«Диковинки тепла»

«Я никогда раньше не думал об этом таким образом, — ответил он; — действительно, я очень мало думал об этом предмете, но...» Дзинь, дзинь — прозвенел звонок на столе суперинтенданта. Это был второй раз, когда суперинтендант ударил в свой звонок, но мистер Уилтон был настолько поглощен своей темой, что не услышал первого звона.

Школа была распущена, но мистер Уилтон остался со своим классом, чтобы определиться с конкретным отделом природы, который они будут изучать. Он обнаружил, что все изучают натурфилософию и недавно прошли тему теплоты. По его рекомендации, следовательно, они согласились исследовать, как образец дел Божьих, Его управление теплотой в мире. Мистер Уилтон попросил их повторить тему в течение недели и быть готовыми изложить и применить общие принципы, касающиеся природы, явлений и законов теплоты, которые они уже изучили. К этой работе они приступят в следующее воскресенье.

ГЛАВА III.

ТРУДНЫЙ ВОПРОС.

В течение недели Ансел, Питер и Сэмюэл были заняты повторением и закреплением в памяти того, что они уже узнали о природе и законах теплоты. Они были не только заинтересованы в новом направлении обучения и желали угодить мистеру Уилтону, но они также чувствовали, что их знания будут проверены, и каждый из них был амбициозен стоять наравне с лучшими.

Ансел, конечно, был занят и амбициозен. Урок в некотором роде затрагивал его собственную почву, и он ни в коем случае не был против показать, насколько хорошо он освоил предмет. Однако он приступил к нему с чувствами, немного отличающимися от его ожиданий. Объяснение, которое мистер Уилтон дал о цели Творца при создании такого мира, казалось ему очень разумным. Он не мог возразить против него. Но это объяснение одним махом убрало целый запас возражений против благости Божьей, которые он ждал возможности высказать, как только представится хороший случай. Мир, предназначенный для обители грешников — грешников, не уже преданных и обреченных на окончательный гнев, а тех, кого нужно вернуть от греха и воспитать в добродетели и святости, или, если они неисправимы, держать в узде и использовать как помощь в дисциплине праведников, — он ясно видел, должен быть настолько же непохожим на мир, приспособленный для святых существ, насколько исправительная школа отличается от дома для добрых и послушных детей. Те устройства, которые он считал наиболее болезненными и возразительными, могли, в конце концов, быть самыми мудрыми и лучшими. Он не видел, где можно вставить разумное возражение против неожиданного аргумента мистера Уилтона, однако он не чувствовал себя вполне удовлетворенным, признаваясь самому себе, что был так скоро и так легко побежден.

В таком состоянии духа в субботу утром он встретил мистера Хьюма на улице.

— Доброе утро, Ансел, — сказал мистер Хьюм.

— Доброе утро, — ответил Ансел.

— Я слышал, — сказал мистер Хьюм, — что вы перестали изучать Библию в своем библейском классе и начали изучение натурфилософии. Это так?

— Не совсем верно, мистер Хьюм. Мы должны исследовать некоторый отдел дел Природы и посмотреть, какие признаки проявляются мудрости и благости Творца.

— Это немного отличается от сообщения, которое дошло до меня. Но что вы узнали в прошлое воскресенье?

— Мистер Уилтон сказал нам, что для того, чтобы судить о мудрости и благости Божьей в любых делах этого мира, мы должны учитывать цель, для которой это устройство было предназначено. Он сказал, что если человек исследует хлопкоочистительную машину, полагая, что это молотилка, он, вероятно, назовет ее глупым и бесполезным приспособлением; и что острая кромка бритвы была бы хуже, чем бесполезна на резаке плуга для вспашки целины. Он сказал нам, что земля была приготовлена не как обитель безгрешных существ, а как место дисциплины для падшего человеческого рода, и что мы не должны смотреть на нее как на лучший образец мастерства, который мог бы создать Творец.

— Я слышал, что мистер Уилтон верит в нечто подобное. Ансел, вы изучали геологию?

— Я немного читал на эту тему и слышал некоторые лекции.

— Можете ли вы тогда сказать мне, являются ли естественные законы, которые преобладали на земле века и века назад, до того, как земля стала пригодной для жизни людей, теми же, что действовали в эти последние века, с тех пор как люди населили ее?

— Я полагаю, что одни и те же законы преобладали с начала геологических периодов. Я думаю, что геология делает это очень очевидным.

— Если бы это было не так, — сказал мистер Хьюм, — прошлая история земного шара была бы для нас загадкой; это была бы путаница, ставшая еще более запутанной. В отношении тех ранних веков мы не могли бы рассуждать от причины к следствию, ибо мы ничего не знали бы о силах и принципах, существовавших тогда. В геологических исследованиях мы судим о прошлом по настоящему, и если это не заслуживающий доверия метод рассуждения, то все выводы геологов так же бесполезны, как сны. Есть ли у вас какие-либо основания полагать, исходя из того, что вы читали на эту тему, что проклятие изменило характер земли как обители для человека около шести тысяч лет назад? Правда ли, как говорит Мильтон, что тогда

«Солнце Впервые получило приказ так двигаться, так светить, Чтобы воздействовать на землю холодом и жаром Едва терпимыми, и с севера призвать Дряхлую зиму — с юга принести Солнцестояния летний зной»?

Приказал ли тогда Творец

«Своим ангелам повернуть вкось Полюса земли на двадцать градусов и более От оси солнца»?

Или смерть была тогда впервые введена среди животного мира, как воображает Мильтон? —

«Но Раздор прежде, Дочь греха, среди неразумных Смерть ввел через яростную антипатию; Зверь теперь со зверем начал войну, и птица с птицей, И рыба с рыбой; оставив пастись на траве, Пожирали друг друга».

— Животные, должно быть, умирали, — сказал Ансел, — ибо их останки лежат, вкрапленные в породу, которая, безусловно, существовала до того, как человек жил на земле.

— Я хотел бы, чтобы вы задали мистеру Уилтону один вопрос от меня.

— Я готов задать ему любой подобающий вопрос, и я полагаю, вы не хотели бы, чтобы я задал какой-либо другой.

— Я, конечно, не хотел бы. Не могли бы вы спросить его, как было возможно для человека не согрешить и не пасть, если Бог создал мир для грешного рода за мириады веков до того, как человек был приведен в существование? Казалось бы, что если бы человек остался послушным, он не мог бы жить приятно в мире, приготовленном для грешников, и в то же время, из-за послушания человека, все планы Творца, касающиеся этого мира, были бы нарушены и разочарованы.

— Я спрошу его, сэр, — сказал Ансел, — при первой же хорошей возможности.

Эта хорошая возможность представилась раньше, чем Ансел ожидал, ибо перед началом предложенного урока в следующее воскресенье мистер Уилтон сказал классу:

— Я хочу в этих уроках продвигаться осторожно и безопасно и, насколько это возможно, иметь все хорошо понятым. По этой причине я приглашаю вас свободно говорить о любых трудностях или возражениях, которые могут возникнуть в ваших собственных умах или которые вы можете услышать от других. В конце прошлого урока взгляды, которые я представил вам, казались очень разумными, но возможно, что, поскольку вы размышляли над этой темой в течение недели, в ваших умах могли возникнуть возражения. Если так, я был бы рад услышать их сейчас.

