книги из ГПНТБ / Сингер, С. Природа шаровой молнии
.pdfНаблюдения шаровой |
молнии |
71 |
ясняются оптическими иллюзиями. |
Однако |
сообщения, |
которые можно было бы объяснить подобными иллюзия ми, крайне редки.
В одном случае появления шаровой молнии сам оче видец пришел к выводу, что это была оптическая иллю зия [287]. Дело происходило в Англии в 1877 г. Перед наблюдателем, который шел по улице, одновременно со
'вспышкой молнии |
и ударом грома появился светящий |
ся шар. Этот шар, |
величиной примерно с зонтик, упал |
перед ним и покатился по мостовой в том же направле нии, в каком он шел. Затем шар исчез; казалось, что он
свернул в ворота одного из домов. Согласно |
сообщению |
очевидца, он почти немедленно пришел к |
выводу, что |
это была оптическая иллюзия — результат |
воздействия |
разряда на сетчатку глаза; именно поэтому «шар» дви гался в направлении его взгляда и исчез, когда пропал последовательный образ в глазу очевидца.
Чаще всего иллюзию считают возникающей в том случае, когда наблюдатель видит обычную молнию, на ходясь прямо на пути разряда. Поскольку наблюдатель видит только поперечное сечение разряда, он представ ляется ему круглой массой, движущейся прямо на него, при условии, конечно, что разряд не меняет направле ния, как это бывает при обычной зигзагообразной мол нии. Араго указывает, что подобная иллюзия не может объяснить сообщения о шаровых молниях, двигавшихся поперек поля зрения очевидца.
Имеется сообщение, которое, по-видимому, относится именно к каналу молнии, располагавшемуся вдоль луча зрения, хотя очевидец счел этот феномен шаровой мол
нией [114]. Обедая летом |
1900 |
г. в |
норвежском |
отеле, |
|
он любовался яркими |
вспышками |
молний во |
время |
||
грозы. Внезапно прямо |
на |
него |
с неба метнулась |
поло |
са желтого света шириной около 3 см, нацеленная, как ему показалось, прямо в лоб. Он окаменел от неожи
данности |
и |
не успел окликнуть кого-либо |
из сидевших |
|
за |
столом. |
В тот момент, когда этот объект |
приблизился |
|
к |
окну, |
он |
превратился в ослепительный |
желтый шар |
размером с крикетный мяч. Шар взорвался с ужасным "треском, выбросив во все стороны длинные языки лило вого пламени. На следующий день очевидец обнаружил
72 |
Глава 5 |
след от этого разряда в земле, начинавшийся в 20 м от окна, через которое он наблюдал это явление. Кругом валялись комья земли и ветки, а два — три молодых деревца были вывернуты с корнем. Найденный им след представлял собой борозду в 44 м длиной и от 7 до 24 см шириной при глубине от 4 до 12 см. Борозда оги бала большой гранитный валун, от которого были отко лоты два больших куска. Один из них свидетель с тру дом поднял, другой же мог только пошевелить, однако этот кусок был отброшен от валуна метров на 5. В не скольких местах след исчезал под землей, но затем сно ва выходил на поверхность. Описание светового явле ния, а также следа на земле очень легко отнести к обычной зигзагообразной молнии, хотя еще в одном со общении о шаровой молнии указывалось, что она про вела по земле борозду.
Наблюдения, сделанные надежными очевидцами при точно описанных условиях, убедили многих в существо
вании шаровой молнии, как, несомненно, убедило |
бы их |
и зрелище самого явления. Однако во время |
одного |
необычного случая сам очевидец, Д. Суитенбенк, препо даватель факультета топлива и инженерной химии Шеф
филдского |
университета, |
пришел к |
противоположному |
|||
выводу. |
Обычная |
молния |
ударила |
в дерево |
примерно |
|
в 100 м |
от |
дома, |
в котором в этот |
момент |
находилось |
около 25 человек. Дерево раскололось, и в радиусе 3 м от его комля на земле остались расходящиеся опален ные следы. Провод имевшегося в доме телефона прохо дил поблизости от этого дерева, и аппарат вышел из строя. Все люди в доме видели белый шар 30 см в диа метре, который в один и тот же момент оказался в го стиной, в ванной и в кухне — т. е. там, где находились данные свидетели в момент вспышки. Шар оставался в доме несколько секунд и, по мнению некоторых, исчез через окно или дверь. К этому присоединился оглуши тельный звук, похожий на взрыв,— в ушах очевидцев звенело около получаса. Суитенбенк находился в компа нии, беседовавшей на кухне, и шар появился в центре их группы. Он счел случившееся оптической иллюзией,, так как шар одновременно видели в нескольких комна тах очень большого дома, и высказал предположение.
