорастать до момента возникновения листьев на высотах, достигающих 25 километров в условиях Земли.
Все это говорит о том, что жизнь на Марсе возможна.
Изучение ее ставит много интересных задач перед биологией и биофизикой, которые помогут разгадать тайны жизни вообще.
Астроботаника, как мы видим, не остается в долгу у земных наук. Она уже имеет практическое значение, так как показала, что нельзя ограничивать биологические исследования только окружающими нас организмами и на этом основании делать выводы о законах развития жизни.
Она говорит также о том, что для познания законов жизни недостаточно изучать живой организм только в нормальных условиях — надо рассматривать и крайние условия окружающей среды, в которых живой организм может оказаться, не отрывать развитие жизни на данном этапе от ее общего геологического развития.
Рождение науки
Когда наука, хотя бы и самая молодая, прочно отвоевала место, заставила с уважением относиться к себе, быстро забывается, каким долгим, трудным, тернистым был ее путь к утверждению.
В 1860 году впервые ученые заговорили о растительной жизни на Марсе. Разговоры, даже если это разговоры ученых, — еще не научное обоснование. Необходима длительная, подчас утомительная, не приносящая радости победы работа, чтобы получить подтверждение предсказанной догадки.
Многие ученые мира допускали, что жизнь на Марсе существует. Но, как всякая научная гипотеза, это предположение требовало серьезных научных доказательств.
«Есть ли растительная жизнь на Марсе?» — такова была основная задача, которую мы с Н. Н. Калитиным поставили перед собой, готовясь к наблюдениям планеты в 1909 году.
Для решения этого вопроса мы, можно сказать, спустились с Марса на Землю и стали изучать оптические свойства земной растительности, чтобы потом снова вернуться на Марс и сказать,
к какому виду земных растений подходит более всего растительный покров «морей» Марса.
Чрезвычайно важную проблему разработал в своих научных трудах великий ученый К. А. Тимирязев. Он открыл космическую роль растений.
Из его открытия следует, что жизнь на Земле не изолирована от Космоса, а, наоборот, связана с движениями, происходящими в солнечной системе.
Тимирязев рассматривал фотосинтез — освоение светового луча растением — как взаимосвязанность земных и космических процессов.
«Зеленый лист, или, вернее, микроскопическое зеленое зерно хлорофилла, является фокусом, точкой в мировом пространстве, в которую с одного конца притекает энергия Солнца, а с другого берут начало все проявления жизни на Земле. Растение — посредник между небом и Землей. Оно истинный Прометей, похитивший огонь у неба», — писал ученый. Он считал, что «если главное отправление растительного организма зависит от света, то очевидно, что и главную особенность растений должно искать в их оптических свойствах».
Понятно, что в своих исследованиях я пытался открыть поглощение хлорофиллом падающих на растения Марса лучей, но положительных результатов не получил.
Чтобы лучше понять то, о чем здесь говорится, сравним спектр Солнца и спектр земного растения, который получается при отражении солнечных лучей от зеленой листвы растений.
Числа на схеме указывают в миллионных долях миллиметра длину волны тех участков, которые отмечены белыми черточками. Латинские буквы над черными линиями соответствуют земным линиям в солнечном спектре. Заметим, что линии «А» и «В» получаются от поглощения света Солнца кислородом земной атмосферы, а линия «А» — от поглощения водяными парами земной атмосферы.
Из сравнения спектра Солнца со спектром зеленого растения ясно, что у растения видны три темные полосы: первая между волнами длиной 700 и 650, вторая-между 650 и 600 и третья — за 600. Кроме того, заметно значительное ослабление голубых лучей. Из полос в красных лучах темнее всего та, которая лежит между 700 и 650. Она носит название «Главная полоса поглощения хлорофилла».
Вот эту полосу я и пытался обнаружить в спектре Марса в 1918 и 1920 годах, но так и не нашел.
Многочисленные поиски ее другими наблюдателями тоже дали отрицательный результат. Загадка оставалась нерешенной, в течение многих лет.
Теперь обратимся к двум фотоснимкам. На них изображены тянь-шаньские ели, снятые на первом снимке в синих лучах, на втором — в инфракрасных. Второй напоминает зимний снимок после сильного снегопада. Это позволило заключить, что зеленые растения, очень сильно отражают или рассеивают инфракрасные лучи.
Между тем на Марсе подобного явления нет. Экспедиция Ленинградского университета, возглавляемая профессором В. В. Шароновым, установила на Ташкентской обсерватории в 1939 году, что в инфракрасных лучах «моря» Марса выходят, на оборот, особенно темными.
Опять противоречие.
Все эти факты, а также и то, что на Марсе очень суровый климат, мало воды, кислорода и в атмосфере нет озона, поглощающего гибельные для жизни коротковолновые ультрафиолетовые лучи, дали повод для категорических высказываний против гипотезы существования жизни на Марсе.
Кроме того, высказывалось еще одно сомнение: «моря» Марса голубого, синего и даже фиолетового цвета — следовательно, это не растительные покровы.
Посмотрим, как опровергли эти возражения сторонники мнения, что жизнь на Марсе существует.
В 1945 году в Алма-Ате я читал лекцию на тему о возможности жизни на других планетах. Как обычно, я указал, что одним из главных возражений против существования растительности на Марсе является отсутствие отражения инфракрасных лучей его растительными покровами.
После лекции агрометеоролог А. П. Кутырева спросила меня: не является ли такая особенность следствием сурового климата Марса? Ведь инфракрасные лучи несут почти половину солнечного тепла, и марсианские растения должны поглощать их для согревания.
Это мне показалось вполне вероятным. На следующий же день я решил заняться сравнением отражения инфракрасных лучей лиственными и хвойными растениями.
Если у хвойных отражение окажется значительно меньшим, чем у лиственных, то мысль А. П. Кутыревой верна. Для проверки я воспользовался тогда еще рукописными материалами моего ученика, ныне лауреата Сталинской премии Е. Л. Кринова, который изучал в течение нескольких лет отражательную способность всевозможных земных растений в разных лучах спектра.
Были взяты две пары растений: первая — зелёный овес и полярный можжевельник, вторая — береза и ель. Оказалось, что отражение инфракрасных лучей у хвойных растений — ели и можжевельника — в три раза меньше, чем у сфотографированных одновременно с ними березы и зеленого овса.
Таким образом, было выяснено, что летнезеленым растениям инфракрасные лучи не нужны, поэтому они отражаются.
Полярному можжевельнику, живущему в суровом климате, и ели, не теряющей своей зелени и зимой, инфракрасные лучи необходимы для согревания, потому и отражаются они слабо.
Работы Кринова показали, что зимой хвойные деревья отражают инфракрасные лучи почти вдвое слабее, чем летом. Наши наблюдения подтвердили обнаруженное явление.
Это были уже научные исследования и научные выводы из исследований.
В конце 1945 года па заседании президиума Казахского филиала Академии наук СССР я выступал с докладом, подводящим итоги многолетних наблюдений Марса. И мне посчастливилось первому в истории науки, во всеуслышание произнести слово астроботаника.
Снова поиски
Название новой науки произнесено. Надо теперь, чтобы ее признали, надо, чтобы радовались ее достижениям и огорчались ее неудачами.
И сплоченный, дружный коллектив астроботаников берется за работу.
В 1946 году в «Вестнике Академии наук Казахской ССР» я опубликовал статью, смысл которой в основном сводился к следующему: в мягком климате низких и умеренных широт Земли растениям достаточно поглощать солнечные лучи в нескольких сравнительно узких участках спектра; в суровом же марсианском климате тепла растениям не хватает — они должны поглощать всю длинноволновую часть солнечного спектра, которая несет еще около одной трети солнечного тепла. Длинноволновые полосы поглощения хлорофилла от этого расширяются, сливаются и теряют отчетливость.
Однако теоретический вывод надо было проверить наблюдениями.
Марс находится от Солнца в полтора раза дальше, чем Земля, а потому климат на нем суровый, напоминающий климат Якутии и высоких гор. Вот почему мои сотрудники начали свою деятельность с изучения оптических свойств растений на высоких горах и в полярных странах. Отправлялись экспедиции на близкие к Алма-Ате горы Заилийского Алатау, на Памир, в холодную пустыню Центрального Тянь-Шаня, к устью реки Оби, в Якутию, вплоть до берегов Ледовитого океана.
В районе Верхоянска и Оймякона климат не менее суров, чем на Марсе, а между тем там живет около 200 видов растений. Сильные морозы, доходящие иногда до 60 градусов и ниже, казалось бы, должны были убить, все живое; но приходит весна — зеленеют деревья и кустарники, цветами покрывается земля.
А на берегах Ледовитого океана растет ложечная трава. Она переносит мороз в 46 градусов, иногда даже без снега. Привыкают растения и к резким сменам температуры. В этом отношении очень характерен Памир. По данным профессора П. А. Баранова, континентальность климата там выражена чрезвычайно резко. Суточные колебания доходят до 60 градусов, а средняя годовая температура отрицательная -0,9 градуса. Тем не менее памирская растительность очень разнообразна.
Колебания температуры дня и ночи являются основной причиной сильного повышения морозоустойчивости. С этой точки зрения а низких ночных температурах можно видеть скорее положительный фактор — постоянную закалку растений.
Таких примеров можно привести очень много. Но и растения, названные выше, красноречиво говорят о приспособленности их к низким температурам.
Но необходимо остановиться на еще одном очень важном примере, который сыграл значительную роль в наших дальнейших научных выводах.
Я обратил внимание на голубую канадскую ель растущую во дворе одного из алма-атинских домов.
Сняли спектр этой ели и увидели — полоса хлорофилла отсутствует. Сняли обыкновенную сосну в алма-атинском ботаническом саду — в спектре отчётливая узкая полоса поглощения хлорофилла. Значит, канадская ель и в Алма-Ате сохранила свои оптические свойства, вынесенные из суровой Канады.
Снимая спектр тянь-шаньской ели в ущелье Медео, близ Алма-Аты, мы нашли другое, не менее интересное явление. При температуре воздуха плюс 2 градуса полоса хлорофилла видна очень отчетливо, а на снимке, сделанном через две недели при температуре минус 6 градусов, полоса не видна. В противоположность канадской, тянь-шаньская ель очень быстро приспособилась к температуре воздуха.
Экспедиция астроботаников к устью Оби, в район Салехарда, привезла спектрограммы многих северных растений. У некоторых из них — карликовой, березы, кладоники, мытника, центрарин и других — спектр, снятый в июле, то есть даже в самое теплое время года, не дал сколько-нибудь заметной главной полосы поглощения хлорофилла.
Так мы нашли простое и естественное объяснение отсутствия полосы поглощения хлорофилла у марсианской растительности.
Теперь стало ясно, почему «зелень» на Марсе имеет голубой, синий и даже фиолетовый цвет. Если в спектре растения ослаблены красные, оранжевые, желтые и зеленые лучи, то лучи голубые, синие и фиолетовые приобретают большое значение. Значит, в суровом климате растения вместо зеленого могут иметь голубой, синий и фиолетовый цвет.
Недавно я прочел книжку «Обитель снегов» В. В. Агибаловой и П. В. Ковалева, В ней описывается природа Гималаев. Оказывается, что на Гималаях растут голубые сосны и голубые маки.
В 1950 и в 1951 годах А. П. Кутырева на Памире установила, что уже перед подъемом на Алайский хребет в речных долинах большие пространства пойменных лугов, высоких и сухих мест речной долины имеют коричневато-лиловый или сплошь синевато-лиловый оттенок. Это невольно вызывает сравнение с окраской тех мест поверхности Марса, где возможно предположить наличие растительности.
Окраска колосков некоторых видов мятликов, бескильницы, разных осок и злаков субальпийской растительности и растений в альпийском поясе Памира и Алая преимущественно темная, коричневато-лиловая. Естественно, что луг, покрытый выколосивщимися травами этого вида, приобретает коричнево-лиловый фон.
Более сухие места долины покрыты другими видами злаков, преимущественно диким туркестанским ячменем, типчаном, карабашем, или Черноголовкой. Их колоски уже синевато-лиловые, почти фиолетовые с голубовато-матовым налетом. Обширные пространства речных долин, где преобладают эти разновидности злаков, имеют общий синевато-лиловый цвет.
Далее. Сухие южные склоны долин застилают заросли низкорослой полыни, различные лапчатники и некоторые другие растения, Большая их часть покрыта густым войлочным опушением, которое придает голубовато-белую окраску зелени этих видов. Общий фон таких склонов при значительной густоте, покрова принимает нежный голубоватый оттенок.
Особенно большое впечатление производит Алайская долина. Она лежит высоко в горах, на высоте 3500–3600 метров над уровнем моря. Климат здесь довольно суровый. Иногда даже в летнее время долину покрывают растения, опушенные войлочным покровом. Тогда голубоватые просторы долины напоминают большое озеро, по которому разбросаны отдельные небольшие ярко-зеленые островки.
Колоски злаков в Алайской долине имеют в большинстве своем темную фиолетово-коричневую окраску.
У злаков Восточного Памира преобладает зеленая окраска листьев, но зато колоски у видов имеют или темную синевато-лиловую, или коричневую окраску. Особенно темный синевато-лиловый оттенок имеют колоски Черноголовки.
А. П. Кутырева изучала на Памире отражение растениями разных участков солнечного спектра. Найдено, что красные и инфракрасные лучи отражаются в основном культурными растениями южного происхождения, которые ранее на Памире не выращивались.
Собранные спектры растений в изученный районах, после обработки, согласно показали, что оптические свойства земных растений сурового климата сходны с оптическими свойствами растений марсианских.
Растение регулирует тепло
За небольшой период работы, уже к 1946 году, у нас накопилось много спектрограмм растений и их цветов. При обработке этого материала мы обнаружили неожиданное явление. Оказалось, что некоторые цветы дают в инфракрасных лучах яркость больше единицы, то есть отражают света больше, чем белые порошки магнезии и барита, яркость которых принята за единицу.
Вот эти цветы: герань на высоте 3000 метров дает яркость 1,6; пион на высоте 1350 метров — тоже 1,6; желтая фиалка — 1,25. Откуда же могла появиться добавочная яркость? Не оставалось ничего иного, как допустить, что цветы излучают инфракрасные лучи под действием солнечного тепла.
В физике флуоресценцией называется самоизлучение, быстро прекращающееся после облучения. Есть самоизлучение, которое продолжается довольно долго, — это фосфоресценция.
Каким из этих двух свойств обладают цветы, мы не знали. Тогда стали закрывать на ночь цветы в саду ящиком без дна. В него был врезан фотоаппарат с очень светосильным объективом.
Объектив наводили на цветы, открывали затвор с наступлением сумерек и закрывали перед утренней зарей.
Испытали несколько цветов, но их изображения не получались. Значит, исследованные нами цветы не фосфоресцируют.
Мы стали изучать флуоресценцию цветов. Растение, над которым проводится исследование, освещается Солнцем так, что на него попадают все лучи, исключая красные, инфракрасные.
И все-таки на фотографии получается изображение цветка в инфракрасных лучах.
Лак мы убедились, что растения излучают крайние красные и инфракрасные лучи.
Теперь надо сфотографировать спектр излучения. Для выражения силы самоизлучения растений ввели понятие: энергетическая отдача самоизлучения. Оно выражает отношение энергии самоизлучения к энергии облучения.
Оказалось, что отдача самоизлучения увеличивается с повышением температуры. У пихты, например, при переходе от минус 40 к плюс 20 это число возрастает в 40 раз. Однако и при минус 40 градусов самоизлучение еще существует.
Спрашивается: неужели и при такой низкой температуре пинта испытывает избыток тепла? Возможно, это результат чрезвычайной закалки пихты. Более правильным будет предполагать двойную роль самоизлучения в жизни растения. Так, в жаркую погоду оно избавляется от лишнего тепла, а в холодную — выделяет тепло, чтобы согреть окружающий его воздух и таким образом согреться самому.
Примеры подобного самообогревания растений наблюдались во время зимовки на Тянь-Шаньской высокогорной обсерватории, в 1931–1932 годах. Было обнаружено целое поле в 400 квадратных метров подледной растительности, которая жила как бы в природной теплице.
Солнечная энергия, собранная подо льдом в «оранжереях» куполообразной формы, защищала растения от морозов. Очевидно растения своим собственным излучением устроили такую теплицу.
Еще пример; ранние весенние цветы подснежника и сольданеллы выходят из-под снега, расплавляя его своим теплом.
Такое же явление наблюдается на Алтае, в горной Шории. Ранней весной, когда температура воздуха еще значительно ниже нуля, из-под снега толщиной в 10–15 сантиметров выходят голубые анемоны.
Некоторые ботаники задавали мне такой вопрос; если по теоретическим выводам астроботаники желтые, оранжевые и красные цветы, освобождающиеся от теплых красных и инфракрасных лучей, характерцы для мест с высокой температурой, то почему же на севере и на высоких горах встречается немало желтых и красных цветов желтый мак, калужница, лютик, одуванчик, красные альпийские рододендроны?
Я пытался объяснить это явление следующим примером.
Были сделаны два образчика оранжевого цвета, совершенно одинаковые на глаз, но разные по спектральному анализу.
Один представлял собой нанесенный на стекло желатиновый слой, окрашенный в водном растворе анилиновой краской. Он прекрасно пропускает лучи инфракрасные, красные, оранжевые, желтые и половину зеленых.
Такая же окраска была бы у цветка, рассеивающего все эти лучи. Цветок мог бы жить в жарком климате. Он отражал бы лучи, несущие особенно много тепла.
Другой подобный же слой был нанесен на плоскую бутылочку, наполненную слабым водным раствором медного купороса.
Он полностью поглощает красные и инфракрасные лучи, пропускает оранжевые, желтые и немного зеленых. Таким мог бы быть цветок, растущий в холодном климате.
Интересные мысли о происхождении окраски цветов есть у Ивана Владимировича Мичурина.
В статье «Теплота и свет, как самые лучшие помощники в деле осмысленной гибридизации роз» он пишет: «Степень интенсивности света и количество его, а также температура воздуха и почвы играют главную роль в происхождении колеров цветочных лепестков растений. Несомненно, для различных не только семейств, родов, видов, но даже разновидностей для получения одного и того же данного колера требуется различная температура воздуха и почвы, а также и различная степень интенсивности лучей света, падающих на растение.
Известно, что в экваториальных местностях флора богаче желтыми колерами, что легко объясняется более высокой температурой воздуха и почвы и более высокой степенью интенсивности и суммы света, требующихся для получения желтого колёра.
Из наблюдений в Канаде выяснилось, что из всего летнего сезона месяцы сентябрь и октябрь отличаются обилием голубых цветов».
И наши опыты и высказывания Мичурина позволили нам сделать интересные выводы.
Если не так давно некоторые ученые говорили, что мы почти не знаем внешних приспособительных признаков, вызываемых холодом или избытком тепла, так как защита от тепла и холода внешне ничем не выражается, то теперь можно на это возразить.
Защита от тепла и холода выражается внешними цветовыми свойствами света, который идет к нам от растения, иными словами — спектром этого света.
Спектральный анализ дал нам возможность узнать химический состав и многие физические свойства отдаленных небесных светил.
Безусловно, он должен обнаружить и много нового у земных растений.
Суровые условия и жизнь
Вернемся на Марс. Мы уже знаем о его суровом климате и установили, что он не является препятствием для жизни растений. Они приспосабливаются к низким температурам.
Но способно ли растение существовать при крайней недостаточности воды?
Снова возьмем для примера Памир. Памир — высокогорная пустыня. Переваливая через высочайшие хребты «Крыши мира» воздушные течения иссушаются, приходят в долины с ничтожным количеством влаги.
В летние полуденные часы, когда температура бывает наиболее высокой, относительная влажность воздуха не превышает 9-15 процентов. Насколько мала эта цифра, можно понять из того что падение относительной влажности ниже 50 процентов уже неблагоприятно сказывается на человеке.
Представители дикой высокогорной флоры приспособились к этим суровым условиям. Но и для культурных растений «крайности» климата не являются непреодолимым препятствием. Памирская закалка помогает растениям приспосабливаться к заморозкам.
Все знают, как боится даже легких морозов картофель, а на Памире он спокойно переносит отрицательные температуры в 7–8 градусов.
Своеобразная природа Памира преобразует и растения, испаряющие много влаги — в науке их называют высокотранспирирующими, — в малотранспирирующие-то есть испаряющие мало влаги. Думается, что приведенных примеров совершенно достаточно, чтобы не считать чрезвычайную сухость марсианской атмосферы препятствием для существования растений.
Правда, есть ученые, которые этим не согласны. Академик Фесенков, например, говорит, что «соображения астроботаников подкрепляются результатами их исследований, произведенных только в отношении зеленой растительности в различных земных условиях, и поэтому ничего не могут сказать о марсианских условиях и растениях».
Конечно, наши теоретические выводы подкрепляются результатами работ в земных условиях. У астроботаников пока нет возможности побывать на Марсе. Но и земные растения дают право говорить о том, какова растительность на Марсе.
«Мы знаем, что на Земле растительность приспосабливается к окружающей среде. И происходит этот процесс довольно быстро. В силу материального единства мира мы с научной точки зрения можем утверждать, что и на Марсе должен действовать закон единства организма и среды, точно так же как и на Земле. И, если растения на нашей планете приспособились к условиям существования, не может быть никаких сомнений в том, что на Марсе так же растительность приспособилась к условиям жизни», — так отвечают ученые-астроботаники на подобные возражения.
Теперь несколько слов о возможности жизни растений при кислородном голоде; ведь на Марсе, как известно, крайне мало кислорода.
Снова спустимся для этого на Землю.
Оказывается, на Земле есть достаточное количество растений, существующих при уменьшенном количестве кислорода. Это растения болотные и подводные. Они имеют значительные запасы воздуха внутри своего тела в виде широких межклетников, дыхательных корней и других приспособлений.
То же возможно и на Марсе. Для фотосинтеза растение использует углекислый газ. Его в атмосфере Марса достаточно.
Кислород, который выделяется при этом процессе, необходим для дыхания растения. И оно может не только выделять его в атмосферу, но и оставлять в различных частях — например, в корнях.
Противники астроботаников выдвигают еще одно условие в защиту своей точки зрения: жизнь на Марсе не может существовать, так как там действуют гибельные для живого организма ультрафиолетовые лучи. В земной атмосфере роль фильтра, поглощающего ультрафиолетовые лучи, играет озон. В атмосфере Марса озона, или, как говорят, озонового экрана, нет. Следовательно, растения существовать там не могут.
