Кирилл Огородников - На чём Земля держится

Вопрос о том, на чём держится Земля, человек задавал себе с самых древнейших времён. Этот вопрос возникает совершенно естественно, так как в нашей жизни мы всюду привыкли видеть, что каждый предмет должен обязательно иметь какую-нибудь поддержку, иначе он упадёт вниз, на землю. Корабль, плывущий в море, поддерживается снизу водой. Птица и самолёт также не лишены опоры: их поддерживает снизу воздух, на который они опираются своими крыльями.

А на чём держится морская вода и окружающий Землю воздух?

Очевидно, что их снизу тоже поддерживает Земля. То, что воду поддерживает снизу морское дно, ясно каждому. Но что касается воздуха, то это на первый взгляд не столь очевидно. В самом деле, нуждается ли воздух в какой-либо опоре? Да, конечно, потому что воздух имеет вес, так же, как и все другие тела, и давит на земную поверхность с очень большой силой. Убедиться в этом можно, например, следующим способом: возьмём длинную стеклянную трубку с поперечным сечением в один квадратный сантиметр, согнутую в виде подковы (см. рис. 1); поставим её концами вверх и нальём в неё ртуть (ртуть — самая тяжёлая жидкость, она почти в 14 раз тяжелее воды). Пока оба конца трубки остаются открытыми, ртуть будет стоять в них на одинаковой высоте (левая часть рис. 1). Давление воздуха на поверхность ртути в обоих концах трубки одинаково. Начнём теперь при помощи воздушного насоса откачивать воздух из одного конца трубки; при этом мы сразу же заметим, что ртуть в этом конце начнёт подниматься. Если полностью откачать воздух из этого конца и затем запаять его или закрыть краном, то уровень ртути в нём будет выше уровня в открытом конце примерно на 76 сантиметров (правая часть рис. 1). Объяснить это можно только одним: на ртуть в открытом конце трубки давит сверху воздух, а в закрытом — нет, так как весь воздух мы из него удалили. Давление воздуха и будет как раз равно весу того столбика ртути, на который повысился уровень ртути в запаянном конце трубки. Этот вес нетрудно вычислить. Если поперечное сечение трубки равно одному квадратному сантиметру, то вес столбика ртути высотою в 76 сантиметров равняется 1 килограмму и 33 граммам. Отсюда, между прочим, видно, почему для нашего опыта неудобно было бы взять воду. Вода слишком лёгкая, и для того, чтобы уравновесить давление воздуха, пришлось бы высоту столбика поднять на 10 метров 33 сантиметра, что равняется высоте трёхэтажного дома.

Рис. 1. Трубка с ртутью. Слева — оба конца трубки открыты. Справа — в одном конце трубки выкачан воздух и конец этот заплавлен.

Итак, вы видите, что давление воздуха равно весу столба воды высотой в 10 метров 33 сантиметра. Другими словами, можно сказать, что 1 килограмм 33 грамма есть давление воздуха на каждый квадратный сантиметр поверхности Земли.

Между прочим, такие изогнутые трубки с налитой в них ртутью применяются в приборах, служащих для измерения давления воздуха. Эти приборы носят название барометров.

Итак, всё окружающее нас, в том числе и воздух, опирается, давит на Землю. Земля является опорой всего, что на ней находится. Ведь и птица, летящая в воздухе, тоже в конце концов опирается на Землю, так как она опирается на воздух, а воздух опирается на Землю. Но на чём же держится сама Земля? Почему она никуда не падает? Вот об этом мы и расскажем в нашей книжке.

Вы увидите, что этот вопрос не такой простой. Много веков люди не могли найти на него правильного научного ответа. Этим пользовались служители религиозных культов. Стараясь держать народ в страхе перед силами богов, они придумывали объяснения интересующею нас вопроса при помощи сверхъестественных сил. В действительности, однако, в природе нет ничего сверхъестественного. Вы увидите, что и на вопрос «на чём земля держится?» наука даёт ответ, не прибегая к разного рода сказкам и выдумкам.

В наше время знают, что Земля вращается вокруг Солнца и вокруг своей оси, но раньше люди считали, что она неподвижна. Следовательно, думали они, у Земли также должна иметься какая-нибудь опора.

Однако никаких сведений об этой опоре у людей не было, и поэтому они выдумывали различные небылицы. То наши предки воображали, что Земля покоится на спинах трёх больших китов, которые плавают на поверхности огромного океана (рис. 2), то (как древние индусы, например) считали, что Земля покоится на четырёх слонах (рис. 3), а ещё более древний народ — вавилоняне — думал, что Земля сама плавает на поверхности океана.

