Следствие. Отсюда также очевидно, что вода в воде не имеет никакого веса, потому что все части воды, как части сверху, так и части, находящиеся непосредственно под ними, стремятся ко дну с равным стремлением и по одним и тем же прямым линиям.
The weight of a body that floateth, is equal to the weight of so much water as would fill the space which the immersed part of the body takes up within the water.
7. Если тело плавает на воде, вес этого тела равен весу такого количества воды, которое заполнило бы место, занимаемое погруженной частью тела внутри воды.
Пусть EF (на рис. 3) будет телом, плавающим в воде ABCD; и пусть часть E будет над водой, а другая часть F — под водой. Я утверждаю, что вес всего тела EF равен весу такого количества воды, которое вместит пространство F. Ибо, видя, что вес тела EF вытесняет воду из пространства F и помещает ее на поверхность AB, где она давит вниз, следует, что от сопротивления дна также возникнет стремление вверх. И видя опять, что этим стремлением воды вверх тело EF поднимается, следует, что если стремление тела вниз не равно стремлению воды вверх, то либо все тело EF вследствие этого неравенства их стремлений или моментов будет поднято из воды, либо оно опустится на дно. Но предполагается, что оно стоит так, что ни поднимается, ни опускается. Следовательно, существует равновесие между двумя стремлениями; то есть вес тела EF равен весу такого количества воды, которое вместит пространство F; что и требовалось доказать.
If a body be lighter than water, then how big soever that body be, it may float upon any quantity of water, how little soever.
8. Отсюда следует, что любое тело, какой бы величины оно ни было, при условии, что оно состоит из материи, менее тяжелой, чем вода, может тем не менее плавать на любом количестве воды, как бы мало оно ни было.
Пусть ABCD (на рис. 4) будет сосудом; и пусть в нем находится тело EFGH, состоящее из материи, которая менее тяжела, чем вода; и пусть пространство AGCF будет заполнено водой. Я утверждаю, что тело EFGH не опустится на дно DC. Ибо, видя, что материя тела EFGH менее тяжела, чем вода, если бы все пространство вне ABCD было заполнено водой, то все же некоторая часть тела EFGH, например EFIK, находилась бы над водой; и вес такого количества воды, которое заполнило бы пространство IGHK, был бы равен весу всего тела EFGH; и, следовательно, GH не коснулось бы дна DC. Что касается стенок сосуда, то не имеет значения, твердые они или жидкие; ибо они служат лишь для ограничения воды; что может быть сделано так же хорошо водой, как и любой другой материей, какой бы твердой она ни была; и вода вне сосуда ограничена где-то так, что она не может распространяться дальше. Часть, следовательно, EFIK будет выступать над водой AGCF, которая содержится в сосуде. Поэтому тело EFGH также будет плавать на воде AGCF, как бы мало этой воды ни было; что и требовалось доказать.
How water may be lifted up and forced out of a vessel by air.
9. В 4-й статье главы XXVI приводится для доказательства пустоты опыт с водой, заключенной в сосуде; эта вода при открытии отверстия сверху выбрасывается вверх под действием импульса воздуха. Спрашивается, следовательно, видя, что вода тяжелее воздуха, как это может происходить. Пусть будет рассмотрен второй рисунок той же главы XXVI, где вода с большой силой впрыскивается шприцем в пространство FGB. При этом впрыскивании воздух (но чистый воздух) выходит с той же силой из сосуда через впрыснутую воду. Но что касается тех малых тел, которые я ранее предполагал смешанными с воздухом и движущимися простым движением, то они не могут вместе с чистым воздухом проникнуть в воду; но, оставаясь позади, они неизбежно сжимаются в более узкое место, а именно в пространство, которое находится над водой FG. Движения, следовательно, этих малых тел будут все менее и менее свободными, чем больше количество впрыснутой воды; так что от их движений, при которых они сталкиваются друг с другом, эти малые тела будут взаимно сжимать друг друга и иметь постоянное стремление восстановить свою свободу и подавить воду, которая им мешает. Поэтому, как только отверстие сверху открывается, вода, которая находится ближе всего к нему, будет иметь стремление подняться и поэтому неизбежно выйдет наружу. Но она не может выйти, если в то же время не войдет столько же воздуха; и поэтому и вода выйдет, и воздух войдет, пока те малые тела, которые остались внутри сосуда, не восстановят свою прежнюю свободу движения; то есть пока сосуд снова не наполнится воздухом и не останется воды достаточной высоты, чтобы остановить проход в B. Таким образом, я показал возможную причину этого явления, а именно ту же, что и у грома. Ибо как при возникновении грома малые тела, заключенные внутри облаков, будучи слишком тесно сжаты, своим движением разрывают облака и возвращают себе естественную свободу; так и здесь малые тела, заключенные внутри пространства, которое находится над прямой линией FG, своим собственным движением вытесняют воду, как только проход открывается сверху. И если проход будет оставаться закрытым, а эти малые тела будут еще сильнее сжиматься из-за постоянного втискивания большего количества воды, они в конце концов с большим шумом разорвут сам сосуд.
