Это движение воды, вызванное ее тяжестью, объяснит вам, почему вода вблизи устьев рек может быть более соленой во время прилива, чем во время отлива. Часть соленой воды, когда приливная волна входит в реку, течет от ее вершины и передней стороны, смешивается с пресной, а также оттесняет ее обратно вверх по реке.
Предполагая, что вода обычно течет во время прилива со скоростью две мили в час и что прилив длится пять часов, вы видите, что он может принести в наш канал самое большее количество воды, равное объему, заключенному в ширине канала, десяти милям его длины и глубине между отметками малой и полной воды; что составляет лишь четырнадцатую часть того, что потребовалось бы для заполнения всего пространства между отметками малой и полной воды на сто сорок миль, какова общая длина канала.
И действительно, такое количество воды, которое заполняло бы все это пространство, втекая и вытекая с каждым приливом, должно было бы создать столь неистовое течение, что нанесло бы бесконечный ущерб берегам, судам и т. д. и сделало бы судоходство по реке почти невозможным.
Я сделал это письмо длиннее, чем намеревался, и поэтому приберегу для другого то, что еще хочу сказать по поводу приливов и рек. Сейчас я лишь добавлю, что не был точен в цифрах, поскольку хотел избежать затруднения вас мелкими расчетами, так как моя цель в настоящее время — главным образом дать вам отчетливые и ясные представления о первых принципах.
После написания шести страниц фолианта по философии для юной девушки, необходимо ли заканчивать такое письмо комплиментом? Разве такое письмо само по себе не является комплиментом? Разве оно не говорит о том, что у нее ум, жаждущий знаний и способный их воспринимать; и что самые приятные вещи, которые можно ей написать, — это те, что способствуют совершенствованию ее понимания? Оно действительно говорит все это, но все же это не комплимент; это не более чем простая честная правда, которая не является характеристикой комплимента. Поэтому, если бы я хотел закончить свое письмо «по моде», я должен был бы добавить что-то, что ничего не значит и является лишь вежливым и учтивым. Но будучи от природы неловким во всем, что касается церемоний, я не буду этого пытаться. Я лучше закончу внезапно тем, что радует меня больше, чем любой комплимент может порадовать вас, — тем, что мне позволено подписаться
Ваш любящий друг,
Б. ФРАНКЛИН.
ТОЙ ЖЕ.
На ту же тему.
Крейвен-стрит, понедельник, 30 марта 1761 г.
Мой дорогой друг,
Принимая как факт, что вода в колодце в Бристоле становится теплее после некоторого времени откачки, я нахожу ваш способ объяснения этого повышенного тепла очень остроумным и вероятным. Мне это не приходило в голову, и поэтому я сомневался в самом факте.
Вы, я думаю, совершенно правы в своем мнении, что подъем приливов в реках не обязан непосредственному влиянию луны на реки. Это скорее последующий эффект влияния луны на море, и он не проявляется в некоторых реках до тех пор, пока луна уже давно не пройдет мимо. Я не выразился ясно, если вы поняли меня иначе. Вы знаете, я упоминал как факт, что в некоторых реках существует несколько приливов одновременно; то есть два, три или более уровней полной воды и столько же уровней малой воды в разных частях одной и той же реки, что никак не может быть следствием непосредственного воздействия луны на эту реку; но они могут быть последующими эффектами ее воздействия на море.
В приложенной бумаге вы найдете мои соображения по нескольким пунктам, касающимся воздуха и испарения воды. Это копия мистера Коллинсона, который взял ее с той, что я несколько лет назад отправил через его руки корреспонденту во Франции; я, как он просил, исправил ошибки, которые он допустил при переписывании, и должен вернуть ее ему; но если вы сочтете это стоящим, вы можете снять с нее копию: я бы избавил вас от подобных хлопот, но не имел времени.
В какой-нибудь день на следующей или последующей неделе я намерен иметь удовольствие видеть вас в Уонстеде: я буду сопровождать вашу добрую матушку туда и останусь до следующего утра, если это можно сделать, не слишком беспокоя вашу семью. Мы сможем тогда обсудить любые пункты в этой бумаге, которые кажутся вам неясными, и, прогулявшись к прудам лорда Тилни, провести там несколько экспериментов, чтобы полнее объяснить природу приливов. А пока поверьте мне, с высочайшим уважением и почтением, ваш искренне любящий друг,
Б. ФРАНКЛИН.
ТОЙ ЖЕ.
Соленая вода, опресненная дистилляцией. — Метод утоления жажды морской водой.
Крейвен-стрит, 10 августа 1761 г.
Мы отправляемся на этой неделе в Голландию, где, возможно, проведем месяц, но намерены вернуться домой до коронации. Я не мог уехать, не попрощавшись с вами хотя бы строчкой, когда я в таком долгу перед вами по письмам.