— Есть много вещей, — сказал Питер, — в которых я не вижу пользы, даже если мы предположим, что земля была задумана как обитель для грешников.

— Было бы очень удивительно, если бы вы могли распутать все тайны творения за неделю. Более мудрые люди, чем кто-либо из нас, потратили целую жизнь на поиск смысла дел Божьих и умерли, оставаясь в неведении по многим пунктам. Нам не следует ожидать, что мы распутаем и поймем все глубокие, сложные и тонко переплетенные приспособления в мире, столь обширном и любопытном, как этот. Мир — это великая тайна, таинственная в целом и таинственная во всех своих частях, при любом предположении. Но объяснение, которое я дал о его замысле, дает достаточную причину для великих очертаний творения. Это дает причину для болей и страданий, которые преследуют человека на каждом шагу. Это дает причину для того, что земля оставлена суровой и вялой, производящей тернии и волчцы и требующей покорения терпеливым трудолюбием. Это показывает основание для необходимости изнурительного труда под хмурым небом и среди миазматических воздушных потоков — для подверженности болезням и несчастным случаям, и суровой необходимости смерти. Эти великие элементы Божественного провидения не лишены своего ореола тайны, но с этим объяснением они видятся образующими гармоничное целое для достижения великой и славной цели.

Мистер Уилтон сделал паузу. Затем Ансел сказал: — Мистер Хьюм хотел, чтобы я задал вам вопрос.

— Очень хорошо, я был бы рад услышать его. Я надеюсь, действительно, что он присылает свой вопрос из интереса к предмету, а не с целью запутать нас. Я также хотел бы, чтобы он был здесь, чтобы задать вопрос и услышать ответ самому. Но что это за вопрос?

— Он хотел, чтобы я спросил, как было возможно для человека не согрешить и не пасть, если Бог поместил его в мир, приготовленный для рода грешников и непригодный для безгрешного рода. Он сказал, что в таком случае, если бы человек остался послушным, планы Бога были бы нарушены.

— Какой ответ вы попытались дать ему, Ансел?

— Я не пытался дать никакого объяснения. Это показалось мне очень большим возражением. Я не видел, как такой курс был совместим с праведностью Божьей.

— И вы не первый человек, который возразил против этого как против большой непоследовательности. Я боюсь, что обсуждение займет больше времени, чем мы можем уделить, но теперь, когда вопрос задан и возражение представлено, я должен найти время, чтобы ответить на него, даже если это займет все полчаса.

— Рассматривая этот предмет, как и многие другие, нам нужно помнить, что существование трудностей не является возражением против принципа или факта. Трудности, полностью необъяснимые человеком, сопровождают факты и принципы, которые должны быть истинными. Факт может быть непостижимым, хотя и неоспоримым. Великий доктор Джонсон сказал: "Существуют непреодолимые возражения против пленума и непреодолимые возражения против вакуума, однако одно из них должно быть истинным". Что он имел в виду под этим, Сэмюэл?

— Он имел в виду, я полагаю, что мы не могли объяснить возможность того, что какое-либо пространство должно быть полностью пустым от материи, и не могли больше объяснить возможность того, что какое-либо пространство должно быть заполнено материей, но что все пространство должно быть заполнено, иначе должно быть пустое пространство. Можем ли мы объяснить возможность или нет, одно из них должно быть истинным.

— Это верно. То же самое верно для многих других фактов, помимо пленума и вакуума. Мы не можем представить бесконечное пространство; мы не можем представить, что пространство не должно быть бесконечным, а ограниченным. Мы не можем представить создание мира из ничего, и не можем больше представить его вечное существование. Истина заключается в том, что разум человека не может охватить такие предметы, чтобы рассуждать о них правильно. Как только мы пытаемся рассуждать о бесконечных вещах Божьих, мы впадаем в абсурдности и приходим к самым противоречивым выводам. И в этом отношении не имеет значения, с какого принципа или предложения мы начинаем, если оно содержит какой-либо бесконечный элемент. Позвольте мне дать вам простую иллюстрацию из геометрии — иллюстрацию, которая, очень вероятно, знакома вам: чем больше круг, тем меньше кривизна линии, которая его ограничивает; то есть, тем ближе эта линия приближается к прямой линии. Бесконечный круг должен быть ограничен прямой линией, потому что при любой степени кривизны круг был бы меньше, чем бесконечный. Но прямая линия не может ограничить круг. Попытка рассуждать о бесконечном круге приводит нас сразу к самым очевидным абсурдностям и противоречиям. Или возьмите эту иллюстрацию: целое вещи больше любой из ее частей. Но разделите линию бесконечной длины посередине, и каждая часть будет бесконечной. Мы приходим к выводу либо о том, что половина равна целому, либо к другому полностью непостижимому предложению, что одна бесконечность в два раза больше другой бесконечности. Я сделал эти утверждения, чтобы показать вам, что существование трудностей не указывает, тем более не доказывает, что факт не является реальным и истинным.

— Мистер Хьюм считает факт того, что земля существовала в своем нынешнем состоянии до того, как люди согрешили, непреодолимым возражением против взгляда, что этот мир был приготовлен как место для дисциплины падшего рода. Но давайте посмотрим на другую сторону и увидим, не существуют ли равные возражения. Творец предвидел падение человека; нет ли возражения против предположения, что, зная, что человек согрешит, Бог не сделал никаких приготовлений для этого? В одном предположении Он предвидит зло и не делает никаких приготовлений; в другом — Он предвидит его и предусматривает катастрофу. Первое предположение, безусловно, влечет за собой большие трудности.

— Возражающий может ответить, что план Божий, охватывая падение человека и включая его как один из своих существенных элементов, сделал это падение необходимым. Но почему Бог не должен включить в Свой план то великое событие, падение человека, которое Он предвидел в будущем? Было бы мудрее и лучше оставить без внимания тот самый ошеломляющий факт в истории человеческого рода? Это же возражение, которое мистер Хьюм и многие другие выдвинули, лежит с равной силой против великого центрального факта Евангелия, смерти Христа. План Божий, касающийся этого мира, включал воплощение и смерть Его Сына. Иисус, "Агнец Божий", говорится, был "заклан от основания мира". Откр. xiii. 8. Но воплощение и смерть Христа предполагают отступничество человеческого рода. Сделал ли этот план, касающийся Христа, отступничество человека необходимостью? Если приготовление мира — падшего, так сказать, заранее — для рода, о котором Бог предвидел, что он падет, несовместимо с Его праведностью, то должно быть одинаково несовместимым приготовить Спасителя заранее для того же самого рода.

