В своем сообщении Парижской академии наук Лемоннье писал: «Из этого следует, что электричество имеет тесное отношение к грозе, ветру, дождю и другим метеорологическим явлениям; что оно действительно рассеяно в воздухе, которым мы дышим, постоянно присоединяется к нашему телу и другим живым существам животного и растительного происхождения, на которое оно оказывает громадное влияние и вызывает самые различные явления; сущность их мы откроем со временем, благодаря нашим исследованиям».
Опыты в данном направлении привлекали внимание ученых все больше и больше. В конце 1753 года в Лондонском королевском обществе было доложено сообщение аббата Мацеаса, который соорудил большую антенную установку. Силу атмосферного электричества он определял путем сравнения расстояний, на которых отчетливо притягивался мелкий порошок.
В ноябре 1754 года член Лондонского королевского общества Джон Контон сделал важное сообщение о том, как можно искусственным образом наэлектризовать воздух положительным или отрицательным электричеством.
В то же время в Италии профессор физики Г. Б. Беккария с огромным увлечением занимался изучением воздушного электричества. Благодаря систематическим многолетним исследованиям он создал физические основы этой новой области науки. Неоднократно в трудах об электричестве он высказывал свое глубокое убеждение, что атмосферное электричество играет важную роль в жизни природы. На основе своих опытов он был убежден, что не только грозы и все виды осадков являются результатом действия электричества, но и северное сияние, смерчи, землетрясения, извержения вулканов находятся в связи с этим. Он считал, что и влияние электричества на живую природу, особенно на растительный мир, также очень сильно, ведь зависит же урожай от метеорологических явлений, а тем самым и от воздушного электричества. В опубликованной в ноябре 1766 года программной работе о физиологическом действии воздушного электричества профессор физиологии в Праге О. А. Маргер также объясняет некоторые биологические явления электрическими процессами в атмосфере.
Было бы, однако, огромной ошибкой предполагать, что атмосферное электричество, которому отдали дань исследования физики XVIII века, осталось без подробного рассмотрения с медицинской стороны… Нет, тысячи опытов и толстые тома предъявляет нам XVIII век в защиту действия электрического флюида на растения, животных и человека. Капитальные исследования знаменитых французов — революционера «друга народа» врача Жана Поля Марата, физиков аббата Бертолона и аббата Нолле и их последователей являются тем драгоценным вкладом в учение о биологическом и медицинском действии электричества, многие страницы которого поражают нас необычайной эрудицией, точной экспериментальной техникой и логикой их выводов и заключений, не потерявших значения вплоть до наших дней. Умаление великого энтузиазма этих исследователей, обнаружившееся в XVIII веке, не затмило их прозорливых биологических идей и еще в большей степени позволило физикам последующих поколений проникнуть в природу самого явления. Понятие «электрический флюид» в воздухе сменилось конкретным представлением об электрических зарядах и ионах атмосферы обеих полярностей, которые были подвергнуты точнейшему изучению.
Атмосферное электричество проявляет себя по–разному: то в виде молнии, то в виде искр и светящихся пучков. Атмосферу ионизируют разные лучи, электризуют падающие капли воды, брызги, быстролетящая пыль и многое другое.
Грандиозные электрические явления разражаются в атмосфере во время пыльных бурь в тропических странах. Вершины знаменитых пирамид окружаются плотным туманом тонкой желто–серой пыли. Кругом слышится шум и свист. Если поднять руку, в пальцах колет, видно свечение и раздается потрескивание. Что происходит в данном случае? Частицы пыли в неимоверном количестве, пролетая одна около другой, заряжаются от трения до высокого электрического потенциала и создают в одном кубическом сантиметре воздуха электрическое напряжение, равное десяткам и даже сотням тысяч вольт. Автору этих строк довелось присутствовать при пылевых и песчаных бурях, когда в двух шагах ничего не было видно, когда песок и тонкая кварцевая пыль залепляли нос, уши и слепили глаза и когда из расставленных рук в воздух били искры длиной в несколько сантиметров. Но это была не ионизация воздуха, а только электризация быстро летящих частиц песка, которые отдавали свои заряды поверхности тела человека.