Why a bladder is heavier when blown full of air, than when it is empty.
10. Если вдуть воздух в полый цилиндр или в пузырь, это немного увеличит вес любого из них, как многие обнаружили на опыте, кто с большой точностью пробовал это делать. И это неудивительно, видя, как я предполагал, что с обычным воздухом смешано большое количество малых твердых тел, которые тяжелее чистого воздуха. Ибо эфирная субстанция, будучи со всех сторон одинаково взволнована движением Солнца, имеет равное стремление ко всем частям вселенной; и, следовательно, она не имеет никакой тяжести.
The cause of the ejection upwards of heavy bodies from a wind-gun.
11. Мы также находим на опыте, что силой воздуха, заключенного в полой пушке, свинцовая пуля может быть с немалой силой выстрелена из ружья недавнего изобретения, называемого ветровым ружьем. В конце этой пушки есть два отверстия с клапанами на внутренней стороне, чтобы плотно их закрывать; одно из них служит для впуска воздуха, а другое — для его выпуска. Также к тому концу, который служит для приема воздуха, присоединен другой ствол из того же металла и той же величины, в который вставлен шомпол, имеющий отверстие, а также клапан, открывающийся в сторону первого ствола. С помощью этого клапана шомпол легко оттягивается назад и впускает воздух снаружи; а будучи часто оттягиваемым назад и возвращаемым обратно сильными ударами, он вгоняет некоторую часть этого воздуха в первый ствол до тех пор, пока, наконец, сопротивление заключенного воздуха не станет больше силы удара. И этим способом люди думают, что теперь в стволе находится большее количество воздуха, чем было раньше, хотя он был полон и до этого. Также воздух, таким образом вгнанный, сколько бы его ни было, удерживается от выхода обратно вышеупомянутыми клапанами, которые само стремление воздуха выйти наружу неизбежно закрывает. Наконец, когда открывается клапан, сделанный для выпуска воздуха, он тотчас же с силой вырывается наружу и гонит пулю перед собой с большой силой и скоростью.
Что касается причины этого, я мог бы легко приписать ее, как делает большинство людей, конденсации и думать, что воздух, который сначала имел лишь свою обычную степень разреженности, был впоследствии, путем вгоняния большего количества воздуха, сгущен, а в самом конце снова разрежен, будучи выпущен и возвращен к своей естественной свободе. Но я не могу представить, как одно и то же место может быть всегда полным и, тем не менее, содержать иногда большее, иногда меньшее количество материи; то есть, что оно может быть полнее, чем полное. Не могу я также представить, как полнота сама по себе может быть эффективной причиной движения. Ибо и то, и другое невозможно. Поэтому мы должны искать какую-то другую возможную причину этого явления. Пока, следовательно, клапан, который служит для впуска воздуха, открывается первым ударом шомпола, воздух внутри с равной силой сопротивляется вхождению воздуха снаружи; так что стремления между внутренним и внешним воздухом противоположны, то есть существуют два противоположных движения, пока один входит, а другой выходит; но никакого увеличения воздуха внутри ствола нет. Ибо ударом выталкивается столько же чистого воздуха, который проходит между шомполом и стенками ствола, сколько вгоняется воздуха нечистого тем же ударом. И таким образом, многими сильными ударами количество малых твердых тел будет увеличиваться внутри ствола, и их движения также будут становиться все сильнее и сильнее, пока материя ствола способна выдерживать их силу; если он не будет разорван, то, по крайней мере, будет побуждаем во все стороны их стремлением освободиться; и как только клапан, который служит для их выпуска, будет открыт, они вылетят с сильным движением и унесут с собой пулю, которая находится на их пути. Таким образом, я привел возможную причину этого явления.
The cause of the ascent of water in a weather-glass.