Что касается меня, то я считаю ультрафиолетовые луча неопасными.
Во-первых, из Марсе есть фиолетовый слой, который, по словам исследователей, еще лучше рассеивает ультрафиолетовые лучи, чем наш озон.
Во-вторых, когда жизнь зачиналась на Земле, кислорода в ее атмосфере не было.
По общепринятому мнению, пионерами жизни на нашей планете были микроорганизмы. Значительно позже появились растения, а в результате их жизнедеятельности — кислород.
Из кислорода образовался тот слой озона в 3 миллиметра толщиной (при нормальном давлении), который поглощают ультрафиолетовые лучи, гибельные для теперешних земных организмов.
И если не говорить о пока неизвестных нам других поглотителях ультрафиолетовых лучей, то, следовательно, зачинатели жизни на Земле не боялись этих лучей. Об этом мы и должны, помнить.
Можно говорить о гибельном действии коротковолновых ультрафиолетовых лучей на бактерии, если прибавить к слову «бактерии» «современные». Но нельзя так говорить о бактериях древнейших геологических периодов.
Кроме того, диалектический материализм учит, что жизнь есть явление закономерное, появляющееся с железной необходимостью как результат эволюции материи. Если бы в земной атмосфере не появился озон, то жизнь все равно существовала бы, приспособившись к ультрафиолетовым лучам.
И нет никаких оснований думать, что за многие сотни миллионов лет марсианские растения не могли бы приспособиться к действию коротковолновых ультрафиолетовых лучей.
В связи со всем этим хочется рассказать об интересных опытах, проведенных в Нальчике профессором Кабардинского педагогического института С. М. Токмачевым.
Он сделал два опыта. В обоих случаях он брал по шесть семян кукурузы, клал их на влажную пропускную бумагу и помещал под колокол воздушного насоса объемом в 5,5 литра.
Температура во время опытов поддерживалась в пределах 20–22 градусов днем и ночью. Это соответствует летней марсианской температуре в зоне незаходящего солнца. Давление воздуха поддерживалось такое же, как на поверхности Марса.
В первом опыте воздух меняли два раза в сутки, и растения находились в течение трех суток под давлением от 20 до 70 миллиметров ртутного столба. Ростки в начале образования листьев развивались лучше, чем в контрольных семенах.
Во втором опыте те же проросшие семена были перенесены в условия неменяющегося разреженного воздуха -18-22 миллиметра ртутного столба — и выдерживались в этих условиях в течение пяти суток. Развитие листьев замедлилось в сравнении с контрольным опытом, но ростки сохранили свежий вид. Никаких признаков увядания не было.
Из опытов можно сделать два вывода. Первый: семена кукурузы хорошо проросли бы до начала образования листьев, если бы были высажены на Марсе. Второй: в обстановке обычного парника семена кукурузы могли бы прорастать до момента возникновения листьев на высотах, достигающих 25 километров в условиях Земли.
Все это говорит о том, что жизнь на Марсе возможна.
Изучение ее ставит много интересных задач перед биологией и биофизикой, которые помогут разгадать тайны жизни вообще.
Астроботаника, как мы видим, не остается в долгу у земных наук. Она уже имеет практическое значение, так как показала, что нельзя ограничивать биологические исследования только окружающими нас организмами и на этом основании делать выводы о законах развития жизни.
Она говорит также о том, что для познания законов жизни недостаточно изучать живой организм только в нормальных условиях — надо рассматривать и крайние условия окружающей среды, в которых живой организм может оказаться, не отрывать развитие жизни на данном этапе от ее общего геологического развития.
НА НОВУЮ СТУПЕНЬ
О древних растениях Марса
В увлекательно написанной книге покойного А. В. Кожевникова «Весна и осень в жизни растений» есть замечательное место: «…далеко не всегда мы можем объяснить особенности сезонной жизни растения одними современными условиями. Для их понимания надо учитывать происхождение растения, его историю…»
Эти слова натолкнули меня на мысль о том, что для изучения жизни растений на Марсе надо проникнуть и в историю растительности на далекой планете.
Наука о древних земных растениях, остатки которых находятся в напластованиях земно коры, называется палеоботаникой.
Займемся и мы палеоботаникой, но палеоботаникой Марса.
В 1948 году я наблюдал противостояние Марса на Ташкентской астрономической обсерватории. Воспользовавшись прекрасной библиотекой обсерватории, я сделал выписки из работ выдающихся французских ученых — Антониади и Бальдэ, которые проводили наблюдения Марса в 1924 году при помощи огромного рефрактора Медонской обсерватории.
Некоторые результаты их наблюдений меня удивили своей необычностью. Необычность состояла в том, что весенний цвет растительности в южной полярной области был коричневым. Такое явление долго казалось мне непонятным.
В журнале «Л'Астрономи» Бальдэ пишет, что, начиная с 9 августа (это соответствовало той поре марсианской весны южного полушария, какая бывает 18 мая в Северном полушарии Земли), вокруг южной полярной шапки Марса постепенно развилась полоса коричнево-шоколадного цвета, имевшая перед тем зеленовато-голубой оттенок.
Такое явление наблюдалось, в частности, на море Хрониум, на широте 59 градусов. Некоторые части Киммерийского моря, моря Сирен, расположенных на широте 28 градусов, а также все Тирренское море приобрели коричнево-лиловый или коричнево-фиолетовый цвет.
А Антониади замечает, что все места Марса с широтами от 60 до 80 градусов впервые, приобрели коричневый цвет между 15 и 24 мая.
С другой стороны, места с низкими широтами, от 17 до 37-градусов, в промежуток времени от 30 мая до 8 июня переменили свой цвет из зеленого, серого или голубого на коричнево-лиловый. Эти даты указывают марсианское время года Южного полушария в переводе на даты Северного полушария Земли.
В 1947 году была напечатана статья профессора Н. П. Барабашова об изменении цвета «морей» Марса».
«Для «морей» и «заливов», лежащих между широтами 30 и 60 градусов, зеленая и голубая окраска, — пишет автор статьи, — наблюдается лишь вблизи лета. До наступления зеленой окраски эти области бывают коричневыми. Та же коричневая окраска наблюдается и после зеленого и голубого периода».
Поистине непонятная закономерность в изменении цвета.
Но вот летом 1952 года С. Н. Серединский — председатель Минского отделения Всесоюзного астрономо-геодезического общества — сообщает мне, что весной 1951 года в окрестностях Минска, вблизи биостанции университета, он наблюдал, как преобладает ранней весной — в апреле и начале мая— красноватый цвет растительности.
Трава еще не показалась, а было очень много мхов. Все они имели красноватую.
красно-желтую и красно-бурую окраску. Из зеленых «трав» был только плаун — вечно-зеленое растение сыроватых лесов вблизи торфяников.
Позднее наблюдателя поразил общий красноватый оттенок кустарниковых зарослей: ветки, почки, нераспустившиеся листья красного, розового, красно-бурого цвета.
Это явление С. Н. Серединский объясняет, опираясь на известный закон биологии; онтогения — история индивидуального развития живого существа — повторяет филогению — историю развития вида и рода.
Закон подтверждается интересными примерами из палеоботаники. Ученые установили, что многие из листьев растения группы гинкго из меловых отложений (меловой период был от 125 до 60 миллионов лет до нашего времени) довольно глубоко разрезаны. По мере удаления в прошлое глубина разрезов все более и более увеличивается.
После мелового периода наступил миоцен — от 19 до 7 миллионов лет до нашего времени. Гинкго этого периода почти не отличаются от современных — разрезы у листьев незначительны. Но у сеянцев теперешних гинкго, как и у далеких их предков, листья разрезаны сильно.
Таким образом, существует большое сходство между современными молодыми растениями и взрослыми растениями далекого прошлого. Поэтому часто не удается объяснить сезонные изменения в жизни растений од и современными условиями. Что бы их понять, надо учитывать происхождение растения, его историю. В этой связи интересна работа научного сотрудника сектора астроботаники 3. С. Паршиной «Об изучении спектральных свойств растений в зависимости от их исторического развития».
В результате исследования было выяснено, что оптические свойства растений изменяются в зависимости от количества солнечной энергии, которое поглощает растение.
Во влажные и теплые древние геологические периоды, когда густые облака и большое количество углекислого газа атмосферы пропускали только длинноволновую часть солнечных лучей, древние растения поглощали красные лучи, которые могли пробиваться через густую атмосферу земли. В спектре подобных растений наблюдается четкая полоса поглощения хлорофилла.
С течением времени атмосферные условия изменялись — воздух становился более прозрачным, и на Землю беспрепятственно начали попадать разнообразные лучи солнечного спектра, поэтому более современные растения стали полнее использовать солнечную энергию. У таких растений полоса поглощения хлорофилла в спектре менее ярко выражена. И чем суровее условия жизни растения, тем больше лучистой энергии оно поглощает, тем менее заметна полоса поглощения хлорофилла.
Если предположить, что на Марсе, как и на Земле, жизнь зародилась в далеком прошлом, ока не могла остановиться в своем развитии, и несомненно, что с изменениями физических условий на этой планете изменились и растения: они приспособились к условиям внешней среды.
То обстоятельство, что ранней весной земные растения окрашены в коричнево-красный цвет, можно объяснить воспроизведением растениями цвета своих далеких взрослых предков. Значит, цвет растительности в древние времена, за 100 миллионов лет до нашего времени, был на Земле красноватым.
Мичурин (я уже приводил его слова) установил влияние теплых и влажных условий на выращивание роз с желтыми цветами. В биологии неоспоримо доказано, что в палеозойскую эру, особенно в каменноугольный период, климат на Земле был сумеречный, влажный и теплый. Поэтому можно предположить, что органы размножения растений имели тогда желтоватый цвет. И в настоящее время цвет органов размножения тропических растений преимущественно желтый. Такие растения являются наследниками древних предков.
Все эти данные помогают представить себе растения Марса в наиболее влажных полярных областях, покрывающихся зимой снегом и льдом. Очень возможно, что в древние в геологическом смысле времена растительность и на Марсе была «теплых» цветов — с преобладанием красных и желтых лучей и что климат на Марсе был мягкий. Там находилось гораздо больше воды, чем теперь, атмосфера была плотнее, с большим количеством водяных паров, углекислого газа и значительной облачностью. Вот тогда и могла зародиться жизнь на Марсе.
В дальнейшем климат на планете становился все более и более суровым. Поэтому для жизни растение поглощало все больше и больше разнообразных лучей солнечного спектра.
Вероятно, там живут вечнозеленые растения типа наших мхов, плаунов и жестколистых приземистых растений вроде брусники, клюквы, морошки. Могут жить и низкорослые деревца похожие на земные карликовые березки и ивы.
Ранней весной молодые листочки брусники, клюквы и морошки окрашены в коричнево-красный цвет. У карликовых березок и ивы такую окраску приобретают побеги. Затем она сменяется зеленой.
Растения типа мхов и плаунов на Марсе, как и на Земле, сохраняют зеленовато-голубой цвет и под снегом, как и отмечает Бальдэ в своих наблюдениях.
С началом весны на местах, освободившихся из-под снега мхи и жестколистые кустарники приобретают красно-бурый цвет. Деревья вроде карликовых березок и выпускают красно-бурые побеги. И полоса вокруг южной полярной шапки окрашивается в коричнево-каштановый цвет.
Прослеживая изменения растительности Земли по климатическим зонам, можно установить следующий ряд жизненных форм вечнозелёных растений.
Тропический пояс. Равномерно теплый и влажный климат. Преобладают крупные древесные формы — например, фикусы.
В субтропической зоне более мелкие вечнозеленые растения: лавр, олеандр, магнолия.
В умеренной зоне — например, в лесах Кавказа — вечнозеленые кустарники: рододендроны, азалии.
В умеренно-холодной зоне, в среднерусских дубравах и северных борах, вечнозеленые кустарники сохраняются только в условиях припочвенного климата, под защитой кустарников, трав, мхов, снежного покрова.
Наконец, в тундровой зоне самые северные потомки вечнозеленых растений, распространенных в Евразии в древние геологические эпохи, продолжают существовать даже в суровом климате Приполярья, уходя под защиту трав, мха и снега.
Предполагаемое существование в приполярной зоне Марса вечнозеленых растений, в какой-то мере сходных с земными, может расцениваться как свидетельство того, что в прошлые геологические периоды истории Марса на планете был тропический климат.
Но почему же, как пишет Бальдэ, приполярная растительность Марса по мере продвижения весны стала приобретать более светлый коричневато-каштановый цвет? Это можно объяснить постепенным переходом окраски листьев к желтым тонам, которые предшествуют летнему цвету. Такое явление наблюдается и у некоторых земных растений.
И еще вопрос. Почему ближе к экватору, по наблюдениям Бальдэ, растения имели уже обычную марсианскую зеленовато-голубую окраску? Вероятно, потому, что там наступило лето и растения были в своей летней «одежде».
Сопоставляя теперь цвет марсианских растений летом, который видели Антониади и Бальдэ, с цветом памирских, который наблюдала А. П. Кутырева во время экспедиции 1950 года, мы видим, что между этими наблюдениями много общего. А если принять во внимание, что между климатом Марса и Памира так же много общего, то сходство между цветом растительных покровов на Марсе и цветом растительности на Памире уже нельзя считать случайностью.
Это и дает нам основание сравнивать весенние растительные явления на Марсе с весенними явлениями у растений земных.
Все изложенное в этом разделе — только научное предположение, гипотеза. Она требует еще многих и многих доказательств.
Наши исследования шли сначала в Институте астрономии и физики Казахского филиала Академии наук СССР. Однако работа развивалась так бурно, что вскоре понадобилось учреждение при Президиуме Академии наук Казахской республики специального сектора астроботаники, который открылся 11 ноября 1947 года.
Круг работ нового научного учреждения впоследствии не ограничился изучением марсианской флоры.
О Венере
Нас привлекала и планета Венера красивая утренняя и вечерняя звезда. Дело в том, что и Венера, как Марс и Меркурий, по размерам очень напоминает нашу Землю. Эти планеты даже называют, «земноподобными».
Правда, Меркурий расположен в два с половиной раза ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому температура на нем значительно выше, чем на нашей планете. К тому же Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной. На этой солнечной стороне Меркурия температура достигает 340 градусов выше нуля, то есть почти точки плавления свинца, а на противоположной стороне царит вечный мрак и холод.
При высокой температуре солнечной стороны и малой силе тяжести на Меркурии не могла удержаться атмосфера. И действительно, наблюдения обнаруживают едва заметные ее следы на этой планете.
Венера окружена плотной атмосферой, открытой еще М. В. Ломоносовым в 1761 году. Это облачное покрывало застилает от наблюдателя твердую поверхность планеты, и поэтому
она пока недоступна наблюдениям. В будущем, применив новые средства исследования, человек, конечно, сумеет узнать, что представляет собой поверхность Венеры. А пока мы знаем лишь немногое о ее атмосфере. В основном она состоит из огромного количества углекислого газа. Его здесь гораздо больше, чем в атмосфере Земли.
Несмотря на большое сходство Венеры с Землей — они близки по величине, массе и плотности — в атмосфере Венеры нет паров воды и кислорода.
Отсутствие паров воды объясняется довольно просто. В атмосфере Земли над уровнем океана содержится 1,2 процента паров воды, а на высоте в 11 километров — всего 0,01 процента. Таким образом, если допустить, что высота облаков над поверхностью Венеры равна 11 километрам, то содержание паров воды над ними должно быть слишком ничтожно, чтобы их можно было обнаружить при помощи спектрального анализа.
Труднее понять, почему в атмосфере планеты нет кислорода.
К этому вопросу мы вернемся в дальнейшем. Сейчас же приведем слова профессора Н. П. Барабашова из его статьи «Жизнь во Вселенной»: «Кислород и водяной пар, а следовательно, и водные бассейны могут быть под густым облачным слоем планеты, скрытые от наших взоров. Большое количество углекислого газа Венеры, которое некоторые авторы считают свидетельством того, что на ее поверхности нет и никогда не было органической жизни, тоже еще ничего не опровергает. Ведь и в атмосфере Земли в эпоху зарождения первых живых существ было много углекислого газа, а потом, в течение, многих веков растения постепенно поглощали его из воздуха и обогащали атмосферу кислородом».
Что касается температурных условий, 70–80 градусов тепла, — они пригодны для жизни.
Какова же растительность Венеры, если она там существует?
Обратимся опять к спектру.
Из лучей, видимых человеческим глазом, больше, всего тепла несут лучи красные, оранжевые, желтые, зеленые и меньше голубые, синие и фиолетовые. Растения излучают из видимых лучей красные. Сочетание красных и желтых лучей придает растению оранжевый цвет.
Это теоретическое заключение подтвердилось наблюдениями А. П. Кутыревой на Памире в 1951 году. В районе Джеланды, на высоте 3400 метров, температура наиболее горячего источника равна плюс 71 градус. Обращают на себя внимание его водоросли: в самом горячем месте они преимущественно красные.
Позднее по водорослям стали даже узнавать горячие источники: где красновато-оранжевые водоросли, там и гейзеры.
На Западном Памире, в районе Гарм-Чешма (высота 2500–2600 метров), на склоне известковой горы расположено целое ущелье горячих источников. Три гейзера уступами спускаются к берегу горной реки. По их сторонам — естественные чаши с горячей водой, напоминающие цветные раковины. Температура наиболее горячего источника в верхней чаше равна плюс 61 градус, а в нижних — плюс 46 и плюс 32 градуса.
Выше верхнего гейзера при температуре воздуха плюс 45 градусов растет часто встречающееся в Средней Азии растение с пушистыми листьями-коровяк; иначе его называют «медвежьим ухом». Здесь листья его были желтоватыми, тогда как в обычных условиях — например, в Алма-Ате — они голубовато-зеленые.
Наблюдения, подтвердившие мнение о том, что растения в жарком климате должны иметь желтый или оранжевый цвет, позволяют кое-что сказать и о растительности на Венере. Прежде всего, при температуре, достигающей на Венере плюс 80 градусов, растения жить Могут. К этому они могли приспособиться за миллионы лет своего существования. Мы можем также сказать, что при такой температуре они должны быть окрашены в желтый цвет.
Работы профессора Барабашова в Харькове до некоторой степени подтверждают этот вывод. Наблюдая распределение яркости на облаках Венеры, он заметил избыток красных и желтых лучей в том месте облаков, куда падают лучи Солнца, отраженные поверхностью планеты.
Это, по мнению Н. П. Барабашова, означает, что красные и желтые лучи проходят облака Венеры легче, чем синие. Одной из причин, добавим мы, может быть цвет растительного покрова на Венере.
Итак, мы установили, что вследствие высокой температуры растительность на Венере желтая или оранжевая. Это дает нам право заключить, что климат на ней теперь такой же, какой был на Земле и на Марсе сотни миллионов лет назад.
Как заманчиво научиться наблюдать поверхность Венеры сквозь ее облака! Раньше или позже это сделают, изучая длинноволновые инфракрасные лучи, испускаемые поверхностью планеты. Тогда откроются и многие тайны этого интересного небесного тела.
Жизнь — явление упорное
Сколько рассказано о существовании растительных организмов в условиях, сильно отличающихся от привычных нам, так называемых средних зон! Сколько приведено примеров! И вывод из сказанного напрашивается сам; жизнь — явление чрезвычайно настойчивое, чрезвычайно упорное.
Но ведь известно, что наибольшей приспособляемостью к условиям среды обладают низшие микроорганизмы. У них наблюдается стойкость, в перенесении, суровых условий существования.
Астроботаники стали проводить новые наблюдения и исследования, изучали труды выдающихся советских и зарубежных микробиологов, чтобы более детально знать этот вопрос.
Известно, что самая высокая температура, которую выдерживают некоторые существа — например, споры грибов или бактерий, — приближается к плюс 140 градусам Цельсия.
Еще больше устойчивость организмов при низкой температуре.
Замечательный советский ученый академик В. И. Вернадский создал учение о биосфере земной коры. Он доказал, что наряду с неорганической материей в ней существует и живая материя.
В своих трудах Вернадский рассказывает, что французский физик Поль Беккерель опускал мхи, лишайники, водоросли на несколько недель в жидкий воздух с температурой минус 190 градусов. При отогревании в горячей воде они оживали. Даже после шести лет высушивания и погружения в жидкий воздух Беккерель оживлял лишайники с живущими на них коловратками и тихоходками.
Ученый ставил опыты, используя самые низшие доступные температуры. Обезвоженные споры бактерий, грибов, мхов, папоротников, очищенные от кожицы семена он погружал в жидкий гелий, охлажденный до минус 271 градуса. Подвергнутые действию этой температуры в пустоте, они давали после размораживания нормальное потомство. Многие виды бактерий живут без свободного кислорода. Их называют анаэробными.
Водоросли и мхи размножаются в запаянной трубке, наполненной водяными парами стерилизованных минеральных растворов, которые лишены растворенного кислорода. Эти организмы живут сначала без воздуха, производя угольную кислоту. Затем, восстанавливая фотосинтез, создают новую кислородную атмосферу.
Осцилларии жили таким образом восемь лет в атмосфере, созданной ими самими, пока не истощилась их питательная среда.
Холод, засоленность, ядовитые вещества — все это не помеха для жизни микробов — по крайней мере, некоторых из них.
Способность приспосабливаться у этих одноклеточных существ неисчерпаема.
В горячих источниках с температурой до 90 градусов обнаружены своеобразные, приспособившиеся к этим условиям организмы.
Экспедиция микробиологов в 1946 году открыла жизнь даже в бесплодных, обезвоженных почвах пустыни Сахары, где в некоторых районах воздух нагревается до 55 градусов. Дождливых дней насчитывается в году всего от двух до пяти. Поверхность земли — точно раскаленная сковородка. Даже с помощью специальных приборов, в почве пустыни не удается обнаружить воду.
И вот в этих, казалось бы, невозможных для жизни условиях в грамме песка нашли до 100 тысяч микробов.
Микробы пустыни оказались очень тонкими химиками. У них была необыкновенно развита водососущая система, развита гораздо больше, чем у всех известных науке микробов, обитающих в засушливых районах.
Специальные приборы регистрировали «дыхание» почвы — следовательно, микробы были жизнедеятельны. Стеклянные пластинки, зарытые в исследуемую почву, через две недели покрылись плесенью — грибами и бактериями.
Еще, более обитаемы «черные пески» — пустыня Кара-Кум.
В комочке почвы величиной с наперсток более полумиллиона разнообразных видов микроорганизмов. Правда, жизнь микробов чуть теплится, но в этих существах таится недюжинная скрытая сила, которая проявляется, как только условия становятся более подходящими.
