На это я продолжал бы надеяться, если бы кто-нибудь был настолько любопытен, чтобы найти способ сделать любое прозрачное тело либо более плотным, либо более редким, ибо тогда, возможно, можно было бы составить глобулу, которая была бы более плотной в середине, чем в любой другой части, и составить весь объем так, чтобы происходил непрерывный постепенный переход от одной степени плотности к другой; такой, какой был бы признан необходимым для желаемого отклонения перемещающихся лучей; но об этом достаточно на данный момент, потому что я, возможно, скажу больше об этом, когда изложу свои собственные испытания относительно улучшения диоптрики, где я перечислю, с помощью скольких различных субстанций я сделал как микроскопы, так и телескопы, и какими и сколькими способами: пусть те, у кого есть досуг и возможность, обдумают это далее.
Следующим вопросом будет, нельзя ли с помощью того же собирания более плотного тела, чем другое, или, по крайней мере, более плотной части другого, вообразить причину появления некоторых новых неподвижных звезд, таких как те в Лебеде, Кассиопее, Змееносце, Рыбах, Ките и т. д.
В-третьих, возможно ли определить высоту атмосферы из этого отклонения лучей или из ртутного эксперимента по разрежению или расширению воздуха.
В-четвертых, не бывает ли разница между верхним и нижним воздухом иногда настолько велика, чтобы создать отражающую поверхность; у меня было несколько наблюдений, которые, по-видимому, произошли от какой-то подобной причины, но было бы слишком долго их излагать и исследовать. Эксперимент, также несколько аналогичный этому, я проделал с соленой и пресной водой, которые две жидкости в большинстве положений казались одинаковыми и не разделенными никакой определенной поверхностью, каковая разделяющая поверхность, однако, в некоторых других положениях была ясно видна.
И если так, то не может ли причина равного ограничения или предела нижних частей облаков происходить от этой причины; не может ли, во-вторых, причина появления многих Солнц быть найдена путем рассмотрения того, как лучи Солнца могут быть отражены так, чтобы описать довольно верное изображение тела, как мы находим их от любой правильной поверхности. Не может ли также это, как выяснится, вызвать появление некоторых из тех ложных Солнц, которые кажутся окрашенными, преломляя лучи так, чтобы тело Солнца казалось совсем в другом месте, чем оно есть на самом деле. Но об этом больше в другом месте.
5. Не могут ли явления облаков быть объяснены этим разнообразием плотности в верхних и нижних частях воздуха, предполагая, что воздух над ними намного легче, чем они сами, а они сами еще легче, чем тот, который подлежит им, многие из них кажутся той же субстанцией, что и паутина, которая летает в воздухе после тумана.
Теперь, что такое устройство воздуха и облаков, если таковое существует, может быть достаточным для выполнения этого эффекта, может быть подтверждено этим экспериментом.
Сделайте настолько крепкий раствор соли, насколько сможете, затем, наполнив им наполовину стеклянный сосуд некоторой глубины, наполните другую половину пресной водой и уравновесьте маленький стеклянный пузырек так, чтобы он мог довольно быстро тонуть в пресной воде, который возьмите и поместите в вышеупомянутый сосуд, и вы обнаружите, что он тонет, пока не дойдет до середины, где он останется неподвижным, не двигаясь ни вверх, ни вниз. И вторым экспериментом по уравновешиванию такого пузырька в воде, чья верхняя часть теплее, а следовательно, легче, чем нижняя, которая холоднее и тяжелее; способ чего следует в этом следующем вопросе, который есть,
6. Не происходит ли разрежение и сгущение воды таким же образом, как эти эффекты производятся в воздухе теплом; ибо я однажды уравновесил запаянный стеклянный пузырек так точно, что даже самое малое добавление заставило бы его утонуть, а столь же малое изъятие — всплыть, который, дав ему постоять в том сосуде с водой некоторое время, я всегда обнаруживал около полудня на дне воды, а ночью и утром — на поверхности: Воображая, что это происходит от разрежения воды, вызванного теплом, я провел испытание и нашел это весьма верным; ибо я был способен в любое время либо опустить, либо поднять его с помощью тепла и холода; ибо если я давал трубке постоять некоторое время в холодной воде, я мог легко поднять пузырек со дна, куда я немного ранее его опустил, поместив ту же трубку в теплую воду. И этим способом я был способен в течение весьма значительного времени держать пузырек так уравновешенным в воде, чтобы он оставался в середине и не тонул и не всплывал: Ибо осторожно нагревая верхнюю часть трубки свечой, углем или горячим железом, пока я не замечал, что пузырек начинает опускаться, затем прекращая, я наблюдал, как он опускается до той или иной станции и там остается подвешенным в течение нескольких часов, пока тепло постепенно совсем не исчезало, когда он снова поднимался на свое прежнее место. Это я также часто наблюдал естественно выполняемым теплом воздуха, который, будучи способным разрежать верхние части воды скорее, чем нижние, из-за своего непосредственного контакта, тепло воздуха иногда так медленно увеличивалось, что я наблюдал, как пузырек несколько часов проходил между верхом и дном.
