Но теперь, что касается истинного направления север-юг, хотя метод тени, выполненный на поистине ровной поверхности, был бы достаточно удовлетворительным для первого грубого приближения или даже для того, что любой, кроме астрономов, счел бы чрезвычайной точностью, он был бы открыт для серьезных возражений для действительно точной работы. Эти возражения стали бы известны наблюдателям задолго до того, как было начато строительство пирамиды, и были бы связаны с трудностями, которые, я думаю, и подсказали саму идею строительства такого сооружения.
Предположим, что установлен вертикальный заостренный столб и отмечено положение конца тени на идеально ровной поверхности; тогда, какое бы использование мы ни намеревались сделать из этого наблюдения, существенно, чтобы мы знали точное положение центра основания стержня, а также чтобы стержень был поистине вертикальным. Иначе мы получили точно положение только одного конца линии, которую мы хотим, а чтобы правильно провести линию, мы должны были бы так же точно знать положение другого конца. Если мы хотим также знать истинное положение линии, соединяющей острие стержня и тень этого острия, нам требуется знать истинную высоту стержня. И даже если мы определили эти точки, у нас все еще нет материальной линии от острия стержня до места его тени. Веревка или цепь от одной точки до другой была бы изогнутой, даже если бы была туго натянута, и она не была бы туго натянута, если бы была длинной, без того чтобы либо порваться, либо опрокинуть стержень. Прямой стержень требуемой длины нельзя было бы легко изготовить или использовать: если бы он был достаточно прочным, чтобы лежать прямо от точки до точки, он был бы громоздким, если бы он не был достаточно прочным, так что он прогибался бы под собственным весом, он был бы бесполезным.
Таким образом, метод тени, будучи трудным в применении для получения истинной горизонтальной линии север-юг, совершенно не смог бы дать материальных указаний на высоту Солнца в конкретные дни, без чего было бы невозможно получить таким образом какие-либо материальные указания на положение небесного полюса.
Естественным ресурсом при этих обстоятельствах — по крайней мере, естественным ресурсом для астрономов, которые могли позволить себе принять такой план, — было бы возведение масс каменной кладки, в которых были бы трубчатые отверстия или туннели, указывающие в определенные требуемые направления. В некотором смысле приспособление было бы неуклюжим, ибо туннель, однажды построенный, не допускал бы никакого изменения положения и даже не позволял бы никаких, кроме очень ограниченных, изменений в направлении линии обзора через них. Фактически, чем эффективнее был бы туннель в определении какого-либо конкретного направления, тем меньше простора, конечно, он давал бы для любого изменения в направлении линии обзора вдоль него. Так что астрономический архитектор должен был бы ограничить использование этого конкретного метода теми случаями, в которых большая точность в получении линии направления и большая жесткость в материальном указании положения этой линии были существенны или, по крайней мере, чрезвычайно желательны. Опять же, в некоторых случаях, которые будут отмечены вскоре, ему потребовалась бы не трубка, направленная на какую-то особую фиксированную точку в небе, а отверстие, обеспечивающее какой-то особый диапазон обзора. И снова, для него было бы явно хорошо сохранить, когда это возможно, возможность использования метода тени при наблюдении Солнца и Луны; ибо этот метод в случае тел, меняющих свое положение на небесной сфере, а не только по отношению к сторонам света, был бы очень ценным. Его ценность была бы повышена, если бы тени могли быть сформированы объектами и получены на поверхностях, занимающих постоянное положение.
Мы начинаем видеть некоторые требования к астрономическому зданию, которое, как мы предположили, планировали более ранние наблюдатели.
Во-первых, такое здание должно быть большим, чтобы придать подходящую длину линиям направления, будь то вдоль краев здания или вдоль трубчатых проходов или туннелей внутри него. Во-вторых, оно должно быть массивным, чтобы эти края и проходы могли иметь необходимую устойчивость и постоянство. В-третьих, оно должно быть формы, способствующей такой устойчивости, и поскольку высота над окружающими объектами (даже холмами, лежащими на значительном расстоянии) была бы желательной особенностью, было бы правильным иметь массу каменной кладки, уменьшающуюся от основания вверх. В-четвертых, оно должно иметь тщательно ориентированные стороны, так что оно должно иметь либо квадратное, либо прямоугольное основание с двумя сторонами, лежащими точно на север и юг, а две другие — точно на восток и запад. В-пятых, оно должно иметь направление полюса мира, либо фактически указанное туннелем какого-то рода, направленным прямо на полюс, либо выводимое из туннеля, направленного на подходящую звезду близ истинного полюса мира.
