Федор Александрович Бредихин
Астроном.
Родился 8 декабря 1831 года в городе Николаеве в старинной дворянской семье. Отец, отставной капитан-лейтенант, служил на Черноморском флоте, участвовал в турецкой кампании 1827–1829 годов. Дядя по матери, адмирал Рогуль, занимал должность второго коменданта Севастополя в дни его героической обороны.
До четырнадцати лет Бредихин учился дома – в имении отца Солонихе под Херсоном. Занимался им отставной директор Херсонской гимназии З. С. Соколовский – прекрасный математик и педагог.
В 1845 году Бредихин был отдан в пансион при Ришельевском лицее в Одессе, а через четыре года переведен в сам лицей. Впрочем, учеба в лицее ему не понравилась и в 1851 году он перевелся в Московский университет на физико-математический факультет.
Интересовала Бредихина физика, но, подчиняясь моде тех лет, он намеревался пойти по стопам отца и дяди, то есть непременно поступить на флотскую службу или в артиллерию. Только на последнем курсе, после практических работ в обсерватории, Бредихин увлекся астрономией.
Учился он хорошо и в 1855 году, по окончании университета, был оставлен при кафедре для подготовки к профессорскому званию.
В 1857 году Бредихин сдал магистерские экзамены. Это позволило ему занять место исполняющего обязанности адъюнкта при кафедре астрономии Московского университета. А в 1862 году Бредихин защитил магистерскую диссертацию «О хвостах комет». Это исследование как бы предварило главное направление его будущих работ в астрономии. Той же проблеме была посвящена и докторская диссертация Бредихина – «Возмущения комет, не зависящие от планетных притяжений».
Талантливые лекции и речи на годичных актах университета быстро принесли Бредихину известность. «…Помню, лекция произвела на меня очень сильное впечатление, – вспоминал позже один из его учеников. – Этот небольшого роста человек, крайне подвижный и нервный, с острым, насквозь пронизывающим взглядом зеленовато-серых глаз, как-то сразу наэлектризовывал слушателей, приковывал к себе все внимание. Чарующий лекторский талант так и бил у него ключом, то рассыпаясь блестками сверкающего остроумия, то захватывая нежной лирикой, то увлекая краской поэтических метафор и сравнений, то поражая мощной логикой и бездонной глубиной научной эрудиции».
Однако, скоро научная работа полностью захватила Бредихина. Он начал опаздывать на лекции, даже пропускал их. Ночные наблюдения в обсерватории полностью изменили ритм его жизни.
В 1867 году профессору Бредихину была предоставлена заграничная командировка. Хорошее знание языка позволило ему, находясь в Италии, близко ознакомиться с трудами Общества спектроскопистов. Многие итальянские исследователи стали его друзьями, в том числе знаменитый открыватель «каналов» Марса астроном Дж. Скиапарелли. Но ближе всех Бредихин сошелся с выдающимся итальянским ученым А. Секки, в 1860 году получившим первую фотографию солнечной короны, а позже составившим первую научную классификацию звездных спектров.
Вернувшись в Россию, Бредихин получил место в Киевском университете, но Киев ему не понравился. Через год Бредихин перебрался обратно в Москву. С 1873 по 1876 год он выполнял обязанности декана физико-математического факультета Московского университета, а после смерти астронома Б. Я. Швейцера занял пост директора Московской обсерватории.
Здесь проявился организаторский талант Бредихина.
За короткое время астрометрическое направление работ обсерватории сменилось на астрофизическое. Было существенно пополнено спектроскопическое и фотографическое оборудование, начались спектральные наблюдения Солнца. По гипотезе, выдвинутой Бредихиным, атмосфера Солнца могла состоять из водорода. Нижние слои фотосферы, нагреваясь у поверхности Солнца, поднимаются вверх, постепенно охлаждаясь и рассеиваясь, что, собственно, и является причиной возникновения пятен на Солнце. «…Легко видеть, – писал Бредихин, – что восходящие и нисходящие движения газов превратятся затем в круговые движения, которые над самым пятном будут направлены от центра к периферии, а выше – будет иметь место обратное». После установления круговых потоков, считал Бредихин, такое пятно может существовать довольно долго. Когда температуры окружающих масс газов и ядра пятна сравниваются, атмосфера вновь возвращается в спокойное состояние, и пятно исчезает.
При Бредихине сотрудники обсерватории активно занялись изучением спектров комет и планетарных туманностей, наблюдением поверхности Марса и Юпитера, разработкой методики фотометрических наблюдений звезд.