— Опять же, Божественный план, касающийся смерти Его Сына, включал Его предательство Иудой и Его распятие иудеями. Если бы Иуда знал, что Бог уравновесил спасение человека на оси его предательства, он, несомненно, рассуждал бы, как мистер Хьюм и другие привыкли делать. Но оправдал ли план Божий его измену своему Господу? Его собственная совесть, пронзающая и раздирающая его душу раскаянием, толкнула его к самоуничтожению, и Христос подтвердил приговор его совести и назвал его "сыном погибели". Факт того, что Бог вплетает предвиденные преступления людей в Свои планы, не является смягчением их вины.

— Было бы мудро и хорошо не принимать во внимание предвиденные события? Иисус ушел приготовить обители для тех, кто, как Он предвидит, уверует в Него: почему не сделать приготовления и для предвиденных зол? Наше гражданское правительство, зная о подверженности преступлениям среди людей — подверженности, которая опыт человека показал как практическую уверенность, — делает приготовления для этих преступлений, поддерживая полицию, исправительные школы, тюрьмы и армии. Правитель Вселенной, зная о подверженности человека греху и падению — подверженности, которая по Его предведению была для Него уверенностью, — сделал приготовления для этого предвиденного отступничества. Он сделал приготовления как созданием мира, подходящего для грешного рода, удерживаемого под испытанием милосердия, так и назначением Искупителя, "Агнца Божьего", закланного, в вечном замысле, до основания мира. Если возражение мистера Хьюма вообще имеет силу, оно имеет силу против каждого мудрого приготовления Бога для встречи с последствиями предвиденного нечестия человека. Мудро, конечно, со стороны человека предвидеть грядущее зло и подготовиться к нему; но если Бог делает это, люди считают это хуже, чем глупость: они объявляют это одобрением зла! Так глупо люди рассуждают о высоких вещах Божьих! Мой ответ мистеру Хьюму, следовательно, имеет четыре части:

«1. Существование необъяснимых трудностей не опровергает истину и реальность любого факта или принципа.

«2. Предположение, что Бог сделал приготовления для нынешнего отступничества человеческого рода, обременено меньшими и более мелкими трудностями, чем его отрицание.

«3. Слово Божье провозглашает, что Он действительно сделал приготовления для падения человека через предварительное назначение Искупителя.

«4. Тот стиль рассуждения, который стремится оправдать или смягчить первый грех человека, потому что Бог приготовил этот мир для падшего рода, смягчил бы и оправдал бы всякое нечестие, потому что грехи людей вплетены в каждую фигуру полотна Божественного провидения. Не только измена Иуды, но вся сумма человеческих злодеяний охвачена далеко идущим планом Божьим. Как это возвеличивает мудрость Божью! Он связывает вместе в один узел Свою собственную праведность и грехи людей, в самом запутанном переплетении, однако не смешивая их и не пятная славу Своей святости.

— Я надеюсь, я сделал это ясным. Думаете ли вы, Ансел, что сможете повторить суть этого ответа мистеру Хьюму?

— Я попытаюсь, сэр, если он спросит.

— Вы все заметите, — добавил мистер Уилтон, — что я не отрицал, что существует глубокая тайна в этой подготовке для грехов людей, еще не созданных, и что я не пытался объяснить эту тайну. Я только пытался показать, что допущение взгляда, который я дал вам, более удовлетворительно для разума, чем его отрицание, и что тайны этого взгляда не являются неразумными и самопротиворечивыми, ибо величайшие тайны часто являются самыми разумными вещами в мире.

— Мое введение стало намного длиннее, чем я планировал, но теперь давайте обратим наше внимание на тему урока.

— Чтобы помочь нам понять мудрые устройства Бога в управлении теплотой, нам нужно, во-первых, рассмотреть, что такое теплота, и повторить законы ее действия. Без этого мы могли бы смотреть и удивляться работе Бога в природе, но не могли бы объяснить то, что видели.

— Ансел, не могли бы вы изложить теории, которые существовали относительно природы теплоты?

— Я сделаю это так хорошо, как смогу. Древние философы полагали, что огонь является одним из четырех элементов, из которых состояли все тела. Три других элемента были земля, воздух и вода. Эти четыре элемента были смешаны в различных пропорциях. Из них огонь считался самым чистым и эфирным; он постоянно стремился вверх к эмпирею, высшему небу, где элемент огня и света, как предполагалось, существовал несмешанным и чистым. В семнадцатом веке Беккер и Шталь, два немецких химика, выдвинули то, что известно как флогистическая гипотеза. Они полагали, что каждое горючее тело содержит в составе чистое, эфирное вещество, которое они называли флогистоном, греческое слово, означающее "сожженный", и что при горении этот флогистон улетучивался. Пламя считалось этим улетучивающимся флогистоном. Это были представления, существовавшие об огне и горении, но их едва ли можно назвать теориями теплоты. Открытие кислорода доктором Пристли из Англии в 1774 году и введение весов Лавуазье из Франции, соединенные с постоянно расширяющимся кругом фактов, подлежащих объяснению, сделали флогистическую гипотезу несостоятельной, и она была отброшена.

— До нескольких лет назад теория теплорода была общепринятой. Согласно этой теории, теплота — это вещество, тонкий эфир, рассеянный через все тела и окружающий их атомы. Предполагалось, что этот эфир обладает сильным притяжением к атомам любого другого вещества, в то время как между его собственными атомами существует сильное отталкивание. В твердых телах каждый атом материи, или в сложных телах каждый кластер атомов, как предполагалось, окружен маленькой атмосферой, так сказать, теплорода, которая препятствовала атомам входить в абсолютный контакт. Согласно этой теории, теплота расширяет тела, увеличивая и углубляя эти крошечные атмосферы, тем самым отталкивая атомы дальше друг от друга.

— Вам не нужно объяснять эту теорию дальше, — сказал мистер Уилтон; — у нас едва ли есть время вдаваться в историю теорий. Расскажите нам последнюю принятую теорию.

— Теория, в которую сейчас обычно верят, называется механической или динамической теорией. Согласно этой теории, сущность теплоты — это движение. Горячее тело — это то, чьи атомы находятся в состоянии быстрого и интенсивного движения или вибрации; и ощущение теплоты при прикосновении к горячему телу возникает от удара, или быстрых ударов, возбужденных атомов, передающих ту же атомную вибрацию плоти и нервам руки.

— Очень хорошо изложено, Ансел. Это теория, которая сейчас более общепринята. Теория теплорода, подобно грубым представлениям старых греческих философов об огне и подобно флогистической гипотезе, была отвергнута, потому что она не смогла объяснить явления теплоты. Суждено ли динамической теории разделить ту же участь, еще предстоит увидеть. Она, однако, кажется, имеет лучшее основание, чем ее предшественники. Динамическая теория, хотя недавно стала популярной, отнюдь не является недавней концепцией. Ее отстаивали такие люди, как Бэкон, Ньютон, Румфорд, Дэви, Локк и другие. Локк, выдающийся интеллектуальный философ, живший во второй половине семнадцатого века (родился в 1632, умер в 1704), сказал: "Теплота — это очень быстрое движение нечувствительных частей объекта, которое производит в нас то ощущение, от которого мы называем объект горячим, так что то, что в наших ощущениях есть теплота, в объекте есть не что иное, как движение". Бенджамин Томпсон, американский джентльмен, который отправился в Европу во время нашей революции и за свою научную славу был сделан графом Румфордом и стал основателем Королевского института Англии, заявил, что он не может сформировать никакого представления о природе теплоты, генерируемой трением, если это не движение.