Таким образом, исследования, проведенные в пустыне, заставляют расширить наши представления о границах жизни.
И пределы давления, выдерживаемые микроорганизмами, чрезвычайно широки. Опыты Г. Хлопина и Г. Таманна указали, что плесневые грибы, бактерии, дрожжи выдерживают давление до 3000 атмосфер без всякого видимого изменения своих свойств.
Жизнь дрожжей сохраняется и при давлении в 8000 атмосфер.
С другой стороны, несомненно, что скрытые формы жизни — семена, или споры — могут сохраняться длительное время в «безвоздушном» пространстве, то есть при давлениях, равных тысячным долям атмосферы.
Огромна и область химических изменений, которые выдерживает жизнь. Различные формы микроорганизмов могут находиться без вреда в самых разнообразных химических средах.
Споры и зерна — скрытые формы жизни — могут, по-видимому, неопределенное время находиться без всякого вреда в среде, лишенной газов и воды, то есть вполне сухой.
Бацилла борацикола живет в горячих борных источниках Тосканы. Она свободно выдерживает 10-процентный раствор серной кислоты.
Известны плесневые грибки, которые живут в крепких растворах различных солей, купоросов, селитр, гибельный для других организмов.
Та же бацилла борацикола выдерживает слабый раствор сулемы, а некоторые другие бактерии и инфузории — даже ее концентрированные растворы.
Дрожжи живут в растворах фтористого натрия. Личинки некоторых мух выживают в 10-процентном растворе формалина.
В начале нашего века русский биолог С. Н. Виноградский доказал существование живых существ, лишенных хлорофилла, но добывающих себе питание из неорганических веществ. Эти невидимые существа — бактерии — живут в почвах, в верхних слоях земной атмосферы, проникают в глубокие толщи океана.
Для того чтобы поддержать свою жизнедеятельность, они употребляют химическую энергию минералов, богатых кислородом, и поэтому не зависят от других организмов и солнечных лучей.
Видов таких бактерий незначительное число, оно не превышает сотни, между тем видов зеленых растений известно до 180 тысяч. Но одна бактерия может произвести в один день по крайней мере несколько миллионов особей, между тем как одна одноклеточная зеленая водоросль, из всех растений наиболее быстро размножающаяся, даст в тот же промежуток времени лишь несколько особей, а большей частью гораздо меньше: около одной особи в 2–3 дня. Поэтому, несмотря на микроскопические размеры, значение бактерий в природе из-за поразительной силы их размножения огромно.
Возможна ли жизнь микроорганизмов на планетах
Зная физические и химические свойства планет солнечной системы и познакомившись с приспособляемостью организмов к условиям среды, мы можем с уверенностью говорить о существовании микроорганизмов на Марсе и Венере.
Можно ли то же сказать о планетах-гигантах — Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне?
Как известно, температура на внешних оболочках их атмосфер очень низка: от минус 140 градусов до минус 200 градусов Цельсия. Они содержат очень много газообразного метана, а атмосферы Юпитера и Сатурна — и аммиака. В таких условиях высшие земные организмы существовать не могут.
Однако известны бактерии, которые могут жить в метане, хотя при обыкновенных условиях нуждаются в кислороде. Некоторые из них могут вместо кислорода использовать нитраты — азотные соединения.
Метан образуется при сбраживании многих органических веществ. Те же самые бактерии, которые вызывают метановое брожение органических веществ, способны в присутствии молекулярного водорода восстанавливать углекислый газ до метана.
Можно с уверенностью сказать, что в атмосферах планет-гигантов находится водород, и присутствие метана в атмосферах этих планет можно объяснить деятельностью бактерий.
Можно предположить, что метан и аммиак образуются в атмосферных глубинах планет-гигантов также и в результате разложения отживших микроорганизмов и поднимаются из уплотненных слоев в верхние слои атмосферы.
Это предположение подтверждается и следующими обстоятельствами. В земных горных породах, а также в вулканических газах обычно присутствует метан. Для разных вулканов содержание метана в газах составляет от 3 до 12 процентов. В газах, выделяющихся из графита, — до 40 процентов метана, из базальта — свыше 10 процентов, из гранита — 3 процента.
Раньше предполагали, что метан, выделяющийся при нагревании горных пород, образуется в результате действия воды на карбиды металлов. Однако при нагревании с водой карбидов кальция, натрия, калия выделяется не метан, а ацетилен. Поэтому теперь считают, что в данных случаях источником метана является органическое вещество.
Где же могут существовать на планетах-гигантах микроорганизмы? Можно думать, что с погружением в атмосферы этих планет температура повышается и на некоторой глубине становится несколько выше нуля, а поэтому там могут жить бактерии.
Тот факт, что метан и аммиак могут образоваться и без участия организмов (метан, например, имеется в небольших (количествах даже на кометах), не является возражением против подобных предположений.
Метан (СН4) состоит из углерода (С) и водорода (Н), а аммиак (NН3) — из азота (N) и водорода (Н). Но все эти элементы — углерод, водород и азот — имеют изотопы, которые занимают одно и то же место в таблице Менделеева, но обладают разными атомными весами.
У углерода два изотопа с атомными весами 12 и 13, у водорода три — с атомными весами 1, 2 и 3, и у азота два — с атомными весами 14 и 15.
Есть основание считать, что изотопный состав метана и аммиака органического происхождения отличается от изотопного состава этих газов неорганического происхождения, а потому должны различаться и их спектры.
Следовательно, изучая спектры метана и аммиака органического и неорганического происхождения и сравнивая их со спектрами планет-гигантов, можно будет решить, есть ли на них аммиак и метан органического происхождения.
Интересно отметить, что при первом сравнении метана из светильного газа, имеющего органическое происхождение, со спектрами планет-гигантов получилось полное сходство, тогда как между спектром этих планет с аммиаком лабораторного, синтетического, найдено различие.
Итак, есть основание предполагать, что микроорганизмы существуют и на планетах-гигантах.
Вездесущая жизнь
Многие отрицают существование микроорганизмов на других планетах, приводя сотни всевозможных возражений. Безусловно, возражать легче, чем доказывать. Для доказательства нужны убедительные факты.
Но сегодня у нас нет возможности побывать, например, на Марсе и привести маловерам неопровержимые доказательства. Зато у ученых есть другие возможности. Они могут, тщательно изучая разнообразные жизненные формы на Земле и условия их существования, сопоставлять полученные данные с условиями на планетах солнечной системы и тем самым делать научные предположения о возможности жизни организмов на других планетах. В этом, пожалуй, и заключается сила подлинной науки.
Самых разнообразных условий жизни организмов на Земле необычайно много.
Академик В. И. Вернадский в книге «Биосфера» впервые поставил вопрос о границах биосферы — об области существования жизни. Где же проходят эти границы?
Доктор биологических наук профессор В. В. Алпатов разработал так называемую «Таблицу жизни» и написал пояснительный текст. Это настолько интересно, что хочется его привести.
При определении границ жизни надо различать две формы жизни: активную, когда живые организмы находятся в состоянии энергичного обмена веществ с окружающей средой, могут размножаться, и пассивную, когда живые организмы находятся в состоянии скрытой жизни-в виде семян, спор, в состоянии анабиоза.
Безусловно, зона пассивной жизни значительно шире зоны активной жизни.
Человек в лабораторных условиях может создавать искусственно отрицательные температуры почти до абсолютного нуля — минус 273 градуса. В температуре жидкого гелия — минус 271,88 градуса — могут выживать споры бактерий. При температуре минус 240 градусов удавалось выдерживать в подсушенном состоянии круглых червей — нематод и близких к ним тихоходок. При этом они не теряли способности оживать после перенесения их в тепло и смачивания.
В последнее время в биологии получены новые данные о состоянии, в котором может находиться живое вещество при низких отрицательных температурах. Уже давно было известно, что при замерзании живая клетка гибнет от образования кристаллов льда, разрушающих ее структуру. Следовательно, чем меньше в клетке воды, тем больше должна быть ее стойкость к отрицательным температурам.
Подсушивание организмов при погружении в очень холодную атмосферу способствует их большей морозоустойчивости. Еще более действенно быстрое погружение в морозную среду. Мелкие организмы и отдельные клетки при этом не образуют кристаллов льда, а переходят в особое стеклообразное состояние.
Однако при отрицательных температурах зона активной жизни для животных с переменной температурой и растений очень невелика. Для морской фауны и флоры она лежит между нулем и минус 1,8 градуса, для наземной — примерно такая же.
Максимальной температурой, при которой еще возможна активная полноценная жизнь, надо считать температуру горячих источников-гейзеров (плюс 92 градуса). В них обнаружены бактерии и водоросли.
Эти наблюдения чрезвычайно интересны потому, что температурный предел жизни для огромного большинства животные и растений ограничивается моментом свертывания (коагуляции) белка. Для яичного белка эта граница лежит около плюс 75 градусов.
Бактерии и водоросли из горячих источников, видимо, обладают особым жаростойким белком, создавшимся в процессе эволюцией приспособления их к жизни в столь, исключительных температурных условиях.
Весьма возможно, что могут существовать организмы, способные выдержать еще более высокие температуры, так как критическая температура находится в прямой зависимости от давления. Это надо помнить, рассматривая вопрос о возможности жизни на Венере.
Познакомимся теперь с фактором давления. Глубоководные драги экспедиции Института океанологии Академии наук СССР подняли многочисленных животных со дна глубочайших впадин мирового океана — с глубины свыше 8000 метров, где они жили под давлением в 800 атмосфер. (При погружении в воду на каждые 10 метров давление увеличивается на одну атмосферу.)
В нефтеносных скважинах советские микробиологи обнаружили живых бактерий на глубине 1000 метров. По мнению академика В. И. Вернадского, живые организмы могут встречаться под землей на глубине в 4000 метров.
В лабораторных условиях удалось создать давления, намного превышающие все известные нам в земных условиях.
Оказалось, что дрожжевые грибки могут выдерживать давление до 8000 атмосфер. Оно примерно в десять раз больше, чем на самых больших глубинах океана.
Разреженную атмосферу различные организмы выдерживают по-разному. Шар-зонд принес споры бактерий и плесневых грибков с высоты 33 тысяч метров — из пронизываемых мощным космическим излучением заоблачных областей атмосферы. В горах на высоте 6200 метров наблюдали рост цветковых растений. Тли были найдены в воздухе на высоте 8200 метров, а в экспериментальных условиях мухи оказались способными размножаться при давлении 25 миллиметров ртутного столба.
Из теплокровных животных птицы, по-видимому, лучше, чем млекопитающие, переносят разреженную атмосферу. Если человек на высоте в 7000 метров и при давлении примерно в 225 миллиметров ртутного столба теряет сознание, то крупные горные птицы — кондоры — парят около высочайших вершин. Например, Джомолунгма (Эверест) в Гималаях (8882 м).
Если разработать условную таблицу существования жизни в зависимости от параметров внешней среды — температуры и давления, то хотя она и не будет отражать всех характеристик среды в частности, химического состава, все же отчетливо покажет почти безграничную приспособляемость различных живых организмов к внешним условиям.
Почти от абсолютного нуля — от минус 273 градуса и до плюс 170 градусов по Цельсию — простирается область существования жизни! Почти весь диапазон давлений — от 0 до 8000 атмосфер может быть населен живыми организмами!
В таких границах живут споры бактерий. Они могут существовать на всех планетах, за исключением Плутона, Меркурия, Луны и астероидов.
Приспособляемость червей уже несколько меньше. Круглые черви выдерживают температуру от минус 240 градусов до плюс 120 градусов и давление от 0,5 до 800 атмосфер.
Споровые растения (границы температуры от минус 190 градусов до плюс 93 градуса, давление от 0,5 до 550 атмосфер) могут существовать в условиях Юпитера и Сатурна.
Семена высших растений сохраняют свою жизнедеятельность при температуре от минус 190 градусов до плюс 120 градусов и давление от 0,55 до 550 атмосфер.
Насекомые переносят температуру от минус 80 градусов до плюс 50 градусов и давление от 0,1 до 520 атмосфер. Они могут существовать в марсианских условиях.
Наземные растения переносят температуру от минус 65 градусов до плюс 80 градусов, давление от 0,4 до 1 атмосферы.
Границы существования млекопитающих простираются от температуры минус 65 градусов до плюс 50 градусов. Давление, которое они выдерживают, колеблется от 0,5 до 3 атмосфер.
Теперь возьмем температурные и атмосферные условия на планетах.
Из сопоставления видно, что температуры и атмосферные давления хотя бы двух планет — Венеры и Марса — широко захватывают область существования жизни, а для большинства
остальных планет не выходят за границы этой области. Во всяком случае, возможность существования на Венере и Марсе даже известных нам приспособившихся в земных условиях простейших организмов отрицать нельзя.
С биологической точки зрения, не лишена основания гипотеза о существовании на планетах-гигантах организмов с большей приспособленностью к низким температурным условиям, чем те, которые имеются на Земле.
Вместе с тем такая таблица выявляет огромные пробелы наших знаний в этой области. Почти не выяснено влияние высокого давления на живые организмы разных классов. Совершенно не изучено комплексное влияние на них различных температур и давлений.
Именно этим, а не невозможностью существования там живых существ объясняется наличие «незаселенных» областей на планетах.
К сказанному профессором В. В. Алпатовым трудно прибавить что-либо. Поистине, жизнь вездесуща!
О древних растениях Марса
В увлекательно написанной книге покойного А. В. Кожевникова «Весна и осень в жизни растений» есть замечательное место: «…далеко не всегда мы можем объяснить особенности сезонной жизни растения одними современными условиями. Для их понимания надо учитывать происхождение растения, его историю…»
Эти слова натолкнули меня на мысль о том, что для изучения жизни растений на Марсе надо проникнуть и в историю растительности на далекой планете.
Наука о древних земных растениях, остатки которых находятся в напластованиях земно коры, называется палеоботаникой.
Займемся и мы палеоботаникой, но палеоботаникой Марса.
В 1948 году я наблюдал противостояние Марса на Ташкентской астрономической обсерватории. Воспользовавшись прекрасной библиотекой обсерватории, я сделал выписки из работ выдающихся французских ученых — Антониади и Бальдэ, которые проводили наблюдения Марса в 1924 году при помощи огромного рефрактора Медонской обсерватории.
Некоторые результаты их наблюдений меня удивили своей необычностью. Необычность состояла в том, что весенний цвет растительности в южной полярной области был коричневым. Такое явление долго казалось мне непонятным.
В журнале «Л'Астрономи» Бальдэ пишет, что, начиная с 9 августа (это соответствовало той поре марсианской весны южного полушария, какая бывает 18 мая в Северном полушарии Земли), вокруг южной полярной шапки Марса постепенно развилась полоса коричнево-шоколадного цвета, имевшая перед тем зеленовато-голубой оттенок.
Такое явление наблюдалось, в частности, на море Хрониум, на широте 59 градусов. Некоторые части Киммерийского моря, моря Сирен, расположенных на широте 28 градусов, а также все Тирренское море приобрели коричнево-лиловый или коричнево-фиолетовый цвет.
А Антониади замечает, что все места Марса с широтами от 60 до 80 градусов впервые, приобрели коричневый цвет между 15 и 24 мая.
С другой стороны, места с низкими широтами, от 17 до 37-градусов, в промежуток времени от 30 мая до 8 июня переменили свой цвет из зеленого, серого или голубого на коричнево-лиловый. Эти даты указывают марсианское время года Южного полушария в переводе на даты Северного полушария Земли.
В 1947 году была напечатана статья профессора Н. П. Барабашова об изменении цвета «морей» Марса».
«Для «морей» и «заливов», лежащих между широтами 30 и 60 градусов, зеленая и голубая окраска, — пишет автор статьи, — наблюдается лишь вблизи лета. До наступления зеленой окраски эти области бывают коричневыми. Та же коричневая окраска наблюдается и после зеленого и голубого периода».
Поистине непонятная закономерность в изменении цвета.
Но вот летом 1952 года С. Н. Серединский — председатель Минского отделения Всесоюзного астрономо-геодезического общества — сообщает мне, что весной 1951 года в окрестностях Минска, вблизи биостанции университета, он наблюдал, как преобладает ранней весной — в апреле и начале мая— красноватый цвет растительности.
Трава еще не показалась, а было очень много мхов. Все они имели красноватую.
красно-желтую и красно-бурую окраску. Из зеленых «трав» был только плаун — вечно-зеленое растение сыроватых лесов вблизи торфяников.
Позднее наблюдателя поразил общий красноватый оттенок кустарниковых зарослей: ветки, почки, нераспустившиеся листья красного, розового, красно-бурого цвета.
Это явление С. Н. Серединский объясняет, опираясь на известный закон биологии; онтогения — история индивидуального развития живого существа — повторяет филогению — историю развития вида и рода.
Закон подтверждается интересными примерами из палеоботаники. Ученые установили, что многие из листьев растения группы гинкго из меловых отложений (меловой период был от 125 до 60 миллионов лет до нашего времени) довольно глубоко разрезаны. По мере удаления в прошлое глубина разрезов все более и более увеличивается.
После мелового периода наступил миоцен — от 19 до 7 миллионов лет до нашего времени. Гинкго этого периода почти не отличаются от современных — разрезы у листьев незначительны. Но у сеянцев теперешних гинкго, как и у далеких их предков, листья разрезаны сильно.
Таким образом, существует большое сходство между современными молодыми растениями и взрослыми растениями далекого прошлого. Поэтому часто не удается объяснить сезонные изменения в жизни растений од и современными условиями. Что бы их понять, надо учитывать происхождение растения, его историю. В этой связи интересна работа научного сотрудника сектора астроботаники 3. С. Паршиной «Об изучении спектральных свойств растений в зависимости от их исторического развития».
В результате исследования было выяснено, что оптические свойства растений изменяются в зависимости от количества солнечной энергии, которое поглощает растение.
Во влажные и теплые древние геологические периоды, когда густые облака и большое количество углекислого газа атмосферы пропускали только длинноволновую часть солнечных лучей, древние растения поглощали красные лучи, которые могли пробиваться через густую атмосферу земли. В спектре подобных растений наблюдается четкая полоса поглощения хлорофилла.
С течением времени атмосферные условия изменялись — воздух становился более прозрачным, и на Землю беспрепятственно начали попадать разнообразные лучи солнечного спектра, поэтому более современные растения стали полнее использовать солнечную энергию. У таких растений полоса поглощения хлорофилла в спектре менее ярко выражена. И чем суровее условия жизни растения, тем больше лучистой энергии оно поглощает, тем менее заметна полоса поглощения хлорофилла.
Если предположить, что на Марсе, как и на Земле, жизнь зародилась в далеком прошлом, ока не могла остановиться в своем развитии, и несомненно, что с изменениями физических условий на этой планете изменились и растения: они приспособились к условиям внешней среды.
То обстоятельство, что ранней весной земные растения окрашены в коричнево-красный цвет, можно объяснить воспроизведением растениями цвета своих далеких взрослых предков. Значит, цвет растительности в древние времена, за 100 миллионов лет до нашего времени, был на Земле красноватым.
Мичурин (я уже приводил его слова) установил влияние теплых и влажных условий на выращивание роз с желтыми цветами. В биологии неоспоримо доказано, что в палеозойскую эру, особенно в каменноугольный период, климат на Земле был сумеречный, влажный и теплый. Поэтому можно предположить, что органы размножения растений имели тогда желтоватый цвет. И в настоящее время цвет органов размножения тропических растений преимущественно желтый. Такие растения являются наследниками древних предков.
Все эти данные помогают представить себе растения Марса в наиболее влажных полярных областях, покрывающихся зимой снегом и льдом. Очень возможно, что в древние в геологическом смысле времена растительность и на Марсе была «теплых» цветов — с преобладанием красных и желтых лучей и что климат на Марсе был мягкий. Там находилось гораздо больше воды, чем теперь, атмосфера была плотнее, с большим количеством водяных паров, углекислого газа и значительной облачностью. Вот тогда и могла зародиться жизнь на Марсе.
В дальнейшем климат на планете становился все более и более суровым. Поэтому для жизни растение поглощало все больше и больше разнообразных лучей солнечного спектра.
Вероятно, там живут вечнозеленые растения типа наших мхов, плаунов и жестколистых приземистых растений вроде брусники, клюквы, морошки. Могут жить и низкорослые деревца похожие на земные карликовые березки и ивы.
Ранней весной молодые листочки брусники, клюквы и морошки окрашены в коричнево-красный цвет. У карликовых березок и ивы такую окраску приобретают побеги. Затем она сменяется зеленой.
Растения типа мхов и плаунов на Марсе, как и на Земле, сохраняют зеленовато-голубой цвет и под снегом, как и отмечает Бальдэ в своих наблюдениях.
С началом весны на местах, освободившихся из-под снега мхи и жестколистые кустарники приобретают красно-бурый цвет. Деревья вроде карликовых березок и выпускают красно-бурые побеги. И полоса вокруг южной полярной шапки окрашивается в коричнево-каштановый цвет.
Прослеживая изменения растительности Земли по климатическим зонам, можно установить следующий ряд жизненных форм вечнозелёных растений.
Тропический пояс. Равномерно теплый и влажный климат. Преобладают крупные древесные формы — например, фикусы.
В субтропической зоне более мелкие вечнозеленые растения: лавр, олеандр, магнолия.
В умеренной зоне — например, в лесах Кавказа — вечнозеленые кустарники: рододендроны, азалии.
В умеренно-холодной зоне, в среднерусских дубравах и северных борах, вечнозеленые кустарники сохраняются только в условиях припочвенного климата, под защитой кустарников, трав, мхов, снежного покрова.
Наконец, в тундровой зоне самые северные потомки вечнозеленых растений, распространенных в Евразии в древние геологические эпохи, продолжают существовать даже в суровом климате Приполярья, уходя под защиту трав, мха и снега.
Предполагаемое существование в приполярной зоне Марса вечнозеленых растений, в какой-то мере сходных с земными, может расцениваться как свидетельство того, что в прошлые геологические периоды истории Марса на планете был тропический климат.
Но почему же, как пишет Бальдэ, приполярная растительность Марса по мере продвижения весны стала приобретать более светлый коричневато-каштановый цвет? Это можно объяснить постепенным переходом окраски листьев к желтым тонам, которые предшествуют летнему цвету. Такое явление наблюдается и у некоторых земных растений.
И еще вопрос. Почему ближе к экватору, по наблюдениям Бальдэ, растения имели уже обычную марсианскую зеленовато-голубую окраску? Вероятно, потому, что там наступило лето и растения были в своей летней «одежде».
