В. А. Баринов. "Василий Васильевич Витковский" Издательство "Наука", Москва, 1973 г. OCR Biografia.Ru
продолжение книги...
Геодезическое отделение Академии Генерального штаба. Пулковская обсерватория. Военно-топографическая служба и путешествия (1880—1902)
Alea jacta est ! (Жребий брошен !)
Так получилось, что на геодезическое отделение Академии Генерального штаба в 1880 г. поступил только один слушатель — поручик инженерных войск Василий Васильевич Витковский. Между ведущим профессором этого отделения академиком Алексеем Николаевичем Савичем (1810—1883) и его учеником установились особые отношения. В. В. Витковский в «Пережитом» отмечал: «Занятия у Савича навсегда остались у меня самыми приятными воспоминаниями. Я особенно горжусь занятиями с Савичем потому, что мне довелось быть последним его учеником».
Академик А. Н. Савич в тот период часто прихварывал и поэтому занимался со слушателем-геодезистом в своей квартире. Это были насыщенные глубоким содержанием беседы выдающегося русского ученого-специалиста в области математики и высшей геодезии с достойнейшим учеником. И благодарный ученик впоследствии посвятил свой первый капитальный труд — книгу «Практическая геодезия» светлой памяти А. Н. Савича. Эпиграфом к «Практической геодезии» послужила проникновенная мысль, высказанная профессором Казанского университета П. И. Котельниковым (1809—1879): «Труд — вот истинный ключ от сокровищницы всяческих знаний! Что устоит от его волшебного прикосновения? Счастлив тот, кто с ранних лет приучен к трудолюбию!» В ноябре 1882 г. за отличные успехи в науках Витковский получает следующий воинский чин — штабс-капитана. В 1883 г. после завершения теоретического курса геодезического отделения Академии Генерального штаба В. В. Витковский командируется для прохождения практического курса в Пулковскую обсерваторию. Это было передовое научное учреждение, равного которому в то время не знала ни одна страна. Знаменитый французский физик Ж. Био (1774—1862) писал в 1848 г.: «... Ни одно астрономическое учреждение никогда не было так широко задумано, так обдуманно устроено, так богато снабжено, как Пулковская обсерватория... Теперь Россия имеет научный памятник, выше которого нет на свете» (4). Такое же суждение в 1847 г. высказал и директор старинной обсерватории в Гринвиче Д. Б. Эри (1801—1892): «...Ни один астроном не может считать себя вполне усвоившим современную астрономию в ее наиболее разработанной форме, если он не познакомился с Пулковской обсерваторией во всех ее особенностях... Я ничуть не сомневаюсь в том, что одно пулковское наблюдение стоит по меньшей мере двух, сделанных где бы то ни было в другом месте» (5).
----------------------------------------------------------
4. 100 лет Пулковской обсерватории. Изд-во АН СССР, 1945, стр. 11
5. Там же, стр. 11
----------------------------------------------------------
Архитектурный облик этой обсерватории, храма Русской астрономии, а затем астрофизики и службы времени, принадлежит А. П. Брюллову (1798—1877), а ее научным оснащением занимался великий русский астроном — академик В. Я. Струве (1793—1864).
Ведущим научным руководителем Витковского в Пулкове со второго года занятий был профессор Василий Карлович Деллен (1820—1897). Занятия с ним, так же как и с академиком А. Н. Савичем, оставили у Витковского неизгладимый след до конца жизни. В. К. Деллен поручил Витковскому детально исследовать новый пулковский горизонтальный круг, изготовленный известным в те годы механиком — членом Международного астрономического общества В. Ф. Гербстом (1842—1908). Идея же этого замечательного астрономического инструмента принадлежала, в основном, самому В. К. Деллену. В результате завершения исследования появилась диссертация В. В. Витковского под названием «Пулковский горизонтальный круг».
Немногие диссертации пулковских военных геодезистов удостаивались такой быстрой, как эта, публикации в Записках Военно-топографического отдела (ВТО) Главного штаба (6). Работа Витковского была исключением. Содержание ее привлекло внимание не только русских, но и зарубежных ученых конца XIX в.: Р. Шумана, В. Ванаха — в Германии; Ф. Канторино — в Италии. Благоприятные рецензии этих ученых были опубликованы в астрономических журналах. Попутно надо отметить, что, будучи еще в Академии, Витковский в 1882 г. представил А. Н. Савичу свою первую чисто математическую работу «Определение орбиты II кометы 1861 года», которую Савич, называвший Витковского «молодым талантливым поручиком», поместил во второй том своего курса «Астрономия» (7). В 1884 г. Витковский опубликовал свою вторую научную работу «Предвычисление покрытия звезд во время полного лунного затмения». Но перейдем к его диссертации «Пулковский горизонтальный круг». Во вступлении и в первой главе Витковский дает исчерпывающее описание каждого элемента инструмента, а также, тщательно анализируя работу другого известного русского механика Г. К. Брауэра (1816—1882), сравнивает ее с работой В. Ф. Гербста, причем предпочтение отдается Гербсту. Глава вторая диссертации посвящается измерению горизонтальных углов. Автор отмечает, что пулковский горизонтальный круг совмещает все качества высокоточного теодолита и пассажного инструмента, т. е. дает возможность одновременно измерять горизонтальные углы и азимуты земных предметов. Эта глава содержит описание множества терпеливо и настойчиво выполненных наблюдений для уяснения реальной точности измерения горизонтальных углов. Автор, отказавшись от применения известных таблиц Блока, предпочел способ, предложенный Ф. Ф. Витрамом. Витковский доказал его преимущества, заключающиеся в скорости и сравнительной простоте вычислений без утраты точности. Глава третья называется «Определение времени по азимутам звезд». В ней Витковский доказал пригодность пулковского горизонтального круга к решению сформулированной в названии главы задачи, хотя до этого времени
-------------------------------------------
6. Записки ВТО Главного штаба, 1885, т. X, ч. 4, стр. 1—70.
