Вселенная и человечество. том 5 (Г. Кремер) - часть 20

 

  Главная      Учебники - Разные     Вселенная и человечество. том 5 (Г. Кремер) - 1904 год

 

поиск по сайту            правообладателям  

 

 

 

 

 

 

 



 

 

содержание   ..  18  19  20  21   ..

 

 

Вселенная и человечество. том 5 (Г. Кремер) - часть 20

 

 

Перейдем  теперь  от  теоретичесишх  взглядов  Арпстотеля  к  практиче- 

ским  результатъм,  которые  сделали  безсмертным  его  имя  среди  физнковъ 

всех  времен.  Он  бял  первый,  кто  склонялся,  вместе  с  некоторыми  дру- 

гими  философами  его  времсни,  к  предположению,  что  земля  есть  шар,—взгляд, 

находившийся  в  прямой  противоположности  с  общепринятыми  воззрениями  его 

современников.  Обширными  знаниями  в  области  механикж  мир  также  обязанъ 

изследованиям  Аристотеля.  Он  дал  первое  правильное  объяснение  действия 

рычага.  „Болыпюи  плечом  рычага  можно  поднлть  большую  тяжесть,  так  какъ 

болъшее плечо рычага двигается сильнее". Далее, „сила, приложенная на боль- 

шем  разстоянии  от  точки  опоры,  легче  поднимает  тяжеоть,  потому  что  опи- 

сывает  болъшую  дугу".  Рычаг  есть  простейшая  и  в  то  же  время  наиболее 

употребительная  из  всех  машин,  и  открытие  законов  рычага  имеет  значение 

первостепенной  важности  в  области  систематического  машиностроения.  Такимъ 

образом,  Аристотель  является  настоящим  основателем  маишшостроения.  Не- 

сомвенно,  что  посредством  пршюжения  найденных  им  законов  рычага  уже  въ 

его  время  было  достигнуто  лучшее  и  более  полное  применение  простых  машин, 

приводимых  в  движение  человеческой  силой,  —  применение,  которое  теперь, 

вследствие  точных  знаний  математических  отношений  действия  рычага,  достигло 

высшого  совершенства.  На  ряду  с  законами  рычага  Аристотел  определилъ 

верно в принципе и законы падеяия, которые позднее, при Ньютоне, полу.чили 

дальнейшую  разработку.  Он  впервые  высказад  положение,  что  тела  в  про- 

странстве  падают  с  возрастающей  скоростью  и  сделал  наблюдение,  что  при 

ИИадеИИии  скорости  различных  тел  пропорциональны  их  весам.  Ые  менее  без- 

спорно  объяснение,  которое  он  дает  одному  известному  явлению  из  области 

учения  о  звуке,  а  именно  эхо.  В  те  времена  не  имели  еще  никакого  пред. 

ставления,  как  собственно  происходит  эхо,  пока  Аристотел  не  разъяснил,  „что 

стЪна  ИИрепятствует  проникновению  воздуха  и  отбрасывает  его  как  мячъ".  Хотя 

Аристотел  не  знал  ничего  о  звуковых  волнах,  тем  не  менее  его  объяснеиию 

явления  эхо  нельзя  отказать  в  абсолютной  верности.  Наконец,  точно  так  же, 

как  в  области  механики  и  акустики,  Аристотель  был  пионером  и  в  оптике. 

0  сущности  зрения  задумывались  почти  все  греческие  философы  и  большинство 

из  них  склонялось  к  взгляду  Демокрита,  будто  мы  видим  потому,  что  изъ 

глаза  выходит  свет,  который  попадает  на  тела  и  освещает  их.  Аристо- 

тель  опровергает  всю  эту  теорию  простым  вопросомъ:  „если  способность  видеть 

достигается  тем,  что  свет  исходит  из  глаза,  как  из  фонаря,  то  почему  же 

мы  не  видим  в  темноте?"—Более  простым  способом  еще  никогда  не  обна- 

руживалась  нелепость  теории,  и  в  общем,  правильным  выводам  Аристотеля 

можно  сделать  лишь  один  упрек,  а  именно,  что  он  не  мог  дать  никакихъ 

удовлетворительных  объяснений,  каким  образом  получаетсяизображениев  глазу. 