В вашем письме от 19 мая, которое передо мной, вы говорите о легкости, с которой соленая вода может быть сделана пресной путем дистилляции, полагая, как я и говорил, что при испарении воздух забирает воду, но не соль, которая была с ней смешана. Это правда, что дистиллированная морская вода не будет соленой, но есть другие неприятные качества, которые поднимаются вместе с водой при дистилляции; что, действительно, многие, помимо доктора Хейлса, пытались каким-то образом предотвратить; но до сих пор их методы не получили широкого применения.
У меня есть своеобразное мнение на этот счет, которое я рискну сообщить вам, хотя сомневаюсь, что вы отнесете его к моим причудам. Несомненно, что кожа имеет впитывающие, так же как и выводящие поры; свидетельство тому — действие нарывного пластыря и т. д. Я читал, что человек, нанятый врачом стоять в качестве эксперимента на открытом воздухе голым в течение влажной ночи, весил почти на три фунта больше утром. Я часто замечал сам, что как бы я ни был мучим жаждой перед тем, как войти в воду плавать, я никогда долго не остаюсь таким в воде. Эти впитывающие поры, однако, очень тонкие, возможно, достаточно тонкие, чтобы при фильтрации отделять соль от воды; ибо хотя я вымачивался (плавая, когда был мальчиком) по несколько часов в день в течение нескольких дней подряд в соленой воде, я никогда не обнаруживал, чтобы моя кровь и соки просолились от этого настолько, чтобы вызвать у меня жажду или ощущение соленого вкуса во рту: и примечательно, что мясо морской рыбы, хотя она и выросла в соленой воде, не соленое. Отсюда я полагаю, что если бы люди в море, страдающие от жажды, когда их пресная вода к несчастью заканчивается, сделали из своих пустых бочек для воды ванны и, наполняя их морской водой, сидели бы в них по часу или два каждый день, они могли бы получить большое облегчение. Возможно, постоянное поддержание одежды влажной могло бы иметь почти такой же эффект; и это без опасности простудиться. Люди не простужаются от мокрой одежды в море. Влажное, но не мокрое белье, возможно, может вызвать простуду; но никто не простужается от купания, а никакая одежда не может быть мокрее, чем сама вода. Почему же тогда влажная одежда должна вызывать простуду — это любопытный вопрос, обсуждение которого я приберегу для будущего письма или какой-нибудь будущей беседы.
Прощайте, мой маленький философ. Передайте мои почтительные комплименты добрым дамам, вашим тетушкам, и мисс Питт; и поверьте мне навсегда
Ваш любящий друг,
И покорный слуга,
Б. ФРАНКЛИН.
ТОЙ ЖЕ.
Стремление рек к морю. — Влияние солнечных лучей на одежду разных цветов.
20 сентября 1761 г.
Мой дорогой друг,
Это, как вы заметили в нашей недавней беседе, весьма общее мнение, что все реки впадают в море или откладывают там свои воды. Это своего рода дерзость — ставить под сомнение такие общие мнения, и это может подвергнуть человека осуждению. Но мы должны чем-то рисковать в том, что считаем делом истины: и если мы предлагаем наши возражения скромно, мы, даже будучи неправы, заслужим менее суровое осуждение, чем когда мы одновременно неправы и дерзки.
То, что некоторые реки впадают в море, не подлежит сомнению: таковы, например, Амазонка, и, я думаю, Ориноко и Миссисипи. Доказательство в том, что их воды пресные вплоть до самого моря и на некотором расстоянии от суши. Наш вопрос в том, достигают ли когда-либо моря пресные воды тех рек, чьи русла заполнены соленой водой на значительное расстояние от моря (как Темза, Делавэр и реки, сообщающиеся с Чесапикским заливом в Вирджинии)? И поскольку я подозреваю, что нет, я теперь должен ознакомить вас со своими доводами, или, если их нельзя признать доводами, по крайней мере, с моими представлениями об этом деле.
Обычное питание рек происходит из источников, которые берут свое начало от дождя, просочившегося в землю. Соединение множества источников образует реку. Воды, по мере того как они текут, подвергаясь воздействию солнца, воздуха и ветра, постоянно испаряются. Поэтому в путешествии часто можно увидеть, где течет река, по длинному голубоватому туману над ней, хотя мы находимся на таком расстоянии, что не видим саму реку. Количество этого испарения больше или меньше пропорционально поверхности, подвергающейся воздействию этих причин испарения при том же количестве воды. Пока река течет в узком, ограниченном русле в верхней холмистой местности, подвергается воздействию лишь небольшая поверхность; большая — по мере того как река расширяется. Теперь, если река заканчивается озером, как некоторые из них, благодаря чему ее воды распространяются так широко, что испарение равно сумме всех ее источников, это озеро никогда не переполнится: а если бы вместо того, чтобы заканчиваться озером, она была вытянута в большую длину как река, так чтобы подвергнуть воздействию поверхность, равную в целом этому озеру, испарение было бы равно, и такая река заканчивалась бы как канал; когда невежественные люди могли бы предположить, как они на самом деле делают в таких случаях, что река теряет себя, протекая под землей, тогда как на самом деле она ушла вверх в воздух.
