В ранние годы жизни Александр вместе с отцом, бабушкой и Ольгой Васильевной провел несколько лет в местах квартирования артиллерийских частей, в которых служил его отец. Это были небольшие польские города — Замбров, Белы (первые три года он учился в Бельской мужской гимназии), крепость Зегрж под Варшавой, несколько месяцев жили в Серпухове под Москвой и даже в Париже.
В 1913 году Леонид Васильевич получил назначение в артиллерийский дивизион, размещенный в Калуге, и вместе с сестрой и сыном (бабушка умерла в 1910 году) переехал в этот старинный русский город. Здесь, на углу улиц Ивановской и Васильевской (ныне ул. Московская, 62), им был приобретен двухэтажный каменный дом с мезонином, в котором сразу же устроили для Александра физико-химическую лабораторию. Дом сохранился до наших дней.
Калуга в жизни и разнообразной творческой деятельности А. Л. Чижевского занимает особое место. Здесь произошло и становление его как ученого, и знакомство с К. Э. Циолковским, которое имело для Чижевского судьбоносное значение.
“В моем сердце Константин Эдуардович занимает особое место: большой отрезок времени мы были вместе, — вспоминал в конце жизни Александр Леонидович. — Помимо эрудиции в самых разнообразных областях науки и его исключительного обаяния как человека, он часто высказывал мысли совершенно необыкновенные и удивительные, о космосе, о будущем человечества, мысли, о которых нигде нельзя было прочитать или услышать... Да и общение с ним внесло в мое мировоззрение радикальные перемены. С помощью наглядных примеров он внушил мне мысль о необходимости глубокого изучения математических наук и физики, столь важных для научной деятельности в области естествознания... Добрые советы Константина Эдуардовича принесли мне тогда большую пользу”.
Мысли К. Э. Циолковского были созвучны идеям молодого Чижевского. Уже с 1914 года он начал разрабатывать вопрос о влиянии солнечной активности на биологические и социальные процессы, а чуть позже стал исследовать влияние искусственно ионизированного воздуха на животные организмы и человека. И для него было дорого внимательное отношение Циолковского к его поискам и исследованиям.
Окончив в Калуге 6-й и 7-й классы частного реального училища Ф. М. Шахмагонова, Чижевский в 1915 году поступает действительным слушателем в Московский коммерческий институт, а через несколько месяцев в том же году подает прошение о зачислении его вольнослушателем в Московский археологический институт. В одном он изучает физико-математические науки и статистику, в другом — гуманитарные науки и археографию.
Но как бы ни был увлечен молодой Чижевский науками, в 1916 году он добровольцем отправляется на Галицийский фронт. Глубоко любящий Россию, переживающий ее горе и радости, он был русским всем своим существом и не мог оставаться в стороне, когда шла война. В третьей артиллерийской бригаде, которой командовал его отец, он был разведчиком, бомбардиром в минометном расчете. За храбрость в боях был награжден солдатским Георгиевским крестом. Однако воевал недолго, так как был отправлен домой на лечение.
В 1917 году Чижевский оканчивает археологический институт и защищает диссертацию на тему “Русская лирика XVIII века”, после чего его, как подающего надежды в науке, оставляют при институте для подготовки докторской диссертации.
В конце 1917 года он защищает еще одну диссертацию на тему “Эволюция физико-математических наук в древнем мире”. И сразу же приступает к подготовке докторской диссертации, содержание которой составили материалы по изучению им солнечно-земных связей.
Еще в 1915 году он увлекся исследованиями солнечных пятен и обнаружил синхронность между максимальным количеством пятен, проходящих через центральный меридиан Солнца, и военными действиями на фронтах первой мировой войны, за которыми следил с большим вниманием. Подметив эту взаимосвязь, Александр ищет подтверждения у древних летописцев, хроникеров, зная, что они записывали подробно все происходящее на Земле и на небе, сопоставляя земные явления с необычайными явлениями на небе, например с солнечными затмениями.