7. Не следует ли появление пика Тенерифе и нескольких других высоких гор на таком гораздо большем расстоянии, чем кажется согласующимся с их соответствующими высотами, приписывать кривизне зрительного луча, которая создается его прохождением наклонно через столь различно плотную среду от вершины к глазу, очень далеко удаленному на горизонте: Ибо поскольку мы уже, я надеюсь, сделали весьма вероятным, что существует такое отклонение лучей из-за различной плотности частей воздуха; и поскольку я обнаружил с помощью нескольких экспериментов, проведенных в местах, сравнительно не очень высоких, и все же обнаружил давление, испытываемое теми частями воздуха на вершине и внизу, а также их различное расширение весьма значительными: Настолько, что я обнаружил давление атмосферы более легким на вершине шпиля собора Святого Павла в Лондоне (который высотой около двухсот футов), чем внизу, на шестидесятую или пятидесятую часть, а расширение на вершине — большим, чем внизу, почти на столько же; ибо ртутный цилиндр внизу был около 39 дюймов, а на вершине — на полдюйма ниже; воздух также, заключенный в погодном стекле, внизу заполнял только 155 пространств, на вершине заполнял 158, хотя тепло на вершине и внизу было обнаружено точно таким же с помощью градуированного термометра: Я думаю, весьма разумно предположить, что наибольшая кривизна лучей создается ближе всего к Земле и что отклонение лучей выше 3 или 4 миль вверх весьма незначительно, и поэтому, что таким образом такие расчеты высоты гор, которые делаются из расстояния, на котором они видны на горизонте, из предположения, что этот луч является прямой линией (что от вершины горы есть, как бы, касательная к горизонту, откуда она видна), которая на самом деле является кривой, весьма ошибочны. Откуда, я полагаю, происходит причина чрезвычайно различающихся мнений и утверждений нескольких авторов о высоте нескольких очень высоких холмов.
8. Не изменит ли это отклонение воздуха весьма сильно предполагаемые расстояния планет, которые, по-видимому, имеют очень большую зависимость от гипотетического преломления или отклонения воздуха, и это преломление — от гипотетической высоты и плотности воздуха: Ибо поскольку (как я надеюсь) я здесь показал, что воздух совсем не такой, как до сих пор предполагалось, проявив его как огромной, по крайней мере неопределенной высоты, так и непостоянной и нерегулярной плотности; из этого неизбежно должно следовать, что его отклонение должно соответственно варьироваться: И поэтому мы можем отсюда узнать, на каких верных основаниях строили все астрономы до сих пор, которые рассчитывали расстояние планет по их горизонтальному параллаксу; ибо поскольку преломление и параллакс так тесно связаны, что одно нельзя узнать без другого, особенно любыми способами, которые до сих пор предпринимались, насколько неопределенным должен быть параллакс, когда преломление неизвестно? И как легко астрономам назначить какое угодно расстояние планетам и защищать их, когда у них есть такая любопытная уловка, как преломление, в которой очень небольшое изменение даст им достаточно свободы, чтобы поместить небесные тела на какое угодно расстояние.
Если поэтому мы хотим прийти к какой-либо определенности в этом пункте, мы должны действовать другими путями; и как я здесь исследовал высоту и преломляющее свойство воздуха другими путями, чем обычные, так мы должны найти параллакс планет путями, еще не практикуемыми; и для этой цели я не могу вообразить лучшего пути, чем наблюдения их двумя лицами в очень далеко удаленных частях Земли, которые лежат как можно ближе под одним меридианом или градусом долготы, но различаются по широте настолько, насколько можно удобно найти места: Эти два лица в определенные назначенные времена должны (насколько возможно) оба в одно и то же время наблюдать путь Луны, Марса, Венеры, Юпитера и Сатурна среди неподвижных звезд с помощью хорошего большого телескопа и, делая небольшие иконизмы или картинки малых неподвижных звезд, которые кажутся каждому из них лежащими на пути или вблизи пути центра планеты, и точное измерение кажущегося диаметра; из сравнения таких наблюдений вместе мы могли бы определенно узнать истинное расстояние или параллакс планеты. И имея любой один истинный параллакс этих планет, мы могли бы весьма легко получить другие по их кажущимся диаметрам, которые телескоп также предоставляет нам весьма точно. И оттуда их движения могли бы быть гораздо лучше известны, а их теории — более точно отрегулированы. И для этой цели я не знаю ни одного места, более удобного для такого наблюдения, чем остров Святой Елены на побережье Африки, который лежит примерно в шестнадцати градусах к югу от линии и находится очень близко, согласно последним географическим картам, на том же меридиане, что и Лондон; ибо хотя они, возможно, не лежат точно на одном и том же, но их наблюдения, будучи упорядоченными согласно тому, что я вскоре покажу, будет нетрудно найти истинное расстояние планеты. Но если бы они оба были под одним меридианом, было бы гораздо лучше.
