«Наука о свете для часов досуга»

НАУКА О СВЕТЕ.

ЛОНДОН: ОТПЕЧАТАНО В ТИПОГРАФИИ SPOTTISWOODE AND CO., НЬЮ-СТРИТ-СКВЕР И ПАРЛАМЕНТ-СТРИТ

НАУКА О СВЕТЕ ДЛЯ ЧАСОВ ДОСУГА.

СЕРИЯ ПОПУЛЯРНЫХ ОЧЕРКОВ О НАУЧНЫХ ПРЕДМЕТАХ, ПРИРОДНЫХ ЯВЛЕНИЯХ И Т. Д.

РИЧАРД А. ПРОКТОР, АВТОР КНИГ «СОЛНЦЕ», «ДРУГИЕ МИРЫ, КРОМЕ НАШЕГО», «САТУРН» И ДР.

‘I bear you witness as ye bear to me,

Time, day, night, sun, stars, life, death, air, sea, earth.’

Swinburne.

НОВОЕ ИЗДАНИЕ.

ЛОНДОН: LONGMANS, GREEN, AND CO. 1886.

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЯТОМУ ИЗДАНИЮ.

При подготовке этого издания были удалены только те фрагменты, которые, согласно недавним исследованиям, оказались ошибочными. Не было сочтено необходимым или даже желательным изменять формулировки очерков (путем изменения времен или иным образом) таким образом, чтобы в измененном виде они могли бы выглядеть как написанные в 1884 году. Во многих случаях это было бы совершенно вводящим в заблуждение, тогда как при наличии дат, проставленных перед каждым очерком, никаких недоразумений возникнуть не может.

Ричард А. Проктор.

ПРЕДИСЛОВИЕ КО ВТОРОМУ ИЗДАНИЮ.

Это издание было тщательно переработано и местами значительно изменено. Так, был добавлен очерк «Угольные погреба Британии» и удалены два очерка о государственной поддержке науки. Могу упомянуть, что мои взгляды на предмет последних очерков полностью изменились с момента их написания — определенные обстоятельства, которые попали в поле моего зрения, убедили меня в том, что любая масштабная схема обеспечения государственной поддержки научных исследований принесла бы больше вреда, чем пользы.

Ричард А. Проктор.

Лондон: январь 1873 г.

ПРЕДИСЛОВИЕ К ПЕРВОМУ ИЗДАНИЮ.

При подготовке этих очерков моей главной целью было представить научные истины в легкой и доступной форме — ясно и просто, но при строгом соблюдении фактов в том виде, в каком я их вижу. Я следовал — здесь и всегда — правилу стараться объяснять свою мысль именно так, как я хотел бы, чтобы другие объясняли мне самому вещи, с которыми я был незнаком. Поэтому я избегал той чрезмерной простоты, которую некоторые, по-видимому, считают абсолютно необходимой в научных очерках, предназначенных для широкого круга читателей, но которая часто сбивает с толку даже больше, чем слишком технический стиль. Главное правило, которому я следовал, чтобы сделать свои описания ясными, заключалось в стремлении сделать так, чтобы каждое предложение имело одно значение, и только одно. Выступая как читатель, и особенно как читатель научных книг, я осмелюсь выразить искреннее пожелание, чтобы это простое правило никогда не нарушалось, даже ради требований стиля.

Едва ли стоит упоминать, что некоторые из более коротких очерков скорее призваны развлечь, чем просветить.

Очерк о влиянии, которое, как предполагается, брак оказывает на уровень смертности, — это тот самый очерк, на который ссылается г-н Дарвин на странице 176 (том I) своего «Происхождения человека».

Ричард А. Проктор.

Лондон: май 1871 г.

СОДЕРЖАНИЕ.

PAGE

Strange Discoveries respecting the Aurora 1

The Earth a Magnet 14

Our Chief Time-piece losing Time 30

Encke the Astronomer 46

Venus on the Sun’s Face 49

Britain’s Coal Cellars 72

The Secret of the North Pole 97

Is the Gulf Stream a Myth? 114

Floods in Switzerland 133

A Great Tidal Wave 138

Deep-Sea Dredgings 142

The Tunnel through Mont Cenis 148

Tornadoes 153

Vesuvius 167

The Earthquake in Peru 189

The Greatest Sea-Wave ever known 194

The Usefulness of Earthquakes 211

The Forcing Power of Rain 225

A Shower of Snow-Crystals 230

Long Shots 233

Influence of Marriage on the Death-Rate 238

The Topographical Survey of India 244

A Ship attacked by a Sword-fish 256

The Safety-lamp 259

The Dust we have to Breathe 265

Photographic Ghosts 267

The Oxford and Cambridge Rowing Styles 269

Betting on Horse Races: or, the State of the Odds 274

Squaring the Circle 288

A New Theory of Achilles’ Shield 297

НАУКА О СВЕТЕ ДЛЯ ЧАСОВ ДОСУГА.

УДИВИТЕЛЬНЫЕ ОТКРЫТИЯ, КАСАЮЩИЕСЯ ПОЛЯРНОГО СИЯНИЯ.

Яркие потоки цветного света, которые в определенные времена года колышутся в небесах, уже давно признаны одними из самых необычных и впечатляющих явлений, которые небо представляет нашему взору. Есть нечто необычайно прекрасное в виде настоящего «полярного сияния». Окаймленное цветными лучами, оно колышется взад и вперед, словно его трясет чья-то невидимая рука. Затем из конца в конец проходят чередующиеся волны, складки сияния переплетаются, образуя ряд изящных кривых. Внезапно, словно по волшебству, наступает полная тишина, как будто невидимая сила, демонстрировавшая разнообразные красоты полярного сияния, на мгновение затихла. Но даже когда движение сияния замирает, мы видим, как его свет таинственным образом разгорается и гаснет. Затем, пока мы смотрим, новые волны возмущения проходят по волшебному пологу. Поразительные вспышки добавляют великолепия сцене, в то время как величественный свод полярного сияния, от которого, кажется, зависит колышущаяся завеса, придает зрелищу грандиозность, которую невозможно адекватно описать словами. Однако постепенно небесные огни, освещавшие великолепную дугу, словно угасают. Светящаяся зона распадается. Место действия покрывается разбросанными полосами и пятнами пепельно-серого света, которые висят, словно облака, над северным горизонтом. Затем они в свою очередь исчезают, и от блестящего зрелища не остается ничего, кроме темного, похожего на дым сегмента на горизонте.

Таково полярное сияние, каким его видят в арктических или антарктических регионах, где это явление предстает во всей своей полноте. Однако даже в наших широтах иногда можно наблюдать поразительно красивые полярные сияния. И все же те, кто видел зрелище, представленное вблизи истинной родины полярного сияния, замечают в других сияниях недостаток той полноты и великолепия цвета, которые составляют наиболее яркие черты арктических и антарктических полярных сияний.