12. Вода, вопреки обыкновению тяжелых тел, поднимается в термометре; но она делает это, когда воздух холодный: ибо когда он теплый, она снова опускается. И этот прибор называется термометром или термоскопом, потому что степени тепла и холода измеряются и отмечаются им. Он сделан следующим образом. Пусть ABCD (на рис. 5) будет сосудом, полным воды, а EFG — полым цилиндром из стекла, закрытым в E и открытым в G. Пусть он будет нагрет и поставлен вертикально внутри воды до F; и пусть открытый конец достигает G. Когда это сделано, по мере того как воздух мало-помалу становится холоднее, вода будет медленно подниматься внутри цилиндра от F к E; пока, наконец, внешний и внутренний воздух не придут к одной и той же температуре, она не будет ни подниматься выше, ни опускаться ниже, пока температура воздуха не изменится. Предположим, следовательно, что она установилась где-либо, например в H. Если теперь тепло воздуха увеличится, вода опустится ниже H; а если тепло уменьшится, она поднимется выше него. Что, хотя и известно достоверно по опыту как истинное, причина, тем не менее, до сих пор не была обнаружена.
В шестой и седьмой статьях главы XXVIII, где я рассматриваю причину холода, я показал, что жидкие тела становятся холоднее от давления воздуха, то есть от постоянного ветра, который давит на них. По той же причине поверхность воды испытывает давление в F; и, не имея места, куда она могла бы отступить от этого давления, кроме полости цилиндра между H и E, она поэтому неизбежно вытесняется туда холодом, и, следовательно, она поднимается больше или меньше, в зависимости от того, насколько усиливается холод. И снова, по мере того как тепло становится более интенсивным или холод более слабым, та же вода будет опускаться больше или меньше под действием собственной тяжести, то есть под действием причины тяжести, объясненной выше.
Cause of motion upwards in living creatures
13. Также живые существа, хотя они и тяжелы, могут прыжками, плаванием и полетом поднимать себя на определенную высоту. Но они не могут делать этого, если не поддерживаются каким-либо сопротивляющимся телом, таким как земля, вода и воздух. Ибо эти движения имеют свое начало от сокращения, с помощью мышц, тела одушевленного. Ибо за этим сокращением следует растяжение всего их тела; этим растяжением земля, вода или воздух, которые поддерживают их, сжимаются; и отсюда, вследствие реакции этих сжатых тел, живые существа приобретают стремление вверх, но такое, которое вследствие тяжести их тел тотчас же снова теряется. Этим стремлением, следовательно, живые существа поднимают себя на небольшое расстояние прыжком, но без особого успеха: но плаванием и полетом они поднимают себя на большую высоту; потому что, прежде чем эффект их стремления будет полностью погашен тяжестью их тел, они могут возобновить то же стремление снова.
Что силой души, без какого-либо предшествующего сокращения мышц или помощи чего-либо для поддержки, человек может быть способен поднять свое тело вверх, есть детская выдумка. Ибо если бы это было правдой, человек мог бы поднять себя на какую угодно высоту.
That there is in nature a kind of body heavier than air, which nevertheless is not by sense distinguishable from it.
14. Прозрачная среда, которая окружает глаз со всех сторон, невидима; и воздух не виден в воздухе, и вода в воде, и ничто, кроме того, что более непрозрачно. Но в пределах двух прозрачных тел одно из них может быть отличимо от другого. Поэтому не является чем-то столь уж смешным для обычных людей думать, что все то пространство пусто, в котором, как мы говорим, есть воздух; ибо это дело разума — заставить нас понять, что воздух есть что-то. Ибо с помощью какого из наших чувств мы замечаем воздух, видя, что мы не видим, не слышим, не пробуем на вкус, не обоняем и не чувствуем его как что-либо? Когда мы чувствуем тепло, мы не приписываем его воздуху, а огню: не говорим мы и того, что воздух холодный, а что мы сами холодные; и когда мы чувствуем ветер, мы скорее думаем, что что-то приближается, чем что что-то уже пришло. Также мы совсем не чувствуем веса воды в воде, тем более воздуха в воздухе. То, что мы приходим к знанию того, что это тело, которое мы называем воздухом, происходит благодаря рассуждению; но только по одной причине, а именно потому, что удаленные тела не могут воздействовать на наши органы чувств иначе, как с помощью тел промежуточных, без которых мы не могли бы иметь о них ощущения, пока они не станут соприкасающимися. Поэтому только из чувств, без рассуждения о следствиях, мы не можем иметь достаточного доказательства природы тел.