Теперь, многие реки, открытые морю, расширяются задолго до того, как достигают его, не просто за счет дополнительных вод, которые они получают, но из-за того, что их течение останавливается встречным приливом; из-за того, что их дважды в двадцать четыре часа поворачивают вспять, и из-за того, что они находят более широкие русла в низких плоских странах, чтобы разлиться в них; отсюда испарение пресной воды пропорционально увеличивается; так что в некоторых реках оно может быть равно источникам питания. В таких случаях соленая вода поднимается вверх по реке и встречается с пресной в той части, где, если бы была стена или земляной вал поперек от берега до берега, река образовала бы озеро, действительно более полное в одни времена, чем в другие, в зависимости от сезона, но чье испарение было бы, в конечном счете, равно его притоку.
Когда сообщение между двумя видами воды открыто, эту предполагаемую стену разделения можно представить как подвижную, которая не только подталкивается на несколько миль выше по реке каждым приливом с моря и уносится обратно на столько же каждым отливом, но у которой даже это пространство вибрации смещается ближе к морю в дождливые сезоны, когда источники и ручьи в верховьях пополняются выпадающими дождями, так что река разливается, и дальше от моря в сухие сезоны.
В пределах нескольких миль выше и ниже этой подвижной линии разделения разные воды немного смешиваются, отчасти из-за их движения туда и обратно, а отчасти из-за большей удельной плотности соленой воды, которая склоняет ее течь под пресную, в то время как пресная вода, будучи легче, течет поверх соленой.
Бросьте взгляд на карту Северной Америки и понаблюдайте за Чесапикским заливом в Вирджинии, упомянутым выше; вы увидите, как сообщаются с ним своими устьями великие реки Саскуэханна, Потомак, Раппаханнок, Йорк и Джеймс, помимо множества более мелких потоков, каждый размером с Темзу. Философами-писателями было предложено, чтобы вычислить, сколько воды любая река сбрасывает в море за данное время, мы должны измерить ее глубину и скорость в любой части выше прилива; как, например, для Темзы, в Кингстоне или Виндзоре. Но можно ли вообразить, что если бы вся вода этих огромных рек уходила в море, она бы сначала не вытеснила соленую воду из этого залива с узким устьем и не заполнила бы его пресной? Одной Саскуэханны, казалось бы, было бы достаточно для этого, если бы не потеря от испарения. И все же этот залив соленый вплоть до Аннаполиса.
Что касается нашего другого предмета, различных степеней тепла, впитываемого солнечными лучами одеждой разных цветов, поскольку я не могу найти записи моего эксперимента, чтобы отправить вам, я должен изложить его, насколько могу, по памяти.
Но сначала позвольте мне упомянуть эксперимент, который вы можете легко провести сами. Прогуляйтесь всего четверть часа в своем саду, когда светит солнце, с частью вашего платья белого, а частью черного; затем приложите к ним руку попеременно, и вы обнаружите очень большую разницу в их тепле. Черное будет совсем горячим на ощупь, белое — все еще прохладным.
Другой. Попробуйте поджечь бумагу зажигательным стеклом. Если она белая, вы нелегко ее подожжете; но если вы наведете фокус на черное пятно или на буквы, написанные или напечатанные, бумага немедленно загорится под буквами.
Так валяльщики и красильщики обнаруживают, что черные ткани, равной толщины с белыми и развешанные одинаково влажными, сохнут на солнце гораздо быстрее, чем белые, будучи более охотно нагреваемыми солнечными лучами. То же самое происходит перед огнем; тепло которого быстрее проникает в черные чулки, чем в белые, и поэтому склонно быстрее обжигать голени человека. Также пиво гораздо быстрее нагревается в черной кружке, поставленной перед огнем, чем в белой или в яркой серебряной кружке.
Мой эксперимент был таков. Я взял несколько маленьких квадратных кусочков сукна из образцов портного, различных цветов. Там были черный, темно-синий, светло-синий, зеленый, пурпурный, красный, желтый, белый и другие цвета или оттенки цветов. Я разложил их все на снегу в яркое солнечное утро. Через несколько часов (я не могу сейчас быть точным относительно времени) черный, будучи нагрет солнцем больше всего, погрузился так низко, что оказался ниже удара солнечных лучей; темно-синий почти так же низко, светло-синий не совсем так сильно, как темный, другие цвета меньше, по мере того как они были светлее; а совсем белый остался на поверхности снега, не войдя в него вовсе.