Физики давно признали в полярном сиянии явление, имеющее не только местное, но даже более чем земное значение. Они научились связывать его с отношениями, которые затрачивают всю планетную систему. Давайте выясним, как это произошло.

До тех пор, пока люди лишь изучали внешние проявления полярного сияния, до тех пор, по сути, пока они рассматривали это явление лишь как местное зрелище, они не могли составить адекватного представления о его важности. Обстоятельство, которое впервые раскрыло нечто из истинного характера полярного сияния, было тем, что, казалось, мало что обещало.

Франсуа Араго изо дня в день и из года в год наблюдал за колебаниями магнитной стрелки в Парижской обсерватории. Он проследил медленное движение стрелки к ее крайнему западному отклонению и наблюдал за ее курсом, когда она начала возвращаться к истинному северу. Он обнаружил крошечное колебание, которое стрелка совершает каждый день относительно своего среднего положения. Он заметил, что это колебание варьируется по амплитуде, и это побудило его наблюдать за ним более пристально. Таким образом, у него появилась возможность наблюдать более внимательно, чем это делалось ранее, внезапные нерегулярности, которые иногда характеризуют ежедневные движения стрелки.

Все это, казалось бы, не имеет никакого отношения к лучам полярного сияния; но теперь мы подходим к важному открытию, которое вознаградило терпеливую наблюдательность Франсуа Араго.

В январе 1819 года он опубликовал заявление о том, что внезапные изменения магнитной стрелки часто связаны с возникновением полярного сияния. Я привожу это заявление его собственными словами, в переводе генерала Сабина: «Полярные сияния должны быть поставлены в первый ряд среди причин, которые иногда нарушают регулярный ход суточных изменений магнитной стрелки. Они не превышают, даже летом, четверти градуса, но когда появляется полярное сияние, часто можно видеть, как магнитная стрелка за несколько мгновений перемещается на несколько градусов». «Во время полярного сияния, — добавляет он, — часто можно видеть в северной части неба светящиеся лучи разных цветов, исходящие из всех точек горизонта. Точка в небе, к которой сходятся эти лучи, — это именно та точка, на которую направляется намагниченная стрелка, подвешенная за свой центр тяжести... Более того, было показано, что концентрические круговые сегменты, почти похожие по форме на радугу, которые обычно видны перед появлением светящихся лучей, имеют свои две конечности, покоящиеся на двух частях горизонта, которые одинаково удалены от направления, в котором поворачивается стрелка; и вершина каждой дуги лежит точно в этом направлении. Из всего этого, несомненно, следует, что существует тесная связь между причинами полярных сияний и причинами земного магнетизма».

Эта странная гипотеза поначалу встретила сильное сопротивление со стороны ученых. Среди прочих покойный сэр Дэвид Брюстер указал на ряд возражений, некоторые из которых на первый взгляд казались весьма весомыми. Так, он отметил, что магнитные возмущения самого примечательного характера часто наблюдались тогда, когда полярного сияния не было видно; и он заметил определенные особенности в полярных сияниях, наблюдаемых вблизи полярных регионов, которые, казалось, не согласуются с точкой зрения Франсуа Араго.

Но постепенно выяснилось, что физики ошибались в характере полярного сияния. Оказалось, что магнитная стрелка колеблется не только в ответ на полярные сияния, наблюдаемые в непосредственной близости, но и на полярные сияния, происходящие за сотни и даже тысячи миль. Более того, по мере развития исследований было обнаружено, что стрелки в наших северных обсерваториях колеблются под влиянием, связанным даже с возникновением полярных сияний вокруг южных полярных областей.

Фактически, не только трудности, на которые (очень справедливо, надо заметить) указал сэр Дэвид Брюстер, были полностью устранены, но было обнаружено, что между намагниченной стрелкой и лучами полярного сияния существует гораздо более тесная связь, чем даже предполагал Франсуа Араго. Дело не просто в том, что во время полярного сияния стрелка подвергается необычному возмущению, но движения стрелки фактически синхронны с колышущимися движениями таинственных лучей. Полярное сияние может происходить на севере Европы или даже в Азии или Америке, и по мере того, как цветные знамена колышутся взад и вперед, крошечная стрелка, за которой наблюдают терпеливые наблюдатели в Гринвиче или Париже, будет реагировать на каждую фазу этого зрелища.

И я могу заметить мимоходом, что из этой особенности следуют два очень интересных вывода. Во-первых, каждая магнитная стрелка по всей Земле должна возмущаться одновременно; и во-вторых, лучи полярного сияния, которые колышутся в небе одной страны, должны двигаться синхронно с теми, которые видны в небе другой страны, даже если тысячи миль отделяют эти два региона.

Но я должен перейти к дальнейшему рассмотрению обстоятельств, которые придают интерес и значимость странному открытию, являющемуся предметом этой статьи.

Если бы мы могли связать полярные сияния только с земным магнетизмом, мы бы уже сделали многое для усиления интереса, который это прекрасное явление призвано вызывать. Но как только эта связь была установлена, обнаружились другие, еще более интересные факты. Ибо было ясно показано, что земной магнетизм находится под непосредственным влиянием действия Солнца. Стрелка в своем ежедневном колебании следует за Солнцем, не совершая, конечно, полного оборота, но настолько, насколько позволяют другие силы. Это было обильно подтверждено и является фактом чрезвычайной важности в теории земного магнетизма. Где бы ни находилось Солнце, либо на видимом небе, либо на той половине небесной сферы, которая в данный момент находится под горизонтом, конец стрелки, ближайший к Солнцу, делает усилие (так сказать) указывать более прямо на великий управляющий центр планетной системы. Видя, таким образом, что ежедневное колебание стрелки вызвано именно этим, мы признаем тот факт, что возмущения ежедневного колебания могут быть отнесены к некоторой особенности солнечного воздействия.

Поэтому было не так удивительно, как многие полагали, что увеличение и уменьшение этих возмущений в период около одиннадцати лет должно соответствовать увеличению и уменьшению числа солнечных пятен в период равной продолжительности.

Мы уже начинаем видеть, таким образом, что полярные сияния связаны каким-то таинственным образом с действием солнечных лучей. Явление, которое на протяжении стольких веков рассматривалось как простое зрелище, вызванное, возможно, каким-то процессом в верхних слоях воздуха, имеющим чисто местный характер, было включено в круг планетных явлений. Так же верно, как блестящие планеты, украшающие ночное небо, освещаются тем же светилом, которое дает нам наши дни и времена года, так же они подвержены тому же таинственному влиянию, которое заставляет северные знамена величественно колыхаться над усыпанными звездами глубинами небес. Более того, вполне вероятно, что каждое мерцание и вспышка наших полярных сияний соответствует аналогичным проявлениям на каждой планете, которая движется вокруг Солнца. Становится, таким образом, вопросом чрезвычайного интереса узнать, какова природа таинственного явления, которое время от времени освещает наши небеса. Мы узнали кое-что о законах, согласно которым появляется полярное сияние; но какова его истинная природа? Что это за свет, который освещает небеса? Происходит ли какой-то процесс горения в верхних слоях нашей атмосферы? Или лучи полярного сияния электрические или фосфоресцентные? Или, наконец, свет — это просто солнечный свет, отраженный от какого-то вещества, которое существует на огромной высоте над Землей?

