9. Я сказал, что мы живём на планете, которая называется Землёю; но что такое эта планета? Плоская ли она или выпуклая, четырёхугольная или круглая? Каким образом мы можем узнать это? Если вы, находясь в гористой местности, посмотрите в каком угодно направлении, то увидите холмы и долины; если вы взойдёте на эти же холмы, то перед вами окажется ещё больше гор и холмов, которые ограничивают ваш кругозор в несколько вёрст; если же вы находитесь в плоской стране, то вам кажется, что во всех направлениях вокруг вас деревья и кустарники на земле сходятся с небом. Куда бы мы ни пошли, везде увидали бы эту линию, где поверхность земли встречается с небом; так что на основании этого мы могли бы сделать заключение противоположное действительности и сказать, что Земля, должно быть, есть плоская поверхность, имеющая большое протяжение.
10. Но отправимтесь туда, где нет ни гор, ни лесов, где поверхность Земли гладка и ничем не пересечена; станем наблюдать поверхность моря. Смотрите на корабли, находящиеся на таком расстоянии, что они едва только видны, и вы найдёте, что вам видны только мачты их; но, по мере того как они приближаются,
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._01.png)
показываются корпуса их и вы видите их больше и больше и наконец они являются перед вами в целом виде (фиг. 1). Если же вы станете наблюдать за кораблём, уходящим от вас, то найдёте, что прежде всего исчезает из виду корпус его.
11. Что же это значит? Сделаемте опыт. Представим себе гладкий стол и на нём две мухи, которые движутся. Очевидно, что мухи, пока они остаются на поверхности стола, будут вполне видеть друг друга. Они будут казаться друг другу меньше, когда разойдутся на самое большое расстояние и больше, когда сойдутся на близкое расстояние; но ни одна часть мухи не исчезнет из виду, пока остаются видимыми остальные части её, совершенно противоположно тому, что было с кораблями. Таким образом, значит, поверхность моря вовсе не плоска, как поверхность стола.
12. Другой опыт. Возьмём апельсин и предположим, что одна муха стоит наверху
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._02.png)
его, напр. в A. (фиг. 2), а другая внизу его, в B. Очевидно, что мухи не могут видеть друг друга, потому что между ними находится апельсин. Но предположим, что муха B движется к мухе A. Когда она достигнет C, то A увидит только верхушку головы B через край апельсина и C также увидит верхушку головы A через край же. Больше они не могут видеть, потому что другие части каждой мухи ещё закрыты апельсином, как была прежде закрыта вся муха. Но когда B подойдёт ещё ближе к A, то каждая муха увидит другую всю вполне.
13. Таким образом при помощи круглого апельсина, и движущихся мух нам удалось точно представить то, что бывает на поверхности земли с кораблями, тогда как при помощи плоского стола нам не удалось сделать этого.
14. Значит земля походит на шар или апельсин, а не плоска как стол.
15. Вы теперь легко поймёте, почему мы видим прежде всего вершины приближающихся кораблей и отчего происходит то, что чем выше мы поднимаемся, тем дальше можем видеть. Мы видим, всегда через край земли и чем выше мы поднимаемся над поверхностью земли, тем дальше отодвигается край, через который мы смотрим. (фиг. 3 и 4).
16. Вы однако не должны воображать себе, будто земля имеет край, через который вы можете упасть; так как земля есть шар и её кажущийся край удаляется от вас по мере того, как вы подвигаетесь вперёд. Вы можете вполне уяснить себе это при помощи апельсина и мух.
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._03.png)
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._04.png)
17. Мы брали апельсин для доказательства того, что земля есть шар. Некоторые из вас могут спросить: если земля кругла как апельсин, то не похожа ли она и по величине на апельсин? Или же вы можете спросить: можно ли сравнить гладкий апельсин с землёю, когда на земле есть высокие горы и другие разного рода неровности? Хотя когда смотришь на море, и можно поверить тому, что поверхность земли есть часть кривой поверхности, однако смотря на высокие горы и глубокие долины, трудно себе представить, каким образом такая неправильная поверхность может быть частью кривой поверхности? Я постараюсь ответить на эти ваши вопросы.
18. Во первых очевидно, что если мы будем находиться на одинаковом расстоянии над двумя шарами, одним большим и другим малым, то край, у которого предметы становятся видимыми при их приближении к глазам зрителя или перестают быть видимыми при их удалении от глаз, будет гораздо дальше у большего шара.
19. Так напр. в фиг. 5 если A представляет высоту глаза мухи над апельсином ВВ, то расстояние от A до B будет представлять расстояние до того края или предела, на котором муха стала бы видеть приближающуюся к ней другую муху, между тем как это расстояние было бы больше, именно от A до C, если бы
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._05.png)
мухи двигались по шару, который был бы настолько больше апельсина, насколько круг (на рисунке представленный только частью), обозначенный CC, больше круга, обозначенного BB.
20. А так как вы, стоя на морском берегу, можете видеть море на несколько вёрст, то для вас должно быть ясно, что наша Земля очень велика. Вот это и есть ответ на ваш первый вопрос. И действительно, Земля имеет в поперечнике более 12 тысяч вёрст, т. е. прямая линия, проведённая от верхней поверхности к нижней через центр, имела бы 12 тысяч вёрст длины.
