Старые опыты в пользу horror vacui 23 страница

⇐ ПредыдущаяСтр 23 из 51Следующая ⇒

Переходя непосредственно к теме, мы остановимся сначала на опытном материале, добытом в интересующую нас эпоху. Собственно говоря, все главные революционные опыты, опрокинувшие старую теорию о страхе пустоты, были произведены в одно десятилетие с небольшим. Это сороковые годы XVII столетия, и момент, когда Отто фон Герике демонстрирует свои опыты в Регенсбурге в присутствии императора и князей (1653), может почитаться завершительным и суммирующим. Далее начинаются теоретические дебаты, варианты и усовершенствования опытов.

Обычно изображается положение вещей так: в старой физике господствовала теория horror vacui (природа не терпит пустоты), — и на этой основе объяснялись такие явления, как движение воды в насосе и др. Задача Торричелли, Паскаля, Герике заключалась в опровержении этой теории и замене ее теорией давления воздуха. Новый путь имел два разветвления, друг от друга независимых: 1) Италия — Франция (Галилей — Торричелли — Паскаль) и 2) Германия — Англия (Герике — Шотт — Бойль)⁵. Различие сказывается и в приемах исследования (первая линия оперирует главным образом с барометрической пустотой в ртутной трубке, вторая — с пустотой, получаемой при помощи воздушного насоса). Для удобства дальнейшего исследования мы систематизируем опыты, снабдив их номерами и буквами, глухими ссылками на которые мы и будем в дальнейшем ограничиваться. Первый главный аргумент против horror vacui.

Опыт 1. Предельная высота столба жидкости

Известен анекдот о Галилее, узнавшем от итальянских водопроводчиков о том, что вода в насосах поднимается лишь до известного уровня. (Подобный анекдот Рассказывает Сагредо в галилеевых «Discorsi» (1638). См. с. 16-17. О Галилее его Рассказывает Паскаль в заключении к EL и РА 278. Libri («Histoire des sciences mathйmatiques en Italie», t. IV, p. 270) опровергает его, как и вообще наличие у Галилея модифицированной опытом № 1 теории horror vacui, в чем он, пожалуй, заходит слишком далеко.) Древние не знали этого факта — так, Герон считал возможным ^пРи помощи сифона передавать через гору воду в соседнюю долину (ср. у Шотта ^в МН 98—101 то же с живописной иллюстрацией: гора, сифон, вдали город и шпиль Колокольни). Галилей на основании указанного факта приходит к заключению, Чт для страха пустоты есть предельная высота — altessa limitatissima. По мысли

128

Теории пустоты в физике XVII столетия

129

Торричелли, Вивиани в 1643 г. берет вместо воды ртуть (в 13 раз более плотную) и находит для нее предельную высоту в 13 раз меньшей. Мерсенн в 1644 г. делает известными во Франции эти опыты, и через Пьера Пти о них узнает Паскаль, который повторяет с ним эти опыты в Руане V 43-44 (ср. PV104-105 и V 49). Независимо то же наблюдение делает Герике VS III 19: вода не поднимается на 4 этаж; предел высоты — 19 магдебургских локтей (Ellen), ср. Тс I 10. Опыт Торричелли описан, кроме того, в M 535-536, там же (533) замечание (1657): «millies ab eo tempore ubivis locorum a viris eximiis repetitum»⁶.

Таково первое препятствие для защитников horror vacui.

Второе:

Опыт № 2. Колебания количества жидкости в трубке

a) при наклоне трубки, V 49; M 536; Cim (P) 392.

b) в разное время. РА 249-250. Наблюдение Перье в Клермоне (в Оверни)
в 1649-1651 гг. Отчет о них — Паскаль 317 ел., см. также M 537 (по Маньяну, как
и всюду в № 2). То же у Герике (который получал пустоту не по-итальянски, т. е.
опрокидывая полную трубку, а насосом) — барометр (этого слова нет. Есть обозна
чение: Semper vivum, Perpetuum mobile (VS III20) или Anemoscopium). При помощи
него Герике предсказывал погоду: в 1660 г. за несколько часов предсказал бурю.
VS III 31.

c) при разных жидкостях (ср. № 1) подробно РА 244 ел.

d) в разных местах Земли. РА 258—263.

e) на разной высоте: опыт Перье и о. Chastin по просьбе Паскаля на Пюи-де-Доме
19/ГХ 1648. Отчет см. Паскаль 301-317 (ср. Герике VS III 30). Cim (Ρ) 389 - на башне
во Флоренции. Ср. M 537.