Сопоставляя теперь цвет марсианских растений летом, который видели Антониади и Бальдэ, с цветом памирских, который наблюдала А. П. Кутырева во время экспедиции 1950 года, мы видим, что между этими наблюдениями много общего. А если принять во внимание, что между климатом Марса и Памира так же много общего, то сходство между цветом растительных покровов на Марсе и цветом растительности на Памире уже нельзя считать случайностью.
Это и дает нам основание сравнивать весенние растительные явления на Марсе с весенними явлениями у растений земных.
Все изложенное в этом разделе — только научное предположение, гипотеза. Она требует еще многих и многих доказательств.
Наши исследования шли сначала в Институте астрономии и физики Казахского филиала Академии наук СССР. Однако работа развивалась так бурно, что вскоре понадобилось учреждение при Президиуме Академии наук Казахской республики специального сектора астроботаники, который открылся 11 ноября 1947 года.
Круг работ нового научного учреждения впоследствии не ограничился изучением марсианской флоры.
О Венере
Нас привлекала и планета Венера красивая утренняя и вечерняя звезда. Дело в том, что и Венера, как Марс и Меркурий, по размерам очень напоминает нашу Землю. Эти планеты даже называют, «земноподобными».
Правда, Меркурий расположен в два с половиной раза ближе к Солнцу, чем Земля. Поэтому температура на нем значительно выше, чем на нашей планете. К тому же Меркурий обращен к Солнцу всегда одной стороной. На этой солнечной стороне Меркурия температура достигает 340 градусов выше нуля, то есть почти точки плавления свинца, а на противоположной стороне царит вечный мрак и холод.
При высокой температуре солнечной стороны и малой силе тяжести на Меркурии не могла удержаться атмосфера. И действительно, наблюдения обнаруживают едва заметные ее следы на этой планете.
Венера окружена плотной атмосферой, открытой еще М. В. Ломоносовым в 1761 году. Это облачное покрывало застилает от наблюдателя твердую поверхность планеты, и поэтому
она пока недоступна наблюдениям. В будущем, применив новые средства исследования, человек, конечно, сумеет узнать, что представляет собой поверхность Венеры. А пока мы знаем лишь немногое о ее атмосфере. В основном она состоит из огромного количества углекислого газа. Его здесь гораздо больше, чем в атмосфере Земли.
Несмотря на большое сходство Венеры с Землей — они близки по величине, массе и плотности — в атмосфере Венеры нет паров воды и кислорода.
Отсутствие паров воды объясняется довольно просто. В атмосфере Земли над уровнем океана содержится 1,2 процента паров воды, а на высоте в 11 километров — всего 0,01 процента. Таким образом, если допустить, что высота облаков над поверхностью Венеры равна 11 километрам, то содержание паров воды над ними должно быть слишком ничтожно, чтобы их можно было обнаружить при помощи спектрального анализа.
Труднее понять, почему в атмосфере планеты нет кислорода.
К этому вопросу мы вернемся в дальнейшем. Сейчас же приведем слова профессора Н. П. Барабашова из его статьи «Жизнь во Вселенной»: «Кислород и водяной пар, а следовательно, и водные бассейны могут быть под густым облачным слоем планеты, скрытые от наших взоров. Большое количество углекислого газа Венеры, которое некоторые авторы считают свидетельством того, что на ее поверхности нет и никогда не было органической жизни, тоже еще ничего не опровергает. Ведь и в атмосфере Земли в эпоху зарождения первых живых существ было много углекислого газа, а потом, в течение, многих веков растения постепенно поглощали его из воздуха и обогащали атмосферу кислородом».
Что касается температурных условий, 70–80 градусов тепла, — они пригодны для жизни.
Какова же растительность Венеры, если она там существует?
Обратимся опять к спектру.
Из лучей, видимых человеческим глазом, больше, всего тепла несут лучи красные, оранжевые, желтые, зеленые и меньше голубые, синие и фиолетовые. Растения излучают из видимых лучей красные. Сочетание красных и желтых лучей придает растению оранжевый цвет.
Это теоретическое заключение подтвердилось наблюдениями А. П. Кутыревой на Памире в 1951 году. В районе Джеланды, на высоте 3400 метров, температура наиболее горячего источника равна плюс 71 градус. Обращают на себя внимание его водоросли: в самом горячем месте они преимущественно красные.
Позднее по водорослям стали даже узнавать горячие источники: где красновато-оранжевые водоросли, там и гейзеры.
На Западном Памире, в районе Гарм-Чешма (высота 2500–2600 метров), на склоне известковой горы расположено целое ущелье горячих источников. Три гейзера уступами спускаются к берегу горной реки. По их сторонам — естественные чаши с горячей водой, напоминающие цветные раковины. Температура наиболее горячего источника в верхней чаше равна плюс 61 градус, а в нижних — плюс 46 и плюс 32 градуса.
Выше верхнего гейзера при температуре воздуха плюс 45 градусов растет часто встречающееся в Средней Азии растение с пушистыми листьями-коровяк; иначе его называют «медвежьим ухом». Здесь листья его были желтоватыми, тогда как в обычных условиях — например, в Алма-Ате — они голубовато-зеленые.
Наблюдения, подтвердившие мнение о том, что растения в жарком климате должны иметь желтый или оранжевый цвет, позволяют кое-что сказать и о растительности на Венере. Прежде всего, при температуре, достигающей на Венере плюс 80 градусов, растения жить Могут. К этому они могли приспособиться за миллионы лет своего существования. Мы можем также сказать, что при такой температуре они должны быть окрашены в желтый цвет.
Работы профессора Барабашова в Харькове до некоторой степени подтверждают этот вывод. Наблюдая распределение яркости на облаках Венеры, он заметил избыток красных и желтых лучей в том месте облаков, куда падают лучи Солнца, отраженные поверхностью планеты.
Это, по мнению Н. П. Барабашова, означает, что красные и желтые лучи проходят облака Венеры легче, чем синие. Одной из причин, добавим мы, может быть цвет растительного покрова на Венере.
Итак, мы установили, что вследствие высокой температуры растительность на Венере желтая или оранжевая. Это дает нам право заключить, что климат на ней теперь такой же, какой был на Земле и на Марсе сотни миллионов лет назад.
Как заманчиво научиться наблюдать поверхность Венеры сквозь ее облака! Раньше или позже это сделают, изучая длинноволновые инфракрасные лучи, испускаемые поверхностью планеты. Тогда откроются и многие тайны этого интересного небесного тела.
Жизнь — явление упорное
Сколько рассказано о существовании растительных организмов в условиях, сильно отличающихся от привычных нам, так называемых средних зон! Сколько приведено примеров! И вывод из сказанного напрашивается сам; жизнь — явление чрезвычайно настойчивое, чрезвычайно упорное.
Но ведь известно, что наибольшей приспособляемостью к условиям среды обладают низшие микроорганизмы. У них наблюдается стойкость, в перенесении, суровых условий существования.
Астроботаники стали проводить новые наблюдения и исследования, изучали труды выдающихся советских и зарубежных микробиологов, чтобы более детально знать этот вопрос.
Известно, что самая высокая температура, которую выдерживают некоторые существа — например, споры грибов или бактерий, — приближается к плюс 140 градусам Цельсия.
Еще больше устойчивость организмов при низкой температуре.
Замечательный советский ученый академик В. И. Вернадский создал учение о биосфере земной коры. Он доказал, что наряду с неорганической материей в ней существует и живая материя.
В своих трудах Вернадский рассказывает, что французский физик Поль Беккерель опускал мхи, лишайники, водоросли на несколько недель в жидкий воздух с температурой минус 190 градусов. При отогревании в горячей воде они оживали. Даже после шести лет высушивания и погружения в жидкий воздух Беккерель оживлял лишайники с живущими на них коловратками и тихоходками.
Ученый ставил опыты, используя самые низшие доступные температуры. Обезвоженные споры бактерий, грибов, мхов, папоротников, очищенные от кожицы семена он погружал в жидкий гелий, охлажденный до минус 271 градуса. Подвергнутые действию этой температуры в пустоте, они давали после размораживания нормальное потомство. Многие виды бактерий живут без свободного кислорода. Их называют анаэробными.
Водоросли и мхи размножаются в запаянной трубке, наполненной водяными парами стерилизованных минеральных растворов, которые лишены растворенного кислорода. Эти организмы живут сначала без воздуха, производя угольную кислоту. Затем, восстанавливая фотосинтез, создают новую кислородную атмосферу.
Осцилларии жили таким образом восемь лет в атмосфере, созданной ими самими, пока не истощилась их питательная среда.
Холод, засоленность, ядовитые вещества — все это не помеха для жизни микробов — по крайней мере, некоторых из них.
Способность приспосабливаться у этих одноклеточных существ неисчерпаема.
В горячих источниках с температурой до 90 градусов обнаружены своеобразные, приспособившиеся к этим условиям организмы.
Экспедиция микробиологов в 1946 году открыла жизнь даже в бесплодных, обезвоженных почвах пустыни Сахары, где в некоторых районах воздух нагревается до 55 градусов. Дождливых дней насчитывается в году всего от двух до пяти. Поверхность земли — точно раскаленная сковородка. Даже с помощью специальных приборов, в почве пустыни не удается обнаружить воду.
И вот в этих, казалось бы, невозможных для жизни условиях в грамме песка нашли до 100 тысяч микробов.
Микробы пустыни оказались очень тонкими химиками. У них была необыкновенно развита водососущая система, развита гораздо больше, чем у всех известных науке микробов, обитающих в засушливых районах.
Специальные приборы регистрировали «дыхание» почвы — следовательно, микробы были жизнедеятельны. Стеклянные пластинки, зарытые в исследуемую почву, через две недели покрылись плесенью — грибами и бактериями.
Еще, более обитаемы «черные пески» — пустыня Кара-Кум.
В комочке почвы величиной с наперсток более полумиллиона разнообразных видов микроорганизмов. Правда, жизнь микробов чуть теплится, но в этих существах таится недюжинная скрытая сила, которая проявляется, как только условия становятся более подходящими.
Таким образом, исследования, проведенные в пустыне, заставляют расширить наши представления о границах жизни.
И пределы давления, выдерживаемые микроорганизмами, чрезвычайно широки. Опыты Г. Хлопина и Г. Таманна указали, что плесневые грибы, бактерии, дрожжи выдерживают давление до 3000 атмосфер без всякого видимого изменения своих свойств.
Жизнь дрожжей сохраняется и при давлении в 8000 атмосфер.
С другой стороны, несомненно, что скрытые формы жизни — семена, или споры — могут сохраняться длительное время в «безвоздушном» пространстве, то есть при давлениях, равных тысячным долям атмосферы.
Огромна и область химических изменений, которые выдерживает жизнь. Различные формы микроорганизмов могут находиться без вреда в самых разнообразных химических средах.
Споры и зерна — скрытые формы жизни — могут, по-видимому, неопределенное время находиться без всякого вреда в среде, лишенной газов и воды, то есть вполне сухой.
Бацилла борацикола живет в горячих борных источниках Тосканы. Она свободно выдерживает 10-процентный раствор серной кислоты.
Известны плесневые грибки, которые живут в крепких растворах различных солей, купоросов, селитр, гибельный для других организмов.
Та же бацилла борацикола выдерживает слабый раствор сулемы, а некоторые другие бактерии и инфузории — даже ее концентрированные растворы.
Дрожжи живут в растворах фтористого натрия. Личинки некоторых мух выживают в 10-процентном растворе формалина.
В начале нашего века русский биолог С. Н. Виноградский доказал существование живых существ, лишенных хлорофилла, но добывающих себе питание из неорганических веществ. Эти невидимые существа — бактерии — живут в почвах, в верхних слоях земной атмосферы, проникают в глубокие толщи океана.
Для того чтобы поддержать свою жизнедеятельность, они употребляют химическую энергию минералов, богатых кислородом, и поэтому не зависят от других организмов и солнечных лучей.
Видов таких бактерий незначительное число, оно не превышает сотни, между тем видов зеленых растений известно до 180 тысяч. Но одна бактерия может произвести в один день по крайней мере несколько миллионов особей, между тем как одна одноклеточная зеленая водоросль, из всех растений наиболее быстро размножающаяся, даст в тот же промежуток времени лишь несколько особей, а большей частью гораздо меньше: около одной особи в 2–3 дня. Поэтому, несмотря на микроскопические размеры, значение бактерий в природе из-за поразительной силы их размножения огромно.
Возможна ли жизнь микроорганизмов на планетах
Зная физические и химические свойства планет солнечной системы и познакомившись с приспособляемостью организмов к условиям среды, мы можем с уверенностью говорить о существовании микроорганизмов на Марсе и Венере.
Можно ли то же сказать о планетах-гигантах — Юпитере, Сатурне, Уране и Нептуне?
Как известно, температура на внешних оболочках их атмосфер очень низка: от минус 140 градусов до минус 200 градусов Цельсия. Они содержат очень много газообразного метана, а атмосферы Юпитера и Сатурна — и аммиака. В таких условиях высшие земные организмы существовать не могут.
Однако известны бактерии, которые могут жить в метане, хотя при обыкновенных условиях нуждаются в кислороде. Некоторые из них могут вместо кислорода использовать нитраты — азотные соединения.
Метан образуется при сбраживании многих органических веществ. Те же самые бактерии, которые вызывают метановое брожение органических веществ, способны в присутствии молекулярного водорода восстанавливать углекислый газ до метана.
Можно с уверенностью сказать, что в атмосферах планет-гигантов находится водород, и присутствие метана в атмосферах этих планет можно объяснить деятельностью бактерий.
Можно предположить, что метан и аммиак образуются в атмосферных глубинах планет-гигантов также и в результате разложения отживших микроорганизмов и поднимаются из уплотненных слоев в верхние слои атмосферы.
Это предположение подтверждается и следующими обстоятельствами. В земных горных породах, а также в вулканических газах обычно присутствует метан. Для разных вулканов содержание метана в газах составляет от 3 до 12 процентов. В газах, выделяющихся из графита, — до 40 процентов метана, из базальта — свыше 10 процентов, из гранита — 3 процента.
Раньше предполагали, что метан, выделяющийся при нагревании горных пород, образуется в результате действия воды на карбиды металлов. Однако при нагревании с водой карбидов кальция, натрия, калия выделяется не метан, а ацетилен. Поэтому теперь считают, что в данных случаях источником метана является органическое вещество.
Где же могут существовать на планетах-гигантах микроорганизмы? Можно думать, что с погружением в атмосферы этих планет температура повышается и на некоторой глубине становится несколько выше нуля, а поэтому там могут жить бактерии.
Тот факт, что метан и аммиак могут образоваться и без участия организмов (метан, например, имеется в небольших (количествах даже на кометах), не является возражением против подобных предположений.
Метан (СН4) состоит из углерода (С) и водорода (Н), а аммиак (NН3) — из азота (N) и водорода (Н). Но все эти элементы — углерод, водород и азот — имеют изотопы, которые занимают одно и то же место в таблице Менделеева, но обладают разными атомными весами.
У углерода два изотопа с атомными весами 12 и 13, у водорода три — с атомными весами 1, 2 и 3, и у азота два — с атомными весами 14 и 15.
Есть основание считать, что изотопный состав метана и аммиака органического происхождения отличается от изотопного состава этих газов неорганического происхождения, а потому должны различаться и их спектры.
Следовательно, изучая спектры метана и аммиака органического и неорганического происхождения и сравнивая их со спектрами планет-гигантов, можно будет решить, есть ли на них аммиак и метан органического происхождения.
Интересно отметить, что при первом сравнении метана из светильного газа, имеющего органическое происхождение, со спектрами планет-гигантов получилось полное сходство, тогда как между спектром этих планет с аммиаком лабораторного, синтетического, найдено различие.
Итак, есть основание предполагать, что микроорганизмы существуют и на планетах-гигантах.
Вездесущая жизнь
Многие отрицают существование микроорганизмов на других планетах, приводя сотни всевозможных возражений. Безусловно, возражать легче, чем доказывать. Для доказательства нужны убедительные факты.
Но сегодня у нас нет возможности побывать, например, на Марсе и привести маловерам неопровержимые доказательства. Зато у ученых есть другие возможности. Они могут, тщательно изучая разнообразные жизненные формы на Земле и условия их существования, сопоставлять полученные данные с условиями на планетах солнечной системы и тем самым делать научные предположения о возможности жизни организмов на других планетах. В этом, пожалуй, и заключается сила подлинной науки.
Самых разнообразных условий жизни организмов на Земле необычайно много.
Академик В. И. Вернадский в книге «Биосфера» впервые поставил вопрос о границах биосферы — об области существования жизни. Где же проходят эти границы?
Доктор биологических наук профессор В. В. Алпатов разработал так называемую «Таблицу жизни» и написал пояснительный текст. Это настолько интересно, что хочется его привести.
При определении границ жизни надо различать две формы жизни: активную, когда живые организмы находятся в состоянии энергичного обмена веществ с окружающей средой, могут размножаться, и пассивную, когда живые организмы находятся в состоянии скрытой жизни-в виде семян, спор, в состоянии анабиоза.
Безусловно, зона пассивной жизни значительно шире зоны активной жизни.
Человек в лабораторных условиях может создавать искусственно отрицательные температуры почти до абсолютного нуля — минус 273 градуса. В температуре жидкого гелия — минус 271,88 градуса — могут выживать споры бактерий. При температуре минус 240 градусов удавалось выдерживать в подсушенном состоянии круглых червей — нематод и близких к ним тихоходок. При этом они не теряли способности оживать после перенесения их в тепло и смачивания.
В последнее время в биологии получены новые данные о состоянии, в котором может находиться живое вещество при низких отрицательных температурах. Уже давно было известно, что при замерзании живая клетка гибнет от образования кристаллов льда, разрушающих ее структуру. Следовательно, чем меньше в клетке воды, тем больше должна быть ее стойкость к отрицательным температурам.
Подсушивание организмов при погружении в очень холодную атмосферу способствует их большей морозоустойчивости. Еще более действенно быстрое погружение в морозную среду. Мелкие организмы и отдельные клетки при этом не образуют кристаллов льда, а переходят в особое стеклообразное состояние.
Однако при отрицательных температурах зона активной жизни для животных с переменной температурой и растений очень невелика. Для морской фауны и флоры она лежит между нулем и минус 1,8 градуса, для наземной — примерно такая же.
Максимальной температурой, при которой еще возможна активная полноценная жизнь, надо считать температуру горячих источников-гейзеров (плюс 92 градуса). В них обнаружены бактерии и водоросли.
Эти наблюдения чрезвычайно интересны потому, что температурный предел жизни для огромного большинства животные и растений ограничивается моментом свертывания (коагуляции) белка. Для яичного белка эта граница лежит около плюс 75 градусов.
Бактерии и водоросли из горячих источников, видимо, обладают особым жаростойким белком, создавшимся в процессе эволюцией приспособления их к жизни в столь, исключительных температурных условиях.
Весьма возможно, что могут существовать организмы, способные выдержать еще более высокие температуры, так как критическая температура находится в прямой зависимости от давления. Это надо помнить, рассматривая вопрос о возможности жизни на Венере.
Познакомимся теперь с фактором давления. Глубоководные драги экспедиции Института океанологии Академии наук СССР подняли многочисленных животных со дна глубочайших впадин мирового океана — с глубины свыше 8000 метров, где они жили под давлением в 800 атмосфер. (При погружении в воду на каждые 10 метров давление увеличивается на одну атмосферу.)
В нефтеносных скважинах советские микробиологи обнаружили живых бактерий на глубине 1000 метров. По мнению академика В. И. Вернадского, живые организмы могут встречаться под землей на глубине в 4000 метров.
В лабораторных условиях удалось создать давления, намного превышающие все известные нам в земных условиях.
Оказалось, что дрожжевые грибки могут выдерживать давление до 8000 атмосфер. Оно примерно в десять раз больше, чем на самых больших глубинах океана.
Разреженную атмосферу различные организмы выдерживают по-разному. Шар-зонд принес споры бактерий и плесневых грибков с высоты 33 тысяч метров — из пронизываемых мощным космическим излучением заоблачных областей атмосферы. В горах на высоте 6200 метров наблюдали рост цветковых растений. Тли были найдены в воздухе на высоте 8200 метров, а в экспериментальных условиях мухи оказались способными размножаться при давлении 25 миллиметров ртутного столба.
Из теплокровных животных птицы, по-видимому, лучше, чем млекопитающие, переносят разреженную атмосферу. Если человек на высоте в 7000 метров и при давлении примерно в 225 миллиметров ртутного столба теряет сознание, то крупные горные птицы — кондоры — парят около высочайших вершин. Например, Джомолунгма (Эверест) в Гималаях (8882 м).
Если разработать условную таблицу существования жизни в зависимости от параметров внешней среды — температуры и давления, то хотя она и не будет отражать всех характеристик среды в частности, химического состава, все же отчетливо покажет почти безграничную приспособляемость различных живых организмов к внешним условиям.
Почти от абсолютного нуля — от минус 273 градуса и до плюс 170 градусов по Цельсию — простирается область существования жизни! Почти весь диапазон давлений — от 0 до 8000 атмосфер может быть населен живыми организмами!
В таких границах живут споры бактерий. Они могут существовать на всех планетах, за исключением Плутона, Меркурия, Луны и астероидов.
Приспособляемость червей уже несколько меньше. Круглые черви выдерживают температуру от минус 240 градусов до плюс 120 градусов и давление от 0,5 до 800 атмосфер.
Споровые растения (границы температуры от минус 190 градусов до плюс 93 градуса, давление от 0,5 до 550 атмосфер) могут существовать в условиях Юпитера и Сатурна.
Семена высших растений сохраняют свою жизнедеятельность при температуре от минус 190 градусов до плюс 120 градусов и давление от 0,55 до 550 атмосфер.
Насекомые переносят температуру от минус 80 градусов до плюс 50 градусов и давление от 0,1 до 520 атмосфер. Они могут существовать в марсианских условиях.
Наземные растения переносят температуру от минус 65 градусов до плюс 80 градусов, давление от 0,4 до 1 атмосферы.
Границы существования млекопитающих простираются от температуры минус 65 градусов до плюс 50 градусов. Давление, которое они выдерживают, колеблется от 0,5 до 3 атмосфер.
Теперь возьмем температурные и атмосферные условия на планетах.