— Было сделано прекрасное обобщение, чтобы показать, как хорошо эта идея теплоты гармонирует со всем планом Вселенной. Во всей безграничной Вселенной каждая система миров, подобная нашей солнечной системе, может рассматриваться как молекула, или сложный атом. Эти космические молекулы, или сложные атомы Вселенной, находятся в движении через неизмеримое пространство. В этих системах миров планеты, с их спутниками, являются молекулами, и они находятся в движении — действительно, они обычно имеют несколько движений. Наша земля, например, вращается вокруг своей оси один раз в день; она обращается по своей орбите вокруг солнца один раз в год, и ось земли имеет медленное покачивающееся движение, которое производит прецессию равноденствий, требующую 25 868 лет для полного оборота. Земля также состоит из частей, и все они находятся в непрестанном движении. Как сказал старый греческий философ: "Все течет" — то есть все находится в состоянии изменения. Соломон хорошо описал это вечное движение и изменение: "Род проходит, и род приходит. Солнце также восходит, и солнце заходит, и спешит к месту своему, где оно восходит. Ветер идет к югу, и переходит к северу. Он кружится, кружится, и ветер возвращается по кругам своим. Все реки текут в море; но море не наполняется; к месту, откуда реки текут, туда они возвращаются снова. Все вещи полны труда; человек не может выразить этого. Око не насытится зрением, ухо не наполнится слышанием. То, что было, то и будет; и то, что делалось, то и будет делаться, и нет ничего нового под солнцем". Еккл. i. 4-9. Это, безусловно, в гармонии с этим универсальным движением, что атомы материи, хотя они кажутся такими плотно упакованными, должны в своей непостижимой малости через непостижимо малые пространства вибрировать, или вращаться, или обращаться по орбите, никогда не находясь в покое. Интенсивность теплоты мы можем думать как интенсивность этого атомного движения — более широкий размах, так сказать, в их вибрации или обращении. Это, конечно, требует более широкого разделения атомов и последующего расширения тел. Более слабое атомное движение позволяет атомам приближаться друг к другу. Таким образом мы объясняем увеличение тел от теплоты и их сжатие от уменьшения температуры. "Идеи наиболее информированных философов пока еще неопределенны относительно точной природы движения теплоты, но главный момент в настоящее время — рассматривать его как движение какого-либо рода, оставляя его более точный характер для рассмотрения в будущих исследованиях". Это максимум, что мы можем сделать в настоящее время.

— Каково доказательство, — спросил Сэмюэл, — что динамическая теория теплоты истинна?

— Доказательство того, что любая теория истинна, — это ее способность объяснить факты или явления, с которыми она имеет дело. Если она объясняет все факты и не противоречит никаким известным принципам, она рассматривается как истинная, или, по крайней мере, против нее не может быть сделано никаких возражений. Позвольте мне проиллюстрировать. Астрономы долго спрашивали, какая сила или закон контролирует движения небесных тел. Наконец Ньютон ответил: сила притяжения между телами, которая уменьшается пропорционально тому, как увеличивается квадрат расстояния между ними. Это объяснение было найдено достаточным для объяснения всех известных фактов в работе небесных тел. На основе этой теории астрономы рассчитывают положения планет и комет на годы и столетия вперед.

— Эта теория привела к открытию планеты Нептун, последней открытой из первичных планет. В течение тридцати лет замечались нерегулярности в движении Урана. Эти вариации были настолько незначительны, что если бы другая планета обращалась по правильной орбите Урана, они казались бы невооруженному глазу, на протяжении всего их курса, одной и той же звездой. Эта незначительная нерегулярность движения была настолько точно измерена, что место невидимой планеты, которая вызывала ее, было почти точно рассчитано из предполагаемой силы и направления ее притяжения. Эта теория универсального притяжения гравитации настолько хорошо объясняет все факты в данном случае и стала настолько общепринятой, что мы склонны забывать, что, в конце концов, это не что иное, как теория.

— Наша идея о структуре солнечной системы была сначала только теорией. Астроном не видит планеты, обращающиеся по правильным кругам через небеса и движущиеся вокруг солнца. Он видит только сияющие точки, движущиеся взад и вперед по вогнутому своду, удваивающие и пересекающие свои пути, по-видимому, в величайшем беспорядке. Как должны быть объяснены их движения? Астрономы обнаружили, что движения планет, обращающихся вокруг центрального солнца, при наблюдении с одной из планет, должны представлять именно эти кажущиеся нерегулярности. Это объяснение настолько полно и завершенно, что оно теперь считается не теорией, а установленным фактом. То же самое можно сказать о форме земли.

— Динамическая теория теплоты объясняет явления теплоты лучше, чем любое другое объяснение, которое было предложено. Она объясняет излучение теплоты от солнца или от любого другого горячего тела: вибрации или импульсы распространяются через тот эфир, который, как предполагается, заполняет все пространство. Она объясняет проводимость теплоты через твердые тела таким же образом. Она объясняет расширение тел: атомное движение заставляет атомы тел дальше расходиться. Она объясняет производство теплоты трением или столкновением, чего никакая другая теория не способна сделать: удар столкновения генерирует эту атомную вибрацию. Она объясняет производство теплоты горением: атомы кислорода и углерода или водорода ударяются друг о друга и генерируют теплоту от столкновения. Эта теория объясняет трансмутацию движения, или живой силы, и электричества в теплоту, и трансмутацию теплоты в электрическую или механическую силу. Эти пункты возникнут снова, и я сейчас только ссылаюсь на них, отвечая на вопрос Сэмюэла. Динамическая теория объясняет явления теплоты и ее отношения к силе, свету и электричеству чрезвычайно хорошо, и по этой причине люди смотрят на нее с одобрением и считают ее вероятно истинной. Если в ходе научного исследования будет обнаружено, что она объясняет все новые открытые факты и хорошо отвечает на все предъявляемые к ней требования, она в конечном итоге будет принята как допущенный принцип в физической науке. Волновая теория света и вибрационная теория звука могут рассматриваться как таким образом установленные.

— На нашем следующем уроке мы проведем быстрый обзор эффектов и законов теплоты.

ГЛАВА IV.

ТЕПЛОТА — ДАР БОЖИЙ.

Класс снова быстро на местах и готов к работе.

— Как я объявил неделю назад, — сказал мистер Уилтон, — мы сегодня проведем быстрый обзор эффектов и законов теплоты. Не могли бы вы сказать нам, Питер, первый и главный из этих эффектов?

— Да, сэр: горение.

— Что такое горение?