Опыт № 3. Изменение среды вокруг сосуда с воздухом

a) перенесение на другую высоту.

а) шар (пузырь), надутый наполовину, раздувается по мере поднятия на

гору. РА 217-218. β) вариант: открывая кран у закрытого сосуда, ощущаем вырывающийся

воздух. VS III 30. у) Cim (Ρ) 391. При перенесении на высоту сосудов с жидкостью с открытым

концом А — уровень жидкости принимает положение «и» и «и'». См.

рис. 1.

b) удаление окружающего воздуха.

а) пузырь раздувается и лопается. VS III 33; Тс II 6,7 = SA 18-20. β) вариант: тонкий стеклянный сосуд. Тс II 11 = SA 24—26.

Опыт № 4. Получение пустоты внутри сосуда

а) а) удаление воды из бочки при помощи насоса, укрепленного внизу бочки: вода опускалась вниз вследствие тяжести при выдвигании поршня и удалялась (воздух врывался в скважины). VS III 2. β) бочка окружена второй бочкой с водой. VS III 2.

Рис. 2

Рис.3

Рис. 1. Здесь и далее — рисунки В. П. Зубова

b) воздушный насос (antlia pneumatica) 1650. VS III4; ЕМ 445; главное изобретение — кран у эвакуируемого сосуда, позволяющий отнимать его от насоса и переносить «вакуум».

а) при открытии крана — врывается воздух. ЕМ 468; Тс I 7; VS III 3; Тс II 3 =

SA 10 ел.

β) то же в воде. VS III, 5; ЕМ 468; Тс I 3. Ср. Герон I, р. 8 и PV 103. у) стеклянная бутылка при эвакуировании разбивалась вдребезги, δ) См. рис. 2: если удалять через «а» воздух из «с», то становится почти непосильным вытянуть поршень «d» для тянущих за «b». VS III 27; Тс 119; Тс II 4 = SA 15—17 и Тс II 5 = SA 17—18. Наоборот, при помощи этого можно поднять груз.

е) Магдебургские полушария. Нельзя разъединить падающим грузом и гирями.
VS III 25; Тс I 16—17. Регенсбургский опыт (16 лошадей тянули за полуша-
; рия). По Поггендорфу стр. 428: «Ein Knallversuch, um Personen, die nicht

ans Nachdenken ьber Naturerscheinungen gewцhnt waren, auf eine alltagliche Tatsache aufmerksam zu machen, die sie unter einer feineren Form geboten schwerlich beachten wьrden».

Опыт № 5. Сочетание № 3 u№ 4

a) Паскаль: наполняем трубку (см. рис. 3) ртутью, закрыв открытое отверстие
«В» пальцем. Опускаем в сосуд с ртутью. Над ΜΝ образуется пустота, ртуть держится
На изв. высоте: в «А»ртуть опускается. Открыв отверстие «В», — заставляем упасть
Ртуть в ΜΝ и подняться в «А». РА 254-257.

b) Бойль. Барометр в вакууме. Тс II 19-20 = SA 35-43.

Опыт № 6. Горение

Гаснущая свеча в замкнутом пространстве. VS III 12, 13; Тс I 9 и Тс II 12-17 = "■ 26-32 (о горении — варианты).

130

Теории пустоты в физике XVII столетия

131



		щ

Опыт № 7. Жизненные явления в пустоте

VS III 16 (птицы, рыбы); Тс II 43 = SA 97-99 (жаворонок, воробей, мышь); Тс II 42 = SA 97 (муха, пчела, бабочка); Cim (P) 393 (пиявки, улитки, кузнечики, мухи, бабочки, лягушки, ящерицы, раки и рыбы).

Опыт № 8. Звук Ослабевающий звук колокольчика. VS III15; Тс II 29 = SA 62-64; Cim (P) 393.

Опыт № 9. Прохождение т. н. импондерабилий сквозь пустоту (свет, тепло, магнетизм и т. д.)

Опыт № 10.

Маятник. Тс II 29 = SA 61-62. Вес в пустоте. Тс II 36 = SA 77-79.

Опыт №11. Пары и дым

Тс II 31-32 = SA 65-69 точки кипения при удалении воздуха. Тс II 45 = SA 114-116 замерзание Тс II 40 = SA 94-95.