Из сопоставления видно, что температуры и атмосферные давления хотя бы двух планет — Венеры и Марса — широко захватывают область существования жизни, а для большинства
остальных планет не выходят за границы этой области. Во всяком случае, возможность существования на Венере и Марсе даже известных нам приспособившихся в земных условиях простейших организмов отрицать нельзя.
С биологической точки зрения, не лишена основания гипотеза о существовании на планетах-гигантах организмов с большей приспособленностью к низким температурным условиям, чем те, которые имеются на Земле.
Вместе с тем такая таблица выявляет огромные пробелы наших знаний в этой области. Почти не выяснено влияние высокого давления на живые организмы разных классов. Совершенно не изучено комплексное влияние на них различных температур и давлений.
Именно этим, а не невозможностью существования там живых существ объясняется наличие «незаселенных» областей на планетах.
К сказанному профессором В. В. Алпатовым трудно прибавить что-либо. Поистине, жизнь вездесуща!
ОТ АСТРОБОТАНИКИ К КОСМОБИОЛОГИИ
В спорах рождается истина
Астроботаника и астробиология — науки, недавно рожденные. По всей вероятности, у них, как и у всякой новой науки, есть не только положительные качества, но и слабые стороны.
Сразу же после своего создания астроботаника стала предметом оживленных споров. Сразу же завоевала она горячих сторонников и приобрела столь же горячих противников. Одни отрицали принципы новой науки, основу, на которой она построена, другие были не согласны с отдельными, частными положениями.
Посмотрим, что говорят противники новой науки, какие аргументы они выставляют против ее основ.
Академик, В. Г. Фесенков в своих статьях выступает с полным «разгромом» астробиологии. Он заявляет, что «органическая жизнь на планете проявляется при наличии на ней биосферы» и что «единственным бесспорным критерием наличия биосферы на данной планете является наличие в ее атмосфере свободного кислорода. На Марсе свободного кислорода не обнаружено. Тем самым нужно признать, что биосфера на Марсе, если она и существует, никак себя не обнаруживает».
Говорит он еще и о необычайной суровости климата Марса и о ничтожно малом количестве воды.
Те же возражения приводит в своих работах и профессор О. В. Троицкая, прибавляя к ним, так сказать, «чисто биологические» возражения. Вот наиболее значимые из них:
Приспособляемость живых организмов к условиям внешней среды имеет определенный предел, свои границы, а Марс, по мнению Троицкой, лежит за этими границами; и еще одно: растения не могут переносить резкой смены температуры днем и ночью, как это происходит на Марсе, они обязательно должны погибнуть.
В работе ленинградского астронома профессора Н. Н. Сытинской «Современное состояние сведений о природе Марса» говорится, что «количество кислорода на Марсе не может быть больше 0,001 того, что есть на Земле, а количество водяного пара, несомненно, ниже 0,01». Профессор Сытинская предполагает, что и дальнейшие исследования не дадут более утешительных результатов. «Напротив, — пишет она, — следует ожидать, что усовершенствование техники наблюдения будет продолжать снижать данные». И еще: «данные о температуре Марса, которыми мы сейчас располагаем, представляют собой нечто очень недостоверное и гадательное».
Как итог всего этого, следует, что мы не можем делать выводы о природе Марса и о жизни на нем.
Что же ответили астроботаники своим оппонентам? Какие доводы привели они в защиту своей теории? Если отвечать на поставленный сейчас вопрос, то пришлось бы заново пересказать то, что изложено в этой книге, в главах, посвященных новой науке — астроботанике. Все научные положения, приведенные на этих страницах могли бы служить доказательством теории возможности жизни на Марсе. Хотелось бы только сказать еще несколько слов о биосфере Марса. Этому вопросу в свое время посвятил специальную статью научный сотрудник сектора астроботаники М. Л. Перевертун.
Биосфера это область проявления жизни, оболочка планеты, заполненная живой материей и продуктами ее деятельности.
Биосфера Земли, например, имеет толщину в несколько километров. Она захватывает и нижние слои атмосферы, и глубины морей и океанов, и подземные пещеры.
Биосфера Земли проявляет себя многогранно. В. И. Вернадский считает, что азот нашей атмосферы так же органического происхождения, как кислород и частично углекислый газ. Такого же мнения придерживается академик Б. А. Келлер, который указывает, что источником углекислого газа для растений, живущих на открытом воздухе, является земля, почва. В почве углекислый газ образуется главным образом в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Кроме того, все наружные слои земной коры переработаны живой материей более чем на 99,7 процента своего веса. В этом процессе исключительная роль принадлежит, миру бактерий. Они при обычной температуре в громадных масштабах разлагают на составные части воду и углекислоту, а силикатные бактерии даже гранит превращают в почву, на которой произрастают различные растения. Итак, цвет поверхности Земли обусловлен исключительно жизнедеятельностью микро— и макроорганизмов, населяющих нашу планету. Поэтому критерием наличия биосферы на Земле, если бы наблюдали ее из мирового пространства, явилось бы не только наличие свободного кислорода в земной атмосфере, но и наличие азота и углекислого газа, а также меняющегося по сезонам цвета растительных, массивов, почв и обширнейших пустынь.
А как конкретно проявляет себя в космическом масштабе биосфера Марса? Прежде всего, на Марсе, как мы уже знаем, происходит смена сезонов, сопровождающаяся изменением цвета его образований от весны к лету и от лета к осени и зиме, причем эти цветовые изменения наблюдаются на одной трети поверхности планеты.
Следовательно, там в громадных масштабах проходят активные химические процессы, которые могут быть обусловлены только процессами жизни, свидетелями чего мы являемся на Земле. Иначе поверхность Марса была бы неизменно застывшей и мертвой, как лик Луны.
Атмосфера Марса достаточно динамична, чтобы в ней могли вполне реально протекать газовые и другие обменные реакции живого вещества с мертвой материей. Газовая среда, окружающая живую материю Марса, содержит все необходимые элементы для питания живых организмов — в ней есть азот, углекислый газ, кислород и влага. Все эти элементы находятся, как и на Земле, в динамическом равновесии с процессами, происходящими в мертвой и живой материи. Кроме того, на Марсе в областях, охваченных жизнью — «моря». «каналы», «оазисы», — наблюдаются изменения в крупных масштабах.
Известный наблюдатель планет Шретер в 1798–1800 годах зарисовал на краю Киммерийского моря темную область продолговатой треугольной формы, напоминающей Большой Сырт. Эту область дважды зарисовал В. Гершель еще в 1783 году, но в дальнейшем она не появлялась. Ее исчезновение является наиболее крупным из когда-либо отмечавшихся изменений на поверхности Марса.
Антониади в 1924 и 1926 годах, Дольфус в 1941–1952 годах, Куйпер в 1952 году, Мак-Лофлин в 1954 году отмечали изменения в других областях планеты, где временами, от года к году появляются раздельные темные образования. Они меняют свои очертания и представляются в виде мозаики, состоящей из ряда темных пятен.
Но наряду с исчезновением целых оазисов и крупными изменениями в некоторых темных областях Марса на нем появляются новые темные участки чрезвычайно больших размеров.
Астрономы Лоуэлловской обсерватории в 1954 году открыли новую темную область площадью в 580 тысяч квадратных миль.
Итак, те грандиозные изменения, которые происходят на Марсе из года в год, и те изменения, которые происходят там от весны к лету и от лета к зиме, могут быть объяснены активными химическими процессами, охватывающими большие просторы поверхности планеты. А такие процессы, как и на нашей Земле, могут быть осуществлены только жизнедеятельностью живого вещества.
Но неужели выступления на всех дискуссиях о возможности жизни на других планетах сводились только к критике астроботаники? Конечно, нет. Были выступления, которые указывали на отдельные недостатки нашей работы, на необходимость длительных наблюдений и исследований, предостерегали от скороспелых выводов. Многие ученые горячо поддерживали нашу точку зрения, развивали идеи астроботаники, давали положительную оценку деятельности сектора астроботаники.
Например, академик Украинской академии наук Л. Н. Криштофович говорил о том, что «нужно идти далее, совершенствуя, как методы наблюдения, так и изучая ту широкую амплитуду условий, при которой могут существовать наши растения, и их еще, возможно, не известные нам свойства».
Некоторые участники дискуссии, подобно профессору Б. Л. Личнову, указывали на то, что в биологии астроботаника «привела к экспериментированию для живых существ с такими жизненными условиями, которых биолог, работая в одиночестве, без астронома-планетолога, никогда бы не придумал».
Особенно хочется остановиться на одном из выступлений.
Мне очень часто после публичных лекций задают вопрос: а есть ли на планетах животные? Я отвечаю, что ничего определенного сказать не могу: с точки зрения философской, думаю, что эволюция жизни не может остановиться на полпути.
И вот поднимается на трибуну ученый и говорит, что на основании изученного материала и собственных наблюдений он пришел к такому заключению: «Приспособляемость организмов совершенно необычайна… Поэтому нет ничего невероятного в том, что на Марсе и, может быть, на других планетах существуют как растения, так и животные… Мне остается только сожалеть, что доказать существование на Марсе животных гораздо труднее чем доказать наличие на нем растительности».
Таким было выступление профессора-зоолога Л. К. Лозина-Лозинского.
Это значит, что с идеями астробиологов не только соглашаются, не только их признают, но над ними работают, их развивают дальше. Что касается меня, то я безгранично убежден в существовании на Марсе растительности.
Интересно вспомнить старое пулковское изречение, которое я слышал от А. А. Белопольского: «Если результат исследования сходится с тем, что ожидаешь, то это приятно, а если не сходится, то это интересно».
Представим себе, что в атмосфере Марса было бы много кислорода, что растительность имела бы такие же оптические свойства, как земная в привычном нам климате, как это было бы приятно для сторонников жизни на Марсе!
Однако тогда мы не сделали бы ряда интересных наблюдений, касающихся оптических свойств растений в очень суровом климате.
Я убежден, что в поисках объяснения остающихся марсианских тайн будут сделаны интереснейшие геофизические и биологические открытия.
К проблемам астробиологии большой интерес проявляют не только специалисты, но и многие любители природы, простые люди. Это подтверждается многочисленными письмами, которые я получаю чуть ли не ежедневно со всех концов нашей страны я из-за рубежа. Совсем недавно я получил два письма из Сибири от двух незнакомых мне людей. Один из них свыше 20 лет живет за Полярным кругом и имел возможность наблюдать жизнь в крайне неблагоприятных условиях. Автор письма подробно описывает многообразие приспособляемости и «фантастической» стойкости жизни в самых суровых условиях.
Второй корреспондент — вероятно, охотник — исходил вдоль и поперек Читинскую область, хорошо изучил заболоченные места, покрытые мхом и кустарником. Он рассказывает, как в суровую читинскую зиму над поверхностью болота в тумане и паре от родников увидел пробивающиеся сквозь мхи и толщу снега хвощевидные растения голубоватой окраски. За зиму они вырастали более чем на полметра. В сорокаградусные морозы на растениях образовывался ледяной футляр — защита от мороза.
Удивительнее всего то, что и в таком футляре растения продолжали расти, пробивая верхушку футляра. На ростке, сверх футляра, опять образовывался дополнительный футлярчик. И так до весны. И летом окраска этих растений все равно оставалась голубой.
Нечто подобное я слышал от профессора ботаники М. М. Голлербаха, проработавшего полгода в Антарктике. Оказывается, там на голом ледниковом щите растут низшие представители мхов и лишайников. Для получения воды эти растения устраиваются так на более светлом лишайнике живет почти совершенно черный, который сильнее нагревается солнечными лучами. Он согревает находящееся под ним более светлое растение, которое уже расплавляет лед и дает необходимую для жизни воду.
В отличие от привычного для людей положения в странах с умеренным и жарким климатом, где сначала появляются растения, а позже животные, в Антарктиде первыми появляются пингвины, питающиеся рыбой из океана, а на помете этих птиц развивается низшая растительность.
Эти два похожих примера приспособляемости растительной жизни к суровым условиям описаны один — ученым, другой — любителем природы.
Что говорят о Марсе за рубежом
Как же относятся к возможности жизни на Марсе в научных кругах за рубежом? Конечно, и там спорят, доказывают, возражают. И там есть и сторонники и противники жизни на Марсе.
Зарубежные ученые внесли большой вклад в историю науки об этой планете. Я уже говорил о выдающихся французских наблюдателях Марса Бальдэ и Антониади. Ограничусь кратким добавлением относительно Антониади.
Он по профессии художник. Ему присуще особенно острое чувство цвета, контраста, очертаний. Эти качества помогли наблюдателю в работе чрезвычайной трудности — в составлении карты Марса. Карта Антониади считается непревзойденной.
Еще один видный французский астроном — Жорж Вокулер занимается нашим космическим соседом. Он многое сделал в изучении марсианской атмосферной циркуляции и определении температуры поверхности планеты. О результатах своих работ Вокулер написал в большой и очень ценной монографии «Физика планеты Марс».
Радиометрическими измерениями температуры на Марсе занимались ученые Никольсон и Левит на обсерватории Маунт-Вилсон и астрономы Кобленц и Лампланд на обсерватории Лоуэлла. Сведения, которые были ими получены, наиболее точные, поэтому они используются теперь всеми исследователями планеты.
Это все, так сказать, объективные данные.
Теперь несколько слов по вопросу о жизни на Марсе. Для определения одной точки зрения очень характерна статья, написанная для журнала «Молодежь мира» директором берлинской обсерватории имени Аркенхольда Дитрихом Ваттенбергом.
«Есть ли жизнь на других планетах?» — спрашивает автор. И отвечает утвердительно, когда дело касается «вопроса вообще». Когда же дело доходит до конкретных носителей жизни в солнечной системе, сразу возникают сомнения. Вот что Дитрих Ваттенберг пишет о Марсе: «Жизнь там считалась вполне возможной… Однако в настоящее время известно, что поверхность этой ближайшей к нам планеты носит характер, аналогичный характеру пустыни. Даже более темные области, которые временами претерпевают незначительные изменения и поэтому принимались за области, покрытые растительностью, ныне многими учеными рассматриваются как мертвая суша».
На точке зрения совершенно противоположной стоит американский ученый Куйпер. Он занимается изучением оптических свойств различных участков поверхности Марса. Исследователь нашел, что спектральные свойства некоторых областей планеты подобны свойствам лишайников. Известно, что лишайники — это весьма выносливые земные растения, способные противостоять почти любым климатическим крайностям.
Существование жизни на Марсе, для Куйпера не подлежит сомнению. Но он считает, что проявления ее очень однообразны — на Марсе живут растения, подобные нашим земным лишайникам.
А вот мнение другого представителя науки — профессора физиологии Стручолда, работающего в США. Стручолд пишет, что при рассмотрении вопроса о жизни на Марсе необходимо иметь в виду особенности среды, то есть температуру и кислород. Ведь структура всякого живого тела во Вселенной основана на атоме углерода и на его химических свойствах. Температура, свет, вода, химический состав почвы и воздуха накладывают на жизнь некоторые границы. Только внутри этих границ может существовать и развиваться активная жизнь.
Температурная область активной жизни начинается на несколько градусов ниже точки замерзания воды и кончается приблизительно на 60 градусах. Только теплолюбивые бактерии еще жизнеспособны при температурах выше 70 градусов. Бактерии споры и некоторые семена могут переносить в течение нескольких часов даже температуру в 120 градусов. Арктические растения переносят температуру минус 60 градусов. Быстро переохлажденные организмы, такие, как водоросли, бактерии, лишайники и мхи, могут прожить в течение недели в жидком азоте, кислороде, водороде или гелии при температуре, близкой к абсолютному нулю. Значит, в этой области, пишет Стручолд, жизнь возможна — скрытая или покоящаяся. Очень низкая температура не уничтожает безусловно жизнь, если холод длится временно.
Стручолд пишет, что Марс и Венера являются вместе с Землей единственными планетами, которые в температурном отношении имеют условия для жизни в нашем понимании. Марс — жизнелюбивая планета. Правда, в атмосфере Марса не удалось обнаружить кислород, но ведь есть анаэробное дыхание, которое не нуждается в кислороде.
Человеку требуется кислородное давление по меньшей мере в 65 миллиметров, что соответствует высоте в 7 тысяч метров.
Приспосабливаемость человека к такой высоте возможна. Это подтверждено экспедициями в Гималаи. Но долго жить человек может лишь на высоте, не превышающей 5 тысяч метров. По современным данным, давление кислорода на Марсе в лучшем случае равно сотой части минимального давления кислорода, необходимого для человека.
Наименьшее давление кислорода, необходимое для других теплокровных животных (кошек, собак, свиней, крыс и т. д.), соответствует высоте от 8 тысяч до 12 тысяч метров.
В марсианском климате могут жить растения, которые способны сопротивляться холоду и сухости. Это растения типа лишайников и мхов.
У земных растений есть механизм, который поддерживает дыхание. Марсианская же растительность приспособилась к среде, бедной кислородом и водой.
Деятельная жизнь растений на Марсе может быть только на дневной стороне планеты. На ночной половине растения находятся в состоянии скрытой жизни. Это является преимуществом, так как в среде, бедной кислородом или вовсе лишенной его, сочетание темноты и холода физиологически благоприятнее, чем сочетание темноты и тепла. В холодные марсианские ночи растения полностью отдыхают. Кислородная проблема представляет собой поэтому меньше трудностей, чем это обычно принято считать.
Хотя в атмосфере Марса нет кислорода, пишет Стручолд, но в растительных телах может существовать собственный кислородный слои, который всегда передвигается вокруг планеты вместе с солнечным светом.
В книге «Зеленая и красная планета», которая выпущена в 1953 году, профессор Стручолд указывает, что, если бы атмосфера Марса состояла даже из чистого кислорода, земной человек не мог бы дышать ею. Почему? Потому что при давлении в 70 миллиметров ртутного столба на поверхности Марса легкие земного человека не могли бы получить ни капли кислорода: они были бы заняты парами воды и углекислым газом.
Земной человек на Марсе должен был бы иметь при себе запас кислорода, находящийся под давлением приблизительно в три раза большим, чем воздух на поверхности этой планеты.
Только тогда он смог бы выжить на Марсе. Давление на поверхности Марса равно 70 миллиметрам. Это означает, что вода должна кипеть при температуре плюс 43 градуса. Но такая температура на Марсе никогда не достигается даже в полдень под тропиками в середине лета. Наибольшая температура на Марсе не превышает плюс 31 градуса. Следовательно, вода остается в жидком состоянии и не превращается в пар. Человеку, попавшему на Марс, не угрожает гибель от того, что жидкости в его теле закипят. Кипение произошло бы только при давлении в 47 миллиметров. В земной атмосфере такое давление находится на высоте 19200 метров.
Организмы, которые могут выжить в земной атмосфере на высоте в 17 тысяч метров, вероятно, могли бы выжить и на Марсе. Такие организмы есть. Бактерии, собранные в пробах воздуха на высоте 19200 метров и помещенные в питательную среду, проросли.
Стручолд пишет, что с небольшими приспособлениями такого рода, какими снабжают летчиков, планирующих в высоких слоях земной атмосферы, человек мог бы продержаться на Марсе значительное время. Вполне возможно, что на Марсе исследователь столкнется со средой не более трудной, чем, например, в Антарктике.
В высшей степени невероятно, чтобы мы нашли на Марсе какое-либо существо, похожее на земного человека. Там нет свободного кислорода.
Недостаток кислорода препятствует на Марсе развитию животной и растительной жизни высшего порядка. Но для примитивного типа растительной жизни, подобной лишайникам, которые живут на наших пустынных скалах и в арктических тундрах, очевидно, есть все условия. Не исключена возможность жизни и простейших организмов.
Профессор Стручолд допускает существование жизни на Марсе даже в высокоорганизованном состоянии. Но, по его мнению, исчерпывающий ответ на этот вопрос даст лишь полет на планету.
Высказывания Стручолда обращают внимание на многие факты, ускользающие от некоторых исследователей. Эти высказывания мы считаем весьма основательными. Но Стручолду, когда он писал свою книгу, еще не были известны работы сектора астроботаники Казахской академии наук. В частности, существенное значение имеет открытие, свидетельствующее о том, что оптические свойства марсианских растений сравнимы со свойствами высших земных растений, живущих в суровых условиях высоких гор и Арктики. К тому же лишайники и мхи, о которых упоминает Стручолд, не меняют с временами года своей окраски, а на Марсе есть места, которые меняют свою окраску выполним соответствии с тем, что наблюдается у земных, листопадных растений средних поясов Земли.
В мае 1953 года в журнале Британского межпланетного общества напечатан отчет об интересной лекции профессора Бернала под названием «Эволюция жизни во Вселенной».
Профессор Бернал в начале лекции подчеркнул, что древнегреческий ученый Аристотель считал, что каждый живой вид всегда существовал со своими особенными характеристиками; также и в конце XIX века считали, что 92 химических элемента с самого начала вещей были разделены, Но теперь мы знаем, что даже химические элементы имели свою историю, так же как и все живое, эволюционировавшее из простого начала. Природа матерки может изучаться только тогда, когда одновременно изучается ее история. То же самое применимо и к изучению жизни.
«Что представляла собой Земля до появления на ней жизни? — спрашивает профессор Бернал. И отвечает. — Тогда не было никакой почвы, так как почва есть сложное органическое тело и составляет главную массу живой материи на Земле. Наука узнала, каковы были в период зарождения жизни воздух и вода».
Профессор Бернал говорит о двух теориях происхождения Земли. Грубое деление теорий — это «горячая» и «холодная».
«Горячая» теория состоит в том, что Земля была вначале небольшим куском Солнца. «Холодная» теория состоит в том, что Земля образовалась из слипания пыли. Профессор Бернал думает, что обе теории пока ошибочны. По его мнению, чтобы дать удовлетворительную теорию происхождения Земли, надо быть механиком, электродинамиком, термодинамиком, физическим химиком, космическим минералогом и знатоком многих других вещей. Необходимо, чтобы ученые работали вместе. Только соединив все эти знания, можно получить некоторое подобие ответа.
Советские ученые основали отдел космобиологии для изучения показателей биологической активности на других планетах.
Эта биология не ограничивается одной нашей планетой, но изучает характер космобиологии во Вселенной.
«В Галактике могут быть планеты разных стадий развития. И это всегда надо иметь в виду, чтобы установить научную истину.
Необходимо отметить, что за рубежом проявляется очень большой интерес к результатам работы сектора астроботаники. На страницах специальных и научно-популярных журналов обсуждаются достижения советской астробиологии. В чешском и польском научно-популярных журналах помещены статьи об астроботанике. В одном из английских журналов в специальной статье говорится о работах сектора. На эту статью откликнулась в 1954 году английская газета «Дейли уоркер» — в сообщении Дональда Мичи «Жизнь зелена на Марсе, когда тает снег». В ней говорится: «Это затруднение [1]в значительной степени разрешено единственным на Земле Институтом астроботаники, который находится в Алма-Ате, СССР.