7. А. Л. Савич. Курс астрономии. Т. 2. СПб., 1883, стр. 349—357.
-------------------------------------------
способ определения времени по азимутам звезд применялся весьма редко. Автор диссертации показал, что пулковский инструмент вполне пригоден для точного определения времени по азимутам звезд. Он очень продуманно и даже остроумно построил и приложил к диссертации графическую таблицу времен наблюдения звезд, удобных для определения времени по их азимутам. Само определение времени по азимутам диссертант рекомендует производить в наблюдениях Полярной звезды и произвольной звезды в южной части неба; прекрасно разработана вся программа наблюдений с предельно доказательными примерами и тщательно составленными таблицами. В четвертой главе — «Определение долготы по азимутам Луны» Витковский высоко оценивает метод Деллена, доказывая выгодность наблюдений Луны вблизи меридиана, что позволяет весьма удачно применять пулковский горизонтальный круг. Главное, при этом отпадает необходимость для наблюдений так называемых лунных звезд. Правда, при этом несколько усложняются вычисления, особенно для приведения наблюдений Луны на среднюю нить. Но Витковский успешно упростил вычисления путем применения вспомогательных таблиц для некоторых компонентов своей основной формулы. В главе с предельной ясностью излагается способ Деллена для вычисления азимутов, Луны и применение с этой целью пулковского горизонтального круга.
Пользуясь способом Деллена и собственными приемами, Витковский добился на этом инструменте очень высокой точности определения долготы места из 8 азимутов по согласию последовательных азимутов +0s,54 с вероятной ошибкой в проводимых в разное время, но на одном месте наблюдений, равной + 1s,29. Ныне определение разностей долгот с применением радиосигналов, конечно, значительно точнее и, главное, несравненно быстрее. Но тогда работа Витковского, основанная на идее Деллена, была большой победой в долготных астрономических определениях. В пятой главе изложены методы определения широты вблизи I вертикала. Всем астрономам известен способ определения широты места по Бесселю (1784—1846) в I вертикале при помощи пассажного инструмента. Но в способе Бесселя есть некоторое неудобство, связанное с оптической силой пассажных инструментов в условиях «российского» неба, особенно в северных районах с их белыми ночами. В этих условиях можно наблюдать звезды только ярче 5—6 величин. В. К. Деллен подал Витковскому мысль наблюдать горизонтальным кругом в Пулкове лишь одну звезду, склонение которой должно быть больше определяемой широты, и в пределах 4'—100'. Эта идея, развитая Витковским, сразу же облегчила задачу. При этом сохранялась точность, появлялась некоторая «симметрия и быстрота» в самих наблюдениях и исключалась коллимационная ошибка, которая только именно в этом способе Деллена — Витковского исключается достоверно и полностью. Между тем известно, что при наблюдениях в I вертикале четырех звезд последовательно в различных зенитных расстояниях коллимационная ошибка исключается только при определенных условиях. Наблюдения и вычисления, проведенные Витковским, значительно облегчались тем, что, найдя одну азимутальную звезду, проходящую через один из вертикалов (I, II, III и IV) немного раньше или немного позже звезды зенитной, он использовал ее для той же цели и в остальных трех последовательных вертикалах. В. В. Витковский убедительно доказывал эффективность и доступность приемов, рекомендованных Делленом, примерами и собственными таблицами списка звезд для определения широты f вблизи I вертикала на эпоху 1885 г. с подробной описью порядка всех наблюдений, включая приведение наблюдений и окончательное значение широты места f.
С любовью истинного ученого Витковский описывает достоинства пулковского горизонтального круга Деллена — Гербста. Эта работа, так же как и все его последующие сочинения, отлично иллюстрирована и снабжена прекрасными чертежами.
Заканчивая столь подробный обзор диссертации Витковского, хочется особо подчеркнуть, что в этом научном искании сказалась та исключительная сила будущего ученого, которая выдвинула его в первый ряд русских астрономов и геодезистов на рубеже XIX—XX столетий. 7 декабря 1885 г. Витковский переводится в Корпус военных топографов и в августе того же года получает чин капитана, а менее чем через два с половиной года — в апреле 1888 г.— подполковника. По окончании полного курса геодезического отделения В. В. Витковский, primus interpares (первый среди равных), был награжден большой серебряной медалью с занесением его имени на мраморную доску Академии. Как же оценил диссертацию Витковского его научный руководитель В. К. Деллен? Вот отзыв профессора Деллена, особенно ценный для Витковского: «В настоящем сочинении обнаруживается не только необыкновенная ловкость в наблюдениях, частью требующих большого навыка и такое же знание дела, частью довольно сложных и замысловатых, но и самостоятельный взгляд на подлежащую каждый раз решению задачу, который, если иногда и нельзя с ним согласиться, все-таки может служить ручательством того, что г. Витковский не остановится на той точке, на которой он находится, но пройдет вперед по полученному здесь направлению. Выражение такого ожидания составляет высшую похвалу, с которой можем отпустить молодого ученого и будущего сотрудника на поприще геодезии» (8).