— Обычно быстрое соединение кислорода с каким-либо горючим веществом, сопровождающееся выделением теплоты.

— Был ли ваш ответ правильным, тогда?

— Нет, сэр, — сказал Питер, краснея; — я сказал, прежде чем подумал.

— Не могли бы вы исправить ваш ответ?

— Первый и главный эффект теплоты — это расширение.

— Это верно. Наше ощущение теплоты, конечно, только ощущение — просто чувство, которое возникает от эффектов теплоты на наши нервы, — но главный физический эффект теплоты — это расширение тел. Химические качества тел не изменяются: они не становятся ни тяжелее, ни легче. Достаточно высокая температура делает тела светящимися, и тогда мы называем их раскаленными докрасна или добела. Твердые тела начинают светиться при температуре около тысячи градусов. Но один неизменный эффект теплоты, за двумя или тремя кажущимися исключениями, — это расширение. Вы можете упомянуть, Сэмюэл, некоторые знакомые иллюстрации эффекта теплоты в расширении тел.

«Кузнец нагревает колесный обод, чтобы он мог легко надеться на колесо. Если наполнить чайник холодной водой, то при нагревании вода расширится и выльется через край. Я замечал, что промежутки между концами последовательно уложенных железных рельсов на железной дороге зимой больше, чем летом, что показывает, что зимой рельсы короче, чем летом. Катаясь на коньках холодными зимними вечерами по пруду у мельницы, я видел, как трещины на толстом льду появлялись и расходились по всему пруду с грохотом, почти как гром. Лед сжимался от холода до тех пор, пока уже не мог заполнять все пространство между берегами, и, будучи намертво примороженным к берегам, он разрывался. Ртуть в трубке термометра постоянно расширяется или сжимается при каждом изменении температуры».

«Да, все это хорошие примеры, и мы могли бы привести еще десятки столь же удачных. В холодных странах во время сильных зимних морозов поверхность земли трескается от сжатия, точно так же, как вы видели, как лед на пруду разрывался надвое. Железный трубчатый мост Британия через реку Святого Лаврентия в Монреале поднимается и опускается на два с половиной дюйма из-за большего расширения верхней поверхности при воздействии солнечного тепла, в то время как груженый товарный поезд вызывает прогиб всего лишь на одну четверть дюйма. Несколько лет назад, чтобы провести некоторые философские эксперименты, связанные с вращением Земли вокруг своей оси, внутри монумента Банкер-Хилл был подвешен шар. Таким образом было случайно обнаружено, что тепло солнца, расширяя стороны монумента, подверженные воздействию его лучей, заставляет весь монумент ежедневно раскачиваться из стороны в сторону».

Здесь Ансел поднял руку.

«Что такое, Ансел?»

«Я хотел упомянуть мнение геологов о том, что горные хребты были подняты в результате сжатия земной коры из-за охлаждения».

«Это пример сжатия из-за потери тепла в огромном масштабе. Материалы, из которых сформирован наш земной шар, в начале могли существовать в туманном или газообразном состоянии. Безусловно, есть очень веские основания полагать, что Земля когда-то находилась в жидком состоянии, и все ее вещество было расплавлено интенсивным жаром. Несомненно, что недра ее горячи и сейчас, а части их расплавлены. Очень многие полагают, что все недра расплавлены. Земная кора могла образоваться в результате охлаждения. Если после того, как сформировалась внешняя кора и ее температура упала настолько, что стала почти постоянной, внутренняя масса продолжала остывать, то расплавленная масса стремилась бы осесть, отделившись от коры, а кора проседала бы внутрь, сморщиваясь. Таким образом могли образоваться горы. Вдоль линии разлома могли образоваться наиболее удобные выходы для вулканов. Но это уводит нас несколько в сторону от нашей темы, и, поскольку расширение тел под воздействием тепла было достаточно проиллюстрировано, мы оставим это. Пусть теперь кто-нибудь объяснит, каким образом динамическая теория теплоты объясняет это расширение?»

Сэмюэл ответил: «Думаю, вы уже дали нам объяснение».

«Я кратко упомянул об этом, но вы можете изложить это снова».

«Атомное движение, которое, как предполагается, составляет то, что мы называем теплотой, — каково бы ни было это движение, будь то вибрация, вращение или обращение, — требует, чтобы атомы тел не были упакованы в абсолютном контакте, и чем интенсивнее агитация или шире размах вибрации или обращения, тем больше должно быть их разделение. Следовательно, теплота расширяет тела, расталкивая их атомы дальше друг от друга».

«Этого достаточно, — сказал мистер Уилтон. — Давайте теперь рассмотрим некоторые вторичные эффекты теплоты. Вы можете упомянуть некоторые из них, Ансел».

«Теплота ослабляет или преодолевает силу сцепления тел».

«Что такое сила сцепления?»

«Это та сила, которая связывает атомы материи в простых веществах, то есть в телах, подобных железу, меди или серебру, состоящих из одного вида вещества, или в сложных телах — это сила, которая объединяет сложные молекулы материи».

«Приведите теперь несколько примеров воздействия теплоты на преодоление силы сцепления».

«Кузнец нагревает железо, чтобы преодолеть его силу сцепления и сделать его мягким, чтобы он мог легко ковать его. Литейщик нагревает металл до тех пор, пока его сцепление не будет настолько разрушено, что он станет жидким и его можно будет залить в форму. Теплота ослабляет силу сцепления льда и превращает его в воду, а при дальнейшем нагревании его сцепление полностью преодолевается, и вода превращается в газ».

«Мы используем теплоту также при приготовлении пищи, — подал голос Питер, — не потому ли это, что теплота разрушает силу сцепления и тем самым размягчает ее?»

«Если бы это было единственным воздействием теплоты на пищу, — сказал мистер Уилтон, — мы были бы вынуждены есть нашу пищу горячей, ибо как только она остывала бы, сцепление возвращалось, и пища снова становилась бы сырой. Действие теплоты при приготовлении пищи разнообразно, и часть эффекта обычно следует приписывать воде, в которой пища готовится, или той, что содержится в ней. Под совместным воздействием теплоты и воды крахмал разбухает в двадцать или тридцать раз по сравнению со своим первоначальным объемом, и мельчайшие крахмальные зерна лопаются. При варке картофеля крахмал картофеля поглощает часть содержащейся в нем воды, что делает его сухим и рассыпчатым. Действие теплоты и воды на рис, пшеницу и другие зерновые аналогично их воздействию на крахмал. При выпечке хлеба крахмал превращается в камедь. При варке мяса эффект отчасти обусловлен растворяющей способностью воды: соки мяса извлекаются, желатин растворяется, жир разжижается, а клетки, в которых удерживается жировое вещество, более или менее лопаются, альбумин затвердевает, и при длительной варке текстура и волокна мяса разрушаются. Альбумин яйца, то есть белок, свертывается под воздействием теплоты. Но в большинстве этих процессов действие теплоты невозможно отделить от действия воды».

«Но есть и другой эффект теплоты, очень важный как в природе, так и в искусствах. Что это?»

