РАССКАЗЫ ПО ФИЗИКЕ
МАГНИТ
I.
В давние времена жил пастух по имени Магнес. Магнес потерял овцу. Он пошел в горы, чтобы отыскать её. Он пришел в место, где были голые скалы. Он шел по этим скалам и почувствовал, что его сапоги прилипают к ним. Он потрогал их рукой, но они были сухими и к руке не прилипали. Он снова пошел, и его сапоги опять прилипли к скалам. Он сел, снял один сапог, взял его в руку и прикоснулся им к скалам.
Когда он прикасался к ним кожей или подошвой сапога, они не прилипали; но когда он прикасался к ним гвоздями, они прилипали.
У Магнеса была трость с железным наконечником.
Он прикоснулся к скале деревом — оно не прилипло; он прикоснулся железным концом — и тот прилип так, что он не мог его оторвать.
Магнес посмотрел на камень и увидел, что он похож на железо, и взял куски этого камня с собой домой. С тех пор этот камень стал известен, и его назвали магнитом.
II.
Магнит встречается в земле вместе с железной рудой. Там, где в руде есть магнит, железо самого лучшего качества. Магнит похож на железо.
Если положить кусок железа на магнит, само железо начинает притягивать другое железо. А если положить стальную иглу на магнит и подержать её так некоторое время, игла станет магнитом и будет притягивать железо. Если сблизить два магнита их концами, одна сторона оттолкнется от другой, в то время как другие стороны притянутся.
Если магнитный стержень разломить пополам, каждая половина будет притягивать одним концом и отталкиваться другим. Разломите его снова — и произойдет то же самое; разломите ещё раз, сколько угодно раз, и всё равно будет то же самое: одинаковые концы будут отталкиваться друг от друга, а противоположные — притягиваться, как будто магнит с одного конца отталкивает, а с другого притягивает. Как бы вы его ни ломали, получится так, будто на одном конце бугорок, а на другом блюдечко. Как ни складывай их — сойдутся бугорок и блюдечко, а бугорок с бугорком или блюдечко с блюдечком не сойдутся.
III.
Если намагнитить иглу (подержав её некоторое время над магнитом) и прикрепить её посередине к стержню так, чтобы она могла свободно вращаться, и отпустить, она повернется одним концом к полудню (на юг), а другим — к полуночи (на север).
Когда магнит не был известен, люди не плавали далеко в море. Когда они уходили далеко в море, так что земли не было видно, они могли определить только по звездам и солнцу, куда им плыть. Но когда было темно и солнца или звезд не было видно, они не знали, в какую сторону плыть. И корабль носило ветрами, и его выбрасывало на скалы, и он терпел крушение.
Пока магнит не был известен, они не плавали далеко от берега; но когда магнит был открыт, они сделали магнитную иглу на стержне, чтобы она могла свободно вращаться. По этой игле они могли определить, в каком направлении плыть. С магнитной иглой они начали плавать дальше от берегов, и с тех пор открыли много новых морей.
На кораблях всегда есть магнитная игла (компас), а на корме корабля имеется измерительный линь с узлами. Эта верёвка закреплена так, что по её разматыванию можно узнать, какое расстояние прошел корабль. И таким образом, плывя в лодке, всегда знают, в каком она месте, далеко ли от берега и в каком направлении плывет.
ВЛАЖНОСТЬ
I.
Почему паук иногда плетет густую паутину и сидит в самом центре своего гнезда, а в другое время покидает гнездо и начинает новую паутину?
Паук плетет паутину по погоде — как нынешней, так и будущей. Глядя на паука, можно сказать, какая будет погода: если он сидит неподвижно в центре паутины и не вылезает, значит, будет дождь. Если он покидает гнездо и плетет новую паутину, погода прояснится.
Откуда паук может заранее знать, какая будет погода?
Чувства паука настолько тонки, что как только в воздухе начинает собираться влага — хотя мы её ещё не чувствуем и для нас погода ясная, — для паука уже идет дождь.