В  предыдущих  строках  мы  привели  важнейшия  учения  Аристотеля,  имеющия  зна- 

чение  для  позднейших  времен,  но  этим  далеко  еще  не  исчерпывается  сде- 

ланное  им.  В  четырех  болыпих  трактатах  по  физике  он  подвергаетъ 

Июдробному  разсмотрению  почти  все  известные    и  наблюдавшияся  тогда  явления, 

которьтя,  правда,  многократно  приводили  его  к  неверным  выводам,  но  изъ 

которых  выделяются  вышеупомянутые,  точно  изследованные  и  обоснованные 

законы.  Правда,  у  него  не  хватает  экспериментального  обоснования  выставлен- 

ных им положений, которое было достигнуто лишь в более позднее время.

 

 

 

Тем  более  достойно  удивления,  что  Аристотель,  исключителъно  благодаря  своему 

светлому  острому  взгляду,  познал  точные    истины,  которые    полны  ценности  и 

поныне.  В  Аристотеле  мы  видим,  как  уже  упомянуто  выше,  величайшаго,  но 

в  то  же  время  и  последняго,  греческого  натуръ-философа.  После  него  физиче- 

ское  изследование  приняло  другое  направление.  Бьтло  признано,  что  простыми 

наблюдениями  и  выводами  не  постичь  еще  сущности  природы  и  во  всех  много- 

численныхт,  теориях  был  всегда  один  недочет,  который  заключался  в  отсут- 

ствии  ясного  доказательства.  Лучшим  доказательством  справедливости  всякой 

теории  был  бы,  без  сомнения,  опыт,  но  для  этого  физика  того  времени  все 

еще  не  достаточно  созрела  и  потому  то  ее  пытались  обосновать  математическимъ 

путем.  Таким  образом,  здесь  явно  сказалось  влияние  востока,  так  какъ 

египтяне  еще  задолго  до  греков  обладали  уже  выдающимися  математическими 

познаниями,  и  когда  восточная  культура  проникла  в  Грецию,  математика  стала 

приобретать  среди  греческих  философов  все  болыпее  и  болынее  значение- 

Вследствии этого возобновйлись после Аристотеля физическия изследования, кото- 

рые    вполне  и  всецело  подпали  под  влияние  математики.  Если  не  считать 

Эвклида,  который  первый  придал  установленным  им  законам  оптики  дока- 

зателъную  силу  путем  математических  вычислений,  то  важнейшим  представи- 

телем  математической  физики  того  времени  является  известный  математикъ 

и  физик  Архимед  (287—212  до  Р.  X.).  Он  оказал  такое  сильное  влияние  на 

образование  физических  знаний  всех  времен,  какого  пожалуй,  ни  один  изъ 

ученыхъ—ни  до,  ни  после  него.  К  сожалению  до  нас  дошли  лишь  немногие 

из  его  произведепий,  изследований  и  приборов.  Хотя  наиболыпая  часть  его 

сочинений  существует  еще  в  довольно  неискаженном  виде,  однако  на  основа- 

нии  всего,  что  нам  известно  об  Архимеде,  представляется  вероятным,  что  въ 

них  заключается  толъко  ничтожная  частица  всего  того,  что  было  достигнуто  и 

создано  им  в  действительности.  Так  например,  недостает  всех  заметокъ 

об  его  изобретениях  и  механичесгшх  приспособлениях,  а  таковых  долягао 

было  быть  свыше  сорока.  Равным  образом  в  оставшихся  письменных  ироиз- 

ведениях  его  значительно  большая  часть  принадлежит  чистой  математике,  для 

физики  же  имеют  зыачение  только  некоторыя,  а  именно  те,  которые    трактуютъ 

о  равновесии  на  плоскости,  о  числе  песчинок  и  о  плавающих  телахъ;  послед- 

нее  является  одним  из  самых  важных  и  ценных  физических  трактатовъ 

всех времен.