Мощные электрические явления сопровождают извержения вулканов, как результат электризации пыли, пепла и других вулканических частиц, выбрасываемых в воздух. При этих явлениях атмосфера бывает так сильно заряжена электричеством, что люди буквально вынуждены бежать из данной местности. Так, например, на острове Мартинике во время извержения вулкана Мон — Пеле 8 мая 1902 года научная экспедиция вынуждена была оставить работу вследствие исключительно сильной ионизации газов воздуха и электризации пылевых частиц.
Истинная ионизация воздуха сильных степеней бывает в горах. Это хорошо знают альпинисты. При чистейшем воздухе в грозовое время у альпинистов искрятся волосы, искрами покрываются концы пальцев, искрятся металлические предметы, пуговицы, пряжки и т. д. При сильной ионизации атмосферы снопы искр опоясывают острые и выступающие предметы — стебли травы, шесты мачты и реи кораблей, кресты церквей, отдельные горные пики. Эти явления сопровождаются шумом и треском, ибо все они представляют собой электрический разряд в воздух с острых или конусообразных предметов, носящий общее название огней святого Эльма. Острия обладают особой способностью, с них электроны легче всего стекают в окружающий воздух. В девятнадцатом и в начале двадцатого века явление истечения электричества с острий было всесторонне изучено и получило в учебниках физики греческое наименование «эффлювий». В пятидесятых и шестидесятых годах текущего столетия учение об электрических свойствах металлических острий приобрело особенно важный характер.
Мы не случайно заговорили об острие на бастионе Дуино, об острие–громоотводе М. В. Ломоносова, об острие В. Франклина, которому он посвятил буквально десятки страниц своих сочинений — острие, с которого «стекают» в воздух электрические заряды, об острие современных лабораторий… Нет, не напрасно. Это свойство металлических острий было хорошо известно Константину Эдуардовичу Циолковскому, но его мысль, отягощенная идеями космического характера, дальше не пошла. Другим людям пришлось работать в области, очень нужной кораблям Константина Эдуардовича, — с его помощью и рекомендацией. Наука набирала скорость медленно, но верно!
Как раз в те годы, когда отважный ум К. Э. Циолковского упорно трудился над физико–математическим обоснованием ракетодинамики и космонавтики, когда русский ученый составлял свой классический труд «Исследования мировых пространств реактивными приборами» — скромный немецкий ученый В. Каспари был увлечен другой, менее заметной проблемой, казалось бы не имевшей никакого отношения к задачам Константина Эдуардовича. Но тем не менее трудам В. Каспари суждено было впоследствии вплотную соприкоснуться с вопросами, которые ставил К. Э. Циолковский. Так разные науки, развивающиеся независимо одна от другой, неожиданно встречаются и заключают между собой договор о вечной дружбе и взаимопомощи!
Уже в отдаленные времена люди, предпринимавшие восхождение на горы, были поражены одним чрезвычайно загадочным явлением. Они заметили, что в горах встречаются местности, отличающиеся своим весьма странным вредоносным действием на человеческий организм. Болезнь эта проявляется обычно на значительных высотах. Она получила название «горной болезни».
По свидетельству итальянского альпиниста и физиолога профессора Моссо, эта болезнь проявляется следующими симптомами: в первую очередь отмечается затрудненное дыхание, сильное сердцебиение, тошнота, иногда заканчивающаяся рвотой, синюха лица и рук, как при удушье, полный упадок сил, шум в ушах, потемнение в глазах, неспособность к какой–либо, хотя бы самой легкой, работе и, наконец, обморочное состояние. Было замечено, что эта таинственная болезнь чаще всего настигает человека в совершенно ясную погоду, но никогда во время тумана или дождя. Она не зависит от абсолютной высоты места и на самых вершинах гор со свободным обменом воздуха наблюдается реже всего. Горная болезнь имеет свои излюбленные места, хорошо известные каждому альпинисту; это — узкие горные проходы, кулуары, ущелья, ложбины, лощины, углубления, где воздух более всего подвержен застаиванию. Исходя из всех этих соображений, ряд ученых в 1899―1901 годах высказал мысль о том, что горную болезнь следует объяснить влиянием на организм чрезмерной ионизации воздуха положительной полярности. Для проверки этого предположения осенью 1901 года ассистент Высшей Берлинской сельскохозяйственной школы Вильгельм Каспари предпринял восхождение на гору Монте — Роза.