Концы других таких капель я отщипнул, пока все тела и концы их лежали погребенными под водой, которые, подобно предыдущим, разлетелись на куски с таким же резким шумом и таким же сильным движением.
Другие из них я пытался разбить, сошлифовывая тупой конец, и хотя я взял, казалось бы, хорошую каплю и сошлифовал почти две трети шара, она не разлетелась на куски, но время от времени некоторые маленькие кольца от нее отщелкивались и отлетали, не без резкого шума и быстрого движения, оставляя поверхность капли, откуда они отлетели, очень красиво разветвленной или изрезанной, что было легко обнаружить микроскопом. Эту каплю, после того как я ее таким образом сошлифовал, не повредив остаток, который не был сошлифован, я заставил немедленно разлететься всю в песок, отщипнув самый кончик ее тонкого конца.
Другую из этих капель я начал сошлифовывать с меньшего конца, но не успел стереть на камне и четверти дюйма, как вся капля разлетелась с резким треском в песок или мелкую пыль; и она не продержалась бы так долго, если бы в куске, который я сошлифовывал, не было маленькой трещины, как я впоследствии обнаружил.
Несколько других таких капель я покрыл тонкой, но очень прочной кожицей из рыбьего клея, который, будучи очень прочным и очень прозрачным, был самым удобным веществом для этих испытаний, которое я мог себе представить, окунув, говорю я, несколько таких капель в этот прозрачный клей, пока они были горячими, и позволяя им висеть на нитке, привязанной к их концу, пока они не остыли, а кожица не стала довольно прочной; затем, обернув все тело капли (оставив только самый кончик) в тонкую податливую козью кожу очень плотно, я отщипнул маленький верх и обнаружил, как и ожидал, что, несмотря на эту кожицу из клея и плотное обертывание в кожу, при поломке верха капля издала треск, как и остальные, и дала моей руке довольно резкий импульс: но все же кожица и кожа были настолько прочными, что удержали части от вылета из их прежнего положения; и, кожица будучи прозрачной, я обнаружил, что капля сохранила в точности свою прежнюю форму и блеск, но стала совершенно непрозрачной и вся потрескавшейся, причем все эти трещины лежали в виде колец, от дна или тупого конца до самого верха или маленькой точки. И несколькими исследованиями с помощью микроскопа нескольких таким образом разбитых капель я обнаружил, что трещины, как внутри тела капли, так и на внешней поверхности, лежат во многом в этом порядке.
Schem. 4.
Fig. X.
Пусть AB на рисунке X четвертой схемы представляет каплю, заключенную в футляр из рыбьего клея (будучи упорядоченной, как предписано ранее), потрескавшуюся или разбитую на куски, но кожицей или футляром удержанную в своей прежней форме, и каждая из ее потрескавшихся частей сохранена в точности в своем надлежащем положении; внешний вид ее несколько отчетливо для невооруженного глаза, но гораздо более заметно, если смотреть через маленькую линзу, выглядел во многом после этой формы. То есть тупой конец B на довольно большом протяжении, а именно, насколько кольцо CCC казалось нерегулярно потрескавшимся с различными расщелинами, которые все, казалось, стремились к центру его, будучи, как я впоследствии обнаружил и покажу вскоре в описании рисунка Y, основанием, как бы, конуса, который заканчивался немного выше середины капли, вся остальная поверхность от CCC до A была потрескавшейся с бесконечным числом маленьких и параллельных колец, которые, будучи по большей части очень круглыми, были очень густыми и близкими друг к другу, но не были так точно потрескавшимися, чтобы составить идеальное кольцо, но каждая круговая часть была нерегулярными трещинами потрескавшейся также на множество нерегулярных чешуек или плиток; и этот порядок наблюдался также на всю длину шейки.
Теперь, хотя я не мог так точно разрезать это коническое тело через ось, как представлено рисунком Y; но путем анатомирования, как бы, нескольких и принимая во внимание различные частные обстоятельства, я был проинформирован, что если бы я мог искусственно разделить потрескавшуюся каплю через ось или центр, я бы с помощью микроскопа обнаружил, что она выглядит во многом этой формы, где A означает вершину, а B — тупой конец, CC — конус основания, который заканчивается в T, верху или конце его, который, кажется, является самой серединой тупого конца, в котором заканчивается не только коническое тело основания CC, но и столько частей капли, сколько достигают высоты DD.