«Ускорение химического сродства», — ответил Сэмюэл.

«Это верно: теплота необходима для действия химического сродства. Возможно, это лишь ослабление силы сцепления, позволяющее химическим притяжениям проявить свою силу. Но факт в том, что, хотя во многих случаях химическое сродство действует с большой энергией при обычных температурах, в других случаях оно дремлет, как бы тесно ни приводились вещества в соприкосновение, пока их температура не будет повышена. Сэмюэл, вы можете привести несколько примеров этого принципа».

«Несколько месяцев назад я посетил пороховые заводы Хазарда в Энфилде, штат Коннектикут, и там узнал, как производится порох. Древесный уголь, сера и селитра сначала мелко измельчаются, затем часами перетираются вместе до полного перемешивания, а после этого прессуются. Затем эта масса разбивается на зерна, и зерна полируются. Но хотя эти элементы приводятся в столь тесный контакт, они не соединяются и не взрываются, пока не приложено тепло. То же самое верно для горения дерева и угля. Углерод и водород топлива постоянно окружены кислородом воздуха, но они не загораются и не горят, то есть не соединяются с кислородом, пока не будут нагреты до красного каления или, возможно, даже до более высокой температуры. Если печь, наполненную горящим углем, охладить до низкой температуры, приложив лед, горение прекратится, огонь погаснет. Наш учитель в академии однажды нагрел стальную пружину часов докрасна и погрузил ее в сосуд с кислородом, и стальная пружина быстро начала гореть с великой яростью».

«Вы привели нам хорошие примеры, Сэмюэл, и то, что верно для углерода, водорода и кислорода, верно для веществ в целом. Эффект теплоты в производстве химических изменений очень важен повсюду. Это видно не только в лаборатории химика и в мастерской ремесленника, но и в лаборатории Природы. Посадите зерно кукурузы в середине зимы: почему оно не прорастает и не растет? Не нужно ничего, кроме необходимого тепла, чтобы ускорить химическое сродство и привести его в действие. Земля и воздух поставляют необходимый материал для роста лесных деревьев зимой так же, как и летом, но холод сдерживает химические силы и предотвращает необходимые химические соединения. Как только солнце ускоряет ту атомную вибрацию или вращение, которое мы называем теплотой, начинается рост растений. Теплота необходима для тех химических изменений, посредством которых пища переваривается в желудке и процессы питания осуществляются в каждой части тела. Если человек заканчивает свой обед мороженым или ледяной водой, процесс пищеварения задерживается до тех пор, пока содержимое желудка не восстановит свою надлежащую температуру. Это одна из главных причин, почему теплая, удобная одежда так важна, особенно для детей. Все жизненные процессы — это химические процессы: они осуществляются через химическое сродство. Если тело не поддерживается при подходящей температуре, эти процессы слабы и несовершенны, питание и жизненное горение затруднены, и возникают болезни».

«Это, следовательно, главные эффекты теплоты. Она расширяет тела, ослабляет силу сцепления и ускоряет химическое сродство, приводя его в активность».

Ансел снова поднял руку.

«Что вы хотите?»

«Не могли бы вы сказать нам, мистер Уилтон, как это ослабление силы сцепления объясняется динамической теорией теплоты?»

«Я сделаю это с удовольствием. Усиленное атомное движение в нагретом теле раздвигает атомы дальше друг от друга, как мы уже узнали, и из-за этого увеличения расстояния их притяжение уменьшается. Если бы Земля находилась на вдвое большем расстоянии от Солнца, чем сейчас, их притяжение друг к другу было бы в четыре раза меньше, чем сейчас; если бы расстояние было в три раза больше, их притяжение друг к другу было бы в девять раз меньше. Сила гравитационного притяжения уменьшается пропорционально квадрату расстояния, на котором она должна действовать. Возможно, сила сцепления уменьшается по тому же закону, хотя промежутки настолько малы, что это невозможно продемонстрировать, но она, безусловно, ослабляется расширением тел под воздействием теплоты».

Здесь Питер поднял руку.

«Что вы скажете, Питер?»

«Разве люди не нагревают и не обжигают кирпичи не для того, чтобы размягчить их, а чтобы закалить их?»

«Это верно, — сказал мистер Уилтон, — но в этом есть процесс сушки, а также нагревания, и закалка обусловлена главным образом полной сушкой под воздействием интенсивного жара. Слишком сильный жар расплавит кирпичи в процессе обжига. Я однажды слышал, как кирпичник сказал, что он мог бы расплавить кирпич вокруг арок в своей печи за полчаса, если бы пожелал подбросить топлива и дать огню гореть. Действительно, почти каждое известное твердое вещество было расплавлено под воздействием теплоты. Был ли когда-либо расплавлен углерод — вопрос нерешенный».

«Я хотел бы спросить, — сказал Сэмюэл, — почему вода не горит. Не потому ли, что она испаряется до того, как достигает достаточно высокой температуры?»

«Это немного в стороне от нашей темы, но негорючесть воды — это положение Творца, настолько важное, что мы остановимся, чтобы заметить его. Я думаю, однако, что при небольшом размышлении вы сами сможете ответить на этот вопрос. Скажите мне снова, что такое горение».

«Горение — это обычно соединение кислорода с каким-либо другим веществом, называемым горючим. Ржавление железа и гниение органических тел — это формы медленного горения».

«Теперь скажите нам состав воды».

«Вода состоит из кислорода и водорода — восемь частей кислорода к одной части водорода по весу, или две части водорода к одной части кислорода по объему».

«Как вода образуется из этих двух газов? Смешаны ли они вместе, как кислород и азот смешаны в воздухе, или они химически соединены?»

«Они химически соединены: они сожжены вместе. Когда водород горит, продуктом является вода».

«Вода, значит, является продуктом горения. Не можете ли вы теперь сказать, почему вода негорюча?»

«Думаю, теперь я вижу причину. Кислород, будучи сам поддерживающим горение, не будет гореть, а водород уже был однажды сожжен при образовании воды».

«И то, что верно для воды, верно, в большей или меньшей степени, для других продуктов горения. Сжигание древесного угля дает углекислоту, а углекислота не будет гореть, потому что она является продуктом горения. Свеча гаснет от нее так же быстро, как от воды. По недавнему изобретению углекислота используется для тушения пожаров. Углерод однажды соединился с кислородом, и второе соединение с дополнительным количеством, или, как сказал бы химик, с другим эквивалентом кислорода, гораздо труднее».

«Я думаю, — сказал Сэмюэл, — я теперь понимаю, почему вода не горит, но не будете ли вы любезны также сказать нам, почему вода тушит огонь лучше, чем почти что-либо другое?»