Что значит философия, которая не применяется к какой-либо пользе? Не можем ли мы извлечь отсюда, что черная одежда не так пригодна для ношения в жарком солнечном климате или сезоне, как белая; потому что в такой одежде тело больше нагревается солнцем, когда мы гуляем на улице, и в то же время нагревается от упражнений, каковое двойное тепло склонно вызывать гнилостные опасные лихорадки? Что солдаты и моряки, которые должны маршировать и работать на солнце, должны в Ост- или Вест-Индии иметь форму белого цвета? Что летние шляпы, для мужчин или женщин, должны быть белыми, как отталкивающие то тепло, которое дает головные боли многим, а некоторым — роковой удар, который французы называют coup de soleil? Что дамские летние шляпы, однако, должны быть подбиты черным, чтобы не отражать на их лица те лучи, которые отражаются вверх от земли или воды? Что надевание белой шапочки из бумаги или льна внутрь тульи черной шляпы, как делают некоторые, не удержит тепло, хотя это было бы так, если бы поместить снаружи. Что плодовые стены, будучи выкрашенными в черный цвет, могут получать так много тепла от солнца в дневное время, чтобы оставаться теплыми в некоторой степени в течение ночи, и тем самым сохранять плоды от заморозков или ускорять их рост? — с прочими другими подробностями меньшей или большей важности, которые будут приходить время от времени внимательным умам? — Я,
Ваш любящий,
Б. ФРАНКЛИН.
МИСТЕРУ ХОПКИНСОНУ.
Об инерции материи.
Филадельфия, 1748 г.
Сэр,
Согласно моему обещанию, я посылаю вам в письменном виде мои наблюдения по вашей книге: вы сможете лучше их обдумать; что я и прошу вас сделать на досуге и поправить меня там, где я неправ.
Я спотыкаюсь на пороге здания и поэтому не читал дальше. Инерция, существенная для материи, на которой основана вся работа, я не смог понять. И я не думаю, что он демонстрирует хоть сколько-нибудь ясно (по крайней мере, мне он не демонстрирует), что в материи действительно существует такое свойство.
Он говорит, № 2: «Пусть данное тело или масса материи называется a, и пусть любая данная скорость называется c. Эта скорость, удвоенная, утроенная и т. д. или уменьшенная вдвое, втрое и т. д. будет соответственно 2c, 3c и т. д. или ½c, ⅓c и т. д.: также тело, удвоенное, утроенное или уменьшенное вдвое, втрое, будет соответственно 2a, 3a или ½a, ⅓a». До сих пор все ясно. Но он добавляет: «Теперь, чтобы переместить тело a со скоростью c, требуется приложить к нему определенную силу; и чтобы переместить его со скоростью 2c, требуется приложить к нему вдвое большую силу и т. д.». Здесь я подозреваю, что вкрадывается некоторая ошибка из-за того, что автор не различает большую силу, приложенную сразу, или малую, постоянно приложенную к массе материи, чтобы переместить ее. Я думаю, философами общепризнано, и, насколько нам известно, это безусловно верно, что нет такой массы материи, как бы велика она ни была, которая не могла бы быть перемещена любой силой, как бы мала она ни была (исключая трение), и эта малая сила, будучи продолженной, со временем заставит массу двигаться с любой скоростью. Наш автор сам, кажется, допускает это ближе к концу того же № 2, когда он подразделяет свои скорости и силы: ибо, продолжая деление до бесконечности по его методу ½c, ⅓c, ¼c, ⅕c и т. д., вы никогда не придете к доле скорости, равной 0c, или отсутствию скорости вообще; так же, деля силу таким же образом, вы никогда не придете к доле силы, которая не произведет равную долю скорости. Где же тогда могучая инерция, и какова ее сила, когда величайшая назначаемая масса материи уступит или будет перемещена наименьшей назначаемой силой? Предположим два шара, равные солнцу и друг другу, точно уравновешенные на весах Юпитера; предположим отсутствие трения в центре движения, в коромысле или где-либо еще: если бы комар тогда сел на один из них, не привел бы он в движение их обоих, заставив один опуститься, а другой подняться? Если возражают, что сила тяжести помогает одному шару опуститься, я отвечаю, та же сила противодействует подъему другого: здесь равенство, которое оставляет все движение, которое должно быть произведено комаром, без которого эти шары не были бы перемещены вовсе. Что же тогда делает инерция в этом случае? И какой еще эффект мы могли бы ожидать, если бы такой вещи не существовало? Конечно, если бы это было чем-то большим, чем призрак, могло бы найтись достаточно его в таких огромных телах, чтобы уничтожить, своим противодействием движению, столь пустяковую силу?