«В бытность его директором Московской университетской астрономической обсерватории, – писал астроном А. А. Белопольский, – он ревностно занимался наблюдениями. Наблюдений им произведено очень много при помощи всевозможных инструментов. Особенно ценными в то время и замечательными следует считать наблюдения протуберанцев на Солнце при помощи спектроскопа. В то время лишь весьма редкие ученые занимались этим, и Федор Александрович провел свои наблюдения с замечательной настойчивостью в течение целого одиннадцатилетнего периода пятнообразовательной деятельности на Солнце. Там же, в Москве, он делает труднейшие по тому времени спектроскопические наблюдения и его измерения спектральных линий комет и газообразных туманностей по точности превосходили все тогда известные измерения…»
За пятнадцать лет, в течение которых Бредихин руководил обсерваторией, вышло в свет двенадцать томов специальных «Анналов». Из 158 научных исследований, напечатанных в «Анналах», больше половины принадлежит самому Бредихину. Умея работать с невероятным упорством и напряжением, он каждую начатую работу доводил до конца. Более того, он умел заставлять и учеников доводить до конца начатые ими работы. «Он прямо очаровывал учеников и сотрудников своей личностью, – писал о Бредихине Белопольский, – своим остроумием, веселой и живой беседой, тонкой наблюдательностью и необыкновенною простотою обращения: в беседе с ним забывалось его высокое научное и общественное положение. Я до сих пор вспоминаю о времени моего пребывания в обсерватории в Москве в его обществе, в его семье, как о времени самом отрадном в моей жизни. Там впервые после университета я понял, что значит труд, одухотворенный идеей, труд упорный, систематический. Там я впервые узнал, что такое научный интерес. Федор Александрович заражал своей научной деятельностью, своим примером, и это была истинная школа, истинный университет для начинающего».
К сказанному Белопольским следует добавить несколько строк об огромном, никогда не угасавшем интересе Бредихина к поэзии. В одну из поездок в Италию, например, он открыл нового для себя поэта Альфиери. Он так увлекся его творчеством, что полностью перевел, а в 1871 году напечатал в журнале «Вестник Европы» трагедию «Виргиния».
«Направление деятельности Альфиери, – писал Бредихин в небольшом вступлении к трагедии, – определилось его личным характером, не подчинявшимся условиям окружавшей его печальной действительности, и даже ставшим с ними в противоречие. Его мужественный ум, его глубокое чувство сознания человеческого достоинства не могли не возмущаться тогдашним жалким политическим и общественным положением Италии».
…Вот до чего дошел
Ты, Рим!.. Патриции, вы низки здесь,
И вам рабами быть должно; в цепях
Влачить вас нужно; вы храните в сердце
Лишь трусость, ложь, тщеславие и жадность.
Вас зависть к добродетелям плебеев,
Неведомым совсем для ваших душ,
Томит и мучит вечно. И из злобы
Сковать себе даете руки вы,
Чтобы народ двойной опутать цепью.
Вы рабства гнусного и общих бедствий
Желаете, чтоб только не пришлось
Свободой сладкою делиться с нами.
Бесчестные! Вам наша радость – горе,
И веселитесь вы, когда мы плачем.
Но времена изменятся, я верю,
И может быть уж близок день…
«За что бы он ни брался, – писал Белопольский, – во всем проявлялась в высшей степени богато одаренная натура: он являлся то художником – при рисовании подробностей поверхности Солнца и планет, то механиком – при сборке инструментов, то инженером – при сооружении помещений для инструментов, то образцовым вычислителем…»
В историю мировой науки Бредихин вошел как создатель механической теории кометных форм.
В основу созданной им теории легло то положение, что хвосты комет, «волосатых звезд», состоят из мелких материальных частичек, которые под действием отталкивающих сил вылетают с некоторыми начальными скоростями из ядра кометы в направлении от Солнца.
«Существующая механическая теория кометных явлений, – писал Бредихин, – признает кометные истечения и хвосты состоящими из частиц весомой материи, разрежение которой доведено до атомов и молекул; все движения этих частиц в пространстве… подчиняются закону Ньютона, при той или другой, смотря по химическому составу частиц, постоянной величине силы солнечного отталкивания. Это отталкивание, в сочетании с солнечным ньютоновским притяжением, и производит эффективную силу. Вводя в формулы движения толчок, получаемый частицами от кометы в сторону к Солнцу, в форме начальной скорости, теория свободно строит все собранное наблюдениями разнообразие кометных форм…»
Под влиянием тяготения и отталкивания материальные частицы, вылетающие из ядра кометы, практически всегда движутся по гиперболам. Астроном Бессель, начавший исследования кометных хвостов в 1836 году, еще не знал этого. В своих работах он пользовался лишь приближенными формулами, поэтому и результаты его исследований не всегда были точны. Бредихин применил новые, гораздо более точные формулы гиперболического движения.