Все эти взгляды время от времени находили сторонников среди ученых. Едва ли стоит говорить, что то, что мы теперь знаем о связи между действием полярного сияния и какой-либо формой солнечного возмущения, сразу позволило бы нам отвергнуть некоторые из этих гипотез. Но нам не нужно обсуждать предмет с этой точки зрения, потому что недавно стал доступен метод исследования, который сразу отвечает на наши вопросы об общем характере любого вида света. Я перехожу к рассмотрению применения этого метода к свету от лучей полярного сияния.

Спектроскоп, или, как мы можем назвать этот инструмент, «световой сито», говорит нам, какова природа объекта, являющегося источником света. Если объект — светящееся твердое тело или жидкость, инструмент преобразует его свет в радужную полосу. Если объект — светящийся пар, его свет преобразуется в несколько ярких линий. И, наконец, если объект — светящееся твердое тело или жидкость, светящиеся сквозь какие-либо пары, радужная полоса снова появляется, но теперь она пересечена темными линиями, соответствующими парам, которые окружают объект и поглощают часть его света.

Но я не должен забывать упомянуть два обстоятельства, которые делают интерпретацию спектра несколько менее простой, чем она была бы в противном случае.

Во-первых, если объект светит отраженным светом, его спектр точно такой же, как у объекта, чей свет его освещает. Таким образом, мы не можем с уверенностью судить о природе объекта только по виду его спектра, если мы не уверены, что объект самосветящийся. Например, мы наблюдаем, что солнечный спектр — это радужная полоса, пересеченная множеством темных линий, и мы делаем вывод, что Солнце — это раскаленный шар, светящий сквозь сложную парообразную атмосферу. Мы не сомневаемся в этом, потому что абсолютно уверены, что Солнце самосветящееся. Далее, мы наблюдаем, что спектр Луны точно такой же, как солнечный спектр, только, конечно, гораздо менее яркий. И здесь мы также не сомневаемся в интерпретации результата. Мы точно знаем, что Луна не самосветящаяся, и поэтому с предельной уверенностью заключаем, что свет, который мы получаем от нее, — это просто отраженный солнечный свет. Пока все ясно. Но теперь возьмем случай объекта, подобного комете, которая может быть, а может и не быть самосветящейся. Если мы обнаружим, что спектр кометы напоминает солнечный — а это не совсем гипотетический случай, ибо часть света каждой исследованной кометы в действительности дает радужную полосу, напоминающую солнечный спектр, — мы не можем в этом случае сделать какой-либо такой положительный вывод. Комета может быть самосветящимся телом; но, с другой стороны, ее свет может быть обусловлен просто отражением солнечных лучей. Соответственно, спектроскопист всегда сопровождает запись такого наблюдения выражением сомнения относительно истинной природы объекта, который является источником света.

Во-вторых, когда электрическая искра вспыхивает сквозь какой-либо пар, ее свет дает спектр, который указывает на природу не только пара, сквозь который прошла искра, но и веществ, между которыми прошла искра. Так, если мы заставим электрический разряд пройти между железными наконечниками сквозь обычный воздух, мы увидим в спектре многочисленные яркие линии, которые образуют спектр железа, и в дополнение к этому мы увидим яркие линии, принадлежащие газам, которые образуют нашу атмосферу.

Оба рассмотренных выше соображения имеют огромное значение при изучении предмета света полярного сияния, проанализированного с помощью спектроскопа, потому что существует много трудностей в формировании общего мнения о природе света полярного сияния, в то время как существуют обстоятельства, которые заставляют нас ожидать, что этот свет является электрическим.

Я также мимоходом замечу, что мы обязаны шведскому физику Андерсу Йонасу Ангстрему значительной долей исследований, на которых основаны вышеприведенные результаты относительно спектра электрической искры. Читатель вскоре поймет, почему я выдвинул имя Ангстрема на первый план в связи с интересной областью спектроскопического анализа, о которой только что упоминалось. Если бы открытие, к которому мы приближаемся, было сделано новичком в использовании спектроскопа, могли бы возникнуть вполне обоснованные сомнения относительно точности наблюдений, на которых основывается это открытие.

Много лет назад, задолго до того, как были раскрыты истинные возможности спектроскопического анализа, было высказано предположение, что, возможно, если бы свет полярного сияния был проанализирован с помощью призмы, можно было бы получить доказательства его электрической природы. Выдающийся метеоролог Дове, например, заметил, что «особенности, присущие электрическому свету, настолько выражены, что кажется легким определенно решить с помощью призматического анализа, является ли свет полярного сияния электрическим или нет». Как ни странно, однако, первое доказательство того, что свет полярного сияния имеет электрическую природу, было получено совершенно иным способом исследования. Д-р Робинсон из Армы обнаружил в 1858 году (за год до признания Кирхгофом возможностей спектроскопического анализа), что свет полярного сияния обладает в особой степени свойством, называемым флуоресценцией, которое является признанным и характерным свойством света, производимого электрическими разрядами. «Эти эффекты, — замечает он о проявлениях, представленных светом полярного сияния при примененных им тестах, — были настолько сильными по отношению к фактической интенсивности света, что они, по-видимому, дают дополнительное доказательство электрического происхождения этого явления».

Опуская это остроумное применение одного из самых необычных и интересных свойств света, мы обнаружим, что самое раннее определение истинной природы света полярного сияния — или, скорее, его спектра — было осуществлено Ангстремом. Этот наблюдатель воспользовался появлением яркого полярного сияния зимой 1867-68 годов, чтобы проанализировать спектр цветных лучей. Была видна только одна яркая линия! Отто Струве, выдающийся русский астроном, вскоре после этого сделал подтверждающие наблюдения. На заседании Королевского астрономического общества в июне 1868 года г-н Хаггинс так описал результаты Струве: «В письме М. Отто Струве сообщил мне, что у него было две хорошие возможности наблюдать спектр северного сияния. Спектр состоит из одной линии, и свет, следовательно, монохроматический. Линия падает вблизи границы желтой и зеленой частей спектра... Это показывает, что монохроматический свет зеленоватый, что меня удивило; но генерал Сабин говорит мне, что в своих полярных экспедициях он часто видел полярное сияние с зеленоватым оттенком, и этот вид соответствует положению линии, увиденной М. Струве».