Недавно Куйпер в Америке нашел, что марсоподобные спектральные свойства имеют также лишайники.
Итак, жизнь на Марсе кажется вероятной либо в виде «куйперовских» лишайников, либо в виде «тиховских» арктических растений».
Во французском научно-популярном журнале «Л'Астрономи» в 1954 году лилльский астроном Курганов кратко изложил достижения советской астробиологии. Он подчеркнул тезис о том, что свойства жизни во Вселенной едины по существу, но могут принимать различные формы и проявляться по-разному, что жизнь широко приспосабливается к условиям среды, поэтому ни один из научных фактов не противоречит в настоящее время мысли о жизни на Марсе.
Интерес к советской астроботанике проявляют и в Италии — в частности, читатели журнала «Целюм» (по-латыни означает «небо»).
Астрономическая обсерватория в США, основанная в конце XIX столетия энтузиастом изучения Марса Лоуэллом, выразила желание провести исследования жизни на других планетах по методу нашего сектора астроботаники.
Наша статья, напечатанная в 1955 году в журнале Британской астрономической ассоциации, вызвала интерес у американского астрофизика Харлоу Шепли. В Гарвардском университете в декабре 1955 года он прочитал лекцию, посвященную достижениям сектора астроботаники.
В Париже в декабре 1955 года журнал «Горизонта» опубликовал статью под названием «Родилась новая наука — астроботаника». В статье говорится, что близко время, когда земные исследователи высадятся на планете Марс. Там они встретят мир, отличающийся от нашего, со своей атмосферой, со своим климатом и, быть может, со своей, жизнью — животной и растительной. Автор статьи предпринял путешествие больше чем за 7 тысяч километров в Алма-Ату, где родилась астроботаника. Он подробно изложил сущность работ сектора астроботаники в № 55 журнала «В защиту мира» за 1955 год. Статья переведена на русский язык. Как видите, зарубежные ученые проявляют большой, интерес к астроботанике. Она переросла уже в более широкую науку о жизни вне Земли, то есть в астробиологию.
Не одни только печатные сообщении говорят о признании новой науки Есть страны, где уже ведутся работы в области астробиологии.
Важное значение будут иметь работы китайских ученых, которые развернут астробиологические исследования в Тибете. Тибет — высокогорная пустыня. Климат там в значительной, мере приближается к марсианскому, поэтому и наблюдения китайских ученых представляют особенную ценность.
Совсем недавно в американском журнале «Астрофизикал Джернал» за сентябрь 1957 года была помещена статья американского ученого Синтона, озаглавленная так: «Спектроскопическое доказательство растительности на Марсе». Доказательство, приведенное в статье, связано с тем, что всё органические молекулы имеют полосы поглощения по соседству с длиной волны 3,4 микрона. Это очень большая длина волны; достаточно сказать, что крайние красные лучи имеют длину волны 0,76 микрона.
Полосы с длиной волны, близкой к 3,4 микрона, были изучены а спектре отражения земных растений, и найдено, что у большинства растений появляется двойная полоса, которая имеет разделение длиной около 0,1 и середина которой имеет длину волны около 3,46 микрона.
Спектры Марса, снятые во время его великого противостояния в 1956 году, указывают на присутствие этой двойной полосы. Наблюдения производились на 61-дюймовом зеркальном телескопе Гарвардской обсерватории. К телескопу привинтили прибор, чувствительной частью которого был серно-свинцовый элемент, погруженный в сосуд с жидким азотом. В течение трех ночей наблюдали Марс, одну ночь Луну, а два ясных дня — Солнце. Двойная же полоса поглощения была обнаружена только в спектрах Марса, а в спектрах Луны и Солнца такой полосы не было.
Вычисление данных, полученных в результате наблюдений, показало, что органическую полосу поглощения можно считать на Марсе существующей.
Полоса поглощения и хорошо известные сезонные изменения темных площадей планеты делают чрезвычайно вероятным существование на Марсе растительности.
Нужно сказать, что в последнее время в Америке работы советских астробиологов вызывают огромный интерес. Летом 1958 года в Алма-Ату приезжал видный американский астроном, специальный консультант правительства США по межпланетным полетам А. Вильсон. Он рассказал, что в Америке переведены на английский язык две советские книги по астроботанике и астробиологии, и в Лоуэллской обсерватории была организована конференция по астробиологии.
Такие крупные ученые, как доктор X. Стручолд и Ф. Солсбери, заявили себя сторонниками гипотезы существования жизни на Марсе.
Но, по призванию Вильсона, США отстали от Советского Союза в области работ по астробиологии на 12 лет я теперь вынуждены наверстывать упущенное.
— Америка слишком поздно признала Циолковского. Мы исправляем эту ошибку, — заявил А. Вильсон, — тем, что теперь признали советских астробиологов.
Будем надеяться, что в скором времени ученые всех стран внесут свой вклад в молодую науку, и на основании их исследований будут преодолены оставшиеся пока не разрешенными некоторые вопросы в доказательстве жизни на Марсе.
О геоцентризме
Вопрос о жизни на других небесных телах имеет первостепенное философское значение. Тут может быть только две точки зрения: или жизнь на Земле является совершенно случайным явлением, возникшим вследствие благоприятно сложившихся обстоятельств, или это закономерное явление, возникающее повсюду, на определенном этапе развития.
В отношении к этой проблеме наиболее резко проявилась борьба мировоззрений — материалистического и идеалистического.
К идеалистическому мировоззрению относятся и геоцентризм в астрономии.
Геоцентризмом в астрономии называется учение, утверждающее, что Земля является центром всей видимой Вселенной.
Гео — Земля. Поэтому теория древних астрономов, считавших Землю центром движения Солнца и планет, и получила название геоцентрической.
В 1543 году вышла книга великого польского астронома Николая Коперника под названием «Об обращении небесных сфер». В ней доказывалось, что центр вращения планет не Земля, а Солнце. Эта теория получила название гелиоцентрической, от слова «гелиос» — Солнце.
Позднейшие исследований в звездной астрономии показали что есть очень много звезд, которые почти не отличаются от Солнца по блеску, массе и спектральному составу. В одной нашей Галактике около двухсот миллиардов звезд, имеющих температуру, близкую к температуре Солнца. А вокруг нашей Галактики — миллиарды других галактик.
Известно, что Солнце-это звезда Млечного Пути. Но находится Солнце далеко от центра этого образования — на одной из его спиралей.
Появилось мнение, что Млечный Путь, содержащий миллиарды звезд, является центром видимой Вселенной. Но оказалось что существуют сотни и тысячи таких образований, как Млечный Путь, и большинство из них имеет спиральное строение.
Они получили название спиральных туманностей. Эти туманности, в свою очередь, собраны в скопления. Например, наш Млечный Путь является пятой туманностью в соответствующем ему скоплении.
Предел числу спиральных туманностей в настоящее время не найден. С постройкой все более и более мощных телескопов мы видим все больше и больше подобных образований. Можно сказать, что число их растет неограниченно. От предельно далеких, доступных нашему наблюдению спиральных туманностей свет идет сотни миллионов лет.
Таким образом, у нас нет научных оснований предполагать, что какая-нибудь из туманностей является центром Вселенной.
Наоборот, считают, что спиральные туманности входят в состав других образований, так называемых «капель», и, может быть, вся Вселенная состоит из этих разрозненных космических «капель».
Мы говорим: «Может быть». Наука еще мало знает об этом.
Даже границы нашей «капля» нам пока еще неизвестны. Со временем их найдут, и человечество узнает, какое положение занимает Млечный Путь в этой «капле»: находится ли он ближе к ее центру или к периферии.
Гипотеза о «капельном» строении Вселенной легче укладывается в нашем сознании, чем простое утверждение, что Вселенная бесконечна. Да, она бесконечна в том смысле, что число с «капель» бесконечно велико.
А что находится между отдельными «каплями»? Пока ответить на этот вопрос трудно. Быть может, есть вещество, которое так сильно разреженно, что в нем не проходят световые и другие волны. Быть может, там абсолютная пустота.
Как мы видим, по новой гипотезе, строение Вселенной напоминает нам молекулярное строение вещества. Она как бы состоит из «молекул», диаметр которых настолько велик, что свет проходит по нему миллиарды лет.
Ученые предполагают, что «капли» Вселенной находятся в состоянии пульсации: они то расширяются, то сжимаются.
Сейчас наша «капля» расширяется. Думают, что через миллиарды лет может наступить обратное явление — сжатие «капли».
Итак, от геоцентризма современная астрономия не оставляет и следа. Центра даже у доступной нашему исследованию Вселенной нет.
Однако возникает вопрос: не занимает ли Земля исключительное положение среди планет в другом отношении? Вот тут то и проявляется у биологов и ученых других специальностей
биологический геоцентризм. Они говорят и пишут, что жизнь в солнечной системе существует только на Земле, мотивируя это тем, что физические условия на других планетах существенно отличаются от земных. Такая мысль противоречит всему, что нам известно о развитии и формах вещества.
Как показывают современные астрономические исследования, Солнце и звезды одинакового спектрального класса имеют приблизительно равный средний звездный возраст и сходную температуру наружных слоев. По всей вероятности, вокруг них вращаются темные тела — планеты. А так как подобных звезд даже в доступной нашему наблюдению части Вселенной чрезвычайно много, то и количество планет чрезвычайно велико.
По ориентировочным подсчетам астрономов, на миллион звезд должна в среднем приходиться одна обитаемая планетная система.
Это значит, что в Галактике можно найти около ста пятидесяти тысяч планетных систем, где существует жизнь.
Конечно, на таком множестве планет жизнь развивается, не одинаково. Из одних она находится в зачаточном состоянии, на других достигла высоких форм развития.
В свете этих данных теряет всякую почву теория биологического геоцентризма.
Повторяю: под биологическим геоцентризмом я подразумеваю утверждение, будто Земля — образцовое, наиболее благоприятное для жизни тело, до некоторой степени центральное, отступление от физических свойств которого в ту или иную сторону делает уже невозможным зарождение и существование жизни. Однако такое мнение разделяется далеко не всеми учеными, а является исключением.
Приведу очень интересные высказывания директора Гринвичской обсерватории Спенсера Джонса из книга «Жизнь на других мирах», переведенной на русский язык, в 1946 году.
«При попытках выяснить, возможно ли существование жизни на других мирах, мы встречаемся с затруднением, состоящим в том, что нам неизвестно определенно, как возникла жизнь на Земле. Предположим, что мы могли бы доказать, что на каком либо ином мире условия по существу те же, что и на Земле. Были ли бы мы вправе считать, что раз жизнь появилась на Земле, то она должна существовать и на этом ином мире, хотя, может быть, и в других формах, чем те к которым мы привыкли у себя? С другой стороны, если бы мы могли доказать, что на другом мире условия так сильно отличаются от земных, что делают невозможным существование на нем тех форм жизни, которые в настоящее время имеются на Земле, были ли бы мы вправе заключить, что этот другой мир совершенно лишен жизни? И не будем ли мы до известной степени правы, предполагая, что существующие формы жизни на Земле развились путем длительной эволюции, в соответствии с существовавшими условиями, так что, если где-либо во Вселенной господствуют другие условия, то они могут породить и другие формы жизни?»
Здесь, мне думается, позволительно представить себе такую фантастическую картину: Собрались марсианские академики и обсуждают вопрос о возможности жизни на Земле… Выступает, марсианский видный ученый и говорит:
«Да разве возможна жизнь при таком большом содержании кислорода в атмосфере Земли, которое обнаруживает спектральный анализ? Ведь там все живое должно задохнуться и сгореть. Другое дело у нас: наши растения выделяют кислород через свои корки в почву, а уже из почвы кислород медленно поступает в нашу атмосферу и дает нам возможность дышать не задыхаясь. Большое количество паров воды в атмосфере Земли тоже гибельно для жизни. Ведь там живые тела должны содержать громадный процент воды, а при большой тяжести на Земле это должно было воспрепятствовать зарождению и существованию жизни…»
Марсианские ученые могут рассуждать так со своей, ареоцентрической точки зрения. Однако не напоминают ли такие рассуждения гипотетических марсианских мыслителей того, что пишут некоторые наши ученые о невозможности жизни на Марсе?
Космобиология
Это последняя глава книги. По традиции, здесь надо подвести итог сделанному и закончить рассказ кратким резюме того о чем говорилось. Но мне придется нарушить традиции. Дело в том, что, оглядываясь назад, я вижу; заложен лишь только фундамент, впереди же грандиозные перспективы. Вот о том и хотелось бы поговорить с вами, молодые друзья, — ведь вы будете продолжать дело, начатое нами, учеными старших поколений.
Первый этап — этап становления науки, о. нем я вам рассказал. В этот период были установлены положения, на которых должна была базироваться астроботаника, а затем были найдены и возможности развития ее в астробиологию.
За это время накопился большой материал по оптическим свойствам растений Земли, живущих в районах сурового климата, и сделаны интересные сравнения этих свойств с оптическими свойствами тех участков поверхности Марса, где предполагается наличие растительности.
На этом, конечно, не остановится астробиология, как не останавливается любая наука, правильно отражающая явления жизни. Разрабатывая научные способы, с помощью которых будут более полно изучаться физико-химические условия поверхности и атмосферы Марса, улучшая методику, позволяющую нам получать новые экспериментальные данные о земной растительности, можно будет решать очёнь интересные проблемы астробиологии.
Например, спектральное изучение культурной и дикой растительности на Земле позволят ответить на вопрос, каков характер марсианских растений — культурный или дикий. Тогда ученые смогут сказать что-либо более определенное по поводу обнаруженного астрономами несколько лет назад нового голубовато-зеленого пятна на Марсе, занесенного в список марсианских «морей». Кое-кому покажется, вероятно, смелым такое утверждение, но известно, что смелость никогда не вредила науке.
Поистине неисчерпаемые возможности открываются перед нами, как и перед всей наукой, в связи с запуском искусственных спутников Земли и первым успешным межпланетным полетом советской космической ракеты в сторону Луны 2 января 1959 года. В этот день началась для нас, астрономов, новая эра — эра непосредственного изучения небесных тел. Астрономия теперь из науки наблюдательной превращается в науку экспериментальную, а астробиология из теоретической науки — а практическую.
Нас, астрономов, успешные запуски искусственных спутников и космических ракет окрыляют надеждой, что одна из ракет, облетев вокруг Луны, принесет нам снимки никогда не видимой с Земли противоположной стороны лунной поверхности.
Вероятно, придет в скором времени час, когда астрономы будут хозяевами спутников — «маленьких лун». Скольких помех смогут избежать ученые в работе! Им не будет мешать слой атмосферы, искажающий изображение, не будут набегать облака.
Телескоп, установленный в межпланетном пространстве, позволит увидеть то, что до сего дня было скрыто от человека.
Искусственный спутник — пункт, с которого можно производить не только ценные научные наблюдения Вселенной, но и ставить смелые эксперименты, — вот о чем мечтают следователи Космоса.
Полет советской космической ракеты вплотную приближает нас к окончательному решению проблемы о жизни на других планетах солнечной системы. Можно теперь смело говорить: на очереди Марс!
Советская космическая ракета стала первой в мире искусственной планетой солнечной системы. Она обрела свою орбиту, лежащую между орбитами Земли и Марса, и теперь творение рук человека — ракета находится от Марса на расстоянии 15 миллионов километров.
Уже создана комиссия по межпланетным сообщениям, уже разрабатываются проекты запуска ракет на Марс, уже ведутся жаркие споры, какой проект рациональнее. Есть менее приемлемые, а есть и более осуществимые. Разбирать их нет нужды, да и скорее это дело техников, а не астрономов.
Остановлюсь только на проекте, по которому предлагается исследовать Марс ракетами со специальными электротехническими устройствами, передающими изображения по радио на Землю.
Ракеты, достигшие высоты 30 тысяч километров, дадут нам такие изображения марсианской поверхности, которые возможно было бы получить с Земли лишь при увеличении в миллион раз.
Сейчас мы наблюдаем в телескоп детали на Марсе, определяющиеся размерами в сотни километров. С ракеты можно будет увидеть предметы значительно меньших масштабов — в сотни и даже десятки метров. Такое увеличение даст много новых сведений о рельефе планеты и позволит установить, есть ли на Марсе искусственные сооружения.
Только после предварительной разведки планеты с помощью ракет можно будет приступить к планированию экспедиций на Марс с людьми.
По мнению специалистов, космические корабли для полета на Марс надо монтировать на летающих станциях-спутниках.
Доставлять части кораблей на станции будут космические ракеты. С их помощью на спутниках запасут все необходимое для путешествия на Марс.
Общая продолжительность полета на Марс при наименьшей затрате топлива, по предварительным подсчетам, займет 950 дней. 440 дней путешественникам придется пробыть на Марсе в ожидании такого взаимного расположения Марса и Земли, при котором возможен обратный путь по той же траектории к Земле.
Конечно, предварительно должно быть решено немало чрезвычайно сложных проблем: как обеспечить жизнь человека в условиях невесомости, в условиях пустого межпланетного пространства, в условиях разреженной атмосферы Марса. Но нет сомнения, что в самом недалеком будущем жители нашей планеты смогут по телевизору увидеть поверхность Луны и Марса. Можно будет, вероятно, организовать и изучение Венеры.
В декабре 1956 года в Астрономическом институте имени Штернберга Межведомственная комиссия по межпланетным сообщениям собрала совещание по вопросу прогнозирования условий жизни на других планетах.
Необычайно интересные вопросы рассматривались на этом совещании, необычайно смелые проекты обсуждались.
Говорили о конструкциях межпланетных кораблей и о требованиях инженеров-конструкторов к астрономам и биологам. Конструкторам нужны строго обоснованные данные о том, какими будут условия на искусственном спутнике, как будет чувствовать себя человек в космическом пространстве, что встретит его на Луне, на Марсе, на Венере.
При такой широкой программе действий недостаточно материалов, которые пока накопили ученье. Необходимо вести большие комплексные исследования. Нужно точно знать, какие физические условия встретит человек, прибыв на ту или иную планету нашей солнечной системы.
Что может быть почетнее, чем помогать человеку, посланцу Земли, в изучении необъятной Вселенной! Это великая, благородная задача. И астрономы должны все свои силы отдать ее разрешению.
Конечно, столь важные исследования требуют наиболее точных решений, а их получить можно, только используя новейшее оборудование, руководствуясь современными научными методами.
Для того, например, чтобы правильно установить, как меняются условия на планетах в зависимости от времени года, ученым нужны специальные термобарокамеры, где эти условия можно будет создать искусственно. Такая практическая проверка выводов, сделанных на основе наблюдений, несомненно, будет очень полезна.
Для того чтобы будущие путешественники имели наиболее точные сведения о небесном теле, которое является «станцией назначения», чтобы они знали не только температуру, химический состав и плотность атмосферы планеты, но ее рельеф, состав почвы, возможность получения топлива «на месте», для наблюдателей, подготавливающих космический полет, нужны сильные астрономические приборы. Поэтому уже сегодня возникает необходимость создать специальный Институт космической биологии с мощной планетной обсерваторией.
Надо еще учесть, что даже после осуществления межпланетных полетов, когда пространство вне Земли, непосредственно исследованное человеком, будет все увеличиваться, методы исследования жизни во Вселенной, какими мы пользуемся сейчас, не потеряют своего значения.
Проблема изучения жизни на других планетах поставлена на повестку дня. И она будет разрешена. Тесная связь астробиологии с астрономией, физикой, химией, биологией объединит усилия исследователей. Все это даст науке единый комплекс знаний о жизни на Земле и других планетах. Получит дальнейшее развитие новая важная наука — космобиология.
А в будущем, когда советская наука и техника дадут сверхмощные приборы для наблюдения непосредственно из Вселенной, перед астробиологией откроются поистине неограниченные возможности. Человечеству станут доступны тайны жизни на других планетах.
Список литературы
Кто хочет более подробно ознакомиться с астробиологией, рекомендуем прочитать следующие книги:
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Тихов Г. А. Астробиология. «Молодая гвардия», 1953.
Тихов Г. А. Есть ли жизнь на других планетах. «Московский рабочий». 1956.
Вальдгард С. Л. Жизнь во Вселенной. «Московский рабочий», 1949.
Голосницкий Л. П. Жизнь на других мирах. Детгиз, 1955.
Зигель Ф. Ю. Загадка Марса. Детгиз, 1956.
Мезенцев В. Л.Вселенная и атом. «Молодая гвардия», 1954.
Опарин А. И. и Фесенков В. Г. Жизнь во Вселенной. Издательство Академии наук, 1956.
Сытинская Н. Н. Есть ли жизнь на других планетах. Госкультпросветиздат, 1952.
Шаронов В. В. Есть ли жизнь, на планетах. «Молодая гвардия», 1950.
НАУЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Ф. Энгельс. Диалектика природы. Госполитиздат, 1952.
Тихов Г. А, Основные труды (в пяти томах). Издательство Академии наук Казахской ССР. 1954–1959.
Тихов Г. А. Планета Марс. Издательство Академии наук Казахской ССР, 1948.
Сытинская Н. Н. Есть ли жизнь на небесных телах. Издательство Академий наук СССР, 1950.
Шаронов В. В. Марс, Издательство Академии наук СССР, 1947.
Труды сектора астроботаники. Издательство Академии наук Казахской ССР, 1953–1958.
Ж. Вокулер. Физика планеты Марс (перевод с французского). Издательство иностранной литературы, 1956.
Уиппл. Земля, Луна и планеты (перевод с английского). Издательство иностранной литературы, 1948.
Для средней школы
Тихов Гавриил Адрианович.
ШЕСТЬДЕСЯТ ЛЕТ У ТЕЛЕСКОПА
Ответственный редактор Я. С. Мальт. Художественный редактор В. Н. Пахомов.
Технический редактор С. К. Пашкова. Корректоры В. Л. Данилова в Э. Н. Кузнецова.
Сдано в набор 23/1 1953 г. Подписано н печати 30/111 1959 г. формат 65 х 92 1/15 -
10.5 печ. л.=11.37 усл. печ, л. (8.29 уч. — изд. л.). Тираж 75000 экз. А03235, Цена 4 р. 20 к.