Рис. 2. Многие наши предки думали, что Земля держится на трёх китах, плавающих в океане (древний рисунок).

Рис. 3. Так изображали Землю древние индусы. Земля держится на четырёх слонах, которые стоят на спине плавающей черепахи.

Для современного человека ясно, что подобные взгляды представляют собой лишь суеверие, веру в сверхъестественные силы. В самом деле, разве могут существовать такие громадные киты или слоны, которые, по сказкам, держат на себе нашу Землю? Известно, что все животные должны питаться и размножаться. Кроме того, ни одно животное не живёт больше нескольких сот лет, оно стареет и умирает. Мы не говорим уже о том, что никакие животные не в состоянии выдержать на себе не только тяжести всей Земли, но даже тяжести небольшой горы. Таким образом, утверждать, что Земля держится на китах, слонах или каких угодно других животных — это всё равно, что верить в сверхъестественные силы. А верить в сверхъестественные силы — значит не верить в науку, которая строит все свои выводы на точном расчёте, основанном на опыте, практике и потому не оставляет места никаким суевериям, никаким сверхъестественным силам. Но как можно не верить в науку, когда всё развитие техники и человеческой культуры основывается исключительно на данных науки! Не развивай человек науку, не было бы у нас ни железных дорог, ни автомашин, ни самолётов, не было бы никакой техники, и люди продолжали бы жить в полудиком состоянии в лесах и пещерах, как жили наши отдалённые предки.

Мысль вавилонян о том, что Земля плавает на поверхности океана, подобно куску дерева, также, конечно, ошибочна. Ведь Земля слишком тяжела для того, чтобы плавать на воде. Кроме того, если бы даже она и смогла плавать в каком-то океане, то вода этого океана тоже должна была бы на чём-нибудь держаться. Вавилонские мудрецы не подумали об этом. Это показывает, что развитие людей в то время было гораздо ниже, чем теперь.

Правда, мы должны здесь сказать, что уже в древней Греции, благодаря довольно высокому развитию астрономии и геометрии, учёные пришли к мысли о шарообразности Земли и вычислили примерную длину её окружности. Учёный Аристарх за 250 лет до нашей эры высказал предположение о вращении Земли вокруг Солнца, — вопреки принятому тогда мнению, что Земля — центр Вселенной. Но его учение не получило поддержки, а сам он был обвинён в безбожии.

История знает очень много таких примеров, когда передовые мыслители подвергались жестоким гонениям со стороны церкви. Ведь церковь всегда стояла на службе угнетателей, а им было выгодно сохранение существовавших порядков и существовавшего мировоззрения.

В мрачную пору средневековья церковь пользовалась огромной властью. Невежественные попы и монахи, в руках которых находилось дело образования, проповедовали под видом науки всяческие нелепости. Утверждали, например, что существует «край земли», где возвышается хрустальный купол, накрывающий всю землю: за этим куполом живёт бог и расположены машины, приводящие в движение Солнце и планеты.

Рассказами о «чудесах», которые якобы свидетельствуют о «всемогуществе и мудрости божией», попы и монахи пытались держать народ в темноте и повиновении угнетателям. Церковь яростно защищала старые, отжившие представления и боролась против новых, научных представлений о Вселенной, которые подрывали устои религии.

В течение многих веков церковь учила, что Земля — неподвижный центр мира, — так-де угодно было богу выделить обиталище созданных им людей. Эту сказку разрушали передовые учёные, которые доказывали, что не Солнце вращается вокруг Земли, а наоборот, Земля вращается вокруг Солнца, что Вселенная бесконечна и существует множество других миров, подобных солнечной системе. Такие взгляды не оставляли места богу и вере в сверхъестественное.

Церковь жестоко мстила своим противникам, проклиная их как «еретиков». Их книги запрещались и сжигались. За защиту учения Коперника о том, что Земля вращается вокруг Солнца, был подвергнут пыткам великий итальянский учёный Галилео Галилей. 350 лет назад был сожжён на костре Джордано Бруно, — за то, что он учил о существовании множества миров и бесконечности Вселенной. Ещё в начале XIX века его сочинения были запрещены в ряде стран. Сильным нападкам церковников подвергался и великий русский учёный М. В. Ломоносов, защищавший учение о множественности миров.