Заключение В. К. Деллена, очень требовательного и сдержанного на похвалы, можно считать пророческим, определившим всю дальнейшую научную деятельность Витковского. С пулковским горизонтальным кругом позднее произошла любопытная история, на некоторое время подорвавшая доверие к этому инструменту. Через 15 лет после блестящей диссертации Витковского этот инструмент был доставлен на о. Шпицберген в специфические условия глубокого севера. Вызвано это было решением русской Шпицбергенской комиссии по градусным измерениям, проводимым на острове совместно со Швецией. Инструмент был использован в период 1899—1901 гг. для измерения горизонтальных углов шпицбергенской триангуляции. Шведские геодезисты в своей части триангуляционной сети для той же цели применяли универсальный теодолит Бамберга № 7379. Совершенно неожиданно в русской части триангуляции оказались абсолютно недопустимыми невязки в некоторых
-------------------------------------
8. Архив ГАО в Пулкове, ф. 703.
-------------------------------------
треугольниках, достигая 6"—11", а средняя квадратическая ошибка одного угла достигла + 1",65, вместо предельно допустимой + 1", 54. Участник экспедиции А. С. Васильев в своих воспоминаниях «На Шпицбергене и по Шпицбергену» (1915 г.) писал: «Велико было первоначальное смущение и недоумение. Неизвестная случайность бросала тень на всех наблюдателей и вообще русскую часть шпицбергенского предприятия». В результате детальных исследований пулковского горизонтального круга Васильев установил, что из-за неровностей нижней платформы при полном опускании на нее верхней платформы инструмента последняя искривляется. Это дает сдвиг вперед или назад верхней части подставок, на которых лежит горизонтальная ось трубы, и отсюда получается сдвиг трубы и линии визирования, независимо от нулевой линии микроскопов. Невозможность идеального примыкания платформ Васильев объясняет тем, что, во-первых, платформу значительных размеров с идеальной плоскостью выполнить технически нельзя и, во-вторых, искажения возможны от пылинок, попавших на нижнюю платформу. По заключению Васильева, пулковский горизонтальный круг пригоден к точному измерению горизонтальных углов, но при их измерении нельзя опускать верхнюю платформу до полного соприкосновения с нижней неподвижной плоскостью. Каковы же были угловые ошибки шведской триангуляции для северной и южной ее частей, вычисленные также по невязкам треугольников? Эти ошибки достигали величин: +2", 18 и +1", 63, т. е. были не столь уж маленькими. Труд А. С. Васильева «Математическое выражение технических особенностей русской триангуляции в Шпицбергенском градусном измерении» (1929) представляет образец истинно научного, многолетнего анализа пулковского горизонтального круга экспериментальными путями, труд, движимый сознанием необходимости отыскания причин, которые снижали качество русских работ на Шпицбергене, труд, конечной целью которого была полная и убедительная реабилитация русских измерений. В. В. Витковский исследовал этот инструмент, когда он был новым, причем в лабораторных условиях. Но 15 лет работы с ним и, главное, перевозка его на Шпицберген, конечно, могли нарушить нормальное состояние инструмента. Профессор А. С. Васильев многолетним анализом всех наблюдений и их обработкой восстановил истину и его доклад 17 апреля 1903 г. получил высокую оценку со стороны Академии наук. В 1892 г. в «Записках ВТО Главного штаба» появляется небольшая по объему, но принципиально важная математико-геодезическая работа Витковского «Уравнивание полигонов». В ней очень лаконично и корректно решается задача об уравновешивании такого тригонометрического полигона, в котором сетью треугольников охвачено некоторое пространство без заполнения середины сети («полигонная пустота»). Здесь Витковский находит новые приемы для составления азимутальных уравнений и блестящим образом устраняет сложные вычисления, не снижая точности расчетов. За эту работу ему присуждена премия Русского астрономического общества (9). Однако еще раньше, сразу после окончания академии, в период службы в Военно-топографическом отделе Главного штаба (1885—1895) на Финляндской съемке под руководством А. Р. Бонсдорфа (1839—1918), Витковский написал интересную статью гравиметрического содержания — «Отклонение отвесной линии в Выборге»». Там же, в Выборге, а также в Сухи-Мяки Витковский проводил астрономические определения и принимал участие в работах по прокладыванию триангуляции II класса между Выборгом и Фридрихсгамом. За заслуги в области астрономических и геодезических работ на территории Финляндии Витковский в 1889 г. избран почетным членом ученого общества «Fennia», что было для молодого астронома-геодезиста большим событием, так как до него из русских ученых почетным членом этого общества состоял только А. Р. Бонсдорф — финн по происхождению. Поэтому было вполне естественно, когда на торжествах по случаю 50-летия Пулковской обсерватории О. В. Струве в своей речи отметил, что обсерватория гордится фалангою блестящих геодезистов, прошедших ее школу под ру-
---------------------------------------
9. Эта работа вошла во второе издание «Практической геодезии».