И это, казалось, было головой или началом сердцевины, как бы, или части тела, которая казалась более губчатой, чем остальная, и гораздо более нерегулярно потрескавшейся, которая от T поднималась через EE, хотя и менее заметно, в маленькую шейку к A. Зерно, как бы, всех трещин, которое исходит от всей внешней поверхности ADCCDA, было во многом таким же, как представлено черными штрихами, которые встречаются в середине DT, DT, DE, DE и т. д.
И этот вид зерна, как я могу его назвать, не является специфическим для стеклянных капель, таким образом закаленных; ибо (не говоря уже о медном купоросе и различных других марказитах и минералах, которые я часто замечал, что они таким же образом расслаиваются или зернисты, с своего рода сердцевиной в середине) я наблюдал то же самое во всех видах чугуна, особенно в более грубом сорте, из которого делаются печи, топки, задние стенки и горшки: ибо при поломке любого из этих веществ очевидно наблюдать, как от внешних сторон к середине идет своего рода радиация или зерно, во многом напоминающее это зерно стеклянной капли; но это зерно наиболее заметно в железных пулях, если они разбиты: те же феномены могут быть произведены путем отливки сурьмяного регула в пулевую форму, а также со стеклом сурьмы или почти с любым таким видом остеклованного вещества, либо отлитого в холодную форму, либо вылитого в воду.
Другие из этих капель я нагрел докрасна в огне, а затем позволил им остыть постепенно. И их я обнаружил совершенно потерявшими все свое фульминирующее или разлетающееся качество, а также свою твердую, хрупкую и пружинистую текстуру; и они приобрели гораздо более мягкий характер, и их гораздо легче было разбить или отломить пальцем; но их сильное и хрупкое качество было совершенно уничтожено, и они казались во многом той же консистенции, что и другое зеленое стекло, хорошо отожженное в печи.
Форма и величина их по большей части была такой же, как у рисунка Z; то есть вся поверхность их была очень гладкой и полированной, и по большей части круглой, но очень неровной или бугристой около D, и вся длина стебля была кое-где изъедена или сплющена. Около D, который находится в верхней части капли под той стороной стебля, которая вогнута, обычно образовывался один или несколько маленьких холмиков или выступов. Сама капля, прежде чем она разбита, кажется очень прозрачной, и к середине ее — очень полной маленьких пузырьков какого-то рода воздушного вещества, которые из-за преломления внешней поверхности кажутся гораздо больше, чем они есть на самом деле; и это может быть в значительной степени устранено, поместив каплю под поверхность чистой воды, ибо этим способом большая часть преломления выпуклой поверхности капли уничтожается, и пузырьки будут казаться гораздо меньше. И это, кстати, напоминает мне кажущуюся величину апертуры радужки или зрачка глаза, которая, хотя кажется и поэтому судится очень большой, все же не более четверти той величины, какой она кажется из-за линзового преломления роговицы.
Причину всех этих феноменов я представляю себе не иной, как ту, что части стекла, будучи из-за чрезмерного жара огня отодвинутыми и отделенными друг от друга и тем самым приведенными в своего рода вялую жидкую консистенцию, позволяют капать с тем жаром или агитацией, остающимися в них, в холодную воду; посредством чего внешние стороны капли немедленно охлаждаются и покрываются коркой, и тем самым делаются рыхлой текстуры, потому что части ее не имеют времени улечься неспешно вместе и, таким образом, лежать очень близко друг к другу: А самые внутренние части капли, сохраняя все еще большую часть своего прежнего жара и агитаций, остаются также рыхлой текстуры, и, по мере того как холод проникает внутрь от дна и сторон, закаляются, как бы, и делаются жесткими в том самом положении, в котором холод находит их. Ибо части корки, будучи уже затвердевшими, не позволят частям сжиматься больше от внешней поверхности внутрь; и хотя она сжимается немного из-за малых порций некоторых воздушных веществ, рассеянных через материю стекла, все же это не так сильно, как кажется (как я только что намекнул); и если бы это было так, этого было бы недостаточно, чтобы консолидировать и сгустить тело стекла в прочную и плотную текстуру после того, как оно было столь чрезмерно разрежено жаром стекловаренной печи.
Но что может быть такое расширение воздушного вещества, содержащегося в тех маленьких пузырьках в теле капли, этот следующий эксперимент сделает более очевидным.
