Начало астрономической деятельности

27 апреля 1747 г. Ж.Н. Делиль последний раз присутствовал на заседании конференции, причем уже в качестве почетного члена Петербургской Академии наук [II, 36, т. 2, с. 172]. С 1744 г. вплоть до отъезда Делиля из России, т. е. около трех лет, Н.И. Попов работал под руководством этого выдающегося ученого и педагога. Хотя формально он был «прикомандирован» к обсерватории, а его друзья М. Коврин и А. Чадов — к Географическому департаменту, все они находились под началом Делиля, который не делал различия между этими учреждениями.

Подробных сведений о деятельности Попова в данный период не сохранилось, но, судя по имеющимся протоколам заседаний конференций, можно полагать, что он прошел обучение по обычной программе, о которой говорилось выше. Так, 11 ноября 1745 г. Делиль представлял Академии наук план занятий Попова по астрономии вместе со списком необходимых ему книг [II, 36, т. 2, с. 93]. 9 декабря 1745 г. Попов отчитывался в своих занятиях. Он представил стихи Юстина и астрономические таблицы Ф. де ла Гира, которые он, по-видимому, переписывал и изучал по программе Делиля [II, 36, т. 2, с. 100].

Помимо обучения теории и практике астрономических наблюдений, все студенты и переводчики обсерватории и Географического департамента [II, 36, т. 2, с. 149, 150] участвовали и во всех текущих делах обоих учреждений — в различных наблюдениях и вычислениях. Так, например, 20 июня 1746 г. обсерватория представила конференции таблицы затмений спутников Юпитера и кульминаций Солнца и планет [II, 36, т. 2, с. 152]; 4 июля 1746 г. — таблицы сумеречных часов [II, 36, т. 2, с. 153—154]; 17 ноября 1746 г. — вычисления прямых восхождений и аберрации неподвижных звезд [II, 36, т. 2, с. 162].

В первые годы работы Н.И. Попова в деятельности обсерватории и Географического департамента наиболее значительными были следующие события: издание «Атласа Российской империи» в 1745 г., обсуждение на заседаниях 20 октября и 7 ноября 1746 г. результатов французской градусной экспедиции в Лапландию и проблем, связанных с изучением фигуры Земли [II, 36, т. 2, с. 159, 161], а также обсуждение 3 ноября, 15 и 19 декабря 1746 г. сведений о наблюдениях комет, по данным древнерусских источников — «Хронографа» соборной церкви св. Софии в Новгороде и «Степенной книги» [II, 36, т. 2, с. 161—165], в которых активно участвовали Делиль, Миллер, Тредиаковский и другие.

Кроме чисто астрономических работ, Н.И. Попов вместе со своими товарищами (К.А. Кондратовичем и И.И. Голубцовым) переводил различные материалы по поручению профессоров: текущие отчеты об их работе [II, 23, т. 8, с. 295]; регламент гимназии, составленный Г.В. Крафтом [II, 23, т. 8, с. 164]; математические диссертации для десятого тома «Комментариев» [II, 36, т. 2, с. 109, 110] и т. д. В 1747 г. Н.И. Попов перевел с немецкого на русский язык работу профессора И.Г. Лейтмана «Известия о винтовках и некоторые редкие примечания о стрельбе» [I, 36].

С 1746 по 1751 гг. Н.И. Попов постоянно переводил с немецкого на русский язык астрономические календари, составляемые профессором Х.Н. Винсгеймом, который специализировался на вычислениях, так как из-за своей тучности не мог подниматься в башню обсерватории для непосредственного выполнения наблюдений.

Обычно проводивший наблюдения профессор и его помощники жили при обсерватории, чтобы в любое время дня и ночи иметь возможность подняться в башню. Следует полагать, что Н.И. Попов также жил некоторое время при обсерватории вместе с Делилем. Несомненно, что это способствовало установлению тесных научных и личных контактов учителя и ученика и сыграло важную роль в формировании Попова как астронома.