 

К  числу  одной  из  выдающихся  заслуг  Архимеда  принадлежит  создание 

учения  о  потере  веса  плавающими  телами,  т.  е.  того  учения,  на  которомъ 

построен  один  из  значительнейших  физических  измерительных  методов, 

а  именно—определение  уделъного  веса.  Не  безынтересно  знать,  каким  обра- 

зом  доипел  Архимед  до  открытия  относящихся  к  этому  учению  законов.  Какъ 

яам  разсказывают  современные  ему  писатели,  к  которым  впоследствии  при- 

соединился  еще  Витрувий,  Архимед  был  мечтателем  и  мыслителем,  который 

в  своих  размышлениях  забывал  об  еде  и  питье,  и  его  друзья  должны  были 

часто  наиюминать  ему  об  этом.  Однажды  другу  и  родственнику  Архимеда, 

царю  Гиерону  Сиракузскому,  пржшла  мысль  принести  в  дар,  по  обету,  одному 

из  храмов,  золотую  корону,  и  он  дал  золотых  дел  мастеру  определенное 

количество  золота  с  поручением  исполнить  работу.  Последний  возвратил  дан- 

ный ему вес золота в виде короны, но все же Гиерон не мог удержаться отъ

 

 

 

иодозрения,  что  с  целью  обмана  к  золоту  было  примешано  серебро,  а  потому 

ои  поручил  Архимеду  выяснить,  было  ли  это  действительно  так.  Благодаря 

этому  у  Архимеда  открылось  новое  поле  для  физических  и  математическихъ 

размышлений,  ему  была  дана  задача,  над  решением  которой  он  занимался 

днем  и  ночью.  Даже  в  ванне  мысли  его  были  заняты  этой  новой  проблемой 

и,  когда  однажды  Архимед  заметил,  что  его  тело  при  погружении  в  ванну 

вытеснило  определенное  количество  воды,  то  ему  стало  ясно,  что  этим  наблю- 

денИем  найдено  решение  вопроса  и  он  побежал  неодетым  по  улицам  Сира- 

куз  с  возгласом  „эврика",  сделавшимся  впоследствии  крылатым  словом. 

Таким  образом,  Архимедом  был  найден  один  из  важнейших  законов, 

а  именно  закон,  что  всякое  тело  при  погружении  в  воду  теряет  в  весе  ровно 

столько,  скольтсо  весит  вытесненное  им  количество  воды.  На  основании  этого 

он  мог  легко  открыть  примесь  к  золоту  изследуемой  имъкороны  другого  мсталла, 

что  и  было  достигнуто  им  следующим  образомъ:  он  Июгрузил  в  сосуд, 

наполненый  водой,  кусок  золота,  который  весил  ровно  столько,  сколыю  весила 

корона,  и  взвесил  вытесненное  им  количество  воды;  затем  он  погрузил  въ 

тот  же  сосуд  корону  и  вновь  взвесил  вытесненное  ею  количество  воды.  Ока- 

залось,  что  корона  вытеснила  воды  значительно  болыпе,  чем  кусок  золота. 

Таким  образом,  она  должна  была  состоять  частью  из  относительно  более  лег- 

кого  металла,  чем  золото.  Дальнейшия  измереиия  и  взвешивания  дали  возможностъ 

Архимеду  установить  вернейшим  образом  процентное  отноипение  подделиш.  На 

этих,  открытых  Архимедом,  законах  зиждется,  как  уже  упоминалось,  одинъ 

из  важнейших  физических  измерительных  методов,  а  именно,  определение 

удельного  веса  тел.  Абсолютный  вес  всех  тел  может  быть  легко  устано- 

влен  простым  взвешиванием,  но  такой  способ  никоим  образом  недостаточенъ 

для  технических  и  научных  целей,  так  как  при  технических  и  научныхъ 

пробломах  играет  важную  роль  удельный  вес,  т.  е.  вес  единицы  объема 

какого-либо  тела,  отнесенный  к  равной  единице  объема  воды.  Если,  например, 

говорят,  что  кусок  железа  весит  три  килограмма,  то  этим  определяется  абсо- 

лютный  вес  железа,  но  если  дано,  что  один  кубический  дециметр  железа 

весит  7,8  килограмма,  то  мы  имеем  выражение  удельного  веса  железа  и  в  то 

же  время  число,  которое  позволяет  нам  сравнивать  вес  любого  произвольнаго 

количества  железа  с  каким  угодно  количеством  какого-нибудь  другого  тела. 