21. Затем мне нужно доказать вам, что Земля, несмотря на свои горы, в действительности даже гораздо глаже, сравнительно, чем апельсин.
Предположим напр., что расстояние поверхности Земли от центра составляет 6 тысяч вёрст, что не далеко от истины. В таком случае гора в 6 вёрст высоты была бы только на одну тысячную этого расстояния выше общего уровня поверхности, а такая шероховатость поместилась бы в толщине листа бумаги, покрывающего большой географический глобус. Из этого вы сразу увидите, что Земля сравнительно гораздо глаже чем апельсин, потому что если бы вы увеличили апельсин до размеров географического глобуса, то он показался бы весьма шероховатым.
22. Таким образом мы видим, что 1) только тогда, когда мы находимся на ровной поверхности, как напр. на большой равнине или на море, можно заметить глазами настоящую форму Земли; 2) что даже в самых неровных местах всё-таки есть кривизна, хотя мы и не можем заметить её; 3) что кривизна эта однако не велика, потому что вы можете видеть суда на море за несколько вёрст, прежде чем они исчезнут из виду; 4) тот факт, что кривизна невелика, и что высокие горы делают в ней столь незначительную разницу показывает, что круг, часть которого составляет эта кривизна, велик и что таким образом и сама земля велика; и 5) что земля так велика, что даже самые высокие горы в сравнении с нею просто только маленькие крупинки на её поверхности; её поперечник или расстояние от одной стороны до другой через центр составляет 12 тысяч вёрст.
23. Таким образом земля с её поверхностью суши и воды есть большой шар, столь большой, что если предположить, что вокруг него есть дорога от вашего училища и что вы едете по этой дороге безостановочно день и ночь со скоростью четырёх с половиною вёрст в час, то вам пришлось бы ехать почти целый год, чтобы снова возвратиться в училище.
24. Далее, земля висит в пространстве как воздушный шар. Спрашивается теперь, находится ли она в покое или движется. Вы может быть скажете, что она не движется, потому что ваше училище стоит всегда на одном месте, что соседние с ним дома и деревья не удаляются и не приближаются, но постоянно остаются на своём месте.
25. Но это ещё ничего не доказывает. Возьмём большой мяч или апельсин, который должен представлять землю и воткнём в него булавку, которая будет изображать училищный дом и несколько других булавок, которые будут изображать окружающие его дома и деревья.
26. Вы сразу же видите, что движется ли мяч или апельсин, или остаётся в покое, но положение иголок относительно друг друга не изменяется.
27. Каким же образом можно решить этот вопрос? А для этого нужно смотреть на что-нибудь находящееся не на земле. Подите в ясный вечер на открытое место и посмотрите на восток (каждый мальчик и каждая девочка должны знать, где находятся север, юг, восток и запад): вы увидите, что звёзды поднимаются выше и выше над краем земли, т. е. над линией, где поверхность земли встречается с небом и которую мы будем теперь всегда называть горизонтом. Звёзды, находящиеся на западе, будут постепенно исчезать точно таким же образом; подобно им движется и луна. Днём мы видим, что солнце всходит на востоке и заходит на западе совершенно таким же образом.
28. В этом мы имеем положительное доказательство того, что хотя дома и деревья на земной поверхности не движутся относительно друг друга, но солнце, звёзды и луна, находящиеся не на земной поверхности, движутся, или кажется, будто движутся относительно земли.
29. Обсудим это явление. Что мы разумеем, когда говорим, что звезда или солнце восходит и заходит? Мы разумеем, что оно в этот момент переходит вверх или вниз через край земли, видимый с того места, где мы находимся; и действительно с солнцем бывает тоже иди же нам представляется, что бывает тоже, что бывает с удаляющимися или приближающимися кораблями, как объяснено выше, в стат. 10. Это можно вполне уяснить себе при помощи мяча или апельсина. Положите его на середину стола и воткните в него булавку, которая будет представлять ваш глаз. Затем вообразите, что вы сами солнце или звезда и идите вокруг стола, как это представлено на фиг. 6, держа ваш глаз на одном
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._06.png)
уровне с булавкой; в одном месте вы увидите, что булавка как раз выходит из-за края мяча; в этот момент вы будете восходящим солнцем или звездою для вашего глаза, представляемого головкой булавки; когда же вы придёте на другое место, обходя вокруг стола, то головка булавки исчезнет и наконец совершенно закроется краем мяча. В этот момент вы играете роль заходящего солнца или звезды, предполагая, что земля находится в покое.
30. Теперь сядьте сами и попросите кого нибудь двигать для вас мяч кругом, держа головку булавки постоянно на одинаковом расстоянии от стола. В этом случае движение мяча, в то время как вы находитесь в покое, произведёт явления, совершенно такие же, какие вы видели, когда мяч находился в покое, а вы ходили вокруг него (фиг. 7).
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._07.png)
31. Итак явления, видимые нами при восходе или заходе солнца и звёзд могут происходить или оттого, что наша земля стоит неподвижно, а солнце и звёзды движутся вокруг неё, или же оттого, что сама земля движется кругом, а солнце и звёзды остаются неподвижными. Древние думали, что земля стоит неподвижно, а солнце и звёзды движутся вокруг неё. Но мы в настоящее время знаем, что, напротив, движется земля.