Наблюдения шаровой молнии |
73 |
что чрезвычайно мощный электромагнитный |
импульс |
мог воздействовать на мозг именно таким образом. В ка честве другого возможного источника подобных иллю зий указывалось также кажущееся ощущение света при
надавливании |
на |
глаз. |
|
|
|
|
В. Сводки |
и обзоры |
наблюдений шаровой молнии |
||||
4 |
|
|
|
|
|
|
f Чрезвычайный |
интерес и |
важность |
наблюдений |
не |
||
обычного поведения |
шаровой |
молнии |
заставляли |
уче |
ных вновь и вновь рассматривать быстро умножающе еся число случаев в надежде обнаружить систематически повторяющиеся особенности, которые могли бы послу жить основой для объяснения этого явления. Самоераннее исчерпывающее рассмотрение этой проблемы бы ло опубликовано Араго в 1838 г. [16]. Работа эта вызва ла общий интерес, к нему начали поступать новые со общения, и при включении этого обзора в собрание сво их трудов Араго добавил еще 30 случаев наблюдения шаровой молнии. После Араго в нескольких книгах о грозах и молниях появились главы, посвященные шаро вой молнии. В специальных журналах было напечатано несколько обширных обзоров, включавших сотни под робно изложенных наблюдений. Были изданы также две книги, посвященные исключительно шаровой молнии.
Всего лишь через пять лет после выхода в свет ста тьи Араго ведущий английский «электрик» Сноу Гаррис коротко рассмотрел шаровую молнию в своем труде,, посвященном грозам [200], и предположил, что она об разуется благодаря электрическим разрядам определен ного типа. Гипотеза эта остается в силе и по сей день. Гаррис изложил весьма ограниченное число лаборатор ных экспериментов того времени, которые как-то могли объяснить это явление. Число собранных наблюдений заметно увеличил в 1866 г. Сестье в своей книге о видах и действии молнии [471]. Фламмарион, астроном и автор многих научно-популярных произведений, привел в сво ей книге об атмосфере, пользовавшейся большой по пулярностью и впервые изданной в 1872 г. [153], около 5Ѳ случаев наблюдения шаровой молнии, часть которых была почерпнута из литературы, а часть собрана им
74 Глава 5
самим. 18 сообщении о шаровой молнии в море были •собраны в 1890 г. [323]. В более поздних немецких [181] и русских [488] трудах о грозах и молнии число полно стью излагаемых случаев стало резко сокращаться вви ду того, что в литературе их накопилось слишком много, и на смену им все шире стал приходить статистический метод изложения информации. В русскую [260], швед скую [361] и чехословацкую [433] книги о молниях были включены краткие обзоры, посвященные главным обра^
зом возможным |
источникам формирования |
шаровой |
|
молнии. Теории, |
которых придерживается каждый |
из |
|
авторов, в общем |
представляются логичными, |
но |
все |
они разные. Наблюдения, проводившиеся в Голландии с 1916 по 1943 г., были собраны и обсуждены вместе с имеющимися теориями [45]. Недавно опубликованная научно-популярная книга, посвященная атмосферным и геофизическим явлениям [272], включает краткий обзор нынешнего состояния проблемы шаровой молнии, кото рый в большей своей части весьма точен и подкреплен авторитетными свидетельствами.
В 1937 г. [184] и в 1965 г. [108, 479] были опубликова ны доклады, сделанные на научных конференциях, а также последовавшая за ними дискуссия. Собраны наблюдения шаровой молнии в СССР [101]. Специаль ные публикации, касающиеся шаровой молнии, включа ют библиографию с выдержками из 43 докладов за пе риод 1950—1960 гг. из библиотеки Конгресса США [282], а также сборник советских статен, переведенных на ан
глийский язык [434] |
|
в основном |
посвященных |
плазмен |
|
ным моделям, предложенным |
для |
шаровой |
молнии, |
||
с аннотированной |
библиогрифей, |
содержащей |
83 на |
||
H |
|
|
|
|
звания.
