Вернувшись в Россию, ученый уже осенью вновь отправился за границу. Теперь он избрал маршрут, приводивший его к берегам Атлантического океана. Он побывал прежде всего в Вене, затем в Берлине, оттуда отправился в Готу и проехал в Лондон.
В Вене Воейков встретился с Ханном. В беседе коснулись проблемы чернозема. Как отдельной науки, почвоведения тогда еще не существовало. Поэтому по совету Ханна Воейков обратился к геологам. Ханн познакомил Воейкова с австрийскими геологами (Гохштеттером, Гауером и другими). Когда те узнали, что Воейков, по специальности климатолог, изучает почвы, в частности чернозем, они не могли скрыть своего удивления. Впервые встречали они климатолога, так интересующегося почвами.
Во время поездки по Западной Европе Воейков продолжал работать над большим исследованием об атмосферной циркуляции, начатым еще в. России. В Вене он несколько дополнил и обновил цифры и фактический материал. В Германии ему удалось закончить этот труд, представлявший собой смелое обобщение обширного материала, изученного за несколько лет.
Вполне сознавая значение этого исследования, Александр Иванович стремился быстрее сдать его в печать. Германские издательства могли напечатать эту работу лучше и скорее, чем издательства других стран. Поэтому Александр Иванович написал свой труд на немецком языке.
В то время наиболее известным географическим издательством Германии, да и всех зарубежных стран, было картографическое заведение Юстуса Пертеса в Готе. Оно возглавлялось германским путешественником, картографом и издателем Августом Петерманом.
В основанном им журнале «Географические известия Петермана» помещались очерки путешественников и другие географические статьи. Для того чтобы лично переговорить с Петерманом по поводу издания «Атмосферной циркуляции земного шара», Воейков посетил Готу. Петерман очень заинтересовался трудом русского ученого и обещал его быстро напечатать. Он сдержал слово: исследование об атмосферной циркуляции вышло в свет в Готе в следующем, 1874 году.
Оно явилось крупным вкладом в науку. Тридцатидвухлетний русский метеоролог стал ученым с мировым именем.
На картах Воейкова, составлявших одну из наиболее ценных частей его труда об атмосферной циркуляции, показаны области экваториальных осадков, выпадающих в летние месяцы при сухой зиме, области субтропических осадков, выпадающих зимой при сухом лете, области умеренных и высоких широт, где осадки выпадают во все времена года. Особенно выделил Воейков области муссонных осадков.
В некоторых частях земного шара осадков выпадает мало. Воейков определил три их типа: бездождная пассатная зона на океанах, пустыни и области с малоснежной зимой. Впервые в мировой литературе появилась такая работа по климатологии, которая давала характеристику зон земного шара и рассматривала важнейшие атмосферные явления в географическом плане.
Наряду с нагреванием земли и атмосферы солнечными лучами Воейков считал циркуляцию воздушных масс главной предпосылкой формирования климата.
Говоря о циркуляции воздуха, Воейков очень близко подошел к современному учению о воздушных массах. Для него было совершенно ясно, что, исследуя атмосферную циркуляцию, нужно изучать «общее количество воздуха», движущееся в разных направлениях.
Схема циркуляции атмосферы, нарисованная Воейковым, была проста и прекрасно согласовывалась со всеми накопленными к тому времени данными систематических научных наблюдений и исследований. Географически она была установлена с предельной четкостью.
В самых теплых районах земного шара господствует затишье с восходящим потоком воздушных масс, при низком давлении атмосферы и значительной облачности.
С обеих сторон к району низкого давления направлены воздушные течения: северо-восточные и юго-восточные пассаты. Эти течения относят теплый воздух, восходящий над экваториальной зоной.
В более высоких широтах (выше 30° северной и южной широты) преобладают теплые влажные юго-западные ветры, перемежающиеся, однако, с другими ветрами.
Объяснения воздушных течений были изложены Воейковым очень ясно. Вот как говорил он, например, о причинах ветра:
«Воздух в области с высоким давлением более плотен и будет стремиться вытеснить со дна воздушного океана менее плотный, воздух в области с низким давлением. Люди обитают на дне воздушного океана и ощущают это вытеснение менее плотных воздушных масс более плотными массами в форме ветра».