32. Итак считайте доказанным, что Земля движется, а что кажущиеся движения Солнца, Луны и звёзд, когда они движутся от востока к западу, Солнце днём, а Луна и звёзды ночью, не действительные движения, но только кажущиеся движения, происходящие от действительного движения Земли.
33. Каким же образом движется Земля? Подумаем об этом. Известен ли вам хоть один случай кажущегося движения предметов на деле не подвижных, происходящего от вашего собственного движения? Конечно известен. Бы тотчас же вспомните о том, как в то время, когда вы сидите и едете в вагоне железной дороги, все предметы, деревья и дома и вообще всё, что вы видите из окна вагона и что на деле стоит неподвижно, кажется вам движущимся и убегающим от вас, в то время как вы будто бы остаётесь без движения. Кроме того вам кажется, как будто все предметы убегают от вас в направлении как раз противоположном тому, в каком вы едете.
34. Это действительно подходящий случай. Но можно ли применить это соображение прямо к Земле и звёздам и вообразить себе, что вся Земля действительно быстро движется от точки, называемой востоком к западу и убегает быстро от Солнца, Луны и звёзд? Ужели это и есть причина, почему нам кажется, будто они движутся от востока к западу?
35. Вы сразу же видите, что это объяснение негодится, потому что в таком случае мы когда бы уже не увидали опять солнца, луны и звёзд.
36. Каким же образом мы можем объяснить эти факты? Мы можем себе вообразить, что земля вращается или вертится кругом как волчок (фиг. 8), так что каждое утро каждый
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._08.png)
мальчик и каждая девочка как в России, так в Англии, в Америке или в Австралии видит постоянно одинаковый восход солнца, а каждый вечер одинаковый заход солнца.
37. И действительно вследствие того, что земля вращается таким образом, мы имеем вечера и утра, а дни и ночи служат самым лучшим доказательством того, что земля действительно вращается и вертится так, как я сказал.
38. И так как нам кажется, что солнце восходит на востоке и заходит на западе, то значит земля вращается в противоположном направлении, т. е. от запада к востоку.
38. Возьмите обыкновенный географический глобус. Заставьте его вертеться так, как вертится волчок, т. е. поставьте его ось отвесно, как ставится волчок. Каким образом он будет вращаться? Толкните правой рукой правую поверхность глобуса по направлению от вас. Тогда глобус будет представлять направление, в котором действительно движется земля (фиг. 9).
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._09.png)
40. Возьмите апельсин, который должен представлять землю и зажжённую в тёмной комнате лампу, которая будет служить Солнцем; затем проденьте вязальную иглу через середину апельсина и воткните её в подушку для иголок и кроме того воткните ещё в апельсин маленькую булавку, насколько она может войти в апельсин, так чтобы головка её изображала наблюдателя на земле (фиг. 10). Затем крутите иглу, так чтобы апельсин вертелся медленно кругом в направлении, противоположном тому, в каком движутся стрелки часов, как показано на фиг. 9.
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._10.png)
41. Смотрите же, что произойдёт. Вопервых, на апельсине будут две точки, через которые проходит вязальная игла и которые не движутся; эти точки называются полюсами и точку, находящуюся наверху, мы будем называть северным полюсом, а точку внизу южным полюсом; линию же, соединяющую полюсы, мы называем осью; такою осью служит у нас вязальная игла. Проведите на апельсине линию вокруг его и везде на одинаковом расстоянии от полюсов, так что если бы по этой линии разрезать апельсин, то он был бы разделён на две совершенно равные части; эту линию мы назовём экватором. Поместите булавку так, чтобы головка её находилась подле этой линии и пусть стоящая напротив лампа представляет собою солнце. Очевидно, что одна сторона апельсина будет освещена солнцем или лампой и будет иметь день, а другая половина его будет темна и на ней будет ночь.
42. Вертите теперь медленно вязальную иглу и увидите, что головка булавки вместо того чтобы находиться как раз посередине половины апельсина, освещённой солнцем или лампой, будет видна, если апельсин повернётся на четверть круга, как раз на краю освещённой части; поверните иглу ещё более и до булавки свет уже совсем не будет доходить, — лампа для неё зашла. Поверните апельсин ещё на четверть круга и тогда найдёте, что головка булавки будет как раз посередине тёмной половины и обращена в сторону прямо противоположную лампе; поверните дальше ещё на четверть круга и головка булавки только что войдёт в свет лампы, лампа для неё взошла; поверните ещё на четверть, и тогда апельсин сделал полный оборот и лампа освещает прямо головку булавки, как было сначала.
43. Таким образом лампа, по-видимому, прошла над головкою булавки, потом зашла, далее опять взошла и затем снова возвратилась на прежнее место, и всё это так казалось оттого только, что мы вертели кругом апельсин.
44. Тоже бывает и с землёю и она вращается подобно апельсину только не на вязальной игле, но на воображаемой оси, проходящей через её полюсы.
45. От этого происходят дни и ночи и так как солнце, как нам кажется, употребляет целые сутки на то, чтобы, начиная с какого нибудь места, снова придти на тоже место на следующий день, то по этому мы и узнаем, что на самом деле земля делает в сутки один полный оборот на своей оси (см. стат. 41).