«Чтобы потушить огонь, нужно сделать одно из двух: либо перекрыть доступ кислорода, либо охладить горючее до температуры ниже точки горения, когда горение прекратится само собой. Когда мы закрываем заслонку герметичной печи, мы сдерживаем горение, перекрывая полный доступ кислорода. Если бы мы могли полностью предотвратить доступ кислорода к топливу, огонь был бы немедленно потушен. Если бы кислород затем был снова допущен до того, как топливо остыло ниже точки горения, горение немедленно началось бы снова. Пылающая головня гаснет, если ее сунуть в золу, потому что она отрезана от кислорода. Таким же образом мы гасим пламя свечи жестяным колпачком. С другой стороны, пожары часто гаснут, потому что не поддерживается необходимая температура. Вода тушит огонь обоими этими способами, но особенно вторым. Вода, изливаемая потоками из пожарной машины на огонь, образует пленку воды, и горящий материал отрезается от кислорода. Но вода действует главным образом путем понижения температуры. Никакое другое известное вещество, кроме газообразного водорода, не требует столько тепла, чтобы нагреть его на заданное число градусов температуры, как вода. Столько же тепла требуется, чтобы нагреть один фунт воды, сколько тридцать фунтов ртути. Следовательно, вода, вылитая на горящие бревна, охлаждает их до такой низкой температуры, что они перестают гореть».

«В дополнение к этому мы можем заметить, что дерево, пропитанное водой, не может быть нагрето выше точки кипения воды, пока вода не испарится. Как только дерево и вода нагреваются или стремятся нагреться выше двухсот двенадцати градусов, вода превращается в пар и уносит дополнительное тепло. На расход тепла при образовании пара мы должны будем посмотреть более внимательно в будущем уроке. Мы предположим, что дом в огне. Пожарная машина направляет струю холодной воды в самый центр пожара. Холодная вода, ударяясь о горящее дерево, охлаждает нагретую поверхность; она впитывается в поры дерева и препятствует его быстрому нагреванию; часть воды, превращаясь в пар, уносит тепло; пар, смешиваясь с пламенем, понижает температуру горящего газа, и по мере того, как пар заполняет окружающее пространство, кислород вытесняется. Горящая угольная шахта в Англии была однажды потушена путем нагнетания в нее пара, тем самым вытесняя воздух, который поддерживал горение, и охлаждая горящий уголь».

«Преимущества, которые люди получают от этих агентов теплоты, настолько очевидны, что мы не можем не заметить их. Я не имею в виду комфорт приятной температуры или невозможность жить при экстремально низкой температуре, но все те процессы, посредством которых человек покоряет природу, обеспечивает себя пищей, одеждой и жилищами и строит цивилизацию. Теплота — это та сила, которая позволяет человеку достигать своих целей. Теплота извлекает железо из природной руды, и теплота делает его ковким и пластичным, чтобы придать ему форму для нужд человека. Теплота ускоряет химическое сродство и делает искусства цивилизованной жизни возможными. Теплота соединяет кислород и углерод в десяти тысячах печей, и теплота, порожденная горением, превращенная в силу, приводит в движение тяжелые или проворные механизмы, которые выполняют работу мира. Теплота ускоряет химическое сродство и заставляет пшеницу расти; теплота готовит пшеницу для пищи человека; и с помощью теплоты эта пища изменяется в теле человека, питание продолжается, тело строится, отходы удаляются, и все жизненные процессы поддерживаются. Без этих агентов теплоты — размягчающих и покоряющих упрямую материю с одной стороны и ускоряющих ее силы с другой — человек не мог бы существовать».

«Позвольте мне напомнить вам, что эти агенты теплоты — от Божьего замысла. Если действия теплоты благотворны для человека, то это потому, что Бог пожелал благословить своих тварей. Я не очень склонен к морализаторству, но когда я вижу, как полно эти простые эффекты теплоты удовлетворяют нужды человека, я не могу не помнить и не восхищаться мудростью великого Проектировщика. Это Бог, а не слепая, бессознательная Природа работает».

«Это напоминает мне, — сказал Сэмюэл, — о предании в греческой мифологии, что Прометей украл огонь у Юпитера и принес его людям в тростнике как драгоценное сокровище. Мне это кажется даром с небес».

«Это мифологическое предание, однако, содержит одну ложь: не было нужды людям красть огонь у богов; Бог свободно дал его. Теплота — это действительно дар с небес».

ГЛАВА V.

ПЕРЕДАЧА И РАЗНОВИДНОСТИ ТЕПЛОТЫ.

Сегодня мы рассматриваем способы, которыми теплота передается или переносится с места на место. Очевидно, что если бы теплота была ограничена тем самым местом или точкой, где она генерируется, она не могла бы служить ни одной из тех целей, для которых она сейчас применяется в экономии Природы или в работах и искусствах человека. Но теплота переходит с места на место с большой легкостью, и одним методом, со скоростью света, она стремится равномерно распределиться во всем; она ищет равновесия. Способов ее диффузии, или передачи, три. Ансел может назвать их».

«Теплота переходит с места на место и от тела к телу посредством "проводимости", посредством "излучения" и посредством "конвекции"».

«Что подразумевается, Ансел, под "проводимостью" теплоты?»

«Переход теплоты от атома к атому и от частицы к частице через тело называется проводимостью».

«Это верно. Я попрошу Питера привести несколько примеров проводимости теплоты».

«Примеров так много, — ответил Питер, — что я едва знаю, что упомянуть первым. Если я держу булавку в пламени лампы, часть булавки, которая касается пламени, нагревается первой, но вскоре тепло пробегает по всей длине булавки и обжигает мои пальцы. Части печи, которые касаются огня, нагреваются первыми, и от них тепло распространяется по всей печи. Сосновая стружка, зажженная с одного конца, нагревается посредством проводимости, но тепло проходит через нее лишь немногим быстрее, чем следует пламя. Тепло уходит из наших тел, медленно проводясь через нашу одежду. Нет конца примерам проводимости, которые можно было бы привести».

«Мы не должны думать о проводимости теплоты, — сказал мистер Уилтон, — как если бы это была жидкость, медленно поглощаемая пористым телом, как вода, вылитая на землю, впитывается в нее, или как вода просачивается через кусок сахара и увлажняет его целиком. Мы должны помнить, что перенос теплоты — это не перенос какого-либо вещества, а перенос движения. Один атом приводится в движение и ударяется о другой атом и приводит его в движение, и таким образом движение передается от атома к атому и от молекулы к молекуле через всю массу материи, пока каждый атом не будет взволнован тепловыми вибрациями. Все ли тела проводят теплоту с одинаковой быстротой?»

«Нет, сэр, — ответил Ансел, — существует величайшая возможная разница. Некоторые вещества называются хорошими проводниками, потому что теплота проникает через них так легко и быстро; другие проводят теплоту очень медленно и называются плохими проводниками».