Общее значение этого наблюдения не вызывает сомнений. Оно учит нас тому, что свет полярного сияния обусловлен светящимся паром, и мы можем заключить, со всей вероятностью, что светимость пара обусловлена прохождением через него электрических разрядов. Однако возможно, что положение яркой линии может быть обусловлено характером частиц, между которыми происходят разряды.

Но взгляд, который мы должны принять, должен зависеть от положения линии. Здесь возникает трудность. Не существует известного земного элемента, спектр которого имел бы яркую линию точно в положении линии в спектре полярного сияния. А простая близость не имеет никакого значения в спектроскопическом анализе. Два элемента, различающиеся по характеру так же сильно, как железо и водород, могут иметь линии, настолько близко приближающиеся по положению, что только самый мощный спектроскоп может указать разницу. Так что, когда Ангстрем замечает, что яркая линия, которую он видел, лежит немного левее хорошо известной группы линий, принадлежащих металлу кальцию (основному ингредиенту обычного мела), мы ни в коем случае не должны делать вывод, что он предполагает, будто вещество, вызывающее присутствие яркой линии, имеет какое-либо сходство с этим элементом. Пока мы не сможем найти элемент, который имеет яркую линию в своем спектре, абсолютно совпадающую с яркой линией, обнаруженной Ангстремом в спектре полярного сияния, любые спекуляции относительно истинной природы пара, в котором происходит электрический разряд полярного сияния, или веществ, между которыми проходит искра, полностью исключены.

После полного солнечного затмения 1869 года предполагалось, что спектр солнечной короны демонстрирует те же яркие линии, что и полярное сияние. Но недавние наблюдения показывают, что совпадение не так близко, как предполагалось, и, по сути, нет никаких доказательств того, что линии одинаковы.

(Из журнала Fraser’s Magazine, февраль 1870 г.)

ЗЕМЛЯ — МАГНИТ.

Существует очень распространенное, но ошибочное мнение, что магнитная стрелка указывает на север. Я хорошо помню, как в детстве обнаружил, что стрелка не указывает на север, ибо это открытие было запечатлено в моей памяти весьма неприятным образом. Я купил карманный компас и очень хотел — не то чтобы проверить инструмент, поскольку я безоговорочно доверял его показаниям, — а использовать его в качестве проводника по неизвестным регионам. В нескольких милях от того места, где я жил, лежал Кобхэм-Вуд, конечно, не очень обширный лес, но достаточно большой, чтобы в нем заблудиться. Туда я и отправился с тремя школьными товарищами. Когда мы заблудились, мы радостно призвали компас к действию и двинулись из леса в направлении, которое, как мы полагали, приведет нас домой. Мы продолжали путь с полной уверенностью в нашем карманном проводнике; на каждом повороте мы советовались с ним артистично, тщательно уравновешивая его и ожидая, пока его вибрации прекратятся. Но когда мы прошли две или три мили, не увидев ни одного дома или дороги, которые мы узнали бы, дела приняли менее веселый оборот. Мы не хотели компрометировать наше достоинство «исследователей», спрашивая дорогу — поступок, о котором никакой прецедент в истории наших любимых путешественников не позволял нам думать. Но наступил вечер, а с ним и летняя гроза. Мы были совершенно измотаны, и то «hæc olim meminisse juvabit», которым мы себя утешали, начало терять свою силу. Когда мы, наконец, сдались, мы узнали, что ушли на много миль с дороги, и не добрались до дома до глубокой ночи. Также провинившийся компас был конфискован справедливо возмущенными родителями, так что долгое время причина наших бед была для нас загадкой. В действительности, вместо того чтобы указывать точно на север, компас указывал более чем на 20° к западу, или почти на четверть, называемую моряками норд-норд-вест. Неудивительно, поэтому, что мы сбились с пути, когда следовали за столь ненадежным проводником.

Особенность, заключающаяся в том, что магнитная стрелка в целом не указывает на север, является первой из серии особенностей, которые я теперь предлагаю кратко описать. Эта нерегулярность называется моряками вариацией стрелки, но термин, чаще используемый учеными, — это магнитное склонение стрелки. Вероятно, оно было обнаружено очень давно, ибо за 800 лет до нашей эры китайцы применяли направляющую силу магнита, чтобы направлять их в путешествиях по великим азиатским равнинам, и они должны были вскоре обнаружить столь заметную особенность. Вместо корабельного компаса они использовали магнитную колесницу, на передней части которой плавающая стрелка несла маленькую фигурку, чья вытянутая рука указывала на юг. У нас нет, однако, записей об их открытии склонения, и мы знаем только, что они были знакомы с ним в двенадцатом веке. Склонение было обнаружено независимо европейскими наблюдателями в тринадцатом веке.

По мере того как мы перемещаемся с места на место, обнаруживается, что склонение стрелки меняется. Христофор Колумб был первым, кто обнаружил это. Он открыл это 13 сентября 1492 года, во время своего первого путешествия, когда он находился в шестистах милях от Ферро, самого западного из Канарских островов. Он обнаружил, что склонение, которое в Европе было направлено к востоку, перешло к западу и постоянно увеличивалось по мере того, как он двигался на запад.

Но здесь мы видим первый след еще более странной особенности. Я сказал, что в настоящее время склонение в Европе направлено к западу. Во времена Колумба оно было направлено к востоку. Таким образом, мы узнаем, что склонение меняется с течением времени, а также с изменением места.

Гений современной науки — это взвешивание и измерение. Люди в наши дни не удовлетворяются знанием того, что существует особенность; они стремятся определить ее степень, насколько она изменчива — будь то со временем или от места к месту, и так далее. Теперь результаты таких исследований, примененные к магнитному склонению, оказались чрезвычайно интересными.

Мы находим, во-первых, что мир может быть разделен на две неравные части, над одной из которых стрелка имеет западное, а над другой — восточное склонение. Вдоль пограничной линии, конечно, стрелка указывает точно на север. Англия расположена в регионе западных магнитов. Этот регион включает всю Европу, за исключением северо-восточных частей России; Турцию, Аравию и всю Африку; большую часть Индийского океана и западные части Австралии; почти весь Атлантический океан; Гренландию, восточные части Канады и небольшой кусок северо-восточной части Бразилии. Все это образует один регион западного склонения; но, как ни странно, в самом сердце оставшегося и большего региона восточных магнитов лежит овальное пространство противоположного характера. Это пространство включает Японские острова, Маньчжурию и восточные части Китая. Также очень примечательно, что в западном регионе склонение гораздо больше, чем в восточном. По всей Азии, например, стрелка указывает почти точно на север. Напротив, на севере Гренландии и залива Баффина магнитная стрелка указывает точно на запад; в то время как еще дальше на север (немного западнее) мы находим, что магнитная стрелка указывает своим северным концом прямо на юг.