Детгиз. Москва. М. Черкиский пер., 1
Фабрика Детской книги Деггиза. Москва. Сущевский вал. 49. Заказ № 1541
В спорах рождается истина
Астроботаника и астробиология — науки, недавно рожденные. По всей вероятности, у них, как и у всякой новой науки, есть не только положительные качества, но и слабые стороны.
Сразу же после своего создания астроботаника стала предметом оживленных споров. Сразу же завоевала она горячих сторонников и приобрела столь же горячих противников. Одни отрицали принципы новой науки, основу, на которой она построена, другие были не согласны с отдельными, частными положениями.
Посмотрим, что говорят противники новой науки, какие аргументы они выставляют против ее основ.
Академик, В. Г. Фесенков в своих статьях выступает с полным «разгромом» астробиологии. Он заявляет, что «органическая жизнь на планете проявляется при наличии на ней биосферы» и что «единственным бесспорным критерием наличия биосферы на данной планете является наличие в ее атмосфере свободного кислорода. На Марсе свободного кислорода не обнаружено. Тем самым нужно признать, что биосфера на Марсе, если она и существует, никак себя не обнаруживает».
Говорит он еще и о необычайной суровости климата Марса и о ничтожно малом количестве воды.
Те же возражения приводит в своих работах и профессор О. В. Троицкая, прибавляя к ним, так сказать, «чисто биологические» возражения. Вот наиболее значимые из них:
Приспособляемость живых организмов к условиям внешней среды имеет определенный предел, свои границы, а Марс, по мнению Троицкой, лежит за этими границами; и еще одно: растения не могут переносить резкой смены температуры днем и ночью, как это происходит на Марсе, они обязательно должны погибнуть.
В работе ленинградского астронома профессора Н. Н. Сытинской «Современное состояние сведений о природе Марса» говорится, что «количество кислорода на Марсе не может быть больше 0,001 того, что есть на Земле, а количество водяного пара, несомненно, ниже 0,01». Профессор Сытинская предполагает, что и дальнейшие исследования не дадут более утешительных результатов. «Напротив, — пишет она, — следует ожидать, что усовершенствование техники наблюдения будет продолжать снижать данные». И еще: «данные о температуре Марса, которыми мы сейчас располагаем, представляют собой нечто очень недостоверное и гадательное».
Как итог всего этого, следует, что мы не можем делать выводы о природе Марса и о жизни на нем.
Что же ответили астроботаники своим оппонентам? Какие доводы привели они в защиту своей теории? Если отвечать на поставленный сейчас вопрос, то пришлось бы заново пересказать то, что изложено в этой книге, в главах, посвященных новой науке — астроботанике. Все научные положения, приведенные на этих страницах могли бы служить доказательством теории возможности жизни на Марсе. Хотелось бы только сказать еще несколько слов о биосфере Марса. Этому вопросу в свое время посвятил специальную статью научный сотрудник сектора астроботаники М. Л. Перевертун.
Биосфера это область проявления жизни, оболочка планеты, заполненная живой материей и продуктами ее деятельности.
Биосфера Земли, например, имеет толщину в несколько километров. Она захватывает и нижние слои атмосферы, и глубины морей и океанов, и подземные пещеры.
Биосфера Земли проявляет себя многогранно. В. И. Вернадский считает, что азот нашей атмосферы так же органического происхождения, как кислород и частично углекислый газ. Такого же мнения придерживается академик Б. А. Келлер, который указывает, что источником углекислого газа для растений, живущих на открытом воздухе, является земля, почва. В почве углекислый газ образуется главным образом в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Кроме того, все наружные слои земной коры переработаны живой материей более чем на 99,7 процента своего веса. В этом процессе исключительная роль принадлежит, миру бактерий. Они при обычной температуре в громадных масштабах разлагают на составные части воду и углекислоту, а силикатные бактерии даже гранит превращают в почву, на которой произрастают различные растения. Итак, цвет поверхности Земли обусловлен исключительно жизнедеятельностью микро— и макроорганизмов, населяющих нашу планету. Поэтому критерием наличия биосферы на Земле, если бы наблюдали ее из мирового пространства, явилось бы не только наличие свободного кислорода в земной атмосфере, но и наличие азота и углекислого газа, а также меняющегося по сезонам цвета растительных, массивов, почв и обширнейших пустынь.
А как конкретно проявляет себя в космическом масштабе биосфера Марса? Прежде всего, на Марсе, как мы уже знаем, происходит смена сезонов, сопровождающаяся изменением цвета его образований от весны к лету и от лета к осени и зиме, причем эти цветовые изменения наблюдаются на одной трети поверхности планеты.
Следовательно, там в громадных масштабах проходят активные химические процессы, которые могут быть обусловлены только процессами жизни, свидетелями чего мы являемся на Земле. Иначе поверхность Марса была бы неизменно застывшей и мертвой, как лик Луны.
Атмосфера Марса достаточно динамична, чтобы в ней могли вполне реально протекать газовые и другие обменные реакции живого вещества с мертвой материей. Газовая среда, окружающая живую материю Марса, содержит все необходимые элементы для питания живых организмов — в ней есть азот, углекислый газ, кислород и влага. Все эти элементы находятся, как и на Земле, в динамическом равновесии с процессами, происходящими в мертвой и живой материи. Кроме того, на Марсе в областях, охваченных жизнью — «моря». «каналы», «оазисы», — наблюдаются изменения в крупных масштабах.
Известный наблюдатель планет Шретер в 1798–1800 годах зарисовал на краю Киммерийского моря темную область продолговатой треугольной формы, напоминающей Большой Сырт. Эту область дважды зарисовал В. Гершель еще в 1783 году, но в дальнейшем она не появлялась. Ее исчезновение является наиболее крупным из когда-либо отмечавшихся изменений на поверхности Марса.
Антониади в 1924 и 1926 годах, Дольфус в 1941–1952 годах, Куйпер в 1952 году, Мак-Лофлин в 1954 году отмечали изменения в других областях планеты, где временами, от года к году появляются раздельные темные образования. Они меняют свои очертания и представляются в виде мозаики, состоящей из ряда темных пятен.
Но наряду с исчезновением целых оазисов и крупными изменениями в некоторых темных областях Марса на нем появляются новые темные участки чрезвычайно больших размеров.
Астрономы Лоуэлловской обсерватории в 1954 году открыли новую темную область площадью в 580 тысяч квадратных миль.
Итак, те грандиозные изменения, которые происходят на Марсе из года в год, и те изменения, которые происходят там от весны к лету и от лета к зиме, могут быть объяснены активными химическими процессами, охватывающими большие просторы поверхности планеты. А такие процессы, как и на нашей Земле, могут быть осуществлены только жизнедеятельностью живого вещества.
Но неужели выступления на всех дискуссиях о возможности жизни на других планетах сводились только к критике астроботаники? Конечно, нет. Были выступления, которые указывали на отдельные недостатки нашей работы, на необходимость длительных наблюдений и исследований, предостерегали от скороспелых выводов. Многие ученые горячо поддерживали нашу точку зрения, развивали идеи астроботаники, давали положительную оценку деятельности сектора астроботаники.
Например, академик Украинской академии наук Л. Н. Криштофович говорил о том, что «нужно идти далее, совершенствуя, как методы наблюдения, так и изучая ту широкую амплитуду условий, при которой могут существовать наши растения, и их еще, возможно, не известные нам свойства».
Некоторые участники дискуссии, подобно профессору Б. Л. Личнову, указывали на то, что в биологии астроботаника «привела к экспериментированию для живых существ с такими жизненными условиями, которых биолог, работая в одиночестве, без астронома-планетолога, никогда бы не придумал».
Особенно хочется остановиться на одном из выступлений.
Мне очень часто после публичных лекций задают вопрос: а есть ли на планетах животные? Я отвечаю, что ничего определенного сказать не могу: с точки зрения философской, думаю, что эволюция жизни не может остановиться на полпути.
И вот поднимается на трибуну ученый и говорит, что на основании изученного материала и собственных наблюдений он пришел к такому заключению: «Приспособляемость организмов совершенно необычайна… Поэтому нет ничего невероятного в том, что на Марсе и, может быть, на других планетах существуют как растения, так и животные… Мне остается только сожалеть, что доказать существование на Марсе животных гораздо труднее чем доказать наличие на нем растительности».
Таким было выступление профессора-зоолога Л. К. Лозина-Лозинского.
Это значит, что с идеями астробиологов не только соглашаются, не только их признают, но над ними работают, их развивают дальше. Что касается меня, то я безгранично убежден в существовании на Марсе растительности.
Интересно вспомнить старое пулковское изречение, которое я слышал от А. А. Белопольского: «Если результат исследования сходится с тем, что ожидаешь, то это приятно, а если не сходится, то это интересно».
Представим себе, что в атмосфере Марса было бы много кислорода, что растительность имела бы такие же оптические свойства, как земная в привычном нам климате, как это было бы приятно для сторонников жизни на Марсе!
Однако тогда мы не сделали бы ряда интересных наблюдений, касающихся оптических свойств растений в очень суровом климате.
Я убежден, что в поисках объяснения остающихся марсианских тайн будут сделаны интереснейшие геофизические и биологические открытия.
К проблемам астробиологии большой интерес проявляют не только специалисты, но и многие любители природы, простые люди. Это подтверждается многочисленными письмами, которые я получаю чуть ли не ежедневно со всех концов нашей страны я из-за рубежа. Совсем недавно я получил два письма из Сибири от двух незнакомых мне людей. Один из них свыше 20 лет живет за Полярным кругом и имел возможность наблюдать жизнь в крайне неблагоприятных условиях. Автор письма подробно описывает многообразие приспособляемости и «фантастической» стойкости жизни в самых суровых условиях.
Второй корреспондент — вероятно, охотник — исходил вдоль и поперек Читинскую область, хорошо изучил заболоченные места, покрытые мхом и кустарником. Он рассказывает, как в суровую читинскую зиму над поверхностью болота в тумане и паре от родников увидел пробивающиеся сквозь мхи и толщу снега хвощевидные растения голубоватой окраски. За зиму они вырастали более чем на полметра. В сорокаградусные морозы на растениях образовывался ледяной футляр — защита от мороза.
Удивительнее всего то, что и в таком футляре растения продолжали расти, пробивая верхушку футляра. На ростке, сверх футляра, опять образовывался дополнительный футлярчик. И так до весны. И летом окраска этих растений все равно оставалась голубой.
Нечто подобное я слышал от профессора ботаники М. М. Голлербаха, проработавшего полгода в Антарктике. Оказывается, там на голом ледниковом щите растут низшие представители мхов и лишайников. Для получения воды эти растения устраиваются так на более светлом лишайнике живет почти совершенно черный, который сильнее нагревается солнечными лучами. Он согревает находящееся под ним более светлое растение, которое уже расплавляет лед и дает необходимую для жизни воду.
В отличие от привычного для людей положения в странах с умеренным и жарким климатом, где сначала появляются растения, а позже животные, в Антарктиде первыми появляются пингвины, питающиеся рыбой из океана, а на помете этих птиц развивается низшая растительность.
Эти два похожих примера приспособляемости растительной жизни к суровым условиям описаны один — ученым, другой — любителем природы.
Что говорят о Марсе за рубежом
Как же относятся к возможности жизни на Марсе в научных кругах за рубежом? Конечно, и там спорят, доказывают, возражают. И там есть и сторонники и противники жизни на Марсе.
Зарубежные ученые внесли большой вклад в историю науки об этой планете. Я уже говорил о выдающихся французских наблюдателях Марса Бальдэ и Антониади. Ограничусь кратким добавлением относительно Антониади.
Он по профессии художник. Ему присуще особенно острое чувство цвета, контраста, очертаний. Эти качества помогли наблюдателю в работе чрезвычайной трудности — в составлении карты Марса. Карта Антониади считается непревзойденной.
Еще один видный французский астроном — Жорж Вокулер занимается нашим космическим соседом. Он многое сделал в изучении марсианской атмосферной циркуляции и определении температуры поверхности планеты. О результатах своих работ Вокулер написал в большой и очень ценной монографии «Физика планеты Марс».
Радиометрическими измерениями температуры на Марсе занимались ученые Никольсон и Левит на обсерватории Маунт-Вилсон и астрономы Кобленц и Лампланд на обсерватории Лоуэлла. Сведения, которые были ими получены, наиболее точные, поэтому они используются теперь всеми исследователями планеты.
Это все, так сказать, объективные данные.
Теперь несколько слов по вопросу о жизни на Марсе. Для определения одной точки зрения очень характерна статья, написанная для журнала «Молодежь мира» директором берлинской обсерватории имени Аркенхольда Дитрихом Ваттенбергом.
«Есть ли жизнь на других планетах?» — спрашивает автор. И отвечает утвердительно, когда дело касается «вопроса вообще». Когда же дело доходит до конкретных носителей жизни в солнечной системе, сразу возникают сомнения. Вот что Дитрих Ваттенберг пишет о Марсе: «Жизнь там считалась вполне возможной… Однако в настоящее время известно, что поверхность этой ближайшей к нам планеты носит характер, аналогичный характеру пустыни. Даже более темные области, которые временами претерпевают незначительные изменения и поэтому принимались за области, покрытые растительностью, ныне многими учеными рассматриваются как мертвая суша».
На точке зрения совершенно противоположной стоит американский ученый Куйпер. Он занимается изучением оптических свойств различных участков поверхности Марса. Исследователь нашел, что спектральные свойства некоторых областей планеты подобны свойствам лишайников. Известно, что лишайники — это весьма выносливые земные растения, способные противостоять почти любым климатическим крайностям.
Существование жизни на Марсе, для Куйпера не подлежит сомнению. Но он считает, что проявления ее очень однообразны — на Марсе живут растения, подобные нашим земным лишайникам.
А вот мнение другого представителя науки — профессора физиологии Стручолда, работающего в США. Стручолд пишет, что при рассмотрении вопроса о жизни на Марсе необходимо иметь в виду особенности среды, то есть температуру и кислород. Ведь структура всякого живого тела во Вселенной основана на атоме углерода и на его химических свойствах. Температура, свет, вода, химический состав почвы и воздуха накладывают на жизнь некоторые границы. Только внутри этих границ может существовать и развиваться активная жизнь.
Температурная область активной жизни начинается на несколько градусов ниже точки замерзания воды и кончается приблизительно на 60 градусах. Только теплолюбивые бактерии еще жизнеспособны при температурах выше 70 градусов. Бактерии споры и некоторые семена могут переносить в течение нескольких часов даже температуру в 120 градусов. Арктические растения переносят температуру минус 60 градусов. Быстро переохлажденные организмы, такие, как водоросли, бактерии, лишайники и мхи, могут прожить в течение недели в жидком азоте, кислороде, водороде или гелии при температуре, близкой к абсолютному нулю. Значит, в этой области, пишет Стручолд, жизнь возможна — скрытая или покоящаяся. Очень низкая температура не уничтожает безусловно жизнь, если холод длится временно.
Стручолд пишет, что Марс и Венера являются вместе с Землей единственными планетами, которые в температурном отношении имеют условия для жизни в нашем понимании. Марс — жизнелюбивая планета. Правда, в атмосфере Марса не удалось обнаружить кислород, но ведь есть анаэробное дыхание, которое не нуждается в кислороде.
Человеку требуется кислородное давление по меньшей мере в 65 миллиметров, что соответствует высоте в 7 тысяч метров.
Приспосабливаемость человека к такой высоте возможна. Это подтверждено экспедициями в Гималаи. Но долго жить человек может лишь на высоте, не превышающей 5 тысяч метров. По современным данным, давление кислорода на Марсе в лучшем случае равно сотой части минимального давления кислорода, необходимого для человека.
Наименьшее давление кислорода, необходимое для других теплокровных животных (кошек, собак, свиней, крыс и т. д.), соответствует высоте от 8 тысяч до 12 тысяч метров.
В марсианском климате могут жить растения, которые способны сопротивляться холоду и сухости. Это растения типа лишайников и мхов.
У земных растений есть механизм, который поддерживает дыхание. Марсианская же растительность приспособилась к среде, бедной кислородом и водой.
Деятельная жизнь растений на Марсе может быть только на дневной стороне планеты. На ночной половине растения находятся в состоянии скрытой жизни. Это является преимуществом, так как в среде, бедной кислородом или вовсе лишенной его, сочетание темноты и холода физиологически благоприятнее, чем сочетание темноты и тепла. В холодные марсианские ночи растения полностью отдыхают. Кислородная проблема представляет собой поэтому меньше трудностей, чем это обычно принято считать.
Хотя в атмосфере Марса нет кислорода, пишет Стручолд, но в растительных телах может существовать собственный кислородный слои, который всегда передвигается вокруг планеты вместе с солнечным светом.
В книге «Зеленая и красная планета», которая выпущена в 1953 году, профессор Стручолд указывает, что, если бы атмосфера Марса состояла даже из чистого кислорода, земной человек не мог бы дышать ею. Почему? Потому что при давлении в 70 миллиметров ртутного столба на поверхности Марса легкие земного человека не могли бы получить ни капли кислорода: они были бы заняты парами воды и углекислым газом.
Земной человек на Марсе должен был бы иметь при себе запас кислорода, находящийся под давлением приблизительно в три раза большим, чем воздух на поверхности этой планеты.
Только тогда он смог бы выжить на Марсе. Давление на поверхности Марса равно 70 миллиметрам. Это означает, что вода должна кипеть при температуре плюс 43 градуса. Но такая температура на Марсе никогда не достигается даже в полдень под тропиками в середине лета. Наибольшая температура на Марсе не превышает плюс 31 градуса. Следовательно, вода остается в жидком состоянии и не превращается в пар. Человеку, попавшему на Марс, не угрожает гибель от того, что жидкости в его теле закипят. Кипение произошло бы только при давлении в 47 миллиметров. В земной атмосфере такое давление находится на высоте 19200 метров.
Организмы, которые могут выжить в земной атмосфере на высоте в 17 тысяч метров, вероятно, могли бы выжить и на Марсе. Такие организмы есть. Бактерии, собранные в пробах воздуха на высоте 19200 метров и помещенные в питательную среду, проросли.
Стручолд пишет, что с небольшими приспособлениями такого рода, какими снабжают летчиков, планирующих в высоких слоях земной атмосферы, человек мог бы продержаться на Марсе значительное время. Вполне возможно, что на Марсе исследователь столкнется со средой не более трудной, чем, например, в Антарктике.
В высшей степени невероятно, чтобы мы нашли на Марсе какое-либо существо, похожее на земного человека. Там нет свободного кислорода.
Недостаток кислорода препятствует на Марсе развитию животной и растительной жизни высшего порядка. Но для примитивного типа растительной жизни, подобной лишайникам, которые живут на наших пустынных скалах и в арктических тундрах, очевидно, есть все условия. Не исключена возможность жизни и простейших организмов.
Профессор Стручолд допускает существование жизни на Марсе даже в высокоорганизованном состоянии. Но, по его мнению, исчерпывающий ответ на этот вопрос даст лишь полет на планету.
Высказывания Стручолда обращают внимание на многие факты, ускользающие от некоторых исследователей. Эти высказывания мы считаем весьма основательными. Но Стручолду, когда он писал свою книгу, еще не были известны работы сектора астроботаники Казахской академии наук. В частности, существенное значение имеет открытие, свидетельствующее о том, что оптические свойства марсианских растений сравнимы со свойствами высших земных растений, живущих в суровых условиях высоких гор и Арктики. К тому же лишайники и мхи, о которых упоминает Стручолд, не меняют с временами года своей окраски, а на Марсе есть места, которые меняют свою окраску выполним соответствии с тем, что наблюдается у земных, листопадных растений средних поясов Земли.
В мае 1953 года в журнале Британского межпланетного общества напечатан отчет об интересной лекции профессора Бернала под названием «Эволюция жизни во Вселенной».
Профессор Бернал в начале лекции подчеркнул, что древнегреческий ученый Аристотель считал, что каждый живой вид всегда существовал со своими особенными характеристиками; также и в конце XIX века считали, что 92 химических элемента с самого начала вещей были разделены, Но теперь мы знаем, что даже химические элементы имели свою историю, так же как и все живое, эволюционировавшее из простого начала. Природа матерки может изучаться только тогда, когда одновременно изучается ее история. То же самое применимо и к изучению жизни.
«Что представляла собой Земля до появления на ней жизни? — спрашивает профессор Бернал. И отвечает. — Тогда не было никакой почвы, так как почва есть сложное органическое тело и составляет главную массу живой материи на Земле. Наука узнала, каковы были в период зарождения жизни воздух и вода».
Профессор Бернал говорит о двух теориях происхождения Земли. Грубое деление теорий — это «горячая» и «холодная».
«Горячая» теория состоит в том, что Земля была вначале небольшим куском Солнца. «Холодная» теория состоит в том, что Земля образовалась из слипания пыли. Профессор Бернал думает, что обе теории пока ошибочны. По его мнению, чтобы дать удовлетворительную теорию происхождения Земли, надо быть механиком, электродинамиком, термодинамиком, физическим химиком, космическим минералогом и знатоком многих других вещей. Необходимо, чтобы ученые работали вместе. Только соединив все эти знания, можно получить некоторое подобие ответа.
Советские ученые основали отдел космобиологии для изучения показателей биологической активности на других планетах.
Эта биология не ограничивается одной нашей планетой, но изучает характер космобиологии во Вселенной.
«В Галактике могут быть планеты разных стадий развития. И это всегда надо иметь в виду, чтобы установить научную истину.
Необходимо отметить, что за рубежом проявляется очень большой интерес к результатам работы сектора астроботаники. На страницах специальных и научно-популярных журналов обсуждаются достижения советской астробиологии. В чешском и польском научно-популярных журналах помещены статьи об астроботанике. В одном из английских журналов в специальной статье говорится о работах сектора. На эту статью откликнулась в 1954 году английская газета «Дейли уоркер» — в сообщении Дональда Мичи «Жизнь зелена на Марсе, когда тает снег». В ней говорится: «Это затруднение [1]в значительной степени разрешено единственным на Земле Институтом астроботаники, который находится в Алма-Ате, СССР.
Недавно Куйпер в Америке нашел, что марсоподобные спектральные свойства имеют также лишайники.
Итак, жизнь на Марсе кажется вероятной либо в виде «куйперовских» лишайников, либо в виде «тиховских» арктических растений».
Во французском научно-популярном журнале «Л'Астрономи» в 1954 году лилльский астроном Курганов кратко изложил достижения советской астробиологии. Он подчеркнул тезис о том, что свойства жизни во Вселенной едины по существу, но могут принимать различные формы и проявляться по-разному, что жизнь широко приспосабливается к условиям среды, поэтому ни один из научных фактов не противоречит в настоящее время мысли о жизни на Марсе.