Оказалось, что кометные хвосты можно разбить на три обособленных типа.
К первому типу Бредихин отнес хвосты почти прямые, направленные прямо от Солнца, стелющиеся по радиусу-вектору кометы, как, например, у известных комет 1811, 1843, 1874 годов. Такие хвосты, считал Бредихин, формируются отталкивающими ускорениями, величины которых всегда кратны 18. Другими словами, они в 18 раз превышают ньютоновское притяжение.
Хвосты второго типа (например, хвост кометы Донати 1858) гораздо шире. Обычно они похожи на рог, изогнутый в сторону, всегда обратную движению кометы. Отталкивающая сила в таких хвостах изменяется от 2,2 на одном краю до 0,5 на другом.
Хвосты третьего типа – короткие, слабые. Они сильно отклонены назад от прямой, соединяющей комету с Солнцем. Формируются такие хвосты совсем ничтожными ускорениями.
Механическая теория кометных форм помогла Бредихину объяснить форму голов комет с параболическим очертанием, и даже поперечные полоски в хвостах второго типа, так называемые синхроны – образования, произведенные внезапными, в виде взрыва, выделениями мощных облаков пылинок из ядер кометы. Уверенно объясняла теория Бредихина и совсем странные на первый взгляд формы кометных хвостов, состоящие, например, из двух пересекающихся ветвей в виде греческой буквы лямбда, причем ветви эти могли на какое-то время пропадать, а затем снова появляться.
Приняв газовое строение кометных хвостов, как и электрическое происхождение отталкивающих сил, Бредихин высказал предположение, что эти силы должны быть обратно пропорциональны молекулярному весу, а, следовательно, хвосты разных типов обязательно должны отличаться друг от друга по химическому составу. То есть, если хвосты первого типа состоят из легчайшего газа водорода, то в хвостах второго типа непременно должны присутствовать молекулы углеводорода и легких металлов, например, натрия, а в третьем типе – тяжелые металлы.
«Если это согласие в самом деле не случайно, – писал Бредихин, – а такое согласие было бы во всяком случае очень странным, – можно заключить с большой вероятностью, что хвосты трех типов состоят соответственно из молекул водорода, углерода и железа».
Последующие открытия подтвердили правоту Бредихина.
В спектре кометы 1882 года он сам заметил линию натрия, а в спектре второй кометы 1882 года, в момент ее наибольшего приближения к Солнцу, зарегистрировал линии железа.
В 1889 году Бредихин высказал гипотезу об образовании периодических комет путем отрыва отдельных частей от некоей кометы-родоначальницы, движущейся по параболической орбите. Такая гипотеза прекрасно объясняла существование так называемых семейств комет, то есть кометных групп со сходными орбитами. Весьма замечательными оказались мысли Бредихина о распаде комет, о происхождении периодических комет и метеорных потоков. До сих пор не потеряли значения работы, посвященные происхождению метеоров, которые Бредихин считал продуктом распада комет. Он убедительно показал, что не только периодические кометы, но и те кометы, что движутся по орбитам, близким к параболическим, могут образовывать обширные метеорные потоки.
В 1890 году, после ухода в отставку директора Пулковской обсерватории Струве, ее директором был назначен Бредихин.
Одновременно он был избран ординарным академиком.
В те годы Пулковская обсерватория, несомненно, была одним из мировых центров астрономии. Однако налицо была и некоторая нездоровая замкнутость, возникшая от нежелания прежнего директора пополнять кадры обсерватории русскими учеными.
«…При самом вступлении в управление обсерваторией, – писал Бредихин в отчете за 1891 год, – для меня было непреложной истиной, что теоретически образованным питомцам всех русских университетов, чувствующим и заявившим свое призвание к астрономии, должен быть доставлен, в пределах возможности, свободный доступ к каждому практическому усовершенствованию в этой науке, а затем и к занятию всех ученых должностей при обсерватории. Только таким путем Пулковская обсерватория может образовать достаточный собственный контингент для замены выбывающих деятелей. С другой стороны, и русские университеты только таким образом могут всегда иметь кандидатов, настолько сведущих и опытных в практической астрономии, что им по достижении ученых степеней с полной надеждой на успех можно будет поручать как преподавание астрономии, так и управление университетскими обсерваториями».
Приступив к реорганизации обсерватории, Бредихин значительно расширил программы, как астрономических, так и астрофизических исследований, ускорил темпы работ, установил в обсерватории новые инструменты – нормальный астрограф и спектрографы к 38-см и 76-см рефракторам. Широкое применение спектрального анализа, деятельное изучение солнечной короны, туманностей и комет вывело Бредихина в первые ряды астрофизиков, а выдержанность предложенных им методов, заключающих в себе правильное сочетание вычислительно-теоретической работы с непрестанными инструментальными наблюдениями небесных тел, явилось несомненным достижением созданной им школы.