После небольшого пожара, случившегося в обсерватории 12 марта 1746 г. от уголька, вылетевшего из топившейся печи, академическая администрация категорически запретила служащим жить при обсерватории. Однако это решение привело к более печальным последствиям. В ночь с 4 на 5 декабря 1747 г. из-за неисправности дымоходов в обсерватории вновь вспыхнул пожар. Если в 1746 г. едва вспыхнувший пожар быстро потушили жившие поблизости люди, то в 1747 г. никого поблизости не оказалось, и разбушевавшийся огонь почти полностью уничтожил обсерваторию. Сильно пострадали и ценнейшие коллекции Кунсткамеры [II, 45, с. 268—272]. Это произошло уже после отъезда Ж.Н. Делиля во Францию.

Маленькому коллективу обсерватории, который теперь возглавлял профессор Х.Н. Винсгейм, пришлось немало потрудиться, чтобы хотя бы частично восстановить некогда первоклассное научное учреждение. Помимо Н.И. Попова, там работали: переводчик и учитель гимназии И.Я. Ксиландер, М. Коврин, В. Кузнецов и А. Чадов, которые назывались студентами Географического департамента. Позднее к ним присоединился вернувшийся из Второй Камчатской экспедиции А.Д. Красильников.

При энергичной поддержке нового президента Академии наук К.Г. Разумовского, самоотверженной работе мастеров механических мастерских, добровольной помощи вновь прибывших профессоров — философа И.А. Брауна и механика Х.Г. Кратценштейна — здание обсерватории и некоторые инструменты удалось восстановить к июню 1748 г. Пришлось заново прокладывать и линию Петербургского меридиана. Это сделал Н.И. Попов, выверив ее с помощью наблюдений соответствующих высот Солнца [I, 4, с. 495].

Таким образом, с первых шагов самостоятельной работы Н.И. Попову пришлось применять все знания, полученные им от Делиля. На восстановленной обсерваторий начинающий русский ученый вместе с друзьями выполнил свои первые самостоятельные наблюдения, которые привели их к важным научным выводам.

В наблюдениях кольцевого солнечного затмения 25 июля и лунного затмения 29 июля 1748 г. Н.И. Попов показал себя искусным астрономом-наблюдателем, достойным учеником Ж.Н. Делиля. С наблюдениями этих затмений, особенно с кольцевым солнечным затмением 1748 г., астрономы XVIII в. связывали большие надежды на окончательное решение вопроса об атмосфере Луны.

Проблема планетных атмосфер вообще и лунной атмосферы в частности имела давнюю историю. Во время полных солнечных затмений, когда Солнце, Луна и Земля располагаются вдоль одной прямой, Солнце полностью закрыто от земного наблюдателя темным диском Луны. Тогда удается наблюдать редкое явление природы — красивое светлое кольцо, вспыхивающее на короткое мгновение вокруг темного лунного диска. Люди издавна заметили это кольцо и стали задумываться над причиной его возникновения.

Поскольку кольцо появлялось лишь в моменты соединений Солнца и Луны, это кольцо можно было отнести как к Солнцу, так и к Луне. Учитель Ж.Н. Делиля Дж. Д. Кассини правильно предположил, что это — атмосфера Солнца.¹ Однако большинство ученых XVIII в. разделяло мнение английского астронома Э. Галлея, относившего хромосферное кольцо к Луне. Он считал, что Луна имеет плотную атмосферу, которая обычно незаметна с Земли и становится видимой только тогда, когда ее пронизывают яркие лучи Солнца, находящегося позади Лупы. Это бывает во время солнечных затмении, как полных — Солнце полностью закрыто диском Луны, так и кольцеобразных — видимый диск Луны для земного наблюдателя оказывается меньше, чем видимый диск Солнца, и вокруг темного диска Луны можно видеть светлое солнечное кольцо.

На основании собственных наблюдений покрытый звезд и планет Луной Делиль понимал, что плотной атмосферы на Лупе быть не может. Он считал, что хромосферное кольцо возникает из-за дифракции света вокруг диска Луны.² 28 июня 1715 г., наблюдая покрытие Венеры диском Луны, Делиль заметил интересные цветовые эффекты, которые навели его на мысль о возможности доказать существование атмосферы на планете по эффектам дифракции или рефракции (преломления) в ней солнечных лучей.