И поскольку наблюдения могут быть гораздо легче и точнее сделаны с помощью хороших телескопов, чем с помощью любых других инструментов, не будет, я полагаю, казаться неуместным объяснить немного, какие способы я считаю наиболее подходящими и удобными для этой частности. Такие, следовательно, кто будет наблюдателями для этой цели, должны быть снабжены лучшими телескопами, какие только можно достать, чем длиннее, тем лучше и точнее будут их наблюдения, хотя они несколько труднее в управлении. Они должны быть оснащены сеткой или разделенной шкалой, помещенной на таком расстоянии внутри окуляра, чтобы их можно было отчетливо видеть, что должно быть мерами минут и секунд; с помощью этого инструмента каждый наблюдатель должен в определенные заранее установленные времена наблюдать Луну или другую планету в меридиане или очень близко к нему; и поскольку может быть очень трудно найти две удобные станции, которые окажутся как раз под одним меридианом, они должны каждый из них наблюдать путь планеты как за час до, так и за час после того, как она прибудет в меридиан; и линией или штрихом среди малых неподвижных звезд они должны обозначать путь, по которому каждый из них наблюдал движение центра планеты в течение этих двух часов: Эти наблюдения каждый из них должен повторять много дней подряд, чтобы как могло случиться, что оба они могут иногда делать свои наблюдения вместе, так и чтобы из различных экспериментов мы могли быть лучше уверены в том, какой определенности и точности такие виды наблюдений могут оказаться. И поскольку многие из звезд, которые могут случиться попасть в пределы такого иконизма или карты, могут быть такими, которые видны только через хороший телескоп, чьи положения, возможно, не были отмечены, ни их долготы или широты где-либо замечены; поэтому каждый наблюдатель должен стремиться вставить какую-нибудь неподвижную звезду, чья долгота и широта известны; или своим телескопом он должен найти положение какой-нибудь заметной телескопической звезды, вставленной в его карту, к какой-нибудь известной неподвижной звезде, чье место в зодиаке хорошо определено.
Найдя этим способом истинное расстояние Луны и хорошо наблюдая кажущийся диаметр ее в то время с помощью хорошего стекла, достаточно легко одним единственным наблюдением кажущегося диаметра Луны с помощью хорошего стекла определить ее расстояния в любой другой части ее орбиты или дракона, и, следовательно, несколько наблюдений скажут нам, движется ли она в эллипсе (что, кстати, может быть найдено даже сейчас, хотя я думаю, мы еще невежественны относительно ее истинного расстояния) и далее (что без таких наблюдений, я думаю, мы не будем уверены) мы можем точно знать величину этого эллипса или круга и ее истинную скорость в каждой части, и тем самым быть гораздо лучше способными найти истинную причину всех ее движений. И хотя даже сейчас мы можем такими наблюдениями в одной станции, как здесь в Лондоне, наблюдать кажущийся диаметр и движение Луны в ее драконе и, следовательно, быть способными сделать лучшее предположение о виде или роде кривой, в которой она движется, то есть является ли она сферической или эллиптической, или ни той, ни другой, и с какими пропорциональными скоростями она переносится в этой кривой; все же пока ее истинный параллакс не будет известен, мы не можем определить ни того, ни другого.