Возьмите маленькую стеклянную трубку длиной около фута, запаяйте один ее конец герметично, затем вставьте очень маленький пузырек стекла, почти формы эссенциального флакона с открытым ртом к запаянному концу, затем вытяните другой конец трубки очень тонко и наполните весь цилиндр водой, затем поставьте эту трубку у огня, пока вода не начнет кипеть, а воздух в пузырьке не будет в значительной степени разрежен и вытеснен, затем, всасывая через сужающуюся трубку, можно высосать больше воздуха или паров из пузырька, так что он может опуститься на дно; когда он опущен на дно, в пламени свечи или лампы запаяйте тонкую трубку и дайте ей остыть: после чего очевидно наблюдать, во-первых, что вода постепенно осядет и сожмется в гораздо меньшее пространство: во-вторых, что воздух или пары в стекле расширятся настолько, чтобы поднять маленькое стекло: в-третьих, что по всей внутренней стороне стеклянной трубки появится бесконечное число маленьких пузырьков, которые по мере того, как вода становится все холоднее и холоднее, будут раздуваться все больше и больше, и многие из них будут подниматься вверх и лопаться на верху.
Благодаря этому отступлению тепла в стеклянных каплях, то есть вследствие закалки или охлаждения излучений, распространяющихся от поверхности вверх и внутрь по линиям CT, CT, DT, DE и т. д., пузырьки в капле получают пространство для некоторого расширения, а части стекла сжимаются; однако, поскольку этот процесс происходит слишком быстро для инертных частей стекла, сжатие осуществляется крайне неравномерно и беспорядочно, из-за чего частицы стекла изгибаются — одни в одну сторону, другие в другую, — но так, что большинство из них тяготеют к сердцевине или центру TEEE, или, скорее, от него наружу. Таким образом, они не могут высвободиться или распрямиться, пока какая-либо часть TEEE не будет сломана и ослаблена, ибо все части вокруг нее расположены наподобие арки, и до тех пор, пока их сцепление в TEEE не будет нарушено, они не могут разлететься, но поддерживают, защищают и фиксируют друг друга, подобно камням в своде, где каждый камень способствует устойчивости всей конструкции, и ни один камень нельзя извлечь, не обрушив весь свод. И везде, где удаляется какой-либо из этих радиальных клиньев DTD и т. д., являющихся составными частями этой арки, вся конструкция немедленно рассыпается; ибо все пружины отдельных частей освобождаются, немедленно распрямляются и разлетаются во все стороны; каждая часть своей упругостью способствует отбрасыванию самой себя и какой-либо другой прилегающей части. Но если эту каплю нагреть настолько сильно, чтобы части могли постепенно распрямиться, улечься и отжечься в таком положении, а затем дать им медленно остыть, то части, теряя при этом отжиге свою упругость, образуют каплю более мягкой, но менее хрупкой текстуры, и поскольку части вовсе не находятся под напряжением, то даже если какая-либо часть середины или сердцевины TEEE будет сломана, капля вовсе не разлетится на куски, как прежде.
Эту свою догадку я постараюсь обосновать, пояснив каждое отдельное утверждение аналогичными экспериментами: утверждения таковы.
Во-первых, что части стекла, находясь в жидком состоянии и будучи горячими, более разрежены или занимают больше места, чем в твердом и холодном состоянии.
Во-вторых, что части капли претерпевают двоякое сжатие.
В-третьих, что падение или закалка раскаленного металла в воде придает ему твердую, упругую и разреженную текстуру.
В-четвертых, что в частях стекла, подвергнутых такой закалке, сохраняется изгиб или сила, от которой они стремятся освободиться.
В-пятых, что структура капли, способная препятствовать высвобождению ее частей, аналогична структуре арки.
В-шестых, что внезапное разлетание частей происходит вследствие их упругости.
В-седьмых, что постепенное нагревание и охлаждение отжигает или приводит части стекла к текстуре, которая является более рыхлой и легче поддается разрушению, но не столь хрупкой.