Уже в мае 1918 года он защищает в Московском университете докторскую диссертацию. Тема ее: “О периодичности всемирно-исторического процесса”.
Смысл концепции А. Л. Чижевского сводился к следующему. Циклы солнечной активности проявляют себя в биосфере, изменяя жизненные процессы, начиная от урожайности и кончая заболеваемостью и психической настроенностью человечества. Это сказывается в динамике исторических событий: войн, восстаний, революций, политико-экономических кризов и т. д. Ему удалось, используя огромный материал, установить циклы и ритмы взаимодействия космоса и исторического процесса на Земле.
Оппонентами Чижевского на защите диссертации были известные историки — профессора С. Ф. Платонов и Н. И. Кареев. “...тема диссертации была сенсационной, — вспоминал Александр Леонидович, — но мало кто в те холодные и голодные месяцы думал о науке, и поэтому публики совсем не было. Защита свелась к чисто формальному чтению выводов. Оппоненты прислали свои письменные отзывы, и члены комиссии подписали протокол”.
В 1924 году Чижевскому удается издать в Калуге извлечение из докторской диссертации под названием “Физические факторы исторического процесса”. Издание такой работы в те годы требовало определенного мужества. Чижевский понимал, что публикация вызовет критику, ибо его теория не согласовывалась с официальной концепцией исторического процесса. И критика действительно последовала. “Сразу ушаты помоев были вылиты на мою голову, — вспоминал он. — Были опубликованы статьи, направленные против моих работ. Я получил кличку “солнцепоклонника” — ну, это куда еще ни шло, но и “мракобеса”.
Это был очень тяжелый момент в жизни молодого исследователя. Моральная поддержка, как всегда, пришла от старшего друга и учителя К. Э. Циолковского. Он опубликовал в калужской газете “Коммуна” 4 апреля 1924 года рецензию на труд А. Л. Чижевского, в которой ссылался на положительный отзыв об этих исследованиях известного ученого-биофизика П. П. Лазарева и в заключение подчеркивал:
“Книжку А. Л. Чижевского с любопытством прочтет как историк, которому все в ней будет ново и отчасти чуждо (ибо в историю тут врываются физика и астрономия), так и психолог или социолог. Этот труд является слиянием различных наук воедино на монистической почве физико-математического анализа”.
Продолжая тщательно изучать влияние циклической деятельности Солнца на те или иные явления в органическом мире, Чижевский на основе статистики устанавливает тот факт, что многие эпидемические заболевания (чума, холера, грипп, возвратный тиф, дифтерия и др.), их начало, развитие и окончание ритмически следуют за циклической деятельностью нашего дневного светила. В 1930 году в Москве вышла его книга “Эпидемические катастрофы и периодическая деятельность Солнца”. А в 1938 году в Париже на французском языке появляется его монография “Les epidemiеs et les perturbations electromagnetiques du milieu exterieur”, которая была переведена на русский язык уже после смерти ученого и опубликована в Москве под названием “Земное эхо солнечных бурь”.
Подметив наиболее общие закономерности взаимодействия биосферы с периодической деятельностью Солнца, ученый стремился постичь интимные механизмы взаимодействия живой природы с внешней средой. Так он подошел к исследованию биологического действия униполярных аэроионов, к разработке теории органического электрообмена и сделал еще одно важное открытие о влиянии легких аэроионов воздуха отрицательного знака на живые организмы — аэроионизации.
Первые экспериментальные исследования в этой области Чижевский провел в доме отца в Калуге. Для этих целей в 1918 году самая большая комната в доме была переоборудована под лабораторию. Впоследствии ученый с благодарностью будет вспоминать тетю и отца за их поддержку и помощь в этих экспериментах.
Опыты продолжались три года с небольшими перерывами и дали четкий результат: отрицательно заряженные ионы воздуха благотворно влияют на живые организмы, положительно заряженные производят противоположное действие.