Таков эмпирический материал, та голая эмпирия, с которой при всех построениях и дебатах должны были считаться физики и философы той поры. Основной фундамент, как можно убедиться из обозрения ссылок, был заложен Торричелли, Паскалем (РА) и Герике (VS). Детализация (уточнение и утончение опытов дал Бойль, SA). Шотт систематизировал опыты (ΜΗ, Μ и Тс), находился в переписке с Герике и с его согласия впервые (МН 1657 и Тс 1664, тогда как VS — 1672) опубликовал его опыты. Детализацию и систематизацию дали и сотрудники Академии опытов (del Cimento), основанной в 1657 г. — чистые экспериментаторы. К концу пятидесятых годов опыты были общеизвестны, и речь могла идти лишь об их вариантах и об их интерпретации.

Старые опыты в пользу horror vacui

Прежде чем перейти к анализу теорий и дебатов, — систематизируем старые опыты в пользу horror vacui и опыты Паскаля против последнего. Аргументы собраны у Шотта (МН и М). Контраргументы (и аргументы) у Паскаля (РА) и Герике (VS).

СТАРЫЕ ФИЗИКИ

(Страх пустоты)

№ Г. Мехи с закрытыми дырами не могут быть открыты — МН 25; M 521; РА 219; Тс IV 5 2; ср. VS III 35.

ПАСКАЛЬ

(Давление газа или жидкости)

Меняет условия: вода вместо воздуха - РА 224-226. Ср. VS III 35 - сведение к № 4Ь. δ и е (принципиально можно при преодолении давления воздуха).

№ 2'. Полированные пластинки, наложенные друг на друга, не могут быть разъединены-МН 25; M 521; РА 220; Тс IV 5 2. Картинное описание у Zuchi-us (в VS III 35). Ср. Галилей, Discorsi 11-12.

№ 3'. Движение жидкостей в насосах - МН 27; M 521; РА 220; Тс IV 5 2.

№ 4'. Втягивание воды при горении в замкнутом сосуде, окруженном водой — РА 21, при охлаждении — МН 27; M 522, ср. VS III 35; банки - РА 239-241. Ср. Герон I р. 10; Филон Виз. § 8; Тс Г/ 5 2.

№ 5'. Если поднять опрокинутый сосуд, полный воды и находящийся под водой, над уровнем воды, оставляя отверстие под водой, то вода поднимается - МН 26; M 522; РА 221; Тс IV 5 2. Ср. Phylo Byz. § 6.

№ 6'. Сифон РА 223.

Вода из полной трубки «С» не может растечься по «А» и «В», потому что тогда в «С» образовался бы vacuum. Поэтому по мере стекания воды из «С» в «В» должна прибывать новая из «А».

'. «Решето весталки».

Наполняем под водой сосуд водой и закрываем отверстие «В». Вынимая из воды, можем переносить воду в «решете», пока закрыто отверстие «В» — МН 26 (205); M 522; Тс IV 5 2.

Такой же сосуд для вина У Герона 1, р. 7 и Филона § 4 (для воды — § 11).

Замена воздуха водой и сведение к давлению жидкостей — РА 227-228. У Герике VS III 35 — _то же объяснение давлением воздуха.

Вместо воды и воздуха возьмем ртуть и воду и ликвидируем возможность вакуума, дав доступ воздуху через поршень — РА 229-231, у Герике в VS III 35 — сведение к опыту № 1, как достаточно показательному (т. е. почему horror vacui имеет определенную величину).

Кожа руки «В» втягивается, даже если есть доступ воздуха.

Вода и ртуть (вместо воздуха и воды) и сведение к законам равновесия жидкостей - РА 232-234. Ср. M 528-529 (по Маньяну).

Герике в VS III 35 сводит к № 1. (Выше чем на 20 локтей вода не поднялась бы.)

Берем ртуть и воду, погружаем все в воду и делаем невозможным vacuum, открывая доступ воздуху через «D», ртуть все же течет.

Герике в VS III 35 сводит к опыту № 1 (если решето больше в вышину, чем «предельная высота» воды, — то вода вытечет частично).

Теории пустоты в физике XVII столетия

133

Оглядывая даже поверхностно эту таблицу, мы убеждаемся, что суть аргументации Паскаля — в сведении № Г-6' к условиям равновесия жидкостей: вместо пары «ртуть — воздух» берется пара «ртуть — вода», открытием доступа воздуху элиминируется возможность вакуума, — но соотношения остаются, значит — не horror vacui причина явлений (ср. № 3', 4', 6').

Дата добавления: 2021-05-18; просмотров: 53; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 18 19 20 21 222324 25 26 27 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!