Точно так же, как голый человек почувствует сырость, когда одетый человек её не чувствует, для паука уже идет дождь, в то время как для нас он только собирается идти.
II.
Почему зимой двери разбухают и закрываются плохо, а летом усыхают и закрываются хорошо?
Потому что осенью и зимой дерево пропитывается водой, как губка, и расширяется, а летом вода выходит в виде пара, и дерево усыхает.
Почему мягкое дерево, вроде осины, разбухает сильнее, а дуб — меньше?
Потому что в твердом дереве, в дубе, пустые места меньше, и вода там собираться не может, а в мягком дереве, в осине, пустые места больше, и вода там может собираться. В гнилом дереве эти пустые места ещё больше, поэтому гнилое дерево разбухает сильнее всего и усыхает сильнее всего.
Ульи делают из самого мягкого и гнилого дерева; самые лучшие делают из гнилой ивовой древесины. Почему? Потому что воздух проходит через гнилое дерево, и в таком улье пчелы чувствуют себя лучше.
Почему доски коробятся?
Потому что они сохнут неравномерно. Если положить сырую доску одной стороной к печке, вода выйдет из неё, и доска сожмется с этой стороны и потянет за собой другую сторону; но сырая сторона сжаться не может, потому что она полна воды, и поэтому всю доску искривляет.
Чтобы полы не коробились, сухие доски разрезают на маленькие кусочки и варят эти кусочки в воде. Когда вся вода из них выварится, их склеивают вместе, и тогда они никогда не коробятся (паркет).
РАЗЛИЧНОЕ СОЕДИНЕНИЕ ЧАСТИЦ
Почему подушки телег вытесывают, а ступицы колес вытачивают не из дуба, а из березы? Подушки и ступицы должны быть прочными, а дуб не дороже березы.
Потому что дуб раскалывается вдоль, а береза не раскалывается, а размочаливается.
Потому что, хотя дуб соединен прочнее березы, он соединен так, что раскалывается вдоль, а береза — нет.
Почему колеса и полозья гнут из дуба и вяза, а не из березы и липы?
Потому что, когда дуб и вяз пропаривают в бане, они гнутся и не ломаются, а береза и липа расщепляются во все стороны.
И это снова по той же причине, то есть потому, что частицы древесины у дуба и у березы соединены по-разному.
КРИСТАЛЛЫ
Если насыпать соли в воду и размешать её, соль начнет растворяться и полностью исчезнет; но если сыпать всё больше и больше соли, то в конце концов соль перестанет растворяться, и сколько бы вы после этого ни мешали, соль останется в виде белого порошка. Вода насыщена солью и не может принять больше. Но нагрейте воду — и она примет ещё; и та соль, которая не растворилась в холодной воде, растворится в горячей. Но насыпьте ещё соли — и даже горячая вода её не примет. А если нагреть воду ещё сильнее, вода улетучится с паром, и останется больше соли.
Таким образом, для всего, что растворяется в воде, существует мера, после которой вода больше не растворяет. Всего растворится больше в горячей воде, чем в холодной, и в каждом случае, когда наступает насыщение, вода больше ничего не принимает. Вещество останется, а вода уйдет с паром.
Если вода насыщена порошком селитры, а затем добавить ещё селитры, всё это нагреть и дать остыть, не помешивая, излишняя селитра не осядет порошком на дно воды, а вся соберется в маленькие шестигранные столбики и осядет на дне и на стенках, один столбик возле другого. Если вода насыщена порошком селитры и поставлена в теплое место, вода испарится, а излишняя селитра снова соберется в шестигранные столбики.
Если вода насыщена обычной солью и нагрета, и ей дают испариться, излишняя соль осядет не в виде порошка, а в виде маленьких кубиков. Если вода насыщена и солью, и селитрой, излишняя соль и селитра не смешаются, а осядут каждая по-своему: селитра — столбиками, а соль — кубиками.