Занимаясь кометами, Бредихин пришел к убеждению, что принятые в то время термины – голова и хвост – совершенно неправомерны даже с физиологической точки зрения. Подобные термины, по его выражению, он относил к «кухонной латыни».
Чувствуя необходимость в квалифицированной помощи, Бредихин обратился к профессору римской словесности Московского университета Г. А. Иванову. Исследовав термин «хвост кометы», казавшийся Бредихину особенно неудачным, Иванов действительно установил, что такой термин никогда прежде не встречался у древних авторов. Вместо него в древности употреблялись слова coma – волосы, и barba – борода, гораздо точнее отражавшие внешнюю сторону явления.
Впрочем, попытка заменить термин «хвост» термином «кома» Бредихину не удалась. Астрономы не пошли на такое нововведение и предпочли пользоваться привычным понятием.
По уставу Пулковской обсерватории в обязанность директора вменялось поддерживать живую связь с русскими и иностранными обсерваториями.
В течение 1892 года Бредихин побывал во всех русских обсерваториях, а затем в обсерваториях Берлина, Потсдама, Парижа, Медоны, Гринвича. В результате этих поездок к работе на инструментах обсерватории стали допускать сверхштатных астрономов. Среди них, кстати, были многие ученики Бредихина – А. П. Соколов, А. А. Белопольский, С. К. Костинский, А. А. Иванов.
«…Имея широкий научный взгляд, – писал Костинский, – Федор Александрович ясно сознавал, что все наши теории, основанные на наблюдениях, должны беспрерывно поверяться подобными же наблюдениями, что, занимаясь теоретическими выкладками по астрономии, мы должны безустанно направлять свой взор к небу (и в переносном, и в прямом смысле) и что только гармоничное сочетание практики с теорией способно вести нас по правильному пути эволюции нашей науки, как это ясно показывает вся ее история. Федор Александрович часто говорил, что „нельзя сводить всю астрономию к одним вычислениям или к переворачиванию старых формул на новый лад“ и что „тот не астроном, кто не умеет сам наблюдать“, потому что такой человек не мог бы даже отнестись критически к тому материалу, который кладется им в основание своих вычислений и теоретических соображений. А где нет строгой и беспристрастной критики, нет и науки!»
В Пулково Бредихин продолжил исследования комет и метеорных потоков, начатые еще в Московской обсерватории. Многочисленные фотографические наблюдения принесли богатый материал, подтвердивший выдвинутую им теорию кометных форм. Однако в 1895 году, чувствуя накопившуюся усталость, Бредихин подал прошение об освобождении от должности директора Пулковской обсерватории.
К этому времени он был членом многих отечественных и зарубежных научных обществ и учреждений.
В 1877 году его избрали членом-корреспондентом Петербургской академии наук, в 1883 – действительным членом Леопольдино-Каролинской академии в Галле, в 1884 – членом-корреспондентом Королевского астрономического общества в Лондоне и Ливерпульского астрономического общества, в 1886 – почетным членом и президентом Московского общества испытателей природы, в 1887 – членом-корреспондентом Общества итальянских спектроскопистов, в 1889 – членом Математического и естественно-исторического общества в Шербуре (Франция), в 1890 – ординарным академиком Петербургской академии наук и председателем Русского астрономического общества, в 1891 – почетным членом Харьковского университета и Русского географического общества, в 1892 – почетным доктором философии Падуанского университета (Италия), а в 1894 – членом-корреспондентом Бюро долгот в Париже.
Получив отставку, Бредихин переехал в Петербург.
В 1897 году в статье «О вращении Юпитера с его пятнами» Бредихин подвел итог всем исследованиям Юпитера, которые проводились под его руководством. Особое внимание он обратил на изменение длины знаменитого Красного пятна и на появление на его концах тонких заостренных придатков. На основании изученных особенностей он пришел к аналогии Красного пятна с длинным овальным телом, погруженным в жидкость. По заключению, которое, по словам Бредихина, буквально навязывалось наблюдениями, Красное пятно «…есть или была огромная твердая пленка, увлекаемая нижними течениями атмосферы и скользящая по жидкой поверхности планеты».
Следует заметить, что природа Красного пятна до сих пор остается загадкой.
За день до смерти Бредихина, которая случилась 1 мая 1904 года, на ночном небе появилась яркая телескопическая комета. Прощаясь со своим учителем, профессор В. К. Цераский, приемник Бредихина на посту директора Московской обсерватории, сказал: «Каждый раз, когда из бездонной глубины звездного свода спустится к нам небесная страница, огромный круг людей будет повторять имя Бредихина».
Г. Прашкевич