Стало ясно, что если планета имеет атмосферу, то с Земли ее можно заметить только в том случае, если она расположена между Землей и Солнцем. Конечно, такой метод применим лишь к тем планетам, которые находятся ближе к Солнцу, чем Земля, т. е. к Меркурию, Венере и к Луне.

С тех пор Делиль вместе со своими парижскими, а с 1726 г. и петербургскими коллегами и учениками не пропускал пи малейшей возможности наблюдать солнечные и лунные затмения, а также прохождения Меркурия по диску Солнца. Как отмечалось выше, для одного из таких наблюдений в 1740 г. он ездил даже в Сибирь,³ однако решить вопрос хотя бы для одной из планет так и не удалось. Важным подспорьем в этих работах были метеорологические наблюдения и всестороннее исследование свойств атмосферы Земли, на основе которых Л. Эйлер в 1727 г., предложил модель планетной атмосферы [II, 63].

25 июля 1748 г. в результате наблюдения солнечного затмения, видимого на большей части территории Европы, представилась наконец возможность решить вопрос об атмосфере Луны. Делиль заранее опубликовал специальное «Обращение к астрономам о кольцевом затмении Солнца, которое ожидается 25 июля 1748 г.» [II, 53]. В нем подробно излагалась методика наблюдения моментов контактов и ширины кольца, предлагалось держать их постоянно в центре поля зрения телескопа и пользоваться не очень сильно закопченным стеклом. К «Обращению» была приложена карта видимости затмения, составленная немецким ученым Г.М. Ловицем. Делиль призывал всех желающих принять участие как в астрономических, так и в метеорологических наблюдениях.

«Обращение» было разослано очень широкому кругу ученых. Получили его и все прежние сотрудники Делиля по Петербургской Академии наук, как продолжавшие работать в Петербурге, так и. находившиеся в Германии (Л. Эйлер, Г.В. Крафт, Г. Гейнзиус). Все они активно откликнулись на призыв Делиля.

Наблюдения на восстановленной после пожара Петербургской обсерватории проводились весьма торжественно, в присутствии самого президента. Астрономические наблюдения вел Н.И. Попов, в наблюдениях принимали участие также его друзья — профессор химии М.В. Ломоносов, взявший на себя метеорологические наблюдения, и профессор философии И.А. Браун, помогавший Попову в астрономических наблюдениях.

Результаты наблюдений были опубликованы в «Новых комментариях» в статье на латинском языке: «Наблюдение солнечного затмения 1748 г. дня 14/25 месяца июля на восстановленной императорской астрономической обсерватории, которая находится в Петербурге, сделанное в присутствии сиятельнейшего графа Разумовского, президента Академии наук» [I, 4]. В статье отмечалось, что это — первое наблюдение на восстановленной обсерватории; сообщалось также о проведении линии меридиана, об исправлении секундных часов обсерватории по истинному движению Солнца.

Наблюдения проводились двумя Методами: непосредственно через 8-футовую астрономическую трубу⁴ и на экране, где с помощью 6-футовой астрономической трубы было получено изображение Солнца, предназначенное, вероятно, в основном для президента. В момент наступления наибольшей фазы затмения появилось светлое солнечное кольцо, окруженное радужной каемкой, которое Попов и Браун наблюдали через 14-футовую трубу, дававшую большее увеличение. Затмение продолжалось с 11 час. 49 мин. 11 сек. до 2 час. 31 мин. 33 сек. (по истинному времени). Ломоносов следил за изменениями температуры воздуха и атмосферным давлением, снимая показания термометра и барометра через каждые 5 мин. во время затмения и через каждые 10 мин. после конца затмения.

Сравнение результатов наблюдений, полученных Поповым, Ломоносовым и Брауном, с аналогичными результатами Гейнзиуса [II, 66] и Крафта [II, 67], опубликованными в том же томе «Новых комментариев», наглядно убеждает в преимуществах работы петербургских ученых. Их статья при всем своем лаконизме содержит значительно больше деталей, описание которых более четко и точно. Так, например, петербургские наблюдатели выполнили 47 метеорологических измерений, тогда как их зарубежные коллеги лишь 3—5.