Если вода насыщена известью или какой-нибудь другой солью, или чем-то ещё, каждое вещество оседает по-своему, когда вода испаряется: одно — в виде трехгранных столбиков, другое — восьмигранных столбиков, третье — кирпичиков, четвертое — звездочек, каждое по-своему. Эти фигуры различны для каждого твердого вещества. Порой эти формы размером с ладонь — такие камни находят в земле. Порой эти формы так малы, что их невозможно разглядеть невооруженным глазом; но у каждого вещества есть своя форма.
Если, когда вода насыщена селитрой и в ней образуются маленькие фигуры, иглой отломить уголок от одной из этих маленьких фигур, новые частицы селитры подойдут и восстановят сломанный конец так, как положено, — в виде шестигранного столбика. То же самое произойдет с солью и с любым другим веществом. Все крошечные частицы поворачиваются и присоединяются друг к другу нужной стороной.
Когда замерзает лед, происходит то же самое.
Летит снежинка, и никакой фигуры в ней не видно; но как только она опускается на что-нибудь темное и холодное — на сукно, на мех, — можно различить её фигуру: вы увидите звездочку или маленькую шестиугольную пластинку. На окнах пар замерзает не как попало, а всегда в виде звезды.
Что такое лед? Это холодная твердая вода. Когда жидкая вода становится твердой, она принимает определенные фигуры, и из неё уходит тепло. То же самое происходит с селитрой: когда она переходит из жидкости в твердые фигуры, из неё уходит тепло. То же самое верно для соли, для расплавленного чугуна, когда он переходит из жидкого состояния в твердое. Всякий раз, когда вещество переходит из жидкости в твердое состояние, из него уходит тепло, и оно образует фигуры. А когда оно переходит из твердого состояния в жидкое, оно поглощает тепло, и уходит холод, и его фигуры растворяются.
Внесите расплавленное железо и дайте ему остыть; внесите горячее тесто и дайте ему остыть; внесите гашеную известь и дайте ей остыть — и будет тепло. Внесите лед и дайте ему растаять — и станет холодно. Внесите селитру, соль или любое другое вещество, которое растворяется в воде, и растворите его в воде — и станет холодно. Чтобы заморозить мороженое, в воду кладут соль.
ВРЕДНЫЙ ВОЗДУХ
В селе Никольском народ ушел в праздник к обедне. На барском дворе остались скотница, староста и конюх. Скотница пошла к колодцу за водой. Колодец был прямо во дворе. Она вытащила ведро, но удержать не смогла. Ведро вырвалось у нее, ударилось о сруб колодца и порвало веревку. Скотница вернулась в избу и сказала старосте:
«Александр! Слезь в колодец — я уронила туда ведро».
Александр сказал:
«Сама уронила, сама и спускайся».
Скотница ответила, что она не против достать его сама, если он ее опустит.
Староста засмеялся над ней и сказал:
«Ну, пошли! У тебя сейчас желудок пустой, так что я смогу тебя удержать, а после обеда я бы не смог».
Староста привязал палку к веревке, женщина села на нее верхом, ухватилась за веревку и стала спускаться в колодец, а староста крутил ворот колодца. Колодец был глубиной около двадцати футов, и воды в нем было меньше трех футов. Староста медленно опускал ее и всё спрашивал:
«Ещё немного?»
А скотница кричала снизу:
«Чуть-чуть ещё!»
Вдруг староста почувствовал, что веревка ослабла: он окликнул скотницу, но она не ответила. Староста заглянул в колодец и увидел, что скотница лежит головой в воде, а ноги торчат вверх. Староста позвал на помощь, но никого поблизости не было; пришел только конюх. Староста велел ему держать ворот, а сам вытащил веревку, сел на палку и спустился в колодец.