Ибо под землей, в некоторых угольных шахтах, есть некая материя промежуточной природы между водой и воздухом, которую, тем не менее, невозможно отличить чувствами от воздуха; ибо она так же прозрачна, как чистейший воздух; и, насколько могут судить чувства, одинаково проницаема. Но если мы посмотрим на эффект, он подобен эффекту воды. Ибо когда эта материя вырывается из земли в одну из таких ям, она заполняет ее полностью или до некоторой степени; и если человек или огонь будут опущены в нее, она гасит их почти за такое же короткое время, как это сделала бы вода. Но для лучшего понимания этого явления я опишу 6-й рисунок. В котором пусть AB представляет шахту; и пусть часть ее, а именно CB, будет предполагаться заполненной этой материей. Если теперь зажженная свеча будет опущена в нее ниже C, она погаснет так же внезапно, как если бы ее сунули в воду. Также, если решетка, наполненная углем, тщательно раздутым и горящим очень ярко, будет опущена, как только она окажется ниже C, огонь начнет бледнеть и вскоре после этого, потеряв свой свет, погаснет, не иначе, как если бы он был потушен в воде. Но если решетку тотчас же вытянуть обратно, пока угли еще очень горячие, огонь мало-помалу снова разгорится и будет светить, как прежде. Существует, действительно, между этой материей и водой эта значительная разница, что она ни смачивает, ни прилипает к таким вещам, которые опускаются в нее, как это делает вода; которая влагой, которую она оставляет, препятствует повторному возгоранию однажды погашенной материи. Подобным образом, если человек будет опущен ниже C, он тотчас же почувствует большое затруднение в дыхании, а сразу после этого впадет в обморок и умрет, если его не вытянуть внезапно обратно. Те, следовательно, кто спускается в эти ямы, имеют такой обычай, что, как только они чувствуют себя больными, они трясут веревку, на которой их опустили, чтобы дать знать, что они нездоровы, и с той целью, чтобы их поскорее вытянули обратно. Ибо если человека вытянут слишком поздно, лишенного чувств и движения, они выкапывают дерн и кладут его лицо и рот в свежую землю; благодаря чему, если он не совсем мертв, он мало-помалу приходит в себя и восстанавливает жизнь, выдыхая, так сказать, ту удушающую материю, которую он вдохнул, пока был в яме; почти так же, как те, кто утонул, приходят в себя, извергая воду. Но это случается не во всех шахтах, а только в некоторых; и в тех не всегда, а часто. В таких ямах, которые подвержены этому, они используют такое средство. Они выкапывают другую яму, как DE, рядом с ней, равной глубины, и, соединив их обе одним общим каналом EB, разводят огонь на дне E, который выносит через D воздух, содержащийся в яме DE; и это тянет за собой воздух, содержащийся в канале EB; за которым, подобным образом, следует вредоносная материя, содержащаяся в CB; и этим способом яма на то время делается здоровой. Из этой истории, которую я пишу только для тех, кто имел опыт истинности ее, без какого-либо намерения поддерживать мою философию рассказами сомнительного доверия, может быть собрана следующая возможная причина этого явления; а именно, что существует некая материя жидкая и прозрачнейшая, и не намного легче воды, которая, вырываясь из земли, заполняет яму до C; и что в этой материи, как и в воде, гаснут и огонь, и живые существа.
Of the cause of magnetical virtue.
15. О природе тяжелых тел наибольшая трудность возникает из созерцания тех вещей, которые заставляют другие тяжелые тела подниматься к ним; таких как янтарь, гагат и магнит. Но то, что больше всего беспокоит людей, — это магнит, который также называется Lapis Herculeus; камень, хотя в остальном презренный, но такой великой силы, что он поднимает железо с земли и держит его подвешенным в воздухе, как Геркулес держал Антея. Тем не менее, мы удивляемся ему несколько меньше, потому что видим, как янтарь притягивает соломинки, которые являются тяжелыми телами, хотя и не такими тяжелыми, как железо. Но что касается янтаря, он должен быть сначала возбужден трением, то есть движением туда и обратно; тогда как магнит имеет достаточное возбуждение от своей собственной природы, то есть от некоторого внутреннего принципа движения, присущего ему самому. Теперь, все, что движется, движется каким-либо соприкасающимся и движущимся телом, как было ранее доказано. И отсюда следует очевидно, что первое стремление, которое железо имеет к магниту, вызвано движением того воздуха, который соприкасается с железом: также, что это движение порождается движением следующего воздуха, и так далее последовательно, пока этой последовательностью мы не обнаружим