«Это верно. Каждый ребенок вскоре учится на опыте делать практическое различие такого рода. Он очень скоро понимает, что может держать деревянную палку, не обжигая руки, даже если она пылает на другом конце, но что когда кусок железа раскален докрасна с одного конца, он не должен браться за него с другого. Ребенок очень скоро учится узнавать разницу в ощущениях от хлопковой ночной рубашки и фланелевой, и разницу в кажущемся тепле между льняной наволочкой и шерстяным одеялом. После того как комната нагревалась в течение значительного времени, все различные объекты в ней становятся одной температуры, и то же самое верно в холодной комнате; но как велика разница в ощущениях, производимых при прикосновении к клеенке и шерстяному ковру в холодной комнате! Хорошие проводники теплоты, если они горячие, кажутся очень горячими; или если холодные, кажутся очень холодными; в то время как плохие проводники производят гораздо менее решительное впечатление. Почему это так, Сэмюэл?»

«Хорошие проводники получают теплоту или расстаются с ней очень легко. Если хороший проводник горячее наших тел, он быстро передает свою теплоту нашей руке, и поскольку мы быстро получаем теплоту от него, он кажется нам очень горячим. Или если он холоднее наших тел, он очень быстро забирает теплоту от наших рук и дает впечатление того, что он очень холодный. Плохие проводники передают теплоту коже или забирают ее медленнее, и поэтому кажутся такими, как если бы их температура была ближе к температуре тела».

«Проводящие качества тел, — сказал мистер Уилтон, — по-видимому, зависят главным образом от их структуры или расположения их атомов. Тела, которые компактны и тверды по своей структуре, передают теплоту быстрее, чем те, которые рыхлы и пористы. Следовательно, твердые тела являются лучшими проводниками, чем жидкости, а жидкости — лучшими проводниками, чем газы, и среди твердых тел металлы являются лучшими проводниками, чем организованные тела, такие как дерево или плоть, и лучше, чем рыхлые и пористые минералы. В телах рыхлой, пористой или волокнистой текстуры непрерывность проводящего вещества постоянно нарушается. Частицы в массе опилок соприкасаются только в нескольких точках, оставляя частые промежутки. В шерстяных и хлопчатобумажных тканях точки соединения волокон сравнительно очень редки. По этой причине движение нелегко передается от атома к атому».

«Кристаллическое расположение атомов оказывает влияние на проводимость теплоты. Теплота проводится быстрее в направлении, параллельном оси кристаллизации, чем поперек этой оси. Дерево проводит теплоту быстрее в направлении волокон. Это расположение, по-видимому, хорошо приспособлено для сохранения тепла деревьев зимой. Их корни уходят глубоко в землю, которая остается теплой в самую холодную погоду. Это тепло земли путешествует вдоль волокон вверх через дерево, в то время как тепло, проводимое поперек волокон, уходит гораздо медленнее в открытый воздух. Кора также, будучи очень плохим проводником, препятствует уходу тепла. Из металлов серебро — лучший проводник. Я дам вам краткую таблицу, которая покажет большую разницу в проводящих качествах некоторых металлов. Принимая проводящие качества серебра за 100, таблица такова: "Серебро, 100; Золото, 53; Медь, 74; Железо, 12; Платина, 8; Нейзильбер, 6; Висмут, 2". — Юманс».

«Каков второй метод, которым теплота переходит с места на место?»

«Она излучается», — ответил Ансел.

«И что такое излучение?»

«Это движение по прямым линиям или лучам, расходящимся из центра. От горячего тела теплота уходит по прямым линиям во всех направлениях. Как лампа излучает свет, так и горячее тело излучает теплоту».

«Лучистая теплота, — сказал мистер Уилтон, — движется с той же скоростью, что и свет, то есть сто девяносто две тысячи миль в секунду. Она также следует тем же общим принципам, что и свет во всех своих движениях. Она поглощается, отражается или передается таким же образом, как свет. И это верно как для светящейся теплоты — то есть теплоты, излучаемой телом, которое раскалено докрасна, — так и для неясной, или темной теплоты».

«Как есть хорошие и плохие проводники, так есть хорошие и плохие излучатели теплоты. Излучение теплоты зависит от трех условий:

«1. От температуры тела. Чем выше температура, тем быстрее и энергичнее его излучение.

«2. От поверхности излучающего тела. Тусклая, шероховатая поверхность излучает теплоту быстрее, чем поверхность яркая и полированная.

«3. От вещества излучающей поверхности. При одинаково гладких и ярких поверхностях некоторые вещества излучают теплоту гораздо лучше, чем другие. Поверхность лака излучает теплоту гораздо мощнее, чем поверхность золота или серебра.

«Ансел, вы можете, если сможете, объяснить излучение теплоты».

«Я не могу дать иного объяснения, кроме того, что излучение — это проводимость через тот тонкий эфир, который, как предполагается, пронизывает все пространство».

«Очень хорошо; возможно, это такое же хорошее объяснение, какое можно дать. Но это кажется скорее распространением импульса, чем распространением атомных вибраций во всех направлениях. Движение распространяется по прямым линиям. Если это проводимость, она должна осуществляться другими вибрациями, нежели вибрации весомых веществ. Теплота, свет и электричество, как предполагается, все распространяются через один и тот же теоретический эфир. Сэр Исаак Ньютон оценил плотность эфира как в семьдесят тысяч раз меньшую, чем плотность нашей атмосферы, а его упругость пропорционально его плотности — в четыреста девяносто миллионов раз большей. Но само существование этого повсеместно распространенного эфира — это предположение, сделанное для объяснения явлений света, теплоты и электричества; и, конечно, все его качества должны быть также теоретическими. Излучение считается распространением движения или импульса через невообразимо редкий и упругий эфир».

«Питер, какой третий метод, которым теплота переходит с места на место?»

«Конвекция», — был его ответ.

«Что подразумевается под конвекцией теплоты?»

«Передача теплоты путем переноса нагретого тела. Если я уберу горячее железо или чайник с горячей водой, я должен, конечно, перенести теплоту, которую они содержат».

«Очень хороший пример конвекции теплоты, — сказал мистер Уилтон, — виден в обычном методе нагревания воды. Теплота прикладывается к дну сосуда, содержащего воду; как только вода на дне рядом с огнем нагревается, она поднимается и несет теплоту наверх; холодная вода приходит, чтобы занять ее место, и эта в свою очередь нагревается, поднимается и несет теплоту наверх. Этот процесс продолжается до тех пор, пока вся вода не достигнет одной температуры. Таким образом вода нагревается конвекцией теплоты».

«Более грандиозный пример виден в ветрах и океанических течениях. Теплые ветры несут достаточно тепла, чтобы согреть континент, а могучие океанические течения еще более эффективны в переносе тепла из одной части земли в другую».

«Еще один момент нам нужно понять. Когда лучистая теплота падает на тело, что с ней происходит?»

«Она распределяется, — ответил Сэмюэл, — одним из трех способов: она может быть отражена согласно тем же принципам, по которым отражается свет; или она может быть передана, то есть пройти сквозь тело; или она может быть поглощена, то есть остановиться в нем».

«Очень хорошо сказано, Сэмюэл. В отношении отражения мне нужно сказать очень мало. Вы знаете, как свет отражается от полированной поверхности, такой как отражатель лампы: теплота отражается таким же образом. Один факт вы должны иметь в виду относительно отраженной теплоты: она не нагревает отражающее тело».