---------------------------------------
ководством Василия Карловича Деллена и его почтенных преемников. В 1939 г. отмечалось 100-летие Пулковской обсерватории. Однако монография «100 лет Пулковской обсерватории» была издана только в 1945 г., когда обсерватория лежала в руинах и значительная часть ее архива была полностью уничтожена. В этой монографии в разделе «Учебная деятельность Пулковской обсерватории» содержатся строки, имеющие прямое отношение к офицерам-геодезистам: «Особенностью воспитанников Пулковской школы является их широкий теоретический кругозор, глубокое знание предмета, умение связать теорию с практикой, способность к самостоятельному научному мышлению, что выразилось в разработке ими новых методов работы, вошедших в арсенал мировой науки» (10). К числу таких воспитанников надо отнести и В. В. Витковского, прославившего отечественную геодезию, топографию, картографию и астрономию. Значительным событием, связанным с высокоточными геодезическими измерениями, проводимыми тогда в России, отмечен 1884 год. Этим событием русские геодезисты обязаны инициативе и энергии Витковского. Именно в 1884 г. Витковский посетил Швецию и познакомился, по рекомендации профессора Г. Гюльдена (1841—1896), директора Стокгольмской обсерватории, с профессором Стокгольмского политехнического института Эдвардом Едерином (1852—1923), который в то время занимался первыми испытаниями изобретенного им прибора оригинальной конструкции для линейных измерений повышенной точности сравнительно больших расстояний. Возвратившись на родину, Витковский горячо рекомендовал этот прибор русским геодезистам. В том же году Едерин приехал в Россию и демонстрировал свой опытный базисный прибор, состоявший из двух 25-метровых проволок — медной и стальной — со специальными шкалами по концам. Демонстрация происходила в Пулкове, причем измерялись малый и большой Пулковские базисы вблизи обсерватории. Результаты этих измерений, однако значительно отклонились от результатов, полученных прежде при помощи широко применяемого в те годы жезлового прибора В. Я. Струве. Отклонение было столь зна-
----------------------------------------
10. 100 лет Пулковской обсерватории, стр. 28.
----------------------------------------
чительным, что у некоторых видных геодезистов появилось сомнение не столько в предложенном методе, сколько в возможностях изменения длины самих проволок как в интервалах между двумя последовательными их поверками (эталонированием), так и особенно в процессе самого базисного измерения (перепады температуры, натяжение с реальным провисанием проволок, провешивание проволок вдоль линии базисов). Однако возникшие сомнения не остановили Витковского и других русских геодезистов от дальнейшего использования прибора Едерина, выгода применения которого была очевидной.
В 1888 г. для обоснования первоклассной триангуляции Петербургской губернии потребовалось измерить исходный базис. Выбор базиса пал на район, прилежащий к дер. Молосковицы; длина намеченной линии базиса определялась ориентировочно несколько более 9800 м. Между тем, местность исключала возможность применения прибора Струве. И вот здесь на Молосковицком, первом большом базисе, несмотря на сложные топографические условия, выгоды проволочного прибора Едерина, главное же, его независимость от местных условий, сказались во всей силе и, таким образом, убедительная рекомендация этого прибора Витковским полностью оправдалась. Эдвард Едерин лично участвовал как в измерении Молосковицкого базиса, так и в повторных, после 1884 г., измерениях большого и малого Пулковских учебных базисов. Руководителем всех указанных работ был А. Р. Бонсдорф. В этих решающих для Едерина базисных измерениях активное участие принимал Витковский.
Насколько серьезным и ответственным было отношение русских геодезистов к решению чисто метрологической задачи по определению действительной длины проволок Едерина видно из того, что в 1888 г. сравнение рабочего эталона, которым пользовался Едерин в Стокгольме, с метром Турретини, изготовленным из сплава меди и стали и хранившимся в физическом кабинете Академии наук в Петербурге (11), и эталонирование проволок на компараторе Едерина, доставленном из Стокгольма самим
----------------------------------------
11. Надо иметь в виду, что государственной мерой в России до «менделеевской эпохи» в Главной палате мер и весов служила (до 1898 г.) «железная сажень 1833 года»
----------------------------------------
Едерином, производили академик О. А. Баклунд (1846— 1918), Витковский и Едерин. Процесс эталонирования длился более месяца с промежутками, когда проволоки увозили на большой Пулковский и на Молосковицкий базисы. Весьма интересно сравнить современные ежесезонные измерения базисов разных классов проволоками Едерина из замечательного сплава инвар (12) с работами ученых, имевших дело в 1888—1889 гг. с несовершенными 25-метровыми проволоками из бессемеровской стали со шкальными штрихами через 0,5 мм. Профессор Едерин, предполагая, вполне естественно, длину проволок величиною переменной, пропорциональной первой степени от времени, предложил для каждой проволоки редукционные формулы, общий вид которых был такой:
Li = li + dli (t - t0) + ai(Т- То),
где Li — искомая длина проволоки для времени t; li — длина проволоки для времени ti, dli — суточное изменение длины проволоки, получаемое из эталонирования; ai — коэффициент термического удлинения проволоки; То — температура, равная 15°С; Т — температура в процессе эталонирования.
С вводом усовершенствованных инварных 24-метровых проволок все, конечно, резко изменилось, но идея Едерина сохранилась.
Базисные измерения Д. Д. Гедеонова, И. И. Селиверстова, Н. Д. Павлова, Ф. Н. Красовского, О. Г. Дитца (1876—1957), Я. И. Алексеева (1871—1942) и других, при длине базисов от 10 до 25 км, остаются классическими. Опыты же Д. Д. Гедеонова по эталонированию инварных проволок Едерина — Гильома на 24-метровом компараторе в Ташкенте с применением 3-метровых инварных жезлов, поверяемых в лабораториях Главной палаты мер и весов (ныне Всесоюзный научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева в Ленинграде — ВНИИМ), позволили рассматривать прибор с инварными
------------------------------------------
12. Invariablis — неизменный; это малорасширяющийся сплав стали (64%) и никеля (36%), открытый французским ученым Ш. Э. Гильомом (1861—1938), над совершенствованием которого он работал почти до конца своей жизни.