Как только конюх опустил старосту до воды, с тем случилось то же самое. Он выпустил веревку и упал головой вперед на женщину. Конюх заплакал и побежал к церкви звать людей. Обедня закончилась, и люди шли домой. Все мужчины и женщины бросились к колодцу. Они столпились вокруг него, и все кричали, но никто не знал, что делать. Молодой плотник Иван пробрался сквозь толпу, схватился за веревку, сел на палку и велел опускать его. Иван привязал себя к веревке кушаком. Двое мужчин опустили его, а остальные заглядывали в колодец, чтобы посмотреть, что будет с Иваном. Как только он приблизился к воде, он отпустил руки от веревки и упал бы головой вниз, если бы не кушак, который его удержал. Все закричали: «Вытаскивайте его!» — и Ивана вытащили.
Он висел как мертвый на кушаке, голова его безвольно свисала и билась о стены колодца. Лицо его было синюшным. Его сняли с веревки и положили на землю. Они думали, что он мертв; но он вдруг глубоко вздохнул, захрипел и вскоре пришел в себя.
Другие хотели спуститься, но старый крестьянин сказал, что спускаться нельзя, потому что в колодце дурной воздух и этот дурной воздух убивает людей. Тогда крестьяне побежали за баграми и стали вытаскивать старосту и женщину. Мать и жена старосты плакали у колодца, а другие пытались их успокоить; тем временем крестьяне опустили багры и попытались вытащить мертвых. Дважды они дотаскивали старосту до середины за одежду; но он был тяжелым, одежда рвалась, и он падал обратно. Наконец они вонзили в него два багра и вытащили. Затем вытащили скотницу. Оба были мертвы и не ожили.
Затем, когда они обследовали колодец, они обнаружили, что в колодце и впрямь был дурной воздух.
Этот воздух настолько тяжел, что в нем не может жить ни человек, ни какое-либо животное. В колодец опустили кошку, и как только она достигла того места, где был дурной воздух, она погибла. Мало того, что там не может жить ни одно животное, там даже не горит ни одна свеча. Опустили свечу, и как только она достигла этого места, она погасла.
Под землей есть места, где собирается этот воздух, и когда человек попадает в такое место, он умирает на месте. Для этого в шахтах используют лампы, и прежде чем человек спускается в такое место, туда опускают лампу. Если она гаснет, спускаться туда никому нельзя; тогда туда подают свежий воздух, пока лампа не начнет гореть.
Около города Неаполя есть такая пещера. У земли в ней всегда находится около трех футов дурного воздуха, но выше воздух хороший. Человек может пройти через пещеру, и с ним ничего не случится, но собака погибнет в тот же момент, как войдет.
Откуда берется этот дурной воздух? Он состоит из того же самого хорошего воздуха, которым мы дышим. Если собрать много людей в одном месте и закрыть все двери и окна, чтобы свежий воздух не поступал, получится точно такой же воздух, как в колодце, и люди умрут.
Сто лет назад, во время войны, индусы захватили 146 англичан и заперли их в подземной пещере, куда не мог проникнуть воздух.
Пробыв там несколько часов, пленные англичане начали умирать, и к концу ночи 123 человека умерли, а остальные вышли еле живые и больные. Сначала воздух в пещере был хорошим; но когда пленники вдохнули весь хороший воздух и свежий воздух не поступал, он стал дурным, точно таким же, как в колодце, и они умерли.
Почему хороший воздух становится дурным, когда собирается много людей?
Потому что, когда люди дышат, они вдыхают хороший воздух, а выдыхают дурной.
КАК ДЕЛАЮТ ВОЗДУШНЫЕ ШАРЫ
Если опустить надутый пузырь под воду и отпустить его, он взлетит к поверхности воды и будет плавать на ней. Точно так же, когда вода кипит в котелке, внизу, над огнем, она становится легкой — она превращается в газ; и когда этого водяного газа набирается немного, он поднимается в виде пузыря. Сначала поднимается один пузырь, потом другой, и когда вся вода прогревается, пузыри поднимаются без остановки. Тогда вода кипит.