46. Теперь нам можно уже употребить в дело обыкновенный географический глобус. Возьмите такой глобус и поставьте перед ним лампу на расстоянии нескольких футов от него и на уровне с его центром. Поставьте глобус так, чтобы ось его стояла отвесно и потом вращайте глобус. Остаётся ли глобус в покое или же быстро вращается, но всегда одна половина его, обращённая к лампе, будет освещена, между тем как другая половина, удалённая от лампы, будет находиться в тени. По мере того как глобус вращается, каждое место его последовательно входит в свет и затем опять уносится в темноту. И в то время как лампа остаётся неподвижною, вращение глобуса производит попеременно свет и темноту на каждой части его поверхности.
47. Вообразите же теперь вместо небольшого географического глобуса землю, а вместо слабой лампы громадное солнце и вы сразу же поймёте, каким образом вращение земли на её оси будет производить попеременно свет и темноту в каждой части её.
48. Вы не должны себе воображать, будто сквозь землю проходит действительная ось в роде нашей вязальной иглы или стального прута в географическом глобусе и что на этой оси и вращается земля. Нет, эта ось есть только воображаемая линия, а две противоположные точки где эта линия выходит на поверхность и где концы оси, выходили бы, если бы эта ось была действительным видимым предметом, тоже называются северным полюсом и южным полюсом как на географическом глобусе, так и на самой земле.
49. Таким образом земля делает один оборот на своей оси каждые сутки., Всё это время солнце постоянно и неподвижно светит на небе. Но этот свет достигает только тех частей земной поверхности, которые в известное время бывают на стороне, обращённой к солнцу. На земле во всякое время должна быть светлая сторона и тёмная сторона, совершенно также как была светлая и тёмная сторона, когда вы ставили против лампы сначала апельсин, а потом глобус. Теперь вы можете легко понять, что если бы земля не двигалась, то одна половина её поверхности никогда не видала бы света, между тем как другая половина никогда не была бы в темноте Но так как земля вращается, то каждая часть её непеременно бывает то освещённою солнцем, то тёмною. Когда наша сторона обращена к солнцу, то мы имеем день; кода же мы бываем на тёмной стороне, тогда у нас ночь.
50. Нам кажется, будто солнце движется от востока к западу. Поэтому действительное движение земли по причинам, которые объяснены в стат. 38, должно быть обратное, т. е. от запада к востоку. Утром мы входим в солнечный свет, который является нам на востоке. Затем кажется, будто солнце поднимается постепенно выше и выше по небу, пока не дойдёт до самой высшей точки в полдень, а затем оно постепенно склоняется к западу и заходит, когда Земля при своём вращении уйдёт из солнечного света. Ночью мы можем следить за движением Земли по звёздам, которые одна за другою восходят и заходят, как днём восходит и заходит солнце.
51. Вы теперь вероятно убедились в следующих фактах.
Во первых, что Земля есть шар.
Во вторых, что Земля вращается или вертится подобно волчку.
И наконец, что без этого вращения не было бы дней и ночей, так что правильное чередование дня и ночи происходит от этого вращения.
52. Мы уже достаточно доказали, что Земля имеет одно движение. Затем возникает вопрос, не имеет ли она ещё другого движения? Каким образом мы можем решить этот вопрос? Прежде всего посмотрим, можем ли мы объяснить этим одним движением все явления, какие мы видим.
53. Для этого опять возьмём наш глобус я апельсин, и вообразим их в тёмной комнате со многими картинами на стенах (фиг. 11). Вы удивляетесь, зачем тут картины. А нам нужны картины для того, чтобы они представляли звезды на небе. Есть много звезд кругом той части пространства, в которой находятся Земля и Солнце, но только днем мы их
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._11.png)
не можем видеть, потому что свет солнца слишком ярок. Так что, значит, если у нас будут картины кругом глобуса и апельсина, то они о представят нам звезды. Само собою разумеется, что картины должны были бы быть на полу и на потолке, но мы удовольствуемся тем, что будем воображать их и здесь.
57. Теперь вообразим себе, что глобус и апельсин остаются без движения; они даже не вращаются на оси. В этом случае, как мы уже знаем, если мы вообразим себе, что апельсин представляет Землю, а лампа — Солнце, то часть апельсина, обращённая к Солнцу, представляемому у нас лампой, будет иметь постоянный день и мы всегда будем видеть лампу (Солнце) в одном и том же месте; из части же апельсина, обращённой в сторону противоположную Солнцу одни и те же картины (звёзды) всегда будут видимы в одном и том же месте. Из частей апельсина (Земли), близких к границе между светом и тенью, одни и те же Солнце, звёзды, лампа, картины, будут всегда видны близ горизонта (стат. 27) в одном и том же месте.
55. Затем воткните булавку в экватор (стат. 41) апельсина по самую головку, которая будет представлять наблюдателя на Земле, вертите апельсин, чтобы изобразить вращение Земли и заметьте, что всякий раз как наблюдатель, представляемый головкой булавки, будет находиться по середине освещённой половины, часть, прямо противоположная ему, будет находиться по середине тёмной половины и что вращение в пол оборота апельсина сделает то, что головка булавки перейдёт из середины освещённой части в середину тёмной части. Эти два положения, — именно середина освещённой половины и середина тёмной половины, — представляют достаточные для нашей цели положения относительно Солнца, которые наблюдатель будет занимать в полдень и в полночь при вращении земли.
