Благодаря погружению верхних слоев воздуха в нижние происходит трение частиц друг о друга, чем и вызывается атмосферное электричество. «Двоякого рода материи, — говорит Ломоносов, — к сему требуются: первое, те, в коих электрическая сила рождается, второе — которые рожденную в себя принимают». Вода более других веществ способна вбирать в себя электричество, а вот порождают его, по мнению Ломоносова, «жирные материи», появляющиеся в воздухе в «великом множестве» от телесных испарений животных и человека, от горения и гниения всевозможных органических соединений. Активное механическое взаимодействие паров этих двух материй и порождает электричество в воздухе: «…жирные шарички горючих паров, которые ради разной природы с водяными слиться не могут и ради безмерной малости к свойствам твердого тела подходят, скорым встречным движением сражаются, трутся, электрическую силу рождают, которая распространяясь по облаку, весь оный занимает».Если мысль Ломоносова об участии «жирных материй» в образовании атмосферного электричества не получила подтверждения в дальнейшем, то все остальные его соображения оправдались полностью. Прежде всего это касается гипотезы о восходящих и нисходящих потоках воздуха, а также предположение о том, что электричество, «распространяясь по облаку, весь оный занимает», то есть весь объем грозового облака (вплоть до конца XIX века считалось, что туча заряжена лишь по поверхности).Когда Ломоносов от механизма возникновения атмосферного электричества переходит в своем «Слове» к электрическим разрядам в воздухе (молниям прежде всего), а затем — к способам защиты от них, он вновь становится проповедником. Шумахер, конечно, знал, что делал, предлагая Ломоносову ограничиться публикацией статьи в «Комментариях» Академии — ведь тогда бы и патетический зачин «Слова», и следующее далее страстное обращение к суеверам в рясах были изъяты, и рухнул бы весь просветительский замысел торжественного публичного акта: «Не одни молнии из недра преизобилующия натуры на оную (то есть жизнь человека. — Е. Л. ) устремляются, но и многие иные: поветрия, наводнения, трясения земли, бури, которые не меньше нас повреждают, не меньше устрашают. И когда лекарствами от моровой язвы, — плотинами от наводнений, крепкими основаниями от трясения земли и от бурь обороняемся и притом не думаем, якобы мы предерзостным усилованием гневу Божию противились, того ради какую можем мы видеть причину, которая бы нам избавляться от громовых ударов запрещала?.. Посему должно ли тех почитать дерзостными и богопротивными, которые, для общей безопасности, к прославлению Божия величества и премудрости величия дел его в натуре молнии и грома следуют? Никак! Мне кажется, что они еще особливою его щедротою пользуются, получая пребогатое за труды свои мздовоздаяние, то есть толь великих естественных чудес откровение».Объяснив причину гроз, то есть «явлений воздушных, от электрической силы происходящих» в атмосфере, Ломоносов приступает к рассмотрению других «великих естественных чудес», теперь уже «вне оной», — северных сияний и комет.Впервые мысль об электрической природе северных сияний Ломоносов высказал еще за два года до того, на одном из заседаний Академического собрания. Почти одновременно с ним на эту тему размышляли Б. Франклин, англичанин Ж. Кэнтон и норвежский священник Э. Понтопидан. Ломоносов был знаком лишь с выводами Франклина, по поводу которых замечал: «Франклинова догадка о северном сиянии… от моей теории весьма разнится».И вот теперь в «Слове» он эту свою теорию и развивает на основе уже сформулированной теории атмосферного электричества. И опять с опорой на экспериментальный метод («моделирование», как мы говорим теперь, в лабораторных условиях природного явления и на этой основе истолкование его): «Возбужденная электрическая сила в шаре, из которого воздух вытянут, внезапные лучи испускает, которые во мгновение ока исчезают, и в то же почти время новые на их места выскакивают, так что беспрерывное блистание быть кажется. В северном сиянии всполохи или лучи хотя не так скоропостижно происходят по мере пространства всего сияния, однако вид подобный имеют, ибо блистающие столпы северного сияния полосами от поверхности электрической атмосферы в тончайшую или весьма в чистый эфир перпендикулярно почти простираются; не иначе, как в помянутом электрическом шаре от вогнутой круглой поверхности к центру сходящиеся лучи блистают».Перемещение восходящих и нисходящих воздушных потоков по всей вертикали атмосферы в полярных областях (чаще всего в прибрежной полосе) и вызывает в прилежащем к верхним слоям эфире северные сияния: «Итак, когда подземная теплота, сообщаясь открытым морем лежащему на нем воздуху, его нагревает и столько расширяет, что он пропорциональною тягостию верхнему уступить должен, в то время верхняя атмосфера мешается с нижнею, которая встает верхней встречу, рождается электрическая сила, до самой поверхности атмосферы простирается, и в свободном эфире сияние производится».Замечательно, что Ломоносов в 1753 году попытался (и весьма успешно, с точностью для тех лет удивительной) измерить высоту одного такого сияния, о чем сообщил в «Изъяснении» к «Слову о явлениях воздушных»: «Северное сияние нарочито порядочное, октября 16, сего года, приметил я здесь, в Санктпетербурге, и, сколько возможно было смерив, вышину нашел 20, ширину 136 градусов; откуда выходит вышина верхнего края дуги около 420 верст». То есть около 450 километров. Это в точности сходствует с современными измерениями:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265