В присутствии этих особенностей было бы приятно строить догадки. Мы могли бы представить существование сильно магнитных жил в твердой массе Земли, принуждающих магнитную стрелку к неполному подчинению истинному полярному призыву. Или можно было бы задействовать сравнительные эффекты океанов и континентов. Но, к сожалению, для всего этого нам приходится примирять взгляды, основанные на фиксированных отношениях, представленных Землей, с процессом изменения, указанным выше. Давайте рассмотрим склонение только в Англии.

В пятнадцатом веке существовало восточное склонение. Оно постепенно уменьшалось, так что около 1657 года стрелка указывала точно на север. После этого стрелка указывала на запад, и постоянно все больше и больше, так что ученые, имея опыт только постоянного смещения стрелки в одном направлении, начали формировать мнение, что это изменение будет продолжаться, так что стрелка пройдет через северо-запад и запад к югу. Фактически, предполагалось, что движение стрелки будет напоминать движение стрелок часов, только в обратном направлении. Но вскоре наблюдательные люди обнаружили постепенное уменьшение западного движения стрелки. Франсуа Араго, выдающийся французский астроном и физик, был первым (я полагаю), кто указал, что «поступательное движение магнитной стрелки к западу, по-видимому, стало постоянно замедляться в последние годы» (он писал в 1814 году), «что, казалось, указывало на то, что через некоторое время оно может стать ретроградным». Три года спустя, а именно 10 февраля 1817 года, Франсуа Араго окончательно заявил, что ретроградное движение магнитной стрелки начало становиться заметным. Полковник Бофор поначалу оспаривал вывод Франсуа Араго, ибо он обнаружил из наблюдений, сделанных в Лондоне в течение 1817-1819 годов, что западное движение все еще продолжается. Но он упустил из виду обстоятельство, что Лондон и Париж — это два разных места. Несколько лет спустя ретроградное движение стало заметным и в Лондоне, и теперь оно установлено наблюдениями сорока лет. Из тщательного сравнения наблюдений Бофора следует, что стрелка достигла предела своего западного отклонения (в Гринвиче) в марте 1819 года, в то время склонение составляло почти 25°. В Париже, напротив, стрелка достигла своего наибольшего западного отклонения (около 22½°) в 1814 году. Довольно странно, что, хотя в Париже ретроградное движение проявилось на пять лет раньше, чем в Лондоне, стрелка указывала точно на север в Париже на шесть лет позже, чем в Лондоне, а именно в 1663 году. Возможно, большая амплитуда лондонского отклонения стрелки может объяснить эту особенность.

«Было уже достаточно трудно, — говорит Франсуа Араго, — представить, какого рода изменение в строении земного шара могло действовать в течение ста пятидесяти трех лет, постепенно переводя направление магнитной стрелки с точно северного на 23° к западу от севера. Мы видим, что теперь необходимо объяснить, более того, как случилось, что это постепенное изменение прекратилось и уступило место возврату к предыдущему состоянию земного шара». «Как же это, — уместно спрашивает он, — что направляющее действие земного шара, которое явно должно быть результатом действия молекул, из которых состоит земной шар, может быть таким изменчивым, в то время как число, положение и температура этих молекул, и, насколько нам известно, все их другие физические свойства остаются постоянными?»

Но мы рассмотрели только один регион земной поверхности. Мнение Франсуа Араго покажется еще более справедливым, когда мы изучим изменение, которое произошло в том, что мы можем назвать «магнитным аспектом» всего земного шара. Линия, которая отделяет регион западных магнитов от региона восточных магнитов, теперь проходит, как мы сказали, через Канаду и восточную Бразилию в одном полушарии и через Россию, Азиатскую Турцию, Индийский океан и Западную Австралию в другом, помимо того, что имеет отдаленный овал к востоку от азиатского континента. Эти линии пронеслись по части земного контура самым странным образом с 1600 года. Они варьировались как по направлению, так и по сложности. Сибирский овал, ныне отчетливый, в 1787 году был лишь петлей восточной линии нулевого склонения. Овал, по-видимому, теперь постоянно уменьшается и однажды, вероятно, исчезнет.

Мы находим здесь явление, столь же таинственное, столь же удивительное и столь же достойное тщательного изучения, как и любое другое, охваченное широкими областями науки. Но нас ждут другие особенности.

Если магнитная стрелка подходящей длины будет тщательно уравновешена на острие — или, что еще лучше, подвешена на шелковой нити без кручения, — обнаружится, что она каждый день совершает два небольших, но ясно заметных колебания. М. Франсуа Араго, на основе тщательной серии наблюдений, вывел следующие результаты:—

Примерно в одиннадцать часов вечера северный конец стрелки начинает двигаться с запада на восток, и, достигнув своего наибольшего восточного отклонения примерно в четверть девятого утра, возвращается к западу, чтобы достичь своего наибольшего западного отклонения в четверть второго. Затем она снова движется на восток, и, достигнув своего наибольшего восточного отклонения в половине девятого вечера, возвращается на запад и достигает своего наибольшего западного отклонения в одиннадцать, как и в начале.

Конечно, эти отклонения происходят по обе стороны от среднего положения стрелки, и поскольку отклонения малы, никогда не превышая пятой части градуса, в то время как среднее положение стрелки лежит на 20° к западу от севера, ясно, что отклонения являются лишь номинально восточными и западными, стрелка указывает повсюду далеко на запад.

Теперь, если мы вспомним, что северный конец стрелки — это тот, который дальше всего от Солнца, будет легко проследить в результатах М. Франсуа Араго своего рода усилие со стороны стрелки повернуться к Солнцу — не только когда это светило находится над горизонтом, но и во время его ночного пути.

Мы готовы, следовательно, ожидать, что при тщательном наблюдении за нашей подвешенной стрелкой проявится вариация, имеющая годовой период. Такая вариация была давно признана. Обнаружено, что летом в обоих полушариях суточная вариация усиливается, а зимой уменьшается.

Но помимо отклонения намагниченной стрелки от северного полюса, существует отклонение от горизонтального положения, которое теперь должно привлечь наше внимание. Если немагнитная стрелка будет тщательно подвешена так, чтобы покоиться горизонтально, а затем намагничена, обнаружится, что она больше не сохраняет это положение. Северный конец заметно наклоняется. Это происходит в нашем полушарии. В южном наклоняется южный конец. Ясно, следовательно, что если мы переместимся из одного полушария в другое, мы должны обнаружить, что северный наклон стрелки постепенно уменьшается, пока в какой-то точке вблизи экватора стрелка не станет горизонтальной; и по мере того, как мы переходим оттуда в южные регионы, проявляется постепенно увеличивающийся южный наклон. Было обнаружено, что это так, и положение линии, вдоль которой нет наклона (называемой магнитным экватором), было прослежено вокруг земного шара. Она не совпадает с земным экватором, но пересекает этот круг под углом двенадцать градусов, проходя с севера на юг от экватора на долготе 3° к западу от Гринвича и с юга на север на долготе 187° к востоку от Гринвича. Форма линии не совсем соответствует форме большого круга, но представляет здесь и там (и особенно там, где она пересекает Атлантику) заметные отклонения от такой фигуры.