Таким  образом,  при  всякой  постройке  железного  моста  возможно,  с  помощью 

удельного  веса,  заранее  точно  расчитать,  сколько  будет  весить  железо  (оставаясь 

при  прежнем  примере),  если  только  известен  объем  необходимого  количества 

железа  и  его  удельный  вес.  Далее,  возможно  также  ВЫЧЕСЛИТЬ,  во  сколько  разъ 

легче  или  тяжелее  постройка  из  железа  такой  же  постройки  из  камня,  дерева 

или  какого  либо  иного  материала,  удельный  вес  которого  мы  знаем.  Какъ 

важно  знание  удельного  веса  всех  тел,  можно  судить  по  тому,  что  ныне  не 

существует  ни  одного  тела—газообразного  жидкого  или  твердаго,  удельный  весъ 

которого  не  был  бы  точно  приведен  в  иэвестность;  последний  служит  пер- 

вым  и  главным  основанием  при  всех  техничесишх  применениях  и  научныхъ 

изследованиях  этих  тЬл.  В  настоящее  время  техника  и  наука  идут  по  Ииутям, 

которые  опираются,  как  на  фуядамент,  на  знание  уделыиого  веса  тел.  Если 

желают  открыть  теперь  какое-нибудь  новое  тело  или  элемент,  как,  папример, 

содерлиащийся в воздухе недавно открытый газ гелий, то первая задача, которую

 

должен  решить  изследователь,  заключается  в  определении  удельного  веса  дан- 

ного тела;зная последний, напр., уделъный вес гелия, можно привести в известность, 

для  каких  целей  этот  газ  пригоден,  и  вывести  заключение  о  роли,  какую 

он играет в природе и должеы сыграть со временем в технике и науке.

 

В  сравнении  с  только  что  обстоятельно  изложенными  величайшими  откры- 

тиями  Архимеда  остальные  ученые  труды  его,  некоторым  образом,  отходят  на 

задний  план,  хотя  все  таки  и  они  сами  по  себе  настолько  значителыш,  что  ихъ 

достаточно, чтобы сделать имя его безсмертным.

 

Далее,  он  очень  много  сделал  важного  в  области  механики,  изследуя  законы 

центра  тяжести  тел.  Архимед  указывал,  что  всякое  тело  имеет  определенную 

точку, где мы можем предположит сосредоточенным вес данного тела, и которая

 

 

называется  центром  тяжести.  „Еак  бы  тело  ни  поворачивать  и  перевертывать, 

центр  тяжести  остается  тот  же,  а  также  и  давление,  Еоторое  производит  тяжелое 

тело остается неизменным, если только величина и масса тела не изменяются".

 

Учение  Архимеда  о  центре  тяжести  составляет  также  одно  из  основныхъ 

учений  физики  всех  времен,  которое  нашло  себе  применение  особенно  в  неко- 

торых  областях  техники,  как,  например,  в  области  архитектуры,  корабле- 

строения,  аэронавтики,  машиностроения  и  т.  д.  Наконец  благодаря  Архимеду 

получили  точное  изложение,  а  главное—математжческое  обоснование  законы  рыча- 

гов,  высказанные  верно,  но  не  совсем  полно,  еще  Аристотелем.  Они  были 

вылиты  им  в  форму,  которая  и  доныне  считается  образцовой  и  в  которой  съ 

течением времени ничто не было изменено.

 

Замечательно  важной  и  интересной  по  своим  выводам  работой  Архимеда 

является  его  трактъ:  „0  числе  песчинокъ".  В  последнем  Архимед  указы- 

вает  на  то,  что  число  песчинок  безконечно  велико,  но  что  существуют  числа, 

превытающия  даже  это  число,  и  на  основаниж  этого  соображения  приходит  къ 

заключению,  что  мир  должен  быть  безконечным.  „Что  касается  до  меня",  пишетъ 

он,  обращаясь  в  названном  труде  к  сыну  Гиерона,  царю  Гелону,  „то  я  докажу 

тебе  геометрическимж  выводами,  не  согласиться  с  которыми  ты  не  будешь  въ 