Нижняя часть пирамиды выполнила бы условия, требуемые для устойчивости такого сооружения, и квадратная или прямоугольная форма была бы подходящей для основания такой пирамиды. Мы не должны упускать из виду тот факт, что полная пирамида была бы совершенно непригодна для астрономического здания. Даже пирамида, построенная из слоев камня и продолженная так далеко вверх, что самый верхний слой состоял из одного массивного камня, была бы совершенно бесполезна как обсерватория. Представление, которое разделяли некоторые причудливые люди, о том, что одной из целей, которым должна была служить Великая пирамида, было предоставление приподнятой небольшой платформы высоко над общим уровнем почвы, чтобы астрономы могли взбираться ночь за ночью на эту платформу и оттуда проводить свои наблюдения за звездами, совершенно несостоятельно. Вероятно, никакая фантазия относительно пирамид не сделала больше для дискредитации астрономической теории этих сооружений, чем это нелепое представление; потому что даже те, кто не являются астрономами и поэтому мало знакомы с требованиями к зданию, предназначенному для астрономических наблюдений, сразу же осознают тщетность любого такого устройства и огромную, можно почти сказать бесконечную, несоразмерность между стоимостью, за которую была бы получена приподнятая небольшая платформа, и малым преимуществом, которое астрономы получили бы от подъема на нее вместо наблюдения с уровня земли. И все же мы видели, что это представление не только серьезно выдвигалось людьми, которые в некоторой степени знакомы с астрономическими требованиями, но и тщательно иллюстрировалось. Так, в «Истории небес» Фламмариона есть картина, изображающая шесть астрономов в восточных одеждах, примостившихся в неудобных позах на самых верхних ступенях пирамиды, откуда они пристально смотрят на комету, естественно, не имея ни малейшей возможности определить ее истинное положение в небе, поскольку у них нет никаких линий направления для руководства. Помимо этого, их внимание очень правильно направлено в значительной степени на необходимость сохранения равновесия. Фактически, только в одном пункте эта картина согласуется с априорными вероятностями — а именно, в большом мышечном развитии этих древних наблюдателей. Они совершенно геркулесовы, и вполне могли бы быть такими, если бы ночь за ночью им приходилось наблюдать небесные тела с места, до которого так трудно добраться и где в течение долгих ночных часов приходится сохранять столь неловкие позы.
Совершенно ясно, и это, по сути, одна из главных трудностей астрономической теории пирамид, что они могли служить каким-либо полезным астрономическим целям только тогда, когда эти здания были еще не завершены; тем не менее, мы не должны из-за этого позволять себе на этой ранней стадии нашего исследования отвлекаться от астрономической теории тем, что должно быть признано очень сильным аргументом против нее. Мы видели, что существуют столь решительные и даже демонстративные доказательства в пользу теории о том, что пирамиды не были ориентированы общим, а тем более просто случайным образом, и это, в действительности, столь ясное доказательство их астрономического значения, что мы должны двигаться дальше по линии рассуждений, которую мы приняли, — готовые, конечно, повернуть назад, если будут найдены абсолютно убедительные доказательства против теории астрономической цели пирамид, но ожидая скорее, что при тщательном исследовании вскоре может быть найдено средство устранения этого конкретного возражения.
Предположим, тогда, что астрономы решили воздвигнуть массивное здание на квадратном или прямоугольном основании, должным образом ориентированном, построив внутри этого здания такие трубчатые отверстия, которые были бы наиболее полезны для цели указания истинных направлений определенных небесных объектов в определенные времена и сезоны.
Прежде чем начинать столь дорогостоящее сооружение, они позаботились бы о выборе наилучшего возможного положения для него, не только в отношении природы почвы, но и в отношении широты. Ибо следует помнить, что из определенных частей Земли различные точки и круги, которые астроном распознает на небесах, занимают особые положения и выполняют особые отношения.
Что касается условий почвы, окружающей местности и так далее, немногие положения могли превзойти то, которое было выбрано для Великой пирамиды и ее спутниц. Пирамиды Гизы расположены на скалистой платформе, примерно в 150 футах над уровнем пустыни. Самая большая из них, пирамида Хеопса, стоит на возвышении, свободном со всех сторон, настолько, что вокруг нее скопилось меньше песка, чем было бы в противном случае. Насколько восхитительно подходят эти пирамиды для наблюдательных станций, показывает то, как они сами видны издалека. Каждый, кто видел пирамиды, отмечал, что чувство зрения обманывается при попытке оценить их расстояние и величину. «Хотя они удалены на несколько лье от зрителя, они кажутся находящимися близко; и только после того, как он проехал несколько миль по прямой линии к ним, он начинает осознавать их огромный объем, а также чистую атмосферу, через которую они рассматриваются».