В «Атмосферной циркуляции» Воейков впервые указал «Большую ось Европейско-Азиатского материка», которая проходит от Байкала до Карпат примерно вдоль 50 градусов северной широты и которую можно проследить и дальше до Северной и Южной Франции. К северу от «Большой оси» господствуют южные и западные воздушные потоки, а к югу — северные и восточные потоки. Название «Большая ось» удержалось в науке недолго. Его вскоре заменило принятое во всем мире обозначение — «Ось Воейкова».
Впервые появившиеся на картах Воейкова зоны и климатические пояса давали единое, связное и обоснованное представление о климате земного шара и отдельных материков. Воейков удачно объединил в зоны и области сходные части земного шара.
Еще за два года до появления «Атмосферной циркуляции» австрийский метеоролог Ханн сказал, что метеорология «наполовину физическая, наполовину географическая дисциплина». Воейков умело раскрыл в физико-географических особенностях каждой территории характерные черты климата.
Идеи Воейкова, его смелые обобщения, конечно, оспаривались. Были и враги нового научного направления. Но возражать против доводов Воейкова было трудно. Ученый обладал редкой способностью «видеть лес среди многих деревьев». В огромном количестве фактов и явлений он умел находить самое главное и давать яркие характеристики отдельным областям и зонам земного шара, отбрасывая все второстепенное и маловажное. Его схемы были стройны, ясны и прекрасно подтверждены цифровыми материалами и наблюдениями.
«Атмосферная циркуляция» Воейкова завоевала признание прогрессивных ученых.
Свое пребывание в западноевропейских городах Александр Иванович использовал для возможно лучшей подготовки к путешествию в Америку. В Готе его интересовали научные архивы, карты и атласы Географического издательства Юстуса Пертеса. Ему было необходимо запастись для путешествия атласами, картами и справочниками, которые он и приобрел в издательстве.
Петерман обратился к нему с просьбой присылать корреспонденции и сообщения о странах, которые Воейков посетит.
В Берлине, Утрехте и Лондоне Александр Иванович побывал в научных обществах, завязал знакомства со многими метеорологами и географами. Здесь он снова просматривал книги, покупал справочники и карты, беседовал с лицами, путешествовавшими по Америке.
В Лондоне Александр Иванович сел на океанский пароход, следовавший в Северную Америку.
В дальнее путешествие Воейков ехал уже зрелым ученым, накопившим большие знания, создавшим важное научное исследование о воздушной циркуляции земного шара. Но написанные работы не удовлетворяли Александра Ивановича. Он далеко не был уверен в правильности своих суждений, в особенности когда они относились к заокеанским, а тем более к тропическим странам. Добросовестный ученый должен лично побывать в тех местах, о которых пишет.
Итак, в Америку!
В то время европейцы называли Северную Америку Новым Светом. Америка, установившая у себя республиканский строй, привлекала всеобщее внимание. Некоторые из демократически настроенных людей относились к ней даже восторженно, считая ее образцом для Европы, в то время как реакционеры говорили о Соединенных Штатах враждебно.
За тридцать лет до Воейкова в Соединенных Штатах Америки побывал великий английский писатель Чарлз Диккенс. Друг обездоленных, добрый и искренний человек, Диккенс был оптимистом и мечтателем. У себя на родине он видел немало страданий бедных тружеников. Когда Диккенс ехал в Америку, он надеялся, что там найдет другую жизнь, более счастливую, свободную от язв Старого Света — Европы.
Его ожидало глубокое разочарование. В первых же письмах к друзьям писатель с грустью сообщал, что Соединенные Штаты «не та республика», которую он надеялся увидеть. В путевых заметках Диккенса описаны его впечатления от трущоб, в которых жили трудящиеся Америки, несколько страниц заполнено объявлениями о пропаже и бегстве негров. Диккенс с ужасом переписывал из американских газет приметы разыскиваемых: искалеченные руки, ноги, выбитые зубы, следы от пуль и кнута, ошейники, по которым желающие получить вознаграждение за поимку раба могли его опознать.