------------------------------------------
проволоками как повседневный в геодезической службе. Точность измерений проволоками Едерина — Гильома достигает миллионных долей от длины базисов. Останавливаясь сравнительно подробно на первых серьезных и ответственных испытаниях прибора Едерина, который ныне справедливо именуют «базисным прибором Едерина — Гильома» и который не только положил начало применению нового метода базисных измерений, но, что самое главное, поставил перед геодезистами и перед метрологами ряд волнующих задач научно-исследовательского значения, мы отдаем дань уважения и благодарности Витковскому, предвидевшему большое будущее изобретения Едерина. Новые 3 и 4-метровые инварные жезлы Н-образного поперечного сечения хранятся как рабочие эталоны во ВНИИМ и ежегодно на особом компараторе сравниваются с рабочими эталонами ВНИИМ. В ряде городов СССР уже давно построены специальные 24-метровые компараторы для высокоточной поверки длины проволок (Ленинград, Москва, Ташкент, Тбилиси, Омск). И если с 30-х годов в СССР и за рубежом проводятся опыты по измерению больших расстояний методами интерференции света или в радиоволнах, а в 60-х годах даже в волнах лазера, то все эти, несомненно, волнующие геодезистов опыты и приемы пока еще, к сожалению, не достигли требуемой для высшей геодезии точности. Для повседневных практических приемов использования проволок Едерина — Гильома давно введены новые формулы, отвечающие истинному положению и состоянию инварной проволоки в процессе измерения. (...) В феврале 1885 г. В. В. Витковский переводится в Генеральный штаб и весной того же года отправляется в путешествие по родной стране. Он посещает города: Калугу, Киев, Николаев, Одессу, Ялту, Алушту, Феодосию, Керчь, Батуми, Тифлис (Тбилиси), Харьков и Тверь (Калинин). Он встречается со своими друзьями-геодезистами, в частности в Тбилиси с Д. Д. Гедеоновым, посещает южные обсерватории. Сравнительно непродолжительная (конец 1885 г.— начало 1890 г.) служба Витковского на Финляндской съемке и триангуляции, управление которых находилось в сингфорсе (Хельсинки), а с 1888 г. в Петербурге, сводилась в основном к решению обычных для военных геодезистов, окончивших геодезическое отделение Академии Генерального штаба, задач по проложению тригонометрических рядов и сетей, к выполнению астрономических наблюдений и гравиметрических работ с маятниками. В 1887 г. Витковский получает специальную командировку в г. Ржев для наблюдений полного солнечного затмения совместно с иностранными экспедициями и, в частности, с американской экспедицией из Принстонского университета. К сожалению, погода не благоприятствовала успеху русско-американской экспедиции.
Состоя в управлении Финляндской съемки и триангуляции, Витковский стремился быть всемерно полезным обществу офицеров-топографов управления, в зимние периоды читал им лекции и делал сообщения из астрономии, геодезии, картографии. Уже тогда у молодого ученого начал проявляться незаурядный лекторский талант и уменье преподносить слушателям сложные материалы так увлекательно и живо, что на его лекционных вечерах присутствовали не только офицеры-топографы, но и их жены и знакомые. Даже начальник управления Финляндской съемки и триангуляции генерал А. Р. Бонсдорф не пропускал ни одной лекции Витковского. В 1889 г. начальник Военно-топографического училища генерал-майор Н. Д. Артамонов предложил Витковскому заниматься геодезией с юнкерами училища. Так сбылась мечта Витковского о преподавательской деятельности.
В эти годы Витковский усердно работает над переводом на русский язык с английского известной в то время книги «Геодезия» Александра Кларка (1828—1914). Блестящий перевод оказался, по словам современников, лучше подлинника.
В. В. Витковского всегда интересовали астрономо-геодезические работы, выполняемые в других странах. В 1892 г. он вновь получил возможность побывать за рубежом. Путешествие это было поистине увлекательным. «Летом 1892 г.,— пишет Витковский в предисловии к книге «За океан»,— мне удалось осуществить давнишнее желание побывать в Англии и в Соединенных Штатах Северной Америки. Кроме простого любопытства, я имел особую цель: лично ознакомиться с состоянием астрономии и геодезии в упомянутых странах и повидаться там с выдающимися представителями этих наук. О собранных мною специальных сведениях я сделал сообщения в Императорском Русском географическом и Русском астрономическом обществах и эти сообщения на печатаны в Известиях названных обществ (ИРГО, т. XXIX и ИРАО, вып. III)» (14). Маршрут В. В. Витковского был, несомненно, интересный: Германия (Рейн), Голландия, Бельгия, Англия, затем США. На обратном пути в Россию, конечно, Франция, Париж. В. В. Витковский сначала предполагал ограничиться только сообщениями в Русском географическом и Русском астрономическом обществах, а путевые записки, которые он вел непрерывно, дать почитать своим ученикам и друзьям. Но эти записки вызвали такой огромный интерес, что автору-путешественнику пришлось издать в 1894 г. большую, крайне занимательную книгу «За океан», а в 1901 г. выпустить ее вторым изданием. В Голландии Витковского привлекли астрономические обсерватории в Утрехте и Лейдене и Политехнический институт в Дельфте, близ Гааги. Лейденская обсерватория — одна из старейших в мире. Она основана в 1575 г. и своей оживленной деятельностью в области астрономии и геодезии обязана Виллеброрду Снеллиусу (1580—1626), изобретателю триангуляции как основания для градусных измерений, а также и для обоснования точных топографических съемок. Внимание Витковского привлек меридианный круг Писторы и Мартинса, поставленный в 1861 г. При окуляре зрительной трубы этого инструмента имелась призма Кейзера, позволяющая автоматически исключать влияние личной ошибки наблюдателя при установке зрительной трубы. Для того времени это было, несомненно, новшеством. После меридианного зала Витковский имел возможность ознакомиться с большим рефрактором Иогана Репсольда (1771—1830). Утрехтская обсерватория, расположенная в красивом саду, заинтересовала русского ученого прежде всего геодезическим (метрологическим) компаратором, изобретенным директором этой обсерватории Иоганом Аудемансом
----------------------------------------
14. В. В. Витковский. За океан. Изд. 2. СПб., 1901, стр. VIII.