56. Из этого вы легко поймёте, что если бы Солнце и Земля не переменяли своих мест, то одну известную группу звёзд мы постоянно видали бы в полночь, другую при восходе Солнца, а третью при заходе.
57. Вникните в это хорошенько и уясните себе посредством картин, так как для вас очень важно понимать это ясно.
58. Но теперь спрашивается, действительно ли мы видом в полночь одни и те же звёзды? Нет. А что же бывает на самом деле?
1. Если мы будем смотреть на звёзды в полночь летом, а затем в тоже самое время зимою, то увидим различные звёзды. Таким образом в течении 6 месяцев происходит большая перемена.
2. Если мы будем смотреть на звёзды в полночь несколько ночей сряду, то увидим, что они постепенно отходят к западу. В несколько дней уже можно заметить небольшую перемену.
3. По истечении года в полночь бывают видны опять те же звёзды.
59. Передвигайте теперь апельсин вокруг лампы в том же направлении, в каком вращается Земля, и вы увидите, что все эти явления объясняются вполне.
60. На фиг. 11 изображена лампа, апельсин, стол и комната в том виде, как вы бы увидали их сверху. Прежде всего обратите внимание на апельсин A. Наблюдатель на тёмной стороне увидал бы в полночь звёзды, противоположные Солнцу или картины на стене A. Наблюдатель на апельсине B увидал бы в полночь звёзды, противоположные Солнцу или картины на стене B и значит уже не теже звёзды, какие были видны прежде. Тоже самое было бы при положения наблюдателя в C и D.
61. Но я должен сказать вам, что те же самые явления, какие мы видели теперь и объяснили движением Земли, могли бы быть объяснены также предположением, что Солнце движется вокруг Земли в противоположном направлении. Однако мы знаем наверное, что на самом деле Земля движется вокруг Солнца, а не Солнце вокруг Земли.
62. Таким образом Земля не только вращается на своей оси и делает одно вращение в сутки, но ещё движется вокруг Солнца. Этим и объясняется то явление, что звёзды, видимые в полночь или вообще в один и тот же час каждую ночь в какой нибудь части земли, в России ли, в Англии, Америке, Австралии или в Индии, постоянно меняются. Мы нашли также, что в течении нескольких ночей они изменяются не много, а в течении 6 месяцев очень много; по прошествии же 12 месяцев те же самые звёзды снова являются на тех же местах.
63. Теперь вы снова обратитесь к вашей лампе и апельсину и уясните себе, что, подобно тому как земля делает одно обращение на оси в течении суток, так она обращается вокруг солнца в течении года.
64. Потому что ясно, что если бы напр. на обход Земли требовалось 6 месяцев, тогда по истечении 6 месяцев видны были бы в полночь одни и те же звёзды, и т. д. для всякого периода времени, какой бы вы ни предположили.
65. Некоторые из вас может быть спросят: «каким же образом земля движется вокруг Солнца, делает ли она скачки, движется вверх и вниз или же идёт постоянно ровно и прямо, держась на одном уровне?» Я отвечу вам, что Земля идёт ровно и постоянно на одном уровне, как лошадь, галопирующая кругом по весьма ровной и гладкой земле. Или чтобы представить себе это движете яснее, вообразите себе огромный океан, посередине которого плавают Солнце и Земля, и затем представьте себе, что Земля обходит вокруг Солнца один раз в год почти по круговой линии, т. е. сохраняя постоянно почти одинаковое расстояние от Солнца.
66. Возьмём теперь пять шаров, из которых один был бы больше чем другие и представлял собою Солнце; дадим им такой вес, чтобы они погружались в воду как раз до середины и затем пустим их на воду в чану, как представлено на фиг. 12.
67. Мы здесь имеем изображение Солнца и Земли в четырёх точках её годового пути вокруг Солнца. Затем вам следует уяснить себе, что Земля не только движется, но ещё движение её совершается в одной плоскости, которая есть ровная поверхность, представляемая листом картона или поверхностью воды в чану и потом что эта плоскость, по которой движется земля, проходит через центр Земли и Солнца, подобно тому, как центры шаров будут находиться на одном уровне с поверхностью воды, если вы сообщили им надлежащий вес. Эту плоскость, представляемую уровнем поверхности воды, мы будем называть плоскостью эклиптики.
68. Эта плоскость эклиптики и есть плоскость годового движения Земли вокруг Солнца; эта плоскость есть ипподром, по которому бегает Земля. Каким же образом относится эта плоскость к плоскости суточного вращения Земли на оси?
69. Очевидно, что если бы ось земли была отвесна к плоскости эклиптики или составляла с нею прямой угол, то плоскость вращения земли была бы та же, что и плоскость движения Земли вокруг Солнца. Это так и есть в чану и шарах, представленных на фиг. 12.
70. Но действительно ли эти плоскости одно
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._12.png)
и тоже? Предположим, что они действительно составляют одну плоскость. Воткните булавку в один из меньших шаров и заставьте его вертеться подобно кружащемуся волчку и пусть
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._13.png)
он представляет Землю, как она движется вокруг Солнца; вы найдете, что при этом предположении дни всегда будут иметь одинаковую
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._14.png)
длину, потому что граница между светом и тьмою будет проходить через оба полюса, так что каждая часть земной поверхности будет одинакое время в солнечном свете и в темноте, если только движение вращения будет равномерно. Но дни имеют не одинаковую длину. Зимою у нас дни коротки, а ночи длинны, летом же, напротив дни длинны, а ночи коротки; и кроме того когда у нас зима, тогда в Австралии бывает лето.
71. Таким образом не может быть, чтобы плоскости двух движений совпадали между собою; а напротив мы можем объяснить все эти явления, если только предположим, что эти плоскости наклонены одна к другой, как показано
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._15.png)
на фиг. 14. Положение оси земли во время годичного движения вокруг солнца представлено на фиг. 15, где эта ось вращается уже не отвесно как в фиг. 12 (см. также фиг. 13), но наклонно.
72. Мы теперь оставим чан с водою и опять обратимся к лампе и апельсину, но только уже помня при этом, что вязальная иголка стоит не отвесно, как это мы допускали на фиг. 10 и что плоскость эклиптики есть горизонтальная плоскость, в которой лежит линия, соединяющая центр лампы и центр апельсина.
73. Мы уже объяснили выше, отчего бывают дни и ночи; теперь же мы посмотрим, нельзя ли нам объяснить, отчего они имеют не одинаковую длину в разные времена года. Поставьте по-прежнему лампу на стол посередине комнаты и держите апельсин на той же высоте как и прежде, наклонивши верхний конец вязальной иголки несколько в сторону от лампы. Назовём этот верхний полюс апельсина северным полюсом.
74. Затем вращайте апельсин и вы увидите, что свет лампы вовсе не освещает части апельсина ближайшей к северному полюсу и напротив постоянно освещает части вокруг южного полюса, как бы быстро вы ни вращали апельсин; но и при этом, также как и прежде, части лежащие близ экватора будут попеременно то в свету, то в тени. Далее воткните в апельсин булавку, которая будет изображать наблюдателя близ северного полюса и потом опять вращайте апельсин и вы увидите, что наблюдатель никогда не попадёт в свет, а если вы воткнёте булавку близ южного полюса, то он с этого места постоянно будет видеть лампу. Значит при таком положении земли относительно солнца для человека находящегося на северном полюсе постоянно будет ночь, а для находящегося на другом полюсе — постоянно день.
75. Потом воткните булавку в апельсин на половине расстояния между экватором и северным полюсом и вращайте апельсин; вы увидите, что булавка при вращении с апельсином гораздо дольше проходит по тёмной части чем по светлой. Таким образом в этом пункте ночь будет длиннее чем день и вообще вы убедитесь, что чем ближе к северному полюсу вы будете помещать булавку, тем короче будут времена её освещения и наконец вы можете подвинуть её на север так далеко, что она вовсе не будет освещаться.
76. И напротив, чем ближе к экватору в северной половине апельсина вы поместите булавку, тем дольше она будет освещаться или дни будут дольше, а ночи короче, а наконец на самом экваторе время пребывания булавки в свету будет равно времени пребывания её в темноте.
77. Совершенно обратное происходит на южной стороне от экватора; чем дальше к южному полюсу вы будете подвигать булавку, тем дольше она будет оставаться в тени, и наконец вблизи полюса она никогда не попадёт в темноту.
78. Затем если вы больше наклоните вязальную иглу по направлению от лампы, то увидите, что дни и ночи ещё больше будут не равны во всех местах где бы вы ни поместили булавку, исключая экватора; а чем меньше вы будете наклонять её от лампы, тем меньше будет неравенство между днями и ночами, так что когда игла станет прямо отвесно, то дни и ночи будут равны на всём апельсине. Вы знаете, что Россия находится на северной стороне от экватора, почти на половине разстояния между экватором и полюсом, не ближе, а северная часть её значительно ближе, к полюсу чем к экватору; вы знаете, также, что зимою в России, и особенно в северной России дни гораздо короче, чем ночи. Это мы можем объяснить себе предположением, что ось земли наклонена так же и в таком же направлении, как вязальная игла апельсина, так что значит апельсин в описанном здесь наклонном положении представляет землю зимою.
79. Однако же у нас не всегда бывает зима, а за зимою начинается весна, когда день и ночь бывают равны, 10 марта; затем следует лето, продолжающееся три месяца, когда дни бывают длиннее чем ночи; совершенно обратное бывает зимою. В начале осени, 10 сентября, день и ночь также бывают равны. Каким образом мы можем объяснить это? Подумаем об этом и возвратимся к нашему апельсину. Мы можем попробовать объяснить это, делая наклон апельсина всё меньше и меньше, пока ось не станет отвесно, когда она будет представлять положение земной оси весною и за тем будем наклонять её к лампе, так чтобы она представляла лето. Потому что из того, что уже сказано выше, вы можете видеть, что если повернуть северный полюс от лампы, то ночи будут длиннее чем дни; если же ось станет отвесно, то они будут равны; а если северный полюс повернуть к лампе, то дни будут длиннее чем ночи. Но земная ось не изменяет своего направления, так как мы постоянно видим, что она направлена почти на одну и ту же звезду, называемую полярною звездою, во все времена года.
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._16.png)
80. Таким образом мы должны прибегнуть к другому способу объяснения. Будем двигать апельсин вокруг лампы в направлении, противоположном тому, в котором движутся стрелки в часах, держа ось так, чтобы она постоянно была направлена по одному направлению или, выражаясь точнее, чтобы эта ось, изображаемая вязальной иглой, всегда оставалась параллельною самой себе; подвиньте апельсин на четверть пути вокруг лампы и в тоже время вращайте его и по-прежнему наблюдайте длину дня и ночи. Вы увидите, что полюсы будут на
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._17.png)
границе, отделяющей светлую половину от тёмной и продолжительность движения каждой части апельсина по свету и темноте будет одинакова. Это положение соответствует началу весны, 10 марта.
10. Подвиньте апельсин на другую четверть круга вокруг лампы; вы увидите, что северный полюс наклонился к лампе и во всех местах к северу от экватора или в северной половине земли или в северном полушарии дни будут длиннее, чем ночи, что соответствует
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._18.png)
лету, и обратное будет в южном полушарии. И таким образом всё примет обратный сил когда апельсин пройдёт половину пути вокруг лампы.
82. Дальнейший поворот ещё на четверть пути и день и ночь опять будут равны, что соответствует началу осени, 10 сентября; а наконец движение ещё на четверть приведёт апельсин в его первоначальное положение.
83. Совершенно таким же образом земля движется вокруг солнца в течении года, переходя от зимы через весну к лету, а от лета через осень опять к зиме; положения земли
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._19.png)
весною и осенью, когда дни и ночи равны, называются равноденствиями.
84. Теперь вы можете себе представить, что в северном полушарии в местах, окружающих северный полюс, солнце бывает видимо летом постоянно выше горизонта; вместо того чтобы заходить на запад, оно кажется движущимся кругом через север опять к востоку и всё над горизонтом. Зимою же там солнце бывает постоянно ниже горизонта и никогда не восходит. В южном полушарии около полюсов бывает тоже самое, так что на полюсах день продолжается шесть месяцев, а за ним следует ночь также в шесть месяцев.
85. Здесь представлены четыре рисунка земли (фиг. 16, 17, 18, 19), как она видна, если бы на неё смотреть с Солнца летом, зимою, весною и осенью. Центр каждого рисунка представляет пункт, над которым находится солнце в разные времена года. Вообразите себе, что земной шар, двигаясь вокруг Солнца, приходит в каждое из этих положений и вам станет ещё яснее то, что я вам сказал.
86. Если вы поняли надлежащим образом, почему дни и ночи имеют не одинаковую длину, то вы также поняли и то, почему в России и Австралии бывает лето и зима и наше лето бывает как раз в то время, когда в Австралии зима, почему вообще на Земле времена года меняются и почему следуют друг за другом весна, лето, осень и зима как в северном, так и в южном полушарии (т. е. в половинах Земли, лежащих к северу и югу от экватора) в разные времена года.
87. Когда дни длинны, а ночи коротки, в северном ли полушарии или в южном, тогда в этом полушарии Солнце в течении суток
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._20.png)
бывает видимо гораздо дольше, чем невидимо и потому на нём больше собирается теплоты. И наоборот, когда дни коротки, а ночи длинны в том или другом полушарии, то солнце бывает невидимо гораздо дольше, чем видимо и потому тогда больше чувствуется отсутствие теплоты.
88. Весною, хотя день и ночь так же равны как осенью, силы природы возрождаются после своего зимнего покоя и весна есть время расцветания, между тем как осень время увядания.
89. Теперь я должен постараться объяснить вам, отчего происходит то, что движения небесных тел, если на них смотреть с различных частей Земли, представляются весьма различными.
90. Полюсы отличаются от экватора не только тем, что на полюсах дни и ночи продолжаются по шести месяцев, тогда как на экваторе дни и ночи всегда равны, но ещё и тем, что на полюсах кажется, будто звёзды движутся вокруг одной точки, стоящей над головой наблюдателя, между тем как на экваторе кажется, будто звёзды движущиеся над головой, восходят и заходят почти вертикально, а не так наклонно, как напр. в России, Англии, Америке или Австралии.
91. Мы уже знаем, что такое восхождение и захождение звёзд, видимое в этих странах; по теперь будемте наблюдать звёзды не на востоке и западе, но в других частях неба. Бы увидите, что у нас звёзды, находящиеся около юга, восходят только немного на восток от юга, проходят через юг, достигая самой высшей точки над горизонтом как раз на юге и заходят на запад от юга на таком же расстоянии, на каком восходили к востоку от него. Звёзды, которые мы видим восходящими на востоке, проходят через юг гораздо
_-_%D0%A4%D0%B8%D0%B3._21.png)
выше над горизонтом и заходят на западе. Звёзды ближайшие к северу ни восходят, ни заходят, не опускаются ниже горизонта, но движутся по кругам вокруг одной точки на небе, в которой находится так называемая Полярная звезда, которую легко найти при помощи Большой Медведицы, проведши через две из её звёзд линию, которая пройдёт через полярную звезду (см. фиг. 21).
92. Теперь чтобы разъяснить это, возьмите небольшой глобус, ось которого пусть стоит отвесно, а для того чтобы ясно представить себе горизонт всякого места, вырежьте картонный кружок величиною с медный пятак и прилепите его как можно ближе к северному полюсу, как только позволяет оправа или даже если можно, положите его на ось. В этом случае наблюдатель, стоящий на полюсе или близ полюса, будет видеть всё находящееся выше горизонта или картона, но не будет видеть ничего ниже горизонта, так как края картона и представляют горизонт. Затем вращайте глобус, чтобы представить движение земли и наблюдайте, в каком виде будут представляться звёзды, изображаемые картинами на стенах (стат. 53) для наблюдателя стоящего на полюсе. Вы сразу же увидите, что картон вертится просто как колесо и картины, которые были сначала выше его, так и остаются над ним. Таким образом, звёзды не будут ни восходить, ни заходить для наблюдателя, стоящего на полюсе, но будут оставаться на одинаковой высоте над горизонтом и только будут представляться движущимися кругом по странам горизонта. Если вы прикрепите на стене ниже плоскости (стат. 67) куска картона картину, представляющую солнце, то найдёте, что, вращая глобус, вы не можете достигнуть того чтобы ваше Солнце или картина заходила и восходила; она может подняться выше горизонта только тогда, когда вы наклоните глобус вниз, как вы делали для изображения времён года. При этом вы припомните, что в течении одной половины года северный полюс Земли обращён к солнцу, а в течении второй половины обращён от Солнца, так что в течении первой половины он имеет лето и день, а в течении второй ночь и зиму, и если вы посмотрите на рисунок на фиг. 20, то увидите, что в течении лета весь маленький круг вокруг полюса бывает освещённым, так что здесь в это время вовсе не бывает ночи, хотя Земля и вращается, а зимою вследствие такой же причины не бывает дня; но весною и осенью половина этого круга бывает освещена, а другая половина бывает темна, так что каждое место при вращении земли бывает освещено и темно каждые сутки.
93. Такой вид имеет небо на полюсе. Посмотрим теперь, что бывает на экваторе. Чтобы наблюдать это, приклеим картонный кружок на экваторе и будем вращать глобус. Вы увидите, что кружок вращается уже не так как колесо, но так как двигался бы медный пятак, если бы его укрепить на окружности колеса, и когда вы повернёте глобус на полкруга, то покажутся новые группы звёзд над горизонтом изображаемым краями картона и две точки неба, к которым обращены полюсы глобуса, будут как раз на горизонте, северная полярная звезда будет как раз на северной части горизонта, а южный полюс как раз на южной стороне горизонта, а звёзды восходящие, как следует, на востоке будут проходить над картонным кружком и заходить, как следует, на западе, если шар будет вращаться.
94. Если вы повесите на стене картину, представляющую Солнце, то увидите, что в то время как глобус делает половину оборота, Солнце или картина его представляющая находится над картонным горизонтом, между тем как во время другой половины оборота оно находится ниже его; и так как Земля делает целый оборот в сутки или 24 часа, то Солнце и бывает в течении 12 часов над горизонтом, и в течении следующих 12 часов под горизонтом, так что на экваторе дни и ночи всегда бывают равны и даже наклоняя глобус для показания времён года, вы найдёте, что продолжительность дня и ночи остаётся неизменною.
95. Затем продолжайте делать такие же опыты и помещайте картонный кружок в различных местах глобуса, начиная с экватора и идя к северному полюсу и при этом наблюдайте, какие будут происходить постепенные изменения в кажущихся движениях звёзд при восходе и заходе.
96. Всё сказанное доселе относится к кажущимся движениям звёзд, как они представляются с экватора или к северу от него. А для того чтобы исследовать кажущиеся движения звёзд, как они представляются в южном полушарии, вы должны прикреплять картонный кружок в различных местах к югу от экватора на глобусе и, вращая глобус, наблюдать, что происходит. Прежде всего поместите его между экватором и южным полюсом, чтобы он представлял положение наблюдателя, находящегося в Австралии; в этом случае экватор будет не к югу от наблюдателя, а к северу и его полюс будет не на севере, как в нашем полушарии, но на юге и если он будет смотреть к северу, то увидит совершенно такой же восход и заход звёзд, как бы он был в северном полушарии; но только по правую сторону его будет восток, а по левую запад, так что звёзды будут для него восходить справа, а заходить слева, проходя по небу в направлении как раз противоположном тому, по какому совершается их кажущееся движение в северном полушарии. Далее близ северного горизонта он увидит звёзды, видимые у нас близ южного горизонта, а северные звёзды вовсе не будут видны для него.
97. Для того чтобы яснее представить себе кажущиеся движения звёзд, как они представляются в южном полушарии, назовите верхний полюс глобуса южным, а нижний северным и вращайте глобус в направлении противоположном тому, в каком вы вращали его прежде; потому что земля представляется вращающеюся в различных направлениях, смотря по тому месту, с какого мы смотрим на неё, подобно стрелкам часов, которые идут в одном направлении, если на них смотреть спереди и кажутся движущимися в противоположном направлении, если смотреть на них сзади, предполагая, что часы прозрачны. Также точно и для наблюдателя, находящегося в южном полушарии, Земля кажется вращающеюся в направлении противоположном тому, какое представляется в северном полушарии и следовательно если мы поставим южный полюс на верх, то должны будем дать обратное направление всем движениям, включая и движение её вокруг Солнца.
98. При этих условиях поставьте южный полюс глобуса на верх и потом производите опыты с бумажным горизонтом также как и прежде.
99. На глобусе иногда бывает приделан деревянный горизонт, который представляет горизонт центра Земли, как мы в наших опытах предполагали, что окружность картонного кружка представляет горизонт места, к которому мы прикрепляли его.