С тяжелым чувством писал Диккенс о посещенных им различных американских тюрьмах, особенно об «усовершенствованных», где узники, обреченные на одиночное заключение, сходят с ума и погибают от болезней, где они теряют слух и забывают речь, о грязных зловонных ямах, где томятся тысячи жертв полицейского произвола.
И не менее печально звучит речь английского гуманиста, когда он пишет о лицемерии американских властей и высшего общества, о беспредельной власти доллара, о беззастенчивой лживости американской. прессы, о драках, насилиях и убийствах, о безнаказанности мошенников.
«Что же изменилось здесь после Диккенса?» — думал Воейков, вступая на американскую землю.
В годы гражданской войны между северными и южными штатами все симпатии русского общества были на стороне северян. Хотелось надеяться, что после победы они сделали для страны много хорошего.
Первыми городами Америки, которые увидел Воейков, были Нью-Йорк, Филадельфия, города Новой Англии[10].
Основными научными центрами страны считались города Бостон, Нью-Хэйвен и Филадельфия. Воейков посетил университеты, физические обсерватории, метеорологические станции.
— Мне понравилось, — рассказывал он впоследствии, — стремление американцев извлекать из наблюдений практическую пользу, чего я все время добиваюсь в России. Американские станции предостерегают моряков о надвигающихся ураганах, штормах, пытаются предсказать погоду, предупреждая фермеров о возможных заморозках, наводнениях…
Все же американская действительность разочаровала ученого. Суетливая беготня больших и маленьких дельцов, непривычный для европейца шум на улицах и поражающее отсутствие благоустройства — вот что прежде всего бросалось в глаза.
Американские города были настоящими сгустками противоречий. Приближаясь к Бостону, Воейков видел золотой купол «Дворца штата», возвышающегося на островке. С этого купола можно было наблюдать весь город, раскинувшийся по холмам и побережью обширной бухты. Красивая панорама! Но сердце города — полуостров Шаумут. Здесь биржа. Узенькие улочки, ведущие к ней, заполнены толпой спекулянтов. Экипажи давят людей. Крик, шум и драки.
Скорее, скорее бежать отсюда!
По другую сторону реки Чарлс-Ривер расположился городок Кембридж с его Гарвардским колледжем. Там астрономическая обсерватория, ботанический сад, самая лучшая библиотека Америки. Здесь Воейков отдыхал душой, вспоминая, что находится на родине Франклина и Эдгара По, и отворачиваясь от Америки дельцов и спекулянтов.
Небольшой пароходик привез Воейкова в скромную бухту Нью-Хэйвена. Этот тихий городок известен колледжем Иель. Широкие площади окаймлены громадными деревьями. Нью-Хэйвен называют «городом вязов». Вязы вдоль улиц, бульваров и площадей. Террасы обвиты плющом, у домов — цветники.
Вот и знаменитый колледж. Отличные музеи. Воейков изучал их коллекции.
Нью-Йорк показался Александру Ивановичу городом мрачного хаоса с темными лабиринтами улиц старой части города и мишурным блеском Пятой авеню с движущимися по ней экипажами денежных тузов. Пестрая смесь различных стилей в постройках и произведениях искусства. Возмутительная безвкусица наряду с шедеврами, скупленными в Европе… И потрясающие контрасты. Великолепие главной улицы Бродвея наряду с вопиющей нищетой негритянских лачуг вокруг доков близ порта.
В величественном обширном заливе — корабли всех стран. Но близко подходить к берегу было неприятно из-за отвратительного смрада. Нечистоты города выбрасывались в море тут же в самой гавани. Пляж был засорен.
Эта оборотная сторона американской жизни во многом предопределила отношение Александра Ивановича к культуре Нового Света. Но он решил не поддаваться первым впечатлениям.
После краткого пребывания в Нью-Йорке и Филадельфии Воейков прибыл в столицу Соединенных Штатов — Вашингтон. Здесь находилось самое крупное научное учреждение Америки — Смитсонианский институт. Он был основан на средства богатого англичанина Джемса Смитсона — химика и минералога. Смитсон завещал свое состояние на организацию учреждения, которое способствовало бы «увеличению и распространению знаний среди людей».
Председателем совета института считался президент Соединенных Штатов, фактическим же руководителем был известный физик и метеоролог Джозеф Генри.