Несколько авторитетных и достаточно полных источ ников, которые могут считаться наиболее существенны ми для полного обзора проблемы шаровой молнии, со держат наибольшее число собранных наблюдений, а также краткий критический разбор свойств, выведенных на основе этих сообщений, и теорий, предложенных для их объяснения. Таким источником является труд Заутера [452], опубликованный в двух частях (одна излагаеттеорші шаровой молнии, а другая — сообщения о ней)
Наблюдения шаровой молнии |
>5 |
Ульмским реальным училищем в 1890 и 1892 гг. и кратко
.аннотированный в Meteorologische Zeitschrift [453]. В этом обзоре приведены сообщения о 213 появлениях шаровой молнии, причем некоторые из них дублируют друг друга [65] — возможно, из-за неоднократных пуб ликаций одного и того же сообщения в различных жур налах. Заутер пришел к выводу, что шаровая молния [возникает гораздо чаще, чем принято считать, и настой чиво рекомендовал имеющим соответствующую подго товку лицам вести внимательные наблюдения во время •грозы, чтобы получить сведения, которые помогут разо браться в противоречивых свойствах, приписываемых шаровой молнии согласно имеющимся сообщениям.
Через 20 лет после работы Заутера бельгийский журнал Ciel et terre опубликовал в шести номерах «Рет
роспективный |
взгляд на |
попытки |
объяснения |
шаровой |
молнии» де Янса [230]. Этот труд |
примечателен |
строгой |
||
логичностью |
изложения |
и весьма |
точным цитированием |
источников. Конкретные наблюдения приводятся для того, чтобы обосновать характерные черты, приписывае мые шаровой молнии, и связать эти свойства с выдвигае мыми теориями. Однако эти наблюдения не излагаются полностью и в хронологическом порядке, как делается обычно в других работах такого же объема, посвящен ных шаровой молнии. Де Янс пришел к выводу, что имевшиеся в то время теории объясняли лишь некоторые,
а не все свойства шаровой |
молнии. В тот же период, ког |
|||||
да появился |
обзор |
де Янса (с 1910 по 1912 г.), в Atti и |
||||
в М е т о п е |
Ватиканской |
академии из номера в номер |
||||
публиковался |
свод |
наблюдений, |
который |
собрал по |
||
литературным |
источникам |
Галли [164, 165]. Позже было |
||||
отмечено [65], что Галли |
включил |
в свои |
свод случаи, |
когда сам наблюдатель вовсе не упоминал о шаровых образованиях.
По мере того как число наблюдений, сообщавшихся в литературе, и число сводок таких наблюдений все уве личивались, в исследования, опиравшиеся на показания очевидцев, начали включать полностью лишь избранные случаи; остальные же описания, содержавшие все под робности, какие только мог припомнить очевидец, заме нялись собственными выводами исследователя или ста-
76 Глава 5
тистнческпмп данными о выбранных им характеристиках. Упоминавшееся выше исследование Хамфрейса [224]' опиралось на 280 неопубликованных случаев, собранных им самим. Эти сообщения показались ему весьма неубе дительными, и он пришел к выводу, что во всех случаях появление шаровой молнии объяснялось либо иллюзией,, либо неправильной идентификацией какого-либо иного естественного явления. Мак-Наллн [321] собрал 515 со общений. Хотя в их число были включены неподвижныесветящиеся шары, которые первоначально отождествля лись с огнями св. Эльма, у многих из них наблюдались характерные черты шаровой молнии — например, пере мещение по воздуху. Еще 112 наблюдений рассматрива ются в другой недавней работе того же типа, опублико ванной Рейлом [420]. Барри [36] сделал обзор сообщений- о шаровой молнии, приводимых в литературе. На осно вании 400 с лишним наблюдений (Барри добавил к тем,, которые уже включались в предыдущие обзоры, сообще ния, собранные за последние 50 лет) он, в частности, попытался отделить другие светящиеся объекты (напри мер, огни св. Эльма) от шаровой молнии.
Лучшим из известных источников сведений о шаровой молнии является книга Браида «Der Kugelblitz», опубли кованная в 1923 г., в которой наблюдения воспроизведе ны полностью, а свойства, о которых сообщали очевидцы,, рассматриваются статистически с учетом их частоты [65,. 481]. В университетских библиотеках Марбурга, Берли на и Геттпнгена и в военно-морской обсерватории в Гам бурге Бранд нашел примерно 600 сообщений. Он перечис лил 215 из наиболее тщательно проверенных случаев за столетие (1820—1920) и точно воспроизвел оригинальный, текст 108 из них. Треть работы посвящена оценке свойств,, выведенных из этих сообщений, и обсуждению теорий, выдвинутых для объяснения этого явления — в частно сти, разбору недостатков наиболее распространенных теорий той эпохи. Недавно была опубликована несколько' более краткая советская работа «Загадка шаровой мол нии» Леонова [277]. В этом труде, по стилю научно-попу лярном, но достаточно строгом, перечисляются произве денные в СССР наблюдения шаровой молнии, из которых" в литературе прежде были известны лишь немногие.