В двух точках на земном шаре стрелка будет покоиться в вертикальном положении. Это магнитные полюса Земли. Северный магнитный полюс был достигнут сэром Дж. Г. Россом и лежит на 70° с. ш. и 263° в. д., то есть к северу от американского континента и недалеко от залива Бутия. Одной из целей, с которыми Росс отправился в свою знаменитую экспедицию в Антарктические моря, было открытие, если возможно, южного магнитного полюса. В этом он не преуспел. Дважды он надеялся достичь своей цели, но каждый раз его останавливал барьер суши. Он подошел, однако, так близко к полюсу, что стрелка была наклонена под углом почти девяносто градусов к горизонту, и он смог определить для южного полюса положение на 75° ю. ш., 154° в. д. Мы не должны полагать, что какой-либо полюс является фиксированным, поскольку мы теперь увидим, что наклонение, как и склонение магнитной стрелки, изменчиво со временем, а также от места к месту; и, в частности, магнитный экватор, по-видимому, подвержен медленному, но равномерному процессу изменения.

Франсуа Араго говорит нам, что наклонение стрелки в Париже, как наблюдалось, уменьшалось из года в год с 1671 года. В то время наклонение составляло не менее 75°; иными словами, стрелка была наклонена всего на 15° к вертикали. В 1791 году наклонение было менее 71°. В 1831 году оно было менее 68°. Подобным образом, наклонение в Лондоне, как наблюдалось, уменьшалось с 72° в 1786 году до 70° в 1804 году и далее до 68° в настоящее время.

Можно было бы ожидать из таких изменений, что магнитный экватор будет меняться в положении. Более того, мы можем даже угадать, каким образом он должен меняться. Ибо, поскольку наклонение уменьшается в Лондоне и Париже, магнитный экватор должен приближаться к этим местам, и это (в текущем положении кривой) может произойти только путем постепенного смещения магнитного экватора с востока на запад вдоль истинного экватора. Было обнаружено, что это движение действительно происходит. Предполагается, что движение сопровождается изменением формы, но необходимы дополнительные наблюдения, чтобы установить этот интересный момент.

Можно ли сомневаться, что пока происходят эти изменения, магнитные полюса также медленно смещаются вокруг истинного полюса? Разве не должен северный полюс, например, быть дальше от Парижа сейчас, когда стрелка наклонена более чем на 23° от вертикали, чем в 1671 году, когда наклонение составляло всего 15°? Очевидно, что это должно быть так, и мы делаем интересный вывод, что каждый из магнитных полюсов вращается вокруг оси Земли.

Но есть еще одна особенность стрелки, которая столь же примечательна, как и любая из тех, что я упомянул. Я имею в виду интенсивность магнитного действия — энергию, с которой стрелка стремится к своему положению покоя. Это не только изменчиво от места к месту, но и со временем, и далее подвержено внезапным изменениям очень странного характера.

Можно было бы ожидать, что там, где наклон больше, направляющая энергия магнита будет пропорционально велика. И это, как было обнаружено, приблизительно так. Соответственно, магнитный экватор очень близок к «экватору наименьшей интенсивности», но не точно. По мере приближения к магнитным полюсам мы находим более значительное расхождение, так что вместо того, чтобы существовал северный полюс наибольшей интенсивности, почти совпадающий с северным магнитным полюсом, который, как мы видели, лежит к северу от американского континента, существуют два северных полюса, один в Сибири почти в точке, где река Лена пересекает Северный полярный круг, другой не так далеко на север — всего на несколько градусов к северу, по сути, от озера Верхнее. На юге, подобным образом, также есть два полюса, один на Южном полярном круге, около 130° в. д., в Земле Адели, другой еще точно не определен, но предполагается, что он лежит примерно на 240-м градусе долготы и к югу от Южного полярного круга. Как ни странно, существует линия меньшей интенсивности, проходящая прямо вокруг Земли вдоль долин двух великих океанов, «проходя через Берингов пролив и рассекая Тихий океан, с одной стороны земного шара, и выходя из Северного Ледовитого океана через Шпицберген и вниз по Атлантике, с другой».

Полковник Сабин обнаружил, что интенсивность магнитного действия варьируется в течение года. Она наибольшая в декабре и январе в обоих полушариях. Если бы интенсивность была наибольшей зимой, можно было бы склониться к тому, чтобы приписать сезонное изменение температуры причиной этого изменения. Но поскольку эпоха одна и та же для обоих полушарий, мы должны искать другую причину. Есть ли какой-либо астрономический элемент, который, кажется, соответствует закону, открытому Сабином? Есть один очень важный элемент. Положение перигелия земной орбиты таково, что Земля находится ближе всего к Солнцу примерно 31 декабря или 1 января. Нет ничего опрометчиво спекулятивного, таким образом, в заключении, что Солнце оказывает магнитное влияние на Землю, варьирующееся в зависимости от расстояния Земли от Солнца. Более того, результаты Сабина, кажется, указывают очень отчетливо на закон вариации. Ибо, хотя количество наблюдений пока еще не очень велико и крайняя деликатность вариации делает определение ее величины очень трудным, было сделано достаточно, чтобы показать, что по всей вероятности влияние Солнца варьируется согласно тому же закону, что и гравитация — то есть обратно пропорционально квадрату расстояния.

То, что Солнце, источник света и тепла и великий гравитирующий центр Солнечной системы, должно оказывать магнитное влияние на Землю, и что это влияние должно варьироваться согласно тому же закону, что и гравитация, или как распределение света и тепла, не покажется, возможно, очень удивительным. Но открытие Сабина, что Луна оказывает отчетливо прослеживаемое влияние на магнитную стрелку, кажется мне очень примечательным. Мы получаем очень мало света от Луны, гораздо меньше (по сравнению со светом Солнца), чем большинство людей могло бы предположить, и мы получаем абсолютно никакого ощутимого тепла от нее. Поэтому казалось бы, что именно влиянию массы и близости должны быть приписаны магнитные возмущения, вызванные Луной. Но если Луна оказывает влияние таким образом, почему бы не планеты? Мы увидим, что есть доказательства того, что некоторое подобное влияние оказывается этими телами.