состоянии, что существуют между числами такия, которые  болыпе числа всехъ

 

песчинок,  вмещаемых  не  только  телом,  величиною  с  землю,  но  и  такой  вели- 

чины,  как  вся  вселенная".  В  этом  труде.  „0  числе  песчинокъ"  он  вычис- 

ляет  также  окружность  земли  и  правильно  утверждает,  что  она  болыпе  окруж- 

ности  луны  и  меныпе  окружности  солнца  на  3  миллиона  стадий;  диаметр  же 

солнца,  по  его  вычислениям,  равен  30  диаметрам  луны.  Эти  числа  составля- 

ют  у  него  основание  для  дальнейших  вычислений  о  разстоянии  между  отдель- 

ными неподвижными звездами, о времени вращения звезд и т. под.

 

Мы  уже  обращали  внимание  на  то,  что  влияние  Архимеда  и  найденныхъ 

им  законов  имело  громадное  значение  для  всех  времен.  Он  был  однимъ 

из  немногих  физиков  древности,  значение  которых  проявилось  не  только 

впоследствии, когда наука уже сильно развилась и достаточно созрела, но кото- 

рые  еще  и  при  жизни  сумели  воспользоваться  своими  знаниями  и  уменьем. 

Служа  родине  своими  знаниями,  Архимед  оказывал  благодатное  и  плодотворное 

влияние  не  только  на  культурное  состояние  ея,  но  также  принимал  непосред- 

ственное  участие  и  в  ходе  политических  событий  своего  времени.  До  насъ 

дошли  лишь  немногия  изобретения,  которые    Архимед  сделал  на  основании 

своих  изысканий.  Их  должно  быть,  как  уже  упоминалось,  до  сорока.  Теперь 

же  мы  знаем  лишь,  что  он  был  изобретателем  зажигательного  зеркала, 

водоподъемвого  винта,  безконечного  винта,  который  и  доныне  называется  въ 

честь  него  „архимедовым  винтомъ",  и  полиспаста,  т.  е.  приборов,  которые 

играют  выдающуюся  роль  в  развитии  техники.  Полиспаст,  зажигательное 

стекло  и  безконечньтй  винт  все  еще  находят  себе  широкое  применение;  долгое 

время  тоже  самое  было  и  с  водоиодъемным  винтом,  который  только  теперь 

отодвинут  на  задний  план  лучшими  машинами,  хотя  его  употребляют  еше  при 

землечерпательных  и  канализационных  работах,  а  также  в  технике  гидра- 

влических сооружений.

 

Безконечный  винт,  как  вспомогательный  прибор,  находит  применение 

в  машинной  технике;  в  недавния  времена  им  снова  стали  пользоваться  часто 

при  сооружении  турбин.  Очень  жаль,  что  до  нас  не  дошло  никаких  сведе- 

ний  об  остальных  машинах  Архимеда,  которые    в  то  время  вызывали  уди- 

вление  всего  культурного  мира,  при  чем  о  них  разсказывались  чудеса.  Так, 

разсказывают,  что  однажды  в  Сиракузах  был  построен  громадный  военный 

корабль,  который  был  облицован  снаружи  свинцовыми  листами,  чтобы  предо- 

хранить  его  от  червоточин,  но  оказалось,  что  никто  ве  мог  стащить  этого 

колосса  в  воду,  один  только  Архимед  сумел  это  сделать  посредством  пра- 

вильного  применения  своего  рычага.  Он  не  только  спустил  корабль  в  воду, 

но  и  вытащил  его  обратно.  Никогда  действие  рычага  не  было  демонстрировано 

лучшим  образом,  как  в  данном  случае  Архимедом.  В  связи  с  этимъ 

находится  второе  изречение  Архимеда,  сделавшееся  также  крылатым  словом, 

а  именно:  восклидание,  сь  которым  Архимед,  торжествуя  по  поводу  действия 

своего  рычага,  обратился  к  царю  Гиерону:  „Дай  мне  точку  опоры  вне  вселен- 

ной и я сдвину с места весь миръ".