В результате наблюдений было выяснено, что светящееся кольцо вокруг темного диска Луны не расширялось, следовательно, Луна не имеет сколько-нибудь заметной атмосферы. Вывод Н.И. Попова и его друзей был подтвержден их коллегами в других странах мира. Только некоторые неопытные наблюдатели, в том числе Л. Эйлер, пришли к выводу о том, что Луна имеет атмосферу [II, 62]. Допущенные Эйлером ошибки были детально проанализированы Делилем [II, 27, 28].

Решив вопрос об атмосфере Луны, ученые на повестку дня выдвинули вопрос об атмосфере Венеры. Его можно было решить лишь во время наблюдений прохождения Венеры по диску Солнца, которое ожидалось в 1761 г. Ж.Н. Делиль предложил метод проведения наблюдений, а М.В. Ломоносов на основе совместных с Н.И. Поповым наблюдений затмения 1748 г. разработал новую модель планетной атмосферы. Его статья была напечатана в том же томе «Новых комментариев» [II, 20, т. 2, с. 105—139].

К сожалению, при печатании этих важных для Попова и Ломоносова результатов наблюдений затмений 25 и 29 июля 1748 г. был допущен ряд ошибок. Так, фамилия Н.И. Попова выпала из заглавия статьи о лунном затмении, а фамилия М.В. Ломоносова — из заглавия статьи о солнечном затмении. К тому же данные о метеорологических наблюдениях Ломоносова, выполненных во время солнечного затмения, попали в статью Попова и Брауна о лунном затмении. Вся эта путаница привела к тому, что биографы Н.И. Попова и М.В. Ломоносова до последнего времени не знали об их участии в наблюдениях 1748 г.

Однако ученые XVIII в., «от доски до доски» читавшие весьма интересный по содержанию первый том «Новых комментариев», несомненно заметили прекрасные наблюдения молодого сотрудника обсерватории. Даже академическому начальству было ясно, что Н.И. Попов стал астрономом. Для получения первого научного звания — адъюнкта астрономии — Попову было предложено представить теоретическое сочинение по астрономии на латинском языке, или «специмен», как его тогда называли.

28 декабря 1747 г. Н.И. Попов обратился в канцелярию Академии наук с «челобитной», в которой писал: «...я оной астрономической науке обучался с возможным прилежанием и не только первые ее основания обучил, но и в состоянии уже нахожусь сам у опой диссертации писать, что из сочиненного по собственному моему изобретению о способнейшем исчислении солнечных затмений специмена усмотреть можно, который в свидетельство при сем прилагаю».⁵

Его работа была написана, как тогда требовалось, по латыни и называлась «Новый метод наблюдения затмений светил» [I, 14]. В ней давался обзор уже существовавших методов наблюдения затмений, анализировались их трудности и недостатки. Для более точного фиксирования моментов наступления различных фаз затмения Попов предлагал увеличить количество нитей в поле зрения телескопа л при наблюдении прохождения деталей диска затмеваемого светила через эти нити отмечать время по тиканию часов. По существу, метод Попова не отличался от метода «глаз и ухо»,⁶ известного сегодня каждому астроному. В «специмене» указывалось, что предложенный метод применим не только к наблюдению лунных и солнечных затмений, но и к широкому кругу других астрономических явлений.

Профессор Х.Н. Винсгейм высказался за присуждение Н.И. Попову степени адъюнкта. В своем отзыве он писал: «...из сочинения ево довольно видно, что объявленной Попов в математических науках вообще, как и в сей части астрономии, уже много упражнялся, так что, ежели... в свом достохвально начатом прилежании далее поступать будет, ...к отправлению должности адъюнкта достоин кажется».⁷ 8 февраля 1748 г. новый адъюнкт астрономии принял присягу, и ему было положено жалование 360 руб. в год.⁸ С 11 июля 1748 г. Н.И. Понов стал читать лекции по теоретической астрономии в Академическом университете.

6 марта 1749 г. Н.И. Попов представил Академической конференции расширенный вариант своего «специмена» о новом методе наблюдения затмения светил на предмет его публикации. В мае он был зачитан и вызвал длительную полемику Н.И. Попова с профессором механики Х.Г. Кратценштейном, который возражал против метода и считал, что ранее существовавшие методы наблюдения ничуть не хуже предложенного. Попов с присущей ему запальчивостью и упрямством отстаивал свои позиции. Эти качества характера выработались у него в течение всей жизни, полной нужды, лишений и трудностей. Они не раз помогали ему выстоять против различных жизненных невзгод, однако в научных спорах эти же качества способствовали появлению у него, множества врагов.