Далее, для истинного расстояния Солнца лучшим способом будет, посредством точных наблюдений, сделанных в обеих этих вышеупомянутых станциях, какого-нибудь удобного затмения Солнца, многие из которых могут случиться так, чтобы быть увиденными обоими; ибо полутень Луны может, если она находится на расстоянии шестидесяти полудиаметров от Земли, а Солнце — более семи тысяч, распространиться примерно на семьдесят градусов на Земле и, следовательно, быть увиденной наблюдателями, столь же далеко удаленными, как Лондон и Святая Елена, которые не полные шестьдесят девять градусов удалены. И это гораздо точнее, чем любой способ, который до сих пор использовался, определило бы параллакс и расстояние Солнца; ибо что касается горизонтального параллакса, я уже показал его достаточно неопределенным; ни способ нахождения его по затмению Луны не является иным, как гипотетическим; и тот, что по разности истинной и кажущейся квадратуры Луны, не менее неопределен, свидетельствуют их выводы из него, кто пользовался им; ибо Венделин полагает эту разность лишь в 4′.30″, откуда он выводит огромное расстояние Солнца, как я показал ранее. Риччоли делает ее полные 30′.00″, но Рейнольдс и Кирхер — не менее трех градусов. И неудивительно, ибо если мы исследуем теорию, мы найдем ее настолько запутанной неопределенностями.
Во-первых, от нерегулярной поверхности Луны и от нескольких параллаксов, что если дихотомия не случится в нонагезимусе эклиптики и это в меридиане и т. д., все из которых случаются так очень редко, что почти невозможно сделать их иначе, чем неопределенно. Кроме того, мы еще не уверены, но что может быть нечто около Луны, аналогичное воздуху около Земли, что может вызвать преломление света Солнца и, следовательно, вызвать большую разницу в кажущейся дихотомии Луны. Их способ действительно очень разумен и остроумен; и такой, который гораздо предпочтительнее способа по горизонтальному параллаксу, если бы все неопределенности могли быть устранены и если бы истинное расстояние Луны было известно.
Но поскольку мы находим по экспериментам Венделина, Рейнольдса и т. д., что наблюдения такого рода также очень неопределенны: следовало бы пожелать, чтобы такого рода наблюдения, сделанные в двух очень удаленных станциях, были продвинуты. И это тем более желательно, потому что из того, что я теперь показал о природе воздуха, очевидно, что преломление может быть гораздо больше, чем все астрономы до сих пор воображали его: А следовательно, что расстояние Луны и других планет может быть гораздо меньше, чем то, что они до сих пор делали его.
Ибо во-первых, это отклонение, которое я здесь предложил, позволит тени Земли быть гораздо короче, чем она может быть сделана другой гипотезой преломления, и, следовательно, Луна не будет подвергаться затмению, если только она не подойдет гораздо ближе к Земле, чем астрономы до сих пор предполагали.
Во-вторых, в этой гипотезе не будет никакой другой тени Земли, такой, как Кеплер предполагает и называет полутенью, которая является тенью преломляющей атмосферы; ибо изгиб лучей, будучи полностью вызванным отклонением, как я уже показал, вся та часть, которая приписывается Кеплером и другими после него полутени или темной части, которая находится вне земной тени, ясно исчезает; ибо в этой гипотезе нет преломляющей поверхности воздуха и, следовательно, не может быть никаких теней, таких, как появляются на девятом рисунке 37-й схемы, где пусть ABCD представляет Землю, а EFGH — атмосферу, которая, согласно предположению Кеплера, подобна шару воды, ограниченному точной поверхностью EFGH, пусть линии MF, LB, ID, KH представляют лучи Солнца; очевидно, что все лучи между LB и ID будут отражены поверхностью Земли BAD, и, следовательно, коническое пространство BOD было бы темным и неясным; но, говорят последователи Кеплера, лучи между MF и LB, и между ID и KH, падая на атмосферу, преломляются как при их входе, так и при выходе из атмосферы, ближе к оси сферической тени CO и, следовательно, освещают большую часть того прежнего темного конуса и укорачивают и сокращают его вершину до N. И из-за этого отражения этих лучей, говорят они, накладывается другая оболочка темного конуса FPH, чья вершина P еще дальше удалена от Земли: Этой полутенью, говорят они, Луна затмевается, ибо она всегда проходит между линиями 12 и 34.
На что я говорю, что если воздух такой, каким я его только что показал, и, следовательно, вызывает такое отклонение лучей, которые падают в него, те темные полутени FYZQ, HXVT и ORPS — все исчезнут. Ибо если мы предположим, что воздух бесконечно протяжен и нигде не ограничен определенной преломляющей поверхностью, как я показал его неспособным иметь, исходя из его природы; из этого последует, что Луна нигде не будет полностью затенена, кроме как когда она находится ниже вершины N темного тупого конуса тени Земли: Теперь, из предположения, что Солнце удалено примерно на семь тысяч диаметров, точка N, согласно расчету, находясь не более чем в двадцати пяти земных полудиаметрах от центра Земли: Из этого следует, что когда бы затмеваемая Луна ни была полностью затемнена, не давая никакого вида света, она должна быть в пределах двадцати пяти полудиаметров Земли и, следовательно, гораздо ниже, чем любой астроном до сих пор помещал ее.