Подобно тому как пузыри, наполненные водяным паром, выпрыгивают на поверхность, потому что они легче воды, точно так же пузырь, наполненный водородом или горячим воздухом, поднимается вверх, потому что горячий воздух легче холодного, а водород легче любых других газов.
Воздушные шары делают с водородом или с горячим воздухом. С водородом их делают так: изготавливают большой пузырь, привязывают его веревками к столбам и наполняют водородом. Как только веревки развязывают, шар взлетает в воздух и продолжает лететь вверх до тех пор, пока не минует воздух, который тяжелее водорода. Когда он поднимается в легкий воздух, он начинает плавать в нем, как пузырь на поверхности воды.
С горячим воздухом шары делают так: делают большой пустой шар с горлышком внизу, похожий на перевернутый кувшин, и к его горловине прикрепляют пучок ваты, пропитанный спиртом, и поджигают его. Огонь нагревает воздух в шаре и делает его легче холодного воздуха, и шар тянет вверх, как пузырь в воде. И шар будет лететь вверх до тех пор, пока не достигнет воздуха, который легче горячего воздуха в шаре.
Около ста лет назад два француза, братья Монгольфье, изобрели воздушные шары. Они сделали шар из холста и бумаги и наполнили его горячим воздухом — шар полетел. Затем они сделали другой, больший шар, привязали под шаром овцу, петуха и утку и отпустили его. Шар поднялся и благополучно опустился. Затем они прикрепили под шаром маленькую корзину, и в нее сел человек. Шар взлетел так высоко, что скрылся из виду; он улетел и благополучно опустился. Затем они додумались наполнять шар водородом и стали летать выше и быстрее.
Чтобы летать на воздушном шаре, под ним укрепляют корзину, в этой корзине размещаются два, три и даже восемь человек, и они берут с собой еду и питье.
Чтобы подниматься и опускаться по своему желанию, в шаре есть клапан, и летящий на нем человек может потянуть за веревку и открыть или закрыть клапан. Если шар поднимается слишком высоко и летящий хочет спуститься, он открывает клапан — газ выходит, шар сжимается и начинает опускаться. Кроме того, на шаре всегда есть мешки с песком. Когда мешок с песком выбрасывают, шар становится легче и взлетает вверх. Если летящий хочет спуститься, но видит, что внизу не то, что ему нужно — река или лес, — он выбрасывает песок из мешков, и шар становится легче и снова поднимается.
ГАЛЬВАНИЗМ
Жил-был один ученый итальянец, Гальвани. У него была электрическая машина, и он показывал своим студентам, что такое электричество. Он сильно натирал стекло шелком, чем-то смазанным, а затем подносил к стеклу латунный шарик, прикрепленный к стеклу, и от стекла к латунному шарику проскакивала искра. Он объяснял им, что точно такая же искра исходит от сургуча и янтаря. Он показывал им, что перья и кусочки бумаги то притягиваются электричеством, то отталкиваются, и объяснял им причину этого. Он проделывал всякие опыты с электричеством и показывал их своим студентам.
Однажды его жена заболела. Он позвал врача и спросил его, как ее вылечить. Врач велел приготовить для нее лягушачий суп. Гальвани приказал наловить съедобных лягушек. Ему их наловили, убили и оставили на его столе.
Прежде чем кухарка пришла за лягушками, Гальвани продолжал показывать студентам электрическую машину и пропускать через нее искры.
Вдруг он увидел, что мертвые лягушки дергают лапками на столе. Он стал наблюдать за ними и увидел, что каждый раз, когда он пропускал искру через машину, лягушки дёргали лапками. Гальвани собрал побольше лягушек и начал ставить на них опыты. И каждый раз, когда он пропускал искру через машину, мертвые лягушки шевелили лапками так, будто они были живые.