Интерес к советской астроботанике проявляют и в Италии — в частности, читатели журнала «Целюм» (по-латыни означает «небо»).
Астрономическая обсерватория в США, основанная в конце XIX столетия энтузиастом изучения Марса Лоуэллом, выразила желание провести исследования жизни на других планетах по методу нашего сектора астроботаники.
Наша статья, напечатанная в 1955 году в журнале Британской астрономической ассоциации, вызвала интерес у американского астрофизика Харлоу Шепли. В Гарвардском университете в декабре 1955 года он прочитал лекцию, посвященную достижениям сектора астроботаники.
В Париже в декабре 1955 года журнал «Горизонта» опубликовал статью под названием «Родилась новая наука — астроботаника». В статье говорится, что близко время, когда земные исследователи высадятся на планете Марс. Там они встретят мир, отличающийся от нашего, со своей атмосферой, со своим климатом и, быть может, со своей, жизнью — животной и растительной. Автор статьи предпринял путешествие больше чем за 7 тысяч километров в Алма-Ату, где родилась астроботаника. Он подробно изложил сущность работ сектора астроботаники в № 55 журнала «В защиту мира» за 1955 год. Статья переведена на русский язык. Как видите, зарубежные ученые проявляют большой, интерес к астроботанике. Она переросла уже в более широкую науку о жизни вне Земли, то есть в астробиологию.
Не одни только печатные сообщении говорят о признании новой науки Есть страны, где уже ведутся работы в области астробиологии.
Важное значение будут иметь работы китайских ученых, которые развернут астробиологические исследования в Тибете. Тибет — высокогорная пустыня. Климат там в значительной, мере приближается к марсианскому, поэтому и наблюдения китайских ученых представляют особенную ценность.
Совсем недавно в американском журнале «Астрофизикал Джернал» за сентябрь 1957 года была помещена статья американского ученого Синтона, озаглавленная так: «Спектроскопическое доказательство растительности на Марсе». Доказательство, приведенное в статье, связано с тем, что всё органические молекулы имеют полосы поглощения по соседству с длиной волны 3,4 микрона. Это очень большая длина волны; достаточно сказать, что крайние красные лучи имеют длину волны 0,76 микрона.
Полосы с длиной волны, близкой к 3,4 микрона, были изучены а спектре отражения земных растений, и найдено, что у большинства растений появляется двойная полоса, которая имеет разделение длиной около 0,1 и середина которой имеет длину волны около 3,46 микрона.
Спектры Марса, снятые во время его великого противостояния в 1956 году, указывают на присутствие этой двойной полосы. Наблюдения производились на 61-дюймовом зеркальном телескопе Гарвардской обсерватории. К телескопу привинтили прибор, чувствительной частью которого был серно-свинцовый элемент, погруженный в сосуд с жидким азотом. В течение трех ночей наблюдали Марс, одну ночь Луну, а два ясных дня — Солнце. Двойная же полоса поглощения была обнаружена только в спектрах Марса, а в спектрах Луны и Солнца такой полосы не было.
Вычисление данных, полученных в результате наблюдений, показало, что органическую полосу поглощения можно считать на Марсе существующей.
Полоса поглощения и хорошо известные сезонные изменения темных площадей планеты делают чрезвычайно вероятным существование на Марсе растительности.
Нужно сказать, что в последнее время в Америке работы советских астробиологов вызывают огромный интерес. Летом 1958 года в Алма-Ату приезжал видный американский астроном, специальный консультант правительства США по межпланетным полетам А. Вильсон. Он рассказал, что в Америке переведены на английский язык две советские книги по астроботанике и астробиологии, и в Лоуэллской обсерватории была организована конференция по астробиологии.
Такие крупные ученые, как доктор X. Стручолд и Ф. Солсбери, заявили себя сторонниками гипотезы существования жизни на Марсе.
Но, по призванию Вильсона, США отстали от Советского Союза в области работ по астробиологии на 12 лет я теперь вынуждены наверстывать упущенное.
— Америка слишком поздно признала Циолковского. Мы исправляем эту ошибку, — заявил А. Вильсон, — тем, что теперь признали советских астробиологов.
Будем надеяться, что в скором времени ученые всех стран внесут свой вклад в молодую науку, и на основании их исследований будут преодолены оставшиеся пока не разрешенными некоторые вопросы в доказательстве жизни на Марсе.
О геоцентризме
Вопрос о жизни на других небесных телах имеет первостепенное философское значение. Тут может быть только две точки зрения: или жизнь на Земле является совершенно случайным явлением, возникшим вследствие благоприятно сложившихся обстоятельств, или это закономерное явление, возникающее повсюду, на определенном этапе развития.
В отношении к этой проблеме наиболее резко проявилась борьба мировоззрений — материалистического и идеалистического.
К идеалистическому мировоззрению относятся и геоцентризм в астрономии.
Геоцентризмом в астрономии называется учение, утверждающее, что Земля является центром всей видимой Вселенной.
Гео — Земля. Поэтому теория древних астрономов, считавших Землю центром движения Солнца и планет, и получила название геоцентрической.
В 1543 году вышла книга великого польского астронома Николая Коперника под названием «Об обращении небесных сфер». В ней доказывалось, что центр вращения планет не Земля, а Солнце. Эта теория получила название гелиоцентрической, от слова «гелиос» — Солнце.
Позднейшие исследований в звездной астрономии показали что есть очень много звезд, которые почти не отличаются от Солнца по блеску, массе и спектральному составу. В одной нашей Галактике около двухсот миллиардов звезд, имеющих температуру, близкую к температуре Солнца. А вокруг нашей Галактики — миллиарды других галактик.
Известно, что Солнце-это звезда Млечного Пути. Но находится Солнце далеко от центра этого образования — на одной из его спиралей.
Появилось мнение, что Млечный Путь, содержащий миллиарды звезд, является центром видимой Вселенной. Но оказалось что существуют сотни и тысячи таких образований, как Млечный Путь, и большинство из них имеет спиральное строение.
Они получили название спиральных туманностей. Эти туманности, в свою очередь, собраны в скопления. Например, наш Млечный Путь является пятой туманностью в соответствующем ему скоплении.
Предел числу спиральных туманностей в настоящее время не найден. С постройкой все более и более мощных телескопов мы видим все больше и больше подобных образований. Можно сказать, что число их растет неограниченно. От предельно далеких, доступных нашему наблюдению спиральных туманностей свет идет сотни миллионов лет.
Таким образом, у нас нет научных оснований предполагать, что какая-нибудь из туманностей является центром Вселенной.
Наоборот, считают, что спиральные туманности входят в состав других образований, так называемых «капель», и, может быть, вся Вселенная состоит из этих разрозненных космических «капель».
Мы говорим: «Может быть». Наука еще мало знает об этом.
Даже границы нашей «капля» нам пока еще неизвестны. Со временем их найдут, и человечество узнает, какое положение занимает Млечный Путь в этой «капле»: находится ли он ближе к ее центру или к периферии.
Гипотеза о «капельном» строении Вселенной легче укладывается в нашем сознании, чем простое утверждение, что Вселенная бесконечна. Да, она бесконечна в том смысле, что число с «капель» бесконечно велико.
А что находится между отдельными «каплями»? Пока ответить на этот вопрос трудно. Быть может, есть вещество, которое так сильно разреженно, что в нем не проходят световые и другие волны. Быть может, там абсолютная пустота.
Как мы видим, по новой гипотезе, строение Вселенной напоминает нам молекулярное строение вещества. Она как бы состоит из «молекул», диаметр которых настолько велик, что свет проходит по нему миллиарды лет.
Ученые предполагают, что «капли» Вселенной находятся в состоянии пульсации: они то расширяются, то сжимаются.
Сейчас наша «капля» расширяется. Думают, что через миллиарды лет может наступить обратное явление — сжатие «капли».
Итак, от геоцентризма современная астрономия не оставляет и следа. Центра даже у доступной нашему исследованию Вселенной нет.
Однако возникает вопрос: не занимает ли Земля исключительное положение среди планет в другом отношении? Вот тут то и проявляется у биологов и ученых других специальностей
биологический геоцентризм. Они говорят и пишут, что жизнь в солнечной системе существует только на Земле, мотивируя это тем, что физические условия на других планетах существенно отличаются от земных. Такая мысль противоречит всему, что нам известно о развитии и формах вещества.
Как показывают современные астрономические исследования, Солнце и звезды одинакового спектрального класса имеют приблизительно равный средний звездный возраст и сходную температуру наружных слоев. По всей вероятности, вокруг них вращаются темные тела — планеты. А так как подобных звезд даже в доступной нашему наблюдению части Вселенной чрезвычайно много, то и количество планет чрезвычайно велико.
По ориентировочным подсчетам астрономов, на миллион звезд должна в среднем приходиться одна обитаемая планетная система.
Это значит, что в Галактике можно найти около ста пятидесяти тысяч планетных систем, где существует жизнь.
Конечно, на таком множестве планет жизнь развивается, не одинаково. Из одних она находится в зачаточном состоянии, на других достигла высоких форм развития.
В свете этих данных теряет всякую почву теория биологического геоцентризма.
Повторяю: под биологическим геоцентризмом я подразумеваю утверждение, будто Земля — образцовое, наиболее благоприятное для жизни тело, до некоторой степени центральное, отступление от физических свойств которого в ту или иную сторону делает уже невозможным зарождение и существование жизни. Однако такое мнение разделяется далеко не всеми учеными, а является исключением.
Приведу очень интересные высказывания директора Гринвичской обсерватории Спенсера Джонса из книга «Жизнь на других мирах», переведенной на русский язык, в 1946 году.
«При попытках выяснить, возможно ли существование жизни на других мирах, мы встречаемся с затруднением, состоящим в том, что нам неизвестно определенно, как возникла жизнь на Земле. Предположим, что мы могли бы доказать, что на каком либо ином мире условия по существу те же, что и на Земле. Были ли бы мы вправе считать, что раз жизнь появилась на Земле, то она должна существовать и на этом ином мире, хотя, может быть, и в других формах, чем те к которым мы привыкли у себя? С другой стороны, если бы мы могли доказать, что на другом мире условия так сильно отличаются от земных, что делают невозможным существование на нем тех форм жизни, которые в настоящее время имеются на Земле, были ли бы мы вправе заключить, что этот другой мир совершенно лишен жизни? И не будем ли мы до известной степени правы, предполагая, что существующие формы жизни на Земле развились путем длительной эволюции, в соответствии с существовавшими условиями, так что, если где-либо во Вселенной господствуют другие условия, то они могут породить и другие формы жизни?»
Здесь, мне думается, позволительно представить себе такую фантастическую картину: Собрались марсианские академики и обсуждают вопрос о возможности жизни на Земле… Выступает, марсианский видный ученый и говорит:
«Да разве возможна жизнь при таком большом содержании кислорода в атмосфере Земли, которое обнаруживает спектральный анализ? Ведь там все живое должно задохнуться и сгореть. Другое дело у нас: наши растения выделяют кислород через свои корки в почву, а уже из почвы кислород медленно поступает в нашу атмосферу и дает нам возможность дышать не задыхаясь. Большое количество паров воды в атмосфере Земли тоже гибельно для жизни. Ведь там живые тела должны содержать громадный процент воды, а при большой тяжести на Земле это должно было воспрепятствовать зарождению и существованию жизни…»
Марсианские ученые могут рассуждать так со своей, ареоцентрической точки зрения. Однако не напоминают ли такие рассуждения гипотетических марсианских мыслителей того, что пишут некоторые наши ученые о невозможности жизни на Марсе?
Космобиология
Это последняя глава книги. По традиции, здесь надо подвести итог сделанному и закончить рассказ кратким резюме того о чем говорилось. Но мне придется нарушить традиции. Дело в том, что, оглядываясь назад, я вижу; заложен лишь только фундамент, впереди же грандиозные перспективы. Вот о том и хотелось бы поговорить с вами, молодые друзья, — ведь вы будете продолжать дело, начатое нами, учеными старших поколений.
Первый этап — этап становления науки, о. нем я вам рассказал. В этот период были установлены положения, на которых должна была базироваться астроботаника, а затем были найдены и возможности развития ее в астробиологию.
За это время накопился большой материал по оптическим свойствам растений Земли, живущих в районах сурового климата, и сделаны интересные сравнения этих свойств с оптическими свойствами тех участков поверхности Марса, где предполагается наличие растительности.
На этом, конечно, не остановится астробиология, как не останавливается любая наука, правильно отражающая явления жизни. Разрабатывая научные способы, с помощью которых будут более полно изучаться физико-химические условия поверхности и атмосферы Марса, улучшая методику, позволяющую нам получать новые экспериментальные данные о земной растительности, можно будет решать очёнь интересные проблемы астробиологии.
Например, спектральное изучение культурной и дикой растительности на Земле позволят ответить на вопрос, каков характер марсианских растений — культурный или дикий. Тогда ученые смогут сказать что-либо более определенное по поводу обнаруженного астрономами несколько лет назад нового голубовато-зеленого пятна на Марсе, занесенного в список марсианских «морей». Кое-кому покажется, вероятно, смелым такое утверждение, но известно, что смелость никогда не вредила науке.
Поистине неисчерпаемые возможности открываются перед нами, как и перед всей наукой, в связи с запуском искусственных спутников Земли и первым успешным межпланетным полетом советской космической ракеты в сторону Луны 2 января 1959 года. В этот день началась для нас, астрономов, новая эра — эра непосредственного изучения небесных тел. Астрономия теперь из науки наблюдательной превращается в науку экспериментальную, а астробиология из теоретической науки — а практическую.
Нас, астрономов, успешные запуски искусственных спутников и космических ракет окрыляют надеждой, что одна из ракет, облетев вокруг Луны, принесет нам снимки никогда не видимой с Земли противоположной стороны лунной поверхности.
Вероятно, придет в скором времени час, когда астрономы будут хозяевами спутников — «маленьких лун». Скольких помех смогут избежать ученые в работе! Им не будет мешать слой атмосферы, искажающий изображение, не будут набегать облака.
Телескоп, установленный в межпланетном пространстве, позволит увидеть то, что до сего дня было скрыто от человека.
Искусственный спутник — пункт, с которого можно производить не только ценные научные наблюдения Вселенной, но и ставить смелые эксперименты, — вот о чем мечтают следователи Космоса.
Полет советской космической ракеты вплотную приближает нас к окончательному решению проблемы о жизни на других планетах солнечной системы. Можно теперь смело говорить: на очереди Марс!
Советская космическая ракета стала первой в мире искусственной планетой солнечной системы. Она обрела свою орбиту, лежащую между орбитами Земли и Марса, и теперь творение рук человека — ракета находится от Марса на расстоянии 15 миллионов километров.
Уже создана комиссия по межпланетным сообщениям, уже разрабатываются проекты запуска ракет на Марс, уже ведутся жаркие споры, какой проект рациональнее. Есть менее приемлемые, а есть и более осуществимые. Разбирать их нет нужды, да и скорее это дело техников, а не астрономов.
Остановлюсь только на проекте, по которому предлагается исследовать Марс ракетами со специальными электротехническими устройствами, передающими изображения по радио на Землю.
Ракеты, достигшие высоты 30 тысяч километров, дадут нам такие изображения марсианской поверхности, которые возможно было бы получить с Земли лишь при увеличении в миллион раз.
Сейчас мы наблюдаем в телескоп детали на Марсе, определяющиеся размерами в сотни километров. С ракеты можно будет увидеть предметы значительно меньших масштабов — в сотни и даже десятки метров. Такое увеличение даст много новых сведений о рельефе планеты и позволит установить, есть ли на Марсе искусственные сооружения.
Только после предварительной разведки планеты с помощью ракет можно будет приступить к планированию экспедиций на Марс с людьми.
По мнению специалистов, космические корабли для полета на Марс надо монтировать на летающих станциях-спутниках.
Доставлять части кораблей на станции будут космические ракеты. С их помощью на спутниках запасут все необходимое для путешествия на Марс.
Общая продолжительность полета на Марс при наименьшей затрате топлива, по предварительным подсчетам, займет 950 дней. 440 дней путешественникам придется пробыть на Марсе в ожидании такого взаимного расположения Марса и Земли, при котором возможен обратный путь по той же траектории к Земле.
Конечно, предварительно должно быть решено немало чрезвычайно сложных проблем: как обеспечить жизнь человека в условиях невесомости, в условиях пустого межпланетного пространства, в условиях разреженной атмосферы Марса. Но нет сомнения, что в самом недалеком будущем жители нашей планеты смогут по телевизору увидеть поверхность Луны и Марса. Можно будет, вероятно, организовать и изучение Венеры.
В декабре 1956 года в Астрономическом институте имени Штернберга Межведомственная комиссия по межпланетным сообщениям собрала совещание по вопросу прогнозирования условий жизни на других планетах.
Необычайно интересные вопросы рассматривались на этом совещании, необычайно смелые проекты обсуждались.
Говорили о конструкциях межпланетных кораблей и о требованиях инженеров-конструкторов к астрономам и биологам. Конструкторам нужны строго обоснованные данные о том, какими будут условия на искусственном спутнике, как будет чувствовать себя человек в космическом пространстве, что встретит его на Луне, на Марсе, на Венере.
При такой широкой программе действий недостаточно материалов, которые пока накопили ученье. Необходимо вести большие комплексные исследования. Нужно точно знать, какие физические условия встретит человек, прибыв на ту или иную планету нашей солнечной системы.
Что может быть почетнее, чем помогать человеку, посланцу Земли, в изучении необъятной Вселенной! Это великая, благородная задача. И астрономы должны все свои силы отдать ее разрешению.
Конечно, столь важные исследования требуют наиболее точных решений, а их получить можно, только используя новейшее оборудование, руководствуясь современными научными методами.
Для того, например, чтобы правильно установить, как меняются условия на планетах в зависимости от времени года, ученым нужны специальные термобарокамеры, где эти условия можно будет создать искусственно. Такая практическая проверка выводов, сделанных на основе наблюдений, несомненно, будет очень полезна.
Для того чтобы будущие путешественники имели наиболее точные сведения о небесном теле, которое является «станцией назначения», чтобы они знали не только температуру, химический состав и плотность атмосферы планеты, но ее рельеф, состав почвы, возможность получения топлива «на месте», для наблюдателей, подготавливающих космический полет, нужны сильные астрономические приборы. Поэтому уже сегодня возникает необходимость создать специальный Институт космической биологии с мощной планетной обсерваторией.
Надо еще учесть, что даже после осуществления межпланетных полетов, когда пространство вне Земли, непосредственно исследованное человеком, будет все увеличиваться, методы исследования жизни во Вселенной, какими мы пользуемся сейчас, не потеряют своего значения.
Проблема изучения жизни на других планетах поставлена на повестку дня. И она будет разрешена. Тесная связь астробиологии с астрономией, физикой, химией, биологией объединит усилия исследователей. Все это даст науке единый комплекс знаний о жизни на Земле и других планетах. Получит дальнейшее развитие новая важная наука — космобиология.
А в будущем, когда советская наука и техника дадут сверхмощные приборы для наблюдения непосредственно из Вселенной, перед астробиологией откроются поистине неограниченные возможности. Человечеству станут доступны тайны жизни на других планетах.
Список литературы
Кто хочет более подробно ознакомиться с астробиологией, рекомендуем прочитать следующие книги:
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Тихов Г. А. Астробиология. «Молодая гвардия», 1953.
Тихов Г. А. Есть ли жизнь на других планетах. «Московский рабочий». 1956.
Вальдгард С. Л. Жизнь во Вселенной. «Московский рабочий», 1949.
Голосницкий Л. П. Жизнь на других мирах. Детгиз, 1955.
Зигель Ф. Ю. Загадка Марса. Детгиз, 1956.
Мезенцев В. Л.Вселенная и атом. «Молодая гвардия», 1954.
Опарин А. И. и Фесенков В. Г. Жизнь во Вселенной. Издательство Академии наук, 1956.
Сытинская Н. Н. Есть ли жизнь на других планетах. Госкультпросветиздат, 1952.
Шаронов В. В. Есть ли жизнь, на планетах. «Молодая гвардия», 1950.
НАУЧНАЯ ЛИТЕРАТУРА
Ф. Энгельс. Диалектика природы. Госполитиздат, 1952.
Тихов Г. А, Основные труды (в пяти томах). Издательство Академии наук Казахской ССР. 1954–1959.
Тихов Г. А. Планета Марс. Издательство Академии наук Казахской ССР, 1948.
Сытинская Н. Н. Есть ли жизнь на небесных телах. Издательство Академий наук СССР, 1950.
Шаронов В. В. Марс, Издательство Академии наук СССР, 1947.
Труды сектора астроботаники. Издательство Академии наук Казахской ССР, 1953–1958.
Ж. Вокулер. Физика планеты Марс (перевод с французского). Издательство иностранной литературы, 1956.
Уиппл. Земля, Луна и планеты (перевод с английского). Издательство иностранной литературы, 1948.
Для средней школы
Тихов Гавриил Адрианович.
ШЕСТЬДЕСЯТ ЛЕТ У ТЕЛЕСКОПА
Ответственный редактор Я. С. Мальт. Художественный редактор В. Н. Пахомов.
Технический редактор С. К. Пашкова. Корректоры В. Л. Данилова в Э. Н. Кузнецова.
Сдано в набор 23/1 1953 г. Подписано н печати 30/111 1959 г. формат 65 х 92 1/15 -
10.5 печ. л.=11.37 усл. печ, л. (8.29 уч. — изд. л.). Тираж 75000 экз. А03235, Цена 4 р. 20 к.
Детгиз. Москва. М. Черкиский пер., 1
Фабрика Детской книги Деггиза. Москва. Сущевский вал. 49. Заказ № 1541
ТЕЛЕГРАМКанал с обзорами, анонсами новинок и книжными подборками
Книжный Вестник
Бот для удобного поиска книг (если не нашлось на сайте)
Поиск книг
Свежие любовные романы в удобных форматах
Любовные романы
О психологии, саморазвитии и личностном росте
Саморазвитие
Детективы и триллеры, все новинки
Детективы
Фантастика и фэнтези, все новинки
Фантастика
Отборные классические книги
Классика
ВКОНТАКТЕБиблиотека с любовными романами, которая наверняка придётся по вкусу женской части аудитории
Любовные романы
Библиотека с фантастикой и фэнтези, а также смежных жанров
Фантастика
Самые популярные книги в формате фб2
Топ фб2
книги