Люди все лучше узнавали свою планету. В 1745 году А. де Уллоа во время своего путешествия вокруг мыса Горн видел "северные" сияния в Южном полушарии. Позже обратили внимание, что сияния, которые наблюдал капитан Кук, плавая по южным морям в 1773 году, совпа дали по времени с сияниями, виденными над Европой
Накапливалось все больше фактов, и исследователи начали отчасти тонуть в них. Появилась масса статистических исследований. Главное в статистике — это суммирование, наложение множества данных друг на друга. Далеко не всегда это помогает выяснению истины, а суммирование, выполненное вслепую, даже затемняет ее. В самом деле, направим объектив фотоаппарата на экран домашнего телевизора и сделаем длительную выдержку Потом, проявив кадр, посмотрим, что "в среднем" было видно на экране. Если мы сфотографируем так какой-то кусок программы "Время", это статистическое исследование может еще что-то дать: в центре кадра будет пятно — "образ ведущего", и это отражает действительность. Но если мы не знаем, когда что передают и ведем наблюдения просто всякий раз, когда есть такая возможность, какое представление составится у нас о происходящем на экране? Артист эстрады, любимец публики, — и башни новостроек, лицо комментатора — и размазанные фигуры быстро движущихся хоккеистов — все смешается при наложении, потеряется главное: "сущностный" портрет происходящего. А в геофизике ценятся самые длинные ряды таких наблюдений! Хуже того, порой работают с "изображением" не на всем "экране", а на маленьком его кусочке; другими словами, работают с данными наблюдений из одного пункта. Конечно, некоторые количественные закономерности, и даже объективные, можно подметить и при статистическом подходе. Только как понять, к чему относятся эти закономерности? К самим ли сияниям? К распределению ли по поверхности Земли наблюдательных станций? К изменениям ли космической обстановки — к тем разнообразным и сложным процессам, которые люди смогли изучать лишь гораздо позже, когда появились спутники? Можно, поражая посторонних интеллектуальностью, обсуждать все это и подчеркивать сложность науки, но истину это мало проясняет.
Наука стала буксовать.
Норвежец, автор "Королевского зерцала", живший в XIII веке, удивлялся, что люди, часто видевшие полярные сияния, не имеют четкого представления об их природе. Его соотечественник Ф. Нансен, составляя 750 лет спустя отчет о знаменитом дрейфе зажатого во льдах "Фрама", по существу, вторит ему: "Для объяснения причин северного сияния наши наблюдения дали так же мало, как и наблюдения других экспедиций". И это при том, что один из участников экспедиции — С. Скотт — Гансен по поручению Нансена специально следил за сияниями, которые, как отмечает Нансен, горели над "Фрамом" почти каждые сутки в течение трех долгих полярных ночей!
И что обидно, в массе материалов по полярным сияниям совершенно терялись наблюдения и научные выводы, намного опередившие свое время. Им суждена была лишь судьба подтвердить известное изречение: "Новое — это хорошо забытое старое". Взять ту же экспедицию Нансена на "Фраме"…
Всего несколько лет назад изображения аврорального овала, полученные с помощью спутников, открыли интересное явление, тонкое даже по понятиям современной космофизики: дуги сияний расходятся от обращенной к Солнцу, полуденной, точки овала, как усы у кошки. А вот что сообщает Нансен (его книга вышла в 1897 году под русским названием "В стране льда и ночи"): Скотт — Гансен наблюдал сразу после захода солнца, что "северное сияние распространялось от солнца по всему небесному своду, как полосы на внутренней стороне апельсинной кожицы". Это несомненно то же самое явление.
Впрочем, на это наблюдение Скотт-Гансена обратил внимание Д. И. Менделеев, составлявший программу русской арктической экспедиции. Он полностью занес его в свой конспект.
А сама идея аврорального овала! Мы уже говорили, с каким трудом пробивала себе дорогу идея "мгновенного портрета" системы полярных сияний в 60-х годах нашего века. Но, по свидетельству А. Эгеланда, вывод о том, что полярные сияния образуют светящееся кольцо вокруг Северного полюса, содержался еще в диссертации, защищенной шведским ученым П. В. Варгентином более 200 лет назад! Не так уж много материалов было в его распоряжении, но он сумел обобщить их и сделать правильные выводы.
Однако впереди науку о полярных сияниях ждали два рывка. Один из них был связан с великим переворотом в физике, приведшим к появлению квантовой механики. В 1897 году Дж. Дж. Томсон, исследуя газовый разряд, понял, что существует элементарный носитель электрического заряда — электрон, который и вызывает свечение газа при разряде. X. А. Лоренц ввел представление об электроне в теоретическую физику. Нильс Бор сделал важный шаг к пониманию устройства атома, разобравшись, почему один и тот же атом может светиться разными цветами. Теперь ученые могли узнавать атом по его цветовой палитре — спектру (набору длин электромагнитных волн, которые может "высвечивать" атом, включая и те, которые не воспринимаются человеческим глазом).