Что первое из них верно, можно заключить из того, что теплота есть свойство тела, возникающее из движения или возбуждения его частей; и поэтому любое тело, которого она касается, должно неизбежно получить часть этого движения, вследствие чего его части будут сотрясаться и приходить в возбуждение, а затем постепенно освобождаться и отделяться друг от друга, и каждая движущаяся таким образом часть проявляет посредством этого движения стремление (conatus) вытеснить и сместить все соседние частицы. Так, воздух, заключенный в сосуде, при нагревании разорвет его на куски. Так я однажды разбил мочевой пузырь, держа его над огнем в руке, с такой силой и шумом, что на мгновение почти оглох, и это намного превосходило шум мушкета: то же самое я проделал, бросив в огонь маленькие герметично запаянные стеклянные пузырьки с заключенной в них капелькой воды. Так и вода, или любая другая жидкость, заключенная в подходящий сосуд, при нагревании явно расширяется с очень большой силой, так что разрывает самый прочный сосуд, если при нагревании она плотно в нем заперта. Это весьма наглядно показывают запаянные термометры, которые я, путем нескольких испытаний, наконец довел до большой точности и чувствительности: ибо я изготовил некоторые с трубками длиной более четырех футов, в которых расширяющаяся жидкость варьировалась настолько, что в летнюю жару была почти у самого верха, а в самое холодное время зимы — почти у самого дна. Трубки, которые я для них использую, — это очень толстые, прямые и ровные стеклянные трубки с очень малым отверстием, а и головку, и корпус я специально изготовил на стекольном заводе из того же металла, из которого вытянуты трубки: их я могу легко в пламени лампы, раздуваемом мехами, запаять и соединить вместе так, чтобы они оставались очень прочными, плотными и ровными; таким образом, я сначала присоединяю корпус, а затем заполняю его и часть трубки, пропорционально длине трубки и теплу сезона, в который я это делаю, лучшим ректификованным винным спиртом, сильно окрашенным прекрасным цветом кошенили, который я еще больше углубляю, вливая несколько капель обычного спирта мочи, который не должен быть слишком хорошо ректификован, так как он может вызвать свертывание жидкости и ее застревание в малом отверстии трубки. Эту жидкость я на опыте нашел самой чувствительной из всех спиртосодержащих жидкостей, и они гораздо заметнее реагируют на изменения тепла и холода, чем другие более флегматичные и тяжелые жидкости, и столь же способны принимать глубокий оттенок и сохранять его, как любая другая жидкость; и (что делает ее еще более приемлемой) она не подвержена замерзанию при любом известном холоде. Когда я таким образом заполнил его, я могу очень легко в вышеупомянутом пламени лампы запаять и присоединить его головку.
Затем, для градуировки трубки, я фиксирую начало моего деления там, где остается поверхность жидкости в трубке, когда шарик помещен в обычную дистиллированную воду, которая настолько холодна, что только начинает замерзать и превращаться в хлопья; и эту отметку я фиксирую в удобном месте трубки, чтобы сделать ее способной показывать очень много степеней холода ниже той, которая требуется для замерзания воды: остальные мои деления, как выше, так и ниже этой (которую я отмечаю [0] или нулем), я размещаю в соответствии со степенями расширения или сжатия жидкости пропорционально объему, который она имела, когда подвергалась только что упомянутому замерзающему холоду. И это можно сделать очень легко и достаточно точно следующим способом: подготовьте цилиндрический сосуд из очень тонкого листового латуни или серебра, ABCD фигуры Z; диаметр полости которого AB пусть будет около двух дюймов, а глубина BC — такой же; пусть каждый конец будет закрыт плоской и гладкой пластиной из того же материала, плотно припаянной, а посредине верхней крышки сделайте довольно большое отверстие EF, размером около пятой части диаметра другого; в него очень хорошо закрепите на цементе прямую и ровную цилиндрическую стеклянную трубку EFGH, диаметр полости которой пусть будет ровно одна десятая диаметра большего цилиндра. Пусть эта трубка будет отмечена в GH алмазом, так чтобы G от E находилось на расстоянии ровно двух дюймов, или на той же высоте, что и полость большего цилиндра, затем разделите длину EG ровно на 10 частей, так что вместимость полости каждого из этих делений будет 1/1000 частью вместимости большего цилиндра. Когда этот сосуд таким образом подготовлен, способ маркировки и градуировки термометров может быть очень легко выполнен следующим образом:
Наполните этот цилиндрический сосуд той же жидкостью, которой наполнены термометры, затем поместите и его, и термометр, который вы собираетесь градуировать, в воду, готовую к замерзанию, и доведите поверхность жидкости в термометре до первой отметки или [0]; затем так соразмерьте количество жидкости в цилиндрическом сосуде, чтобы ее поверхность была как раз у нижнего конца маленького стеклянного цилиндра; затем очень осторожно и постепенно нагревайте воду, в которой стоят и термометр, и этот цилиндрический сосуд, и по мере того, как вы заметите, что окрашенная жидкость поднимается в обеих трубках, острием алмаза сделайте несколько отметок на трубке термометра в тех местах, которые при сравнении расширения в обеих трубках соответствуют делениям цилиндрического сосуда, и, отметив таким образом несколько этих делений на трубке, будет очень легко по ним отметить все остальные части трубки и, соответственно, присвоить каждому делению надлежащий символ.