----------------------------------------
(1827—1906), участником триангуляционных работ на о. Ява, описанных Витковским. Компаратор предназначался для сравнения концевых мер (жезлов) со штриховыми. Нельзя не отметить, что данная задача волновала русских метрологов даже в 30—50-х годах XX в. Компаратор Аудеманса давал сравнительно высокую точность, которая достигалась применением отраженного света на штриховую шкалу, причем разности в длине концевых и штриховых мер отсчитывались в увеличенном виде, облегчая этим труд наблюдателей. В Ирландии Витковский ознакомился с Парсонстаунской обсерваторией и величайшим для того времени отражательным телескопом Вильяма Росса (1800—1867). Вес трубы длиною 17 м достигал 6600 кг, вес зеркала — 3800 кг. Телескоп был снабжен подвижной платформой для наблюдателя.
Трогательно описывает Витковский встречу в Редхиле, вблизи Лондона, со знаменитым 70-летним английским геодезистом Александром Кларком. Эта встреча была для молодого русского геодезиста примечательной. Престарелый, умудренный опытом Кларк со всем радушием принял Витковского, признавшись, что для него был большим утешением русский перевод его «Геодезии», не переведенной еще к тому времени на другие европейские языки. И вот Гринвичская обсерватория, основанная в 1675 г. и прославленная такими именами астрономов, как Эдмунд Галлей (1656—1742), Джемс Брадлей (1692—1762), Джордж Эри (1801—1892 ) и др. В. В. Витковский, любезно принятый директором обсерватории астрономом Кристи, с глубоким вниманием и интересом осмотрел огромный по тому времени меридианный круг 1850 г. «Ramsomes and May» с объективом работы выдающихся механиков Эдварда Траутона и Вильяма Симса (15). Далее Витковскому были показаны наибольший из обсерваторских инструментов — отражательный телескоп Грубба и единственный в своем роде инструмент — альтазимут, изобретенный Эри специально для наблюдений Луны. Разве мог Витковский — астроном и геодезист, математик, географ и физик, не посетить знаменитую метеороло-
------------------------------------------
15. Э. Траутон и В. Симе - художники-механики, поставлявшие инструменты для Индийской триангуляции.
------------------------------------------
гическую и физическую обсерваторию в Кью, пригороде Лондона, на месте частной обсерватории Самуила Молинё, построенной еще в XVIII в. Именно здесь производил наблюдения сам Брадлей. Продолжив наблюдения в Оксфорде, он пришел к бессмертному открытию — обнаружил аберрацию и нутацию в положении звезд. Обсерватория в Кью лишь к концу XIX в. поступила в собственность Королевского общества. В. В. Витковского интересовали работы по изучению облаков, а из инструментов его внимание привлекли максимальный термометр и автоматические приборы для записывания колебаний элементов земного магнетизма.
Конечно, Витковский не мог миновать Оксфордский и Кембриджский университеты с их астрономическими обсерваториями, а также колледж «Св. Троицы», где жили и работали в прошлом Ньютон и Байрон, и колледж, где работал Кавендиш (1731 —1810) и где расположена превосходная лаборатория (16). В. В. Витковский подробно описывает гордость Кембриджа — огромный рефрактор знаменитого в XIX в. оптика Кука и меридианный круг Траутона и Симса. Интересно описание пребывания на метеорологической станции Бен-Невис в Шотландии. Далее предстояло преодолеть Атлантический океан, что по тому времени, когда еще не были совершенными гребные винты, не представляло большого удовольствия, особенно во время бури. Витковский интересно описывает Гольфстрим — теплое течение, которое берет начало в Мексиканском заливе. В США Витковский посетил все большие города — Нью-Йорк, Вашингтон, Принстон, Сан-Франциско, Чикаго, Бостон, обсерватории, знаменитые заповедники, горные районы, водопады. Все виденное В. В. Витковский описывал живо, увлекательно, образно. Перед читателем книги «За океан» возникают яркие картины природы, ее чудес. Вот, например, как изложил Витковский свое первое впечатление от знаменитого Ниагарского водопада, которому в книге отведена целая глава:
---------------------------------------
16. В этой лаборатории позднее работали Эрнест Резерфорд (1871 — 1937) и академик П. Л. Капица.