|
Наблюдения |
шаровой молнии |
77 |
В этом труде |
излагаются |
и рассматриваются |
некоторые |
из наиболее |
рациональных теорий шаровой |
молнии и |
подчеркивается отсутствие надежной теории. Указывают
ся и трудности, отчасти |
объясняющие такое положение |
|||
вещей. |
|
|
|
|
Само поведение |
шаровой молнии — как обычное, так |
|||
и наблюдавшееся |
в |
единичных |
случаях — чрезвычайно |
|
^затрудняет создание |
ее |
теории. |
Для полноценного же |
{рассмотрения выдвинутых теорий совершенно необходи мою исчерпывающее изучение свойств шаровой молнии.
Глава 6
ФОТОГРАФИИ ШАРОВОЙ МОЛНИИ
Количество фотографии шаровой молнии весьма не значительно. Их существование укрепляет уверенность в реальности этого явления и в целом подтверждает осо бенности, отмеченные при визуальных наблюдениях Фотографический метод, оказавшийся весьма эффектив
ным для |
исследования |
других |
форм грозового разряда, |
не принес |
успеха при |
изучении |
шаровой молнии — в ос |
новном, без сомнения, потому, что ее появления редки и нерегулярны. Имеющиеся снимки можно разбить на две категории. Один фиксируют светящийся след, оче
видно, |
оставленный движущимся огненным шаром. |
Вторая |
и более редкая категория — это фотографии |
неподвижной светящейся массы, которая имеет лишь приблизительно сферические очертания и может испу скать искры.
Обычно для фотографирования молний пленка дли тельно экспонируется во время грозы. Периодически ее
меняют. |
Затем |
ее проявляют |
и |
просматривают, отби |
|||||||
рая |
наиболее интересные |
кадры. |
Напротив, |
наиболее |
|||||||
ценные |
снимки |
шаровой |
молнии |
были получены |
пу |
||||||
тем |
фотографирования |
с |
короткими выдержками, |
ког |
|||||||
да у наблюдателя в руках, |
к |
счастью, |
оказывался |
за |
|||||||
ряженный |
фотоаппарат |
и |
он |
видел |
объект, |
который |
|||||
снимал. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Самые |
ранние изображения |
шаровой |
молнии — это, |
разумеется, рисунки, сделанные очевидцами. Первый из них, опубликованный в научном журнале в 1868 г. [192], воспроизведен на рис. 12. Согласно описанию, шар, 2—Зс
висевший в воздухе прямо перед окном, через |
которое |
его наблюдали, был в основном ярко-желтым |
справа-и- |
более красным слева. Вправо вырывались длинные луч»
•so Глава 6
вили Бранда отметить, что фотографий шаровой молнии! не существует [65].
Подобные же снимки светящихся следов, предполо жительно оставленных движущейся шаровой молнией, были воспроизведены в 1928 г. в сборнике фотографий, изображающих различные явления природы [411]. Не-! медленно появилась критическая статья [558], объявив шая их результатом перемещения камеры с открытым затвором во время съемки и ссылавшаяся на более ран-'j иие поддельные фотографии. Одна из опубликованных фотографии представляла собой изображение уличных фонарей вблизи Рейна, полученное при движении камеры взад и вперед (как то было и в более раннем случае), причем отмечались даже вероятные блики в речной воде. Две другие фотографии были объявлены изображением
.ламп внутри помещения и бликами от них, возникшими благодаря движению камеры.
Однако несмотря на критику автор продолжал ут верждать [412], что все три фотографии являются сним ками шаровой молнии. По его утверждению, в момент съемки уличные фонари не горели (что не исключает возможности попадания на снимок света автомобильных фар). Относительно снимков, сделанных внутри помеще ния, он заявил, что свет там зажжен не был и отсутство вали другие условия, на основании которых критики сде лали вывод о поддельности снимков. Высокая плотность потемнения, резкость н четкость ярких следов, различ ная ширина следов и синусоидальная форма одного из них приводились в качестве неопровержимого доказа тельства того, что изображения эти действительно созда ны шаровой молнией. Образование же изображений такой плотности при воздействии искусственных источ ников света невозможно ввиду их относительно меньшей яркости (по сравнению с шаровой молнией). Получение высокой плотности изображения путем длительной экс позиции также было отброшено на том основании, что блики на воде, снятые на фотографии вне помещения, были резкими, а не смазанными.
Однако в этих ответах на критику не было обращено^ внимание на то, что плотность изображения определяется не только временем экспозиции, но и временем проявле-