Более таинственным, если возможно, чем любой из фактов, которые я обсуждал, является явление магнитных бурь. Стрелка демонстрировала в течение нескольких недель самую совершенную равномерность колебаний. День за днем тщательное микроскопическое наблюдение за прогрессом стрелки выявляло устойчивое покачивание взад и вперед, такое, какое можно увидеть в мачтах величественного корабля на якоре на едва вздымающейся груди океана. Внезапно отмечается изменение; заметны нерегулярные рывковые движения, совершенно отличные от регулярных периодических колебаний. Магнитная буря в процессе. Но где центр возмущения и каковы пределы бури? Ответ примечателен. Если рывковые движения, наблюдаемые в местах, разбросанных по очень большим регионам Земли — а в некоторых хорошо подтвержденных случаях по всей Земле — сравнить с местным временем, обнаруживается, что (при внесении поправки на разницу долгот) они происходят точно в один и тот же момент. Магнитные вибрации пронизывают в один момент весь каркас нашей Земли!

Но наблюдается очень странное обстоятельство, характеризующее эти магнитные бури. Они почти всегда наблюдаются в сопровождении проявления полярного сияния в высоких широтах, северных и южных. Вероятно, они никогда не происходят без такого зрелища, но множество полярных сияний ускользает от нашего внимания. Обратное утверждение, однако, было установлено как универсальное. Ни одно великое проявление полярного сияния никогда не происходит без сильно выраженной магнитной бури.

Магнитные бури иногда длятся несколько часов или даже дней.

Помня о влиянии, которое, как было обнаружено, Солнце оказывает на магнитную стрелку, естественно возникнет вопрос: имеет ли Солнце какое-либо отношение к магнитным бурям? У нас есть ясные доказательства того, что имеет.

1 сентября 1859 года г-да Кэррингтон и Ходжсон наблюдали Солнце, один в Оксфорде, а другой в Лондоне. Их внимание было направлено на определенные большие пятна, которые в то время отмечали лицо Солнца. Внезапно каждый наблюдатель увидел, как яркий свет вспыхнул на поверхности Солнца и начал двигаться, медленно на вид, но в действительности со скоростью около 7000 миль в минуту, через часть солнечного диска. Теперь впоследствии было обнаружено, что самопишущие магнитные инструменты в Кью сделали в тот самый момент сильно выраженный рывок. Мы узнали также, что в тот момент магнитная буря преобладала в Вест-Индии, в Южной Америке и в Австралии. Сигнальщики на телеграфных станциях в Вашингтоне и Филадельфии получили сильные электрические удары; за пером телеграфа Бэйна последовало пламя огня; а в Норвегии телеграфное оборудование было охвачено огнем. Ночью великие полярные сияния были видны в обоих полушариях. Невозможно не связать эти поразительные магнитные индикации с примечательным явлением, наблюдавшимся на диске Солнца.

Но есть и другие свидетельства. Магнитные бури случаются чаще в одни годы, чем в другие. В те годы, когда они происходят наиболее часто, обнаруживается, что обычные колебания магнитной стрелки более значительны, чем обычно. Когда эти особенности наблюдались в течение многих лет, было установлено, что происходит чередующееся и систематическое увеличение и уменьшение интенсивности магнитного действия, и что период этого изменения составляет около одиннадцати лет. Но в то же время прилежный наблюдатель день за днем и год за годом фиксировал вид солнечного диска. Он обнаружил, что солнечные пятна в одни годы появляются более свободно, чем в другие. И он определил период, в который пятна последовательно появляются с максимальной частотой, примерно в одиннадцать лет. При сравнении этих двух рядов наблюдений было обнаружено (и теперь это не вызывает сомнений благодаря многолетним непрерывным наблюдениям), что магнитные возмущения наиболее энергичны, когда на Солнце больше всего пятен, и наоборот.

Для столь примечательного явления, как это, ничто, кроме космической причины, не может быть достаточным. Мы не можем сказать ни того, что пятна вызывают магнитные бури, ни того, что магнитные бури вызывают пятна. Мы должны искать причину, вызывающую одновременно оба ряда явлений. В этом вопросе пока нет определенности, но кажется, что философы вскоре смогут проследить в возмущающем действии планет на солнечную атмосферу причину как отмеченного одиннадцатилетнего периода, так и других, менее отчетливо выраженных периодов, которые начинает выявлять прилежное наблюдение солнечных явлений.

(Из журнала Cornhill Magazine, июнь 1868 г.)

НАШ ГЛАВНЫЙ ХРОНОМЕТР ОТСТАЕТ.

Выдающийся французский астроном, автор одного из самых увлекательных трудов по популярной астрономии, появившихся до сих пор, отмечает, что человека, который заговорил бы о влиянии спутников Юпитера на торговлю хлопком, сочли бы сумасшедшим. И все же, как он показывает далее, существует легко прослеживаемая связь между идеями, которые на первый взгляд кажутся столь несочетаемыми. Эта связь обнаруживается в определении небесной долготы.

Подобным образом мы были бы склонны удивляться астроному, который, вдумчиво наблюдая за величественным движением звездной системы, демонстрируемым в увеличенном и, следовательно, заметном масштабе мощным телескопом, заговорил бы о связи между этим движением и внутренней стоимостью соверена. Естественной мыслью большинства людей было бы то, что «излишняя ученость» свела астронома с ума. И все же, когда мы начинаем внимательно изучать вопрос о внутренней стоимости соверена, мы обнаруживаем, что нас приводят к суточному движению звезд, причем не очень сложным путем. Ибо что такое соверен? Монета, содержащая определенное количество зерен золота, смешанных с определенным количеством зерен сплава. Зерно, как мы знаем, — это вес такого-то объема определенного стандартного вещества, то есть стольких-то кубических дюймов или частей кубического дюйма этого вещества. Но что такое дюйм? Мы обнаруживаем, что он определяется как определенная доля длины маятника, совершающего секундные колебания на широте Лондона. Секунда, как мы знаем, — это определенная часть среднего солнечного дня, и практически она определяется путем обращения к так называемым звездным суткам — а именно, интервалу между последовательными прохождениями одной и той же звезды через небесный меридиан любого фиксированного места. Этот интервал считается постоянным, и его, действительно, описывали как «единственный постоянный элемент», известный астрономам.

Таким образом, мы обнаруживаем, что существует связь, и очень важная связь, между движением звезд и нашими мерами не только стоимости, но и веса, длины, объема и времени. Фактически, вся наша система мер и весов основана на кажущемся суточном движении звездной системы, то есть на реальном суточном вращении Земли. Мы можем рассматривать плоскость меридиана, в которой совершает колебания большой пассажный инструмент Гринвичской обсерватории, как гигантскую стрелку могучих часов, стрелку, которая, простираясь наружу среди звезд, прослеживает для нас своим движением среди них точный ход времени и тем самым дает нам средства взвешивать, измерять и оценивать земные объекты с точностью, которая в настоящее время превышает наши потребности.

Земля, таким образом, является нашим «главным хронометром», и именно о правильности этих гигантских часов я сейчас и буду говорить.