---------------------------------------
«Передо мной были две водяные стены... Между ними зеленеет „Козий" остров, который под впечатлением грохота воды или только от вечно движущихся масс водяных стен кажется не неподвижным, а как бы дрожащим и готовым тоже ринуться вниз, в пучину. Я был ослеплен и светом только что взошедшего Солнца, и блеском этой массы воды. Над обоими водопадами стоят целые горы водяных брызг, прозрачные наверху, но столь густые внизу, что ни подножий водопадов, ни воды реки нельзя уже увидеть. Вся пучина внизу представляет картину какой-то бешеной борьбы огромных клубов пены, брызг и то тут, то там выскакивающих фонтанов. Уровень этой пучины в виде хаотического нагромождения скал, расщелин и провалов то приподнимается, то опускается, и кажется — вот-вот вся эта масса брызг провалится наконец куда-то в преисподнюю, а за нею полетят и водопады, и берега со всеми постройками, мостами, поездом и тою платформою, на которой я стоял». Знакомство с американской геодезией началось в геодезическом лагере Гранджера у сигнала «Аллен». Наиболее интересным было посещение Ликовской обсерватории на горе Гамильтон, в Калифорнии. Эта обсерватория построена на средства предпринимателя Джемса Лика, человека, не имевшего ничего общего ни с астрономией, ни с наукой вообще. Будучи одиноким, Д. Лик задумал увековечить свое имя и решил построить свою усыпальницу в виде пирамиды, причем выше Хеопсовой. Но, к счастью для человечества, инженеры убедили Лика, что лучший путь к бессмертию — это употребить деньги на создание научного учреждения. Д. Лик завещал 700 000 долларов на постройку астрономической обсерватории, но с тем, чтобы его похоронили в ней, если он умрет раньше окончания строительства. Д. Лик умер в 1876 г., а обсерватория построена была только в 1887 г., однако, воля покойного была выполнена. Как астрономическое учреждение Ликовская обсерватория представляет один из ведущих научных астрономо-метеорологических центров мира. Витковский ознакомился здесь с большим рефлектором, длина трубы которого достигала почти 16 м. Чтобы наблюдателю не пользоваться лестницей, в обсерватории был устроен пол, поднимающийся или опускающийся по желанию астронома при помощи гидравлического механизма и электрических батарей. Витковский обратил особое внимание на великолепно выполненный мастером-оптиком Фейлем в Париже огромный объектив для рефрактора. При микрометрических измерениях на этом рефракторе можно пользоваться нитями микрометра, освещаемыми разными цветами. По словам директора Ликовской обсерватории, мысль пользоваться разноцветными нитями для микрометрических измерений спектральных линий принадлежит русскому академику В. Я. Струве.
В северной башне Витковскому продемонстрировали 12-дюймовый рефрактор, замечательный тем, что его объектив шлифован знаменитым оптиком-астрономом Алваном Кларком. Сам же Кларк при помощи названного рефрактора открыл двойственность звезды Sagittae ?. В меридианном зале Витковский любовался меридианным кругом работы Адольфа Репсольда (1806—1871) при участии Кларка. С неменьшим интересом Витковский ознакомился с сейсмографическими установками и метеорологическими приборами, включая дождемеры. Посетил Витковский и Гарвардский университет в западном предместье Бостона. Обсерватория университета, которая особенно интересовала русского ученого, была открыта в середине XIX в. Первым астрономом здесь был Боудич (1775—1838), прославившийся своей мореходной астрономией и замечательным переводом на английский язык «Небесной механики» Лапласа (1740—1827). На этой обсерватории был открыт в 1848 г. седьмой спутник Сатурна, получивший название Гиперион. Не мог Витковский не побывать и в оптической мастерской братьев Кларк, у самого Бруклинского моста. Старший брат — Джордж (1827—1891) унаследовал мастерскую от отца — Алвана Кларка (1804—1887), а после смерти Джорджа мастерская перешла к младшему брату Альвану. Эти известные мастера были подлинными учеными. В Нью-Хейвене, штат Коннектикут, местная университетская обсерватория гордилась своим гелиометром, изготовленным Репсольдом. Примечательным в гелиометре была постоянная горизонтальность нитей в окуляре при любом положении трубы. Это достигалось при помощи специальной вращающейся призмочки, насаженной на окуляр. В старой обсерватории в Нью-Хейвене большой интерес для Витковского представляла сравнительно небольшая тpyба механика Доллонда, при помощи которой астроном Денизон Ольмстед (1791—1859) открыл комету Галлея, которая наблюдалась в 1705 г. другом Ньютона Эдмундом Галлеем. Открытие Ольмстеда примечательно тем, что он при помощи столь примитивной трубы наблюдал комету Галлея раньше, чем ее усмотрели астрономы, обладавшие более мощными оптическими приборами. Кенвудская обсерватория, принадлежавшая лично некоему астроному-любителю, была для Витковского интересной своими астрофотографическими работами с применением спектрогелиографа, весьма удобного для фотографирования Солнца, и особенно выступов по краям солнечного диска и на самой поверхности Солнца. В этой обсерватории Витковский обратил внимание на успешное развитие работ по фотометрии звезд, лежащих в Млечном пути.
