В те времена, когда у термометра было еще мало друзей и знакомых, когда называли его не собственным именем «термометр», а нарицательным — «ampolla» («склянка»),появился у ученых и другой помощник. О нем стоит рассказать.
Как-то раз во Флоренции вырыли очень глубокий колодец. До поверхности воды было больше десяти метров. Попробовали качать воду насосом — вода не пошла. Никто не мог понять, в чем тут дело. Пришлось позвать самого ученого человека во Флоренции — Галилея. Он осмотрел насос, осмотрел трубы, поршни и нашел, что все в порядке. Почему же не поднималась вода?
Галилей объяснил это тем, что столб воды в трубе обрывается от собственной тяжести.
Ученик Галилея Торричелли не согласился с учителем. Он объяснил все иначе. Дело, по его мнению, было не только в тяжести воды, но и в тяжести воздуха. Когда люди качают воду насосом, им незаметно помогает воздух: воздушный столб над колодцем всей своей тяжестью давит на воду и гонит ее вверх по трубе. Но давление воздуха не может поднять больше чем десять метров воды. А ртуть ему не поднять и на метр: она ведь тяжелее воды.
Значит, насос не мог поднять воду оттого, что между поршнем и поверхностью воды в колодце было больше десяти метров.
Чтобы разрешить свой спор с Галилеем, Торричелли обратился к опыту.
Торричелли взял стеклянную трубку, запаянную с одного конца, и наполнил ее ртутью. Потом он зажал отверстие пальцем и, перевернув трубку, погрузил ее открытым концом в чашку, в которой тоже была ртуть.
Ртуть не вылилась из трубки, а только немного опустилась.
Над чашкой стоял в трубке, не падая, ртутный столб высотой в семьдесят с лишним сантиметров.
Что его держало? Что не давало ртути выливаться?
Давление воздуха.
Когда-то великий ученый и художник Леонардо да Винчи называл опыт «наставником наставников». И этот «наставник наставников» разрешил спор Торричелли с его учителем Галилеем.
Но этим дело не кончилось, а только началось.
Обычно прибор, собранный для опыта, разбирают, когда опыт закончен. Но прибор Торричелли оказался бессмертным: он продолжал и после опыта жить самостоятельной жизнью. Глядя на него, Торричелли заметил, что ртуть в трубке то поднимается, то опускается, смотря по погоде.
Новый прибор указывал погоду. И не только указывал, но и предсказывал.
Когда ртуть падала, дело обычно шло к дождю, к буре.
Когда ртуть поднималась, можно было ждать ясной погоды.
Прибор стали называть «стекло погоды»: по-французски — verre de temps, по-английски — weatherglass, по-немецки — Wetterglas.
Мы его называем барометром.
Первым делом новорожденного барометра было опровергнуть учение, которое признавалось всеми целых две тысячи лет. Это было учение Аристотеля о пустоте.
Аристотель утверждал, что пустоты нет нигде. «Природа,— говорил он,— боится пустоты». А у Торричелли в его приборе получалась пустота над столбиком ртути. Там воздуха не было. Оказывалось, что Аристотель был не прав.
Последователи Аристотеля никак не хотели это признать. Для них авторитет был выше опыта!
Но с прибором было трудно спорить. Он упорно показывал свое.
И в конце концов пустота, в существование которой так долго не верили, получила общее признание.
Пустота принесла людям немало пользы в технике и в науке. Она работает у нас на заводах и дома. Она помогает вывариваться сахару в аппаратах. Она делает долговечными наши электрические лампочки. Без нее не было бы ламповых радиоприемников, рентгеновских аппаратов и многих других полезных вещей…
Так появился у ученых новый прибор-помощник.
Этот прибор не только предсказывал погоду. Сквозь его стекло люди увидели то, чего они не могли раньше видеть: невысокий блестящий столбик ртути в стеклянной трубке уравновешивал, словно гири на весах, высочайший столб воздуха, который давил на ртуть в чашке.
Какой высоты этот воздушный столб?
Торричелли попробовал его подсчитать. Получилось пятьдесят миль.
Человек впервые увидал невидимый воздушный океан и попытался, оставаясь на дне его, измерить глубину этого океана.
Пятьдесят миль… А дальше что?
Дальше, говорил Торричелли, пустота. Ведь, вопреки Аристотелю, природа не боится пустоты. Земля не висит в воздухе, она движется в пустом мировом пространстве, неся на себе свою воздушную одежду.
Старый спор о пустоте принял новый оборот. Это был спор о пустоте, но это не был пустой спор. Речь шла об основных законах природы. И люди снова принялись обобщать. Они оглядывались вокруг и решили, что пустота везде, что пустоты на свете гораздо больше, чем вещества. В бесконечном пустом пространстве, как пылинки, рассеяны звезды и планеты.
Окончится ли на этом спор о пустоте? Правда ли, что глубина воздушного океана — только пятьдесят миль и что за ним простирается до бесконечности пустое пространство?
Об этом речь пойдет позже, а пока будем продолжать наш рассказ о «стекле погоды».
Весть об открытии Торричелли дошла до французского ученого Паскаля (1623—1662). Паскаль решил это проверить. Если над нами и вправду воздушный океан, то он должен быть мельче над горами. Горы поднимаются над землей, словно подводные скалы и мели над морским дном. Там, над горами, толща воздушного океана должна быть меньше, а значит, и давит она не так сильно. Паскаль взял с собой два барометра и вместе со своим помощником отправился из города Клермона к ближайшей высокой горе. Гора эта называется Пюи де Дом.
Помощник остался с одним барометром внизу. А Паскаль с другим стал подниматься на гору, оберегая от ушибов и толчков своего стеклянного спутника.
Когда Паскаль добрался до вершины, он спросил своего спутника, как он себя чувствует, сильно ли давит на него воздух. Прибор ответил со своей обычной точностью: давление почти двадцать семь дюймов.
В то же самое время помощник Паскаля задал такой же вопрос своему барометру — у подножья горы. Ответ был — тридцать дюймов. Наверху давление было на три с лишним дюйма меньше, чем внизу.
Так барометр сослужил людям службу: он показал, что в воздушном океане воздух не везде одинаково давит, на горах давление меньше.
Все яснее становилось людям, что они живут на дне незримого океана. Они не чувствовали тяжести воздушной толщи, а барометр чувствовал.
Ломоносов, немало поработавший над усовершенствованием барометра, предсказал ему великое будущее:
|
Но что еще? уже в Стекле нам Барометры Хотят предвозвещать, коль скоро будут ветры, Коль скоро дождь густой на нивах зашумит, Иль облаки прогнав их солнце осушит. Надежда наша в том обманами не льстится: Стекло поможет нам, и дело совершится. Открылись точно им движения светил: Чрез то ж откроется в погодах разность сил. Коль могут счастливы селяне быть оттоле, Когда не будет зной, ни дождь опасен в поле? Какой способности ждать должно кораблям, Узнав когда шуметь или молчать волнам, И плавать по морю безбедно и спокойно! Велико дело в сем и гор златых достойно! |
Источник: