Разумные машины (Автоматы) - Дрожжин Олег. Страница 8
— Отчего бывает день и ночь?
— Почему происходят лето и зима, весна и осень?
Учитель к этому уроку приносит глобус, лампу и еще что-то завернутое в газету. Окна закрываются плотными шторами, чтобы было темно. В классе становится таинственно.
Любопытные ребята прежде всего узнают на уроке, что «Земля вращается вокруг своей оси, как волчок» и что «каждое место на Земле то попадает под лучи солнца — и тогда здесь бывает день, то уходит на теневую сторону — и тогда здесь становится темно, наступает ночь». Все это показывается на глобусе.
— Кроме того, — объясняет учитель, — Земля еще движется вокруг Солнца, описывая в пространстве большой круг. Время одного оборота Земли около Солнца мы называем годом. При этом движении земная ось всегда сохраняет одно и то же положение — она постоянно своим северным концом смотрит на Полярную звезду.
У пытливых ребят тут же возникает волнующий вопрос:
— Иван Иванович, а почему земная ось сохраняет свое положение?
— Потому, — продолжает учитель, — что Земля — это большой волчок, а всякий волчок, когда он быстро вертится, стремится сохранять постоянное направление своей оси. Это его основное свойство. Вот посмотрите!
Иван Иванович протягивает руку к свертку, и через пять секунд на столе появляется обыкновенная столовая мелкая тарелка и маленький деревянный волчок.
Завертев волчок, учитель опускает его на тарелку. Волчок сначала бегает из стороны в сторону, покачивается, его ось описывает конус. Это движение оси называется прецессионным.
Очень скоро конус становится все уже, и вот, наконец, ось застыла совсем неподвижно. Кажется, что волчок даже и не вертится. Французы в этом случае говорят, что «волчок спит».
Вдруг быстрым и отрывистым движением тарелки Иван Иванович подбрасывает волчок на полметра вверх. Волчок не кувыркается. Сохраняя прежнее положение, он ловко становится на свою ножку и продолжает вертеться, как ни в чем не бывало.
Но оставим урок географии.
Основное свойство волчка прекрасно используют жонглеры, подбрасывая и ловя вращающиеся ножи или с удивительной ловкостью удерживая на конце трости тарелочку, которая при этом быстро вертится. Тем же свойством волчка пользуется велосипедист, так как колеса велосипеда делаются устойчивыми только при вращении.
И артиллерийский снаряд получает устойчивость в полете только оттого, что вертится. Не будь вращения, снаряд в полете кувыркался бы. От этого дальность полета заметно уменьшилась бы, и в цель он ударял бы не своей остроконечной головкой, а боком или дном.
Основное свойство волчка — стремление сохранить неизменное положение оси — было использовано около восьмидесяти с лишним лет назад французским физиком Леоном Фуко для замечательного опыта, глубоко поразившего современников.
«Покажите нам вращение земли»
Давно уже было известно, еще с 1543 г., когда в Нюрнберге вышла из печати книга Коперника «Об обращении небесных шаров», что Земля, как и другие планеты, движется вокруг Солнца и в то же время вращается вокруг своей оси, хотя нам кажется, что Земля стоит неподвижно, а Солнце и планеты вращаются вокруг Земли. Так именно, доверяя своим глазам, люди и думали в прежние века. Так учила и библия.
Правильное учение Коперника было встречено современниками враждебно. В особенности яростно нападали представители католической церкви, так как новое учение подрывало авторитет библии и поэтому было для них не выгодно.
Дело доходило до того, что сторонников учения Коперника сажали под замок (Галилей, 1633 г.) и даже сжигали живыми на кострах (Джордано Бруно, 1600 г.).
Борьба против учения Коперника была одним из проявлений классовой борьбы феодализма против нового, нарождающегося класса — буржуазии. В этой борьбе феодализм в конце концов потерпел поражение. Смертельный удар во Франции ему был нанесен Великой буржуазной революцией 1789 г.
С этого времени школьники и стали получать правильный ответ на вопрос о причинах смены дня и ночи и чередовании времен года.
— А все-таки, что бы там ни говорили в школах, трудно поверить, что вот эта твердая земля под моими ногами вертится вместе со обоими горами и океанами, — говорили, разводя руками, жирные французские лавочники еще в 1850 г.
— Вы нам покажите земное вращение так, чтобы мы его собственными глазами могли увидеть и руками потрогать. Вот тогда поверим!
Впрочем, так думали не только лавочники или адвокаты, купцы или художники. Сами научные работники тоже хотели получить более осязательное доказательство вращения Земли, чем одни только астрономические наблюдения, понятные немногим.
Первое такое доказательство и было представлено Леоном Фуко в январе 1851 г. в виде опыта с маятником в Пантеоне.
Этот величественный храм, строившийся архитектором Суфло в течение двадцати лет и законченный в 1790 г., предполагалось посвятить «святой» Женевьеве, которую католики считали покровительницей Парижа. Но учредительное собрание, созданное в первые дни Великой французской революции, особым постановлением 4 апреля 1791 г. превратило его в усыпальницу (место погребения) великих людей и назвало Пантеоном. На фронтоне была сделана надпись:
ВЕЛИКИМ ЛЮДЯМ — ПРИЗНАТЕЛЬНАЯ РОДИНА..
Первым нашел там упокоение Мирабо, потом, 10 июля 1791 г., с большим торжеством с деревенского кладбища были перенесены останки Вольтера, а в 1794 г. — Руссо. Но прошло 15 лет, и при Наполеоне Пантеон был превращен снова в церковь «святой» Женевьевы — в нем стали хоронить генералов. Надпись с фронтона была удалена.
После Наполеона верховная власть перешла в руки Людовика XVIII, которому хотелось уничтожить все, что дала Франции Великая революция. Не ограничиваясь восстановлением прежних порядков, он в своей ненависти к революции пошел дальше.
Однажды темной ночью, когда лил осенний дождь, под оводами Пантеона появились, крадучись, как воры в чужом доме, вооруженные люди. Вскрыв гробы Вольтера и Руссо, они собрали в мешки останки великих людей и потом, чтобы никто не видел, выбросили их в какую-то яму с нечистотами у берега Сены. Это было сделано по повелению короля.
В революцию 1830 г. прежнее назначение Пантеона было восстановлено, но никто выдающийся или невыдающийся там не был похоронен.
Так как Пантеон был самым высоким зданием Парижа того времени, то поэтому Фуко его и выбрал.
Посмотреть на опыт в Пантеон собрался весь цвет парижского общества. Здесь были: пятидесятилетний Виктор Гюго, поэт и романист, гордость Франции; Дюма и Шеврель, выдающиеся химики, члены Академии наук; тридцатилетний Пастер, недавно сделавший в Академии первый доклад о своих работах; двадцатитрехлетний Жюль Верн, начинающий пробовать свои силы в литературе, и многие другие.
Опыт с маятником в парижском Пантеоне в 1851 г. Этим опытом физик Фуко наглядно показал, что Земля вращается вокруг своей оси.
Присутствующие увидели длинную тонкую стальную проволоку, прикрепленную к самой вершине купола. Нижний конец проволоки доходил почти до пола. На нем висел тяжелый медный шар с острием внизу. На полу были насыпаны два валика из песка.
Маятник медленно качался, доходя то до одного, то до другого валика. Шар маятника оставлял на них бороздку.
Вместе с маятником поворачивались из стороны в сторону и глаза зрителей. Через пять минут все ясно увидели, что верхушки валиков были разрушены маятником на протяжении четырех сантиметров. Видно было, что маятник непрерывно меняет направление качаний по отношению к стенам Пантеона.
Почему? Ведь плоскость колебаний маятника должна оставаться неизменной, потому что колебания совершаются под действием одной только силы тяжести и направлены вертикально вниз (к центру Земли), а никак не в сторону. Единственное объяснение такого странного поведения маятника могло состоять только в том, что оно вызывается вращением Земли. В действительности не маятник меняет направление колебаний относительно стен, а стены, двигаясь вместе с Землей, поворачиваются относительно маятника.