Недостаток времени на обратном пути в Россию не позволил Витковскому полностью осмотреть Парижскую обсерваторию. Он успел лишь полюбоваться памятником знаменитому Леверрье (1811—1877), и этим завершилось 4-месячное путешествие в Западную Европу и в США. Увлеченный наукой и далекий от общественно-политических движений своего времени, В. В. Витковский тем не менее внимательно присматривался к жизни, порядкам в других странах и невольно задумывался о судьбах своей страны. Завершая книгу путевых очерков, ученый-патриот выразил свои раздумья в следующих словах: «Мне кажется, что продолжительная поездка за границу, кроме разных других хороших сторон, имеет и ту пользу, что после нее научаешься сознательнее ценить свою родину». И далее, размышляя о необходимости поисков «широкого и удобного пути» к прогрессу, «к осуществлению лучезарных идеалов человечества», ученый писал: «Сердце подсказывает, что нужные для этого силы и способности хранятся где-то в глубине нашего народного духа. Этот внутренний голос слышишь всего яснее именно при возвращении из-за границы, и вот почему начинаешь с тех пор еще больше любить свою великую родину». Книга «За океан» получила широкий отклик в русской печати. Все рецензии единодушно отмечали способность автора схватывать самое существенное, наиболее интересное и живо описывать научные учреждения и ученых; в изложении ощущается жизнерадостность и добрая улыбка автора путевых записок. Книга В. В. Витковского «За океан» и теперь, через многие десятки лет, читается с живым интересом. В период 1897—1899 гг. Витковский неоднократно выступал в Военно-топографическом училище с циклом популярных лекций на астрономические темы, причем одна из них «Мир планет» (1897) имела особое значение: весь сбор за лекцию поступал в помощь пострадавшим от неурожая в Поволжье. Эта лекция, хотя и не содержала каких-то особых, дотоле неизвестных сведений, увлекала слушателей, позволяя им совершить «путешествие» в великолепный мир солнечной системы. Лекция, прочитанная в том же училище в декабре 1899 г. на тему «Падающие звёзды» и опубликованная, как и первая лекция, отдельным оттиском, вызывает и в настоящее время безусловный интерес. Изложив взгляд Плутарха на «падающие звезды» как на частицы, отпавшие от небесных тел и падающие, минуя Землю, в огромное море, Витковский с особым вниманием отметил гипотезу Иоганна Кеплера, трактующую «падающие звезды» как маленькие кометы и этим предугадывающую их природу. Лишь во времена А. Гумбольдта, когда в ночь с 1 на 2 ноября 1779 г. наблюдался поразительный дождь, сверкающий фейерверком «падающих звезд», астрономы обратили особое внимание на это явление. Американский ученый Ольмстед впервые назвал пути «падающих звезд», радиацией, а точку их выхода радиантом (сонм космического вещества, несущегося в пространстве по однообразным, почти взаимно параллельным орбитам).
Знаменитый итальянский астроном Скиапарелли (1835—1910) тоже создал свою теорию «падающих звезд», определив их «истинные радианты» и этим, как он полагал, доказав связь между движениями комет и некоторых метеорных потоков вокруг Солнца в орбитальных движениях Меркурия, Венеры и Марса. Частично этим объясняется явление оффускации, т. е. некоторого помрачения Солнца, когда мимо него проносится густое скопление частиц космического вещества. И в наше время, когда советский «Луноход-1» проколесил по Луне тысячи метров, когда на лунную поверхность ступил человек, весьма любопытны рассуждения В. В. Витковского об «уранолитах», т. е. очень крупных космических телах, выбрасываемых вулканами Луны. Размышления об «уранолитах» перекликаются с гипотезами профессора Н. А. Козырева, А. В. Хабакова, профессора К. П. Станюковича, Р. Болдуина (Англия), Джона Койпера (США) и др. Витковский на основании имеющихся в XIX в. астрономических данных категорически отрицал вулканическое происхождение кратеров Луны. В лекции «Мир планет» Витковский задается вопросом, волнующим по сие время человека: а не может ли Земля столкнуться когда-нибудь с одной из больших соседних планет? Ведь пертурбации (возмущения), изменяющие элементы планетных орбит, существуют. Но, как истинный ученый, Витковский верит в законы природы, в великий закон Лагранжа (1736—1813) об устойчивости Солнечной системы. Витковский верил и в то, что полет человека на Луну возможен. Весной 1892 г., незадолго до путешествия в Западную Европу и США, Витковского приглашают заниматься геодезией и топографией с сыном тогдашнего военного министра, генерал-адъютанта П. С. Ванновского, по приказу которого офицерам Корпуса военных топографов был закрыт доступ в геодезическое отделение Академии Генерального штаба. Отлично подготовив сына министра, Витковский сумел добиться от отца разрешения для офицеров Корпуса военных топографов поступать на геодезическое отделение Академии и таким образом получать высшее геодезическое образование. Вместе с тем служба в самом Военно-топографическом отделе Главного штаба (1890—1892), отраженная в «Пережитом», была связана для нелюбившего штабную работу Витковского с тяжелыми личными переживаниями, которые звучат даже в наименованиях отдельных глав автобиографии: «Кабала», «Тьма». Можно ли осуждать В. В. Витковского за строгий приговор, вынесенный им на страницах автобиографии всему тому, что он перенес за недолгий период пребывания в Главном штабе? Нет, нельзя. Витковский по складу ума, характеру, стремлениям совершенно не был приспособлен к чисто канцелярской службе. Трудно быть кому-либо судьей жизни и служебной деятельности Витковского — ученого и педагога, окруженного любовью многочисленных учеников и очень одинокого в частной жизни. Его путеводной звездой всю сознательную жизнь была «чистая наука», а призванием — педагогическая работа. К своей книге «За океан» он не случайно предпослал эпиграф из сочинений В. Н. Каразина, (1773—1842) основателя Харьковского университета: «Мы все учим и учимся до самой смерти. Несчастлив тот, кто вообразит, что ничего уже не остается ему узнать».