Что касается их астрономического положения, кажется ясным, что строители намеревались поместить Великую пирамиду точно на 30-й широте, или, другими словами, на той широте, где истинный полюс мира находится на одной трети пути от горизонта до точки над головой (зенита), и где полуденное Солнце в истинную весну или осень (когда Солнце восходит почти точно на востоке и заходит почти точно на западе) находится на двух третях пути от горизонта до точки над головой. В обсерватории, установленной точно в этом положении, некоторые из расчетов или геометрических конструкций, в зависимости от случая, вовлеченных в астрономические проблемы, значительно упрощаются. Первая проблема Евклида, например, с помощью которой строится треугольник с тремя равными сторонами, дает средства для проведения правильного угла, под которым полуденное Солнце весной или осенью поднято над горизонтом и под которым полюс мира удален от точки над головой. Отношения, зависящие от этого угла, также легче рассчитываются, по той же самой причине, фактически, по которой сам угол легче построить. И хотя строители Великой пирамиды должны были продвинуться далеко за пределы той стадии, на которой возникла бы какая-либо трудность в непосредственном обращении с другими углами, все же они осознали бы огромное преимущество наличия одного из углов, входящих в их проблемы, таким образом удобно выбранным. В наше время, когда с помощью логарифмических и других таблиц все расчеты значительно упрощаются, и когда также астрономы научились признавать, что никакой возможный выбор широты не упростил бы их труды (если только обсерватория не могла быть установлена на самом Северном полюсе, что было бы в других отношениях неудобно), вопросы такого рода больше не стоят рассмотрения, но для математиков, которые планировали Великую пирамиду, они обладали бы чрезвычайной важностью.
Fig. 1.
Чтобы установить центр будущего основания пирамиды на 30-й широте, можно было использовать два метода, оба уже в некоторой степени рассмотренные, — метод тени и метод Полярной звезды. Если в полдень, в сезон, когда Солнце восходило строго на востоке и заходило строго на западе, вертикальный стержень A C отбрасывал тень C D, пропорциональную A C так, что A C D был бы половиной равностороннего треугольника, то теоретически точка, где был помещен этот стержень, находилась бы на 30-й широте. На самом деле это было бы не так, потому что воздух, преломляя солнечные лучи, поднимает Солнце по-видимому несколько выше его истинного положения. Помимо этого, во время истинной весны или осени Солнце не кажется восходящим строго на востоке или заходящим строго на западе, ибо оно поднято над горизонтом атмосферной рефракцией, прежде чем оно действительно достигло его утром, и оно остается поднятым над ним после того, как оно действительно прошло ниже — понимая слово «действительно» как относящееся к его фактическому геометрическому направлению. Таким образом, в истинную весну и осень Солнце восходит немного севернее востока и заходит немного севернее запада. Атмосферная рефракция, действительно, настолько заметна в отношении этих частей кажущегося пути Солнца, что она должна была быть быстро распознана. Вероятно, однако, она рассматривалась бы как особенность, затрагивающая только Солнце, когда оно близко к горизонту, и была бы (правильно) связана с его кажущимся изменением формы, когда оно так расположено. Астрономы были бы таким образом лишены возможности использовать горизонтальное положение Солнца в любой сезон, чтобы направлять их относительно сторон света, но они все равно рассматривали бы Солнце, когда оно поднято высоко над горизонтом, как подходящий астрономический индекс (так сказать), и не имели бы представления о том, что даже на высоте шестидесяти градусов над горизонтом, или видимое как в направлении D A, рис. 1, оно видится заметно выше своего истинного положения.