 

Посредством  сооружения  военных  машин,  которые    были  пущены  въ 

действие  при  осаде  римлянами  Сиракуз,  Архимед  оказал  влияние 

на  ход  политических  событий  тех  времен  и  надолго  затянул  осаду 

города.  С  помощью  своего  зажигательного  зеркала  он  поджигал  римские 

корабли, с помощью других машин он осыпал последние безчисленнымъ

 

множеством  стрел  и  камней,  при  чем  вскоре  приспособлений  его  стали  такъ 

бояться,  что,  когда  со  стен  Сиракуз  свешивалась  какая-нибудь  балка  или  ка- 

нат,  то  все  обращались  в  бегство.  Относительно  разсишов  о  зажягателъныхъ 

зеркалах  неоднократно  высказывалис  сомнения,  и  векоторые  физики  отвергаютъ 

возможность  существования  таких  зеркалъ;  однако,  Плутарх,  Ливий  и  Полибий 

описывают  этот  факт  совершенно  одинаково,  так  что  нам  остается  только 

предположить,  что  Архимед  должен  был  иметь  в  своем  распоряжении  особен- 

ные    зажигательные    зеркала,  о  которых  теперь  мы  не  имеем  ни  малейшаго 

представления.  Но,  несмотря  на  все  военно-техническия  изобретения  Архимеда, 

Сиракузы все же были взяты римлянами в 212 г. до 

Р, 

X., 

и Архимед был убит одним незнавшим его римским вои- 

ном в тот момент, когда он размышлял над начерчен- 

ными им на ИИеске палкой фигурами. Так кончил жизнь 

одинъ 

из  величайших  физиков  всех  времен,  про  кото- 

рого можно решжтельно сказать, что влияние, оказанное 

им на культурное развитие человечества—вечно.

 

По  своему  значению  к  Архимеду  близко  стоитъ 

физик  Герон  из  Александрии,  который  работал, 

без  сомнения,  исключительно  только  въодной  области 

физики,  а  имеитно,  в  механике,  и  достиг  в  ней  вы- 

дающихся  успехов.  Его  произведения  вместе  с  чер- 

тежами,  приготовленными  им  самим,  сохранились  въ 

редкой  полноте,  но  мы  совершенно  не  знаем,  когда 

он  жил.  Из  того  обстоятельства,  что  Герон  въ 

своих  произведениях  чаще  всего  упоминает  Архи- 

меда  можно  заключить,  что  его  деятельность  отно- 

сится  ко  времени  после  Архимеда.  В  противополож- 

ноеть  Архимеду,  который  ценил  более  всего  мате- 

матическия  доказательства,  Герон  проложил  путь  въ 

область 

опыта. 

Как 

только 

он 

находил 

в 

меха- 

нике 

какой-ыибудь 

новый 

приыцип, 

то 

сейчас 

же 

ста- 

рался  разньши  способами  устроить  прибор,  в  котором  этот  принцип  на- 

шел  бы  свое  применение,  вследствие  чего  Герон  был  не  только  одним  изъ 

выдающихся  теоретиков,  но  также  и  самым  замечательным  и  пользовав- 

шимся  большим  успехом  механжкомъ-практиком  всех  времен.  В  оставшихся 

после  него  произведениях  мы  находим  сотни  механических  приборов,  игрушек, 

автоматических  театров,  часов  и  т.  д.,  которые  показывают  нам,  что  онъ 

постоянно  интересовался,  главным  образом,  примеыением  теории  к  практиче- 

ской  жизни.  Некоторые    из  его  механических  приспособлений,  употребляющияся 

как  научные  приборы  в  химических  и  физических  лабораторияхт»  и,  кроме 

того,  находящие  различные    практическия  применения,  носят  и  теперь  имя  ихъ 

изобретателя,  как,  например,  Геронов  фонтан,  Геронов  шар  —  два 

пржбора,  служащие  для  демонстрации  давления  сжатого  воздуха.  На  практике 

они  применяются,  главным  образом,  в  так  называемых  „воздушных  регу- 

ляторахъ"  пожарных  труб.  Кроме  Геронова  фонтана  и  Геронова  шара,  Геронъ 

устроил  еще  паровой  волчек,  который  он  лриводил  в  движение  паром,  а 

также и нагретым воздухом.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

содержание   ..  18  19  20  21   ..