Для решения затянувшегося спора рукопись послали на отзыв Л. Эйлеру и Г. Гейнзиусу. Эйлер высоко оценил работу Попова, Гейнзиус также дал положительный отзыв, хотя оба сделали несколько замечаний. Это решило судьбу статьи — и она была напечатана. Вызывает удивление, что столь весомый отзыв Л. Эйлера до сих пор не привлекал к себе внимания биографов Попова. Что касается К.С. Веселовского, то он не мог не знать о существовании такого документа, поскольку в течение многих лет был непременным секретарем Академии наук, работал в архиве, подписывал, а следовательно, и просматривал печатавшиеся в конце XIX в. «Материалы для истории императорской Академии наук» и другие сборники архивных документов. По-видимому, он просто игнорировал этот документ (как и многие другие), который не укладывался в заранее намеченные им рамки.

Свой отзыв Л. Эйлер включил в письмо к И.Д. Шумахеру от 19 апреля 1749 г., которое было опубликовано на немецком языке в 1961 г. Знаменитый ученый писал о присланной ему работе: «Статью Попова я прочел с большим удовольствием, и мастерство его прямо удивительно. В самом деле, из него ясно, что Попов не только вполне владеет всеми до сих пор употреблявшимися способами и отчетливо сознает все их недостатки, но что он также весьма хорошо разбирается в теории астрономии. Особенно предложенный им метод не только нов, но и очень хорошо и удачно придуман; нет никакого сомнения в том, что большинство астрономов его также полностью одобрят и решительно предпочтут его тем, что использовались до сих пор» [II, 60, с. 162, 163].

Далее Л. Эйлер отметил ряд неточностей, допущенных автором при изложении некоторых элементов из теории затмений, и завершил письмо словами: «Между тем, однако, все сочинение само по себе (т. к. эти маленькие детали можно будет легко изменить), — замечательно и сделает честь нашим Комментариям». После внесения всех предложенных рецензентами изменений, в том числе и устранения из заглавия метода слова «новый», на чем настоял Кратценштейн, статья была напечатана [I, 6]. Краткое изложение ее на русском языке было опубликовано в «Содержании ученых рассуждений» [I, 1].

Интересно отметить, что на существование только что приведенного отзыва Л. Эйлера о работе Попова впервые обратил внимание С.Я. Лурье. В статье, напечатанной в 1935 г. [II, 22, с. 113, 114], он не только привел выдержку из цитированного выше письма, но и обратил внимание на резкий диссонанс между историческими фактами и утверждениями биографов Н.И. Попова.

Итак, статья Попова была опубликована, но его отношения с Кратценштейном испортились. Правда, уехав из России, Кратценштейн очень тепло отзывался о Попове и даже иногда писал ему (см. прил. 2), Большое влияние на судьбу Н.И. Попова оказало и так называемое «дело Миллера», без упоминания о котором будут непонятны дальнейшие события.

6 сентября 1749 г. ко дню тезоименитства императрицы Елизаветы Академия наук предполагала устроить торжественное публичное собрание. М.В. Ломоносов должен был открыть его похвальным словом Елизавете. Г.Ф. Миллеру было поручено произнести речь «Происхождение имени и народа Российского», а Х.Н. Винсгейму — предложить астрономическую задачу о теории движения Луны. Празднество должна была завершить подготовленная по проекту Я.Я. Штелина красочная иллюминация на берегу Невы.⁹

Однако намеченные торжества были сорваны. Миллер затянул представление своей речи, и в спешке ее утвердили формально, не читая. Отпечатанная речь вызвала сомнения. Президент отменил публичное собрание и приказал академикам внимательно рассмотреть речь. История возникновения русского государства была связана с варяжскими князьями — выходцами из Скандинавии. Пообещав в начале своей речи объяснить, какими подвигами прославились предки русских, получившие за храбрость название славян, Миллер резко исказил историю русского народа, представив ее как сплошную цепь поражений и неудач. Некритически и тенденциозно отбирая материал, во всех случаях отдавая предпочтение скандинавским источникам и отвергая свидетельства русских летописей, Миллер всячески доказывал отсталость и несамостоятельность древних славян, нередко допуская при этом и грубые фактические ошибки. Таким было, например, утверждение, что Новгород возник раньше Киева.