Применяя этот метод — метод тени — для фиксации широты основания пирамиды, они полагали бы, что Солнце находится на шестьдесят градусов выше горизонта в полдень, в истинную весну или осень, когда в действительности оно было несколько ниже этого возвышения. Или, другими словами, они полагали бы, что находятся на 30-й северной широте, когда в действительности они находились дальше на север (полуденное Солнце в любой сезон опускается все ниже и ниже по мере того, как мы движемся все дальше и дальше на север). Фактическая величина, на которую, предполагая их наблюдения точными, они таким образом установили бы эту станцию севернее ее надлежащего положения, зависела бы от преломляющих качеств воздуха в Египте. Но хотя существует некоторая небольшая разница в этом отношении между Египтом и Гринвичем, она невелика; и мы можем определить по таблицам рефракции Гринвича, с очень небольшим пределом ошибки, величину, на которую архитекторы Великой пирамиды установили бы центр или основание севернее 30-й широты, если бы они полагались исключительно на метод тени. Расстояние составило бы насколько возможно 1125 ярдов, или, скажем, три фурлонга.
Теперь, если бы они следовали другому методу, наблюдая за звездами вокруг полюса, чтобы определить высоту истинного полюса мира, они были бы таким же образом подвержены ошибке, возникающей из-за эффектов атмосферной рефракции. Они действовали бы, вероятно, несколько таким образом: используя любой вид линий направления, они измерили бы высоту своей Полярной звезды (1) при прохождении непосредственно под полюсом и (2) при прохождении непосредственно над полюсом. Среднее значение полученных таким образом высот было бы высотой истинного полюса мира. Теперь, атмосферная рефракция влияет на звезды так же, как она влияет на Солнце, и чем ближе звезда к горизонту, тем больше она поднимается атмосферной рефракцией. Полярная звезда в обоих своих положениях — то есть при прохождении под полюсом и при прохождении над этой точкой — поднимается рефракцией, несколько больше, когда она внизу, чем когда она вверху; но оцененное положение самого полюса, поднятое примерно на среднее значение этих двух эффектов, по сути, поднято почти точно так же, как оно было бы, если бы оно само наблюдалось непосредственно (то есть, если бы звезда занимала сам полюс, вместо того чтобы просто кружить близко вокруг полюса). Мы можем тогда упростить дело, исключив из рассмотрения в настоящее время все вопросы о фактической Полярной звезде во времена строителей пирамид и просто рассматривая, насколько они ошиблись бы в установке основания пирамиды, если бы они определили свою широту путем наблюдения звезды, занимающей положение истинного полюса мира.
Они попытались бы определить, где полюс кажется поднятым ровно на тридцать градусов над горизонтом. Но эффект рефракции заключается в поднятии каждого небесного объекта выше его истинного положения, поэтому они предположили бы, что полюс поднят на тридцать градусов, когда в действительности он был поднят меньше этого. Другими словами, они предположили бы, что находятся на 30-й широте, когда в действительности они находились на какой-то более низкой широте, ибо полюс мира поднимается все выше и выше над горизонтом по мере того, как мы переходим к более высоким широтам. Таким образом, они установили бы свою станцию несколько южнее 30-й широты, вместо того чтобы быть севернее, как когда предполагалось, что они использовали метод тени. Здесь снова мы можем найти, насколько далеко они установили бы ее южнее этой широты. Используя таблицу рефракции Гринвича (которая такая же, как у Бесселя), мы находим, что они совершили бы гораздо большую ошибку, чем при использовании другого метода, просто потому, что они наблюдали бы тело на высоте около тридцати градусов, тогда как при измерении полуденной высоты Солнца весной или осенью они наблюдали бы тело на вдвое большей высоте. Ошибка составила бы, фактически, в этом случае, около 1 мили 1512 ярдов.
Кажется совсем не невероятным, что астрономы, столь искусные и изобретательные, какими явно были строители пирамиды, использовали бы оба метода. В этом случае они, безусловно, получили бы широко расходящиеся результаты, какими бы грубыми ни были их средства и методы, несомненно, по сравнению с современными инструментами и методами. Точное определение по плану тени установило бы их на 1125 ярдов к северу от истинной широты; в то время как точное определение по методу Полярной звезды установило бы их на 1 милю 1512 ярдов к югу от истинной широты. Были ли они таким образом приведены к обнаружению эффекта атмосферной рефракции на небесные тела высоко над горизонтом, может быть предметом спора. Но, безусловно, они распознали бы действие какой-то причины, делающей один или другой метод, или оба метода, неудовлетворительными. Если так, и мы едва ли можем сомневаться, что это действительно произошло бы (ибо, конечно, они распознали бы теоретическую справедливость обоих методов, и мы едва ли можем представить, что, имея два доступных метода, они ограничили бы свои операции только одним методом), они едва ли увидели бы лучший способ действий, чем занять положение, промежуточное между двумя, которые они таким образом получили. Такое положение лежало бы почти точно на 1072 ярда южнее истинной 30-й северной широты.