Но как мы можем проверить хронометр, чьи движения мы выбираем для регулировки всех остальных хронометров? Если человек каждое утро заводит свои часы по часам в Вестминстере, ему явно невозможно проверить точность этих часов по ходу своих собственных. Действительно, можно было бы обнаружить любое грубое изменение хода; но для иллюстрации я предполагаю, что часы очень точны, и поэтому даже в течение длительных промежутков времени следует ожидать лишь незначительных ошибок. И точно так же, как часы, установленные по другим часам, нельзя использовать для проверки последних на предмет малых ошибок, так и наши лучшие хронометры нельзя использовать для обнаружения медленных изменений, если таковые существуют, в периоде вращения Земли.

Сэр Уильям Гершель, который рано осознал важность этого предмета, предложил другой метод. Некоторые планеты вращаются таким образом и имеют на своей поверхности столь отчетливые знаки, что можно, с помощью серии наблюдений, охватывающих длительный интервал времени, определить продолжительность их периода вращения с точностью до секунды или двух. Предполагая их вращение равномерным, мы сразу получаем точную меру времени. Предполагая их вращение неравномерным, мы получаем: (1) намек на тот вид изменений, который мы ищем; и (2), путем сравнения двух или более планет, средства для предположения о том, как распределяется вариация между наблюдаемыми планетами и нашей Землей.

К сожалению, оказалось, что Юпитер, одна из планет, от которой Гершель ожидал больше всего, не дает нам точной информации — его реальная поверхность всегда скрыта плотной и наполненной парами атмосферой. Сатурн, Венера и Меркурий находятся в аналогичных условиях и в других отношениях являются неблагоприятными объектами для такого рода наблюдений. Из всех планет действительно доступен только Марс. Отчетливо размеченный (в телескопы достаточной мощности) континентами и океанами, которые редко скрыты парами, этот планета в других отношениях удачно расположена. Ибо несомненно, что любые изменения, которые могут происходить во вращении планет, должны быть обусловлены внешними воздействиями. Теперь, у Сатурна и Юпитера есть свои спутники, которые влияют (возможно, заметно в течение длительных интервалов времени) на их вращательные движения. Венера и Меркурий находятся близко к Солнцу и поэтому в этом отношении находятся в худшем положении, чем Земля, чье вращение находится под вопросом. Марс, с другой стороны, удаленный от Солнца дальше, чем мы, не имеющий также луны и будучи небольших размеров (очень важный момент, заметим, поскольку приливное действие Солнца зависит от размеров планеты), вероятно, имеет период вращения, который является почти абсолютно постоянным.

Гершелю не очень повезло в его наблюдениях Марса. Получив грубое приближение вращения Марса за интервал в два дня — это грубое приближение, как оказалось, было лишь на тридцать семь секунд больше истинного периода, — он перешел к трем интервалам по одному месяцу каждый. Это должно было дать гораздо лучшее значение; но, как оказалось, среднее из полученных им значений было на сорок шесть секунд больше. Затем он взял период в два года и, будучи введенным в заблуждение ошибочными значениями, которые он уже получил, пропустил одно вращение, получив значение на две минуты больше. Тридцать лет назад два немецких астронома, Бер и Медлер, попытались решить ту же задачу и, взяв период в семь лет, получили значение, которое превышает истинное значение всего на одну секунду. Другой немец, Кайзер, объединив больше наблюдений, получил значение, которое находится в пределах одной пятнадцатой доли секунды от истинного значения. Но сравнение наблюдений, охватывающих 200 лет, позволило мне получить значение, которое, как я считаю, находится в пределах одной сотой доли секунды от истины. Это значение периода вращения Марса составляет 24 часа 37 минут 22,73 секунды.

Здесь, таким образом, мы имеем результат настолько точный, что в будущем он может послужить для проверки периода вращения Земли. Мы сравнили скорость вращения нашей тестовой планеты со скоростью Земли за последние 200 лет; и поэтому, если скорость Земли изменится более чем на одну сотую секунды в следующие двести или триста лет, мы — или, скорее, наши потомки — начнем иметь некоторое представление об этом изменении по прошествии этого времени.

Но тем временем человечество, будучи нетерпеливым и не желая оставлять далекому потомству любой вопрос, на который можно ответить сейчас, астрономы искали вокруг себя информацию, доступную сразу по этому интересному пункту. Поиск не был напрасным. Фактически, мы можем объявить, с приближением к уверенности, что наш великий земной хронометр на самом деле отстает.

В нашей Луне у нас есть соседка, которая давно привыкла правдиво отвечать на вопросы, задаваемые ей астрономами. В старину она рассказала Ньютону о гравитации, и когда он сомневался и приводил противоположные доказательства, предложенные — как полагали люди в его время — Землей, она направила его на верный путь, так что когда в свое время доказательства, предложенные Землей, были исправлены, Ньютон был готов сразу же принять и выдвинуть благородную теорию, которая прославила его имя. Опять же, люди хотели узнать истинную форму Земли и ездили туда-сюда, измеряя ее шар; но Луна тем временем рассказала астроному, который оставался дома, более правдивую историю. Они стремились узнать расстояние от Земли до Солнца и с той или иной точки направляли свои телескопы на Венеру во время прохождения; но Луна направила их ближе к истине, и не на несколько миль, а на 2 000 000 миль или более. Мы увидим, что ей было что сказать о нашем великом земном хронометре.

Одна из великих прелестей астрономии заключается в том, что она позволяет людям предсказывать. В такой-то час, говорит астроном, небесное тело займет такую-то точку на небесной сфере. Вы направляете телескоп на названную точку, и о чудо! в заданный момент обещанное светило проносится через поле зрения. Каждый год выпускается толстый том в восьмую долю листа, переполненный такими предсказаниями за три или четыре года до предсказанных событий; и эти предсказания принимаются астрономами с таким же малым сомнением, как если бы они были записями прошлых событий.

Но астрономы способны не только предсказывать — они могут также проследить пути небесных тел назад и сказать: «В такую-то давно прошедшую эпоху данная звезда или планета занимала такое-то положение на небесной сфере». Но как им проверить такое утверждение? Ясно, что в общем случае они не могут этого сделать. Те, кто способен оценить (или, что еще лучше, использовать) предсказания астрономии, действительно очень охотно окажут полную меру доверия расчетам прошлых событий. Они знают, что астрономию справедливо называют самой точной из наук, и они видят, что нет ничего в природе вещей, что делало бы ретроспекцию более трудной, чем предвидение. Но есть сотни тех, у кого нет такого опыта точности современных астрономических методов — у кого, напротив, есть смутное представление о том, что современная астрономия — это лишь преемница ныне опровергнутых систем; возможно, даже то, что однажды ей, в свою очередь, придется уступить место новым методам. И если бы все остальные люди были готовы принять расчеты астрономов относительно давно прошедших событий, сами астрономы были бы менее легко удовлетворены. Долгий опыт научил их, что обнаружение ошибки является самым плодотворным источником знаний; поэтому, везде, где такой курс возможен, они всегда с радостью подвергают свои расчеты проверке наблюдением.