Большинство профессоров-немцев, ссылаясь на плохое знание русского языка и истории России, уклонилось от обсуждения щекотливых вопросов. Остальным, как русским или членам Исторического собрания,¹⁰ пришлось высказать свое мнение. Оно было единодушным — без существенных изменений работу Миллера печатать нельзя. Причем даже профессора-иностранцы (И.Э. Фишер и Ф.Г. Штрубе де Пирмонт) признали, что многие выражения и тон речи Миллера оскорбительны для национального чувства русского человека. Естественно, что М.В. Ломоносов, Н.И. Попов и С.П. Крашенинников высказались весьма резко. Возможно, во время этих событий и родилась известная фраза Тауберта: «Разве-де нам десять Ломоносовых надобно? И один-де нам в тягость» [II, 34, т. 2, с. 577].

Н.И. Попов дал наиболее аргументированный рапорт. Он проштудировал речь Миллера, четко отметил все логические противоречия, фактические ошибки, тенденциозность в отборе материала, необоснованность многих выводов. Все замечания сопровождались ссылками на страницы речи Миллера и его источников. Возражения Попова были так убедительны, что некоторые его фразы без изменений были включены в указ канцелярии, которая распорядилась уничтожить речь. Это самоуправство Шумахера крайне возмутило Миллера. 2 октября 1749 г. он подал жалобу президенту.

Для разбора дела Миллера было учреждено чрезвычайное собрание.¹¹ Обсуждение продолжалось с 23 октября 1749 г. по 8 марта 1750 г. и затянулось на 29 заседаний. В результате весьма горячих споров работа Миллера была отвергнута Академией, а сам он сенатским указом от 6 октября 1750 г. лишен на год профессорского звания и переведен в адъюнкты. Дело Миллера крайне обострило и без того уже натянутые отношения между учеными и создало обстановку весьма неблагоприятную для нормальной научной работы. Это повлияло и на дальнейшую судьбу Н.И. Попова.

Примечания

1. Правильность предположения Кассини была доказана лишь во время полного солнечного затмения 1860 г. За красивый цвет атмосферу Солнца назвали хромосферой (от греческого слова «хромос» — цвет).

2. Дифракция (от латинского слова «диффранго» — ломать, дробить) — явление изгибания светового луча, проходящего вблизи малых или резких препятствий или через отверстия и щели. Подробнее об этих работах Делиля см. [II, 26, 27].

3. Прохождения Венеры по диску Солнца — явления чрезвычайно редкие, поэтому Делилю не удалось наблюдать ни одного из них. Ближайшее прохождение Венеры ожидалось только в 1761 г.

4. 1 английский, или лондонский, фут равен 0.3048 ад.

5. Текст этого документа печатался в 1895 г. [II, 23, т. 8, с. 664, 665], однако не совсем точно, поэтому здесь цитата дается по архивному тексту (ЛО ААН, ф. 3, оп. 1, № 112, л. 451 об.).

6. До последнего времени автором этого метода считался Дж. Брэдли, предложивший его в 1750 г. Поскольку Н.И. Попов написал свою работу 28.XII.1747 г., его следует считать автором метода «глаз и ухо».

7. ЛО ААН, ф. 3, оп. 1, № 112, л. 454.

8. Там же, л. 459, 460.

9. Там же, № 803, л. 1—613.

10. Историческое собрание, учрежденное 24 марта 1748 г. в составе И.А. Брауна, Х. Крузе, М.В. Ломоносова, Г.Ф. Миллера, И.К. Тауберта, В.К. Тредиаковского, Я.Я. Штелина, Ф.Г. Штрубе де Пирмонта, было призвано рассматривать сочинения по истории [II, 11, т. 1, с. 278—284].

11. Сохранились протоколы собрания, которые вел С.П. Крашенинников, а также переписка по этому делу (ЛО ААН, ф. 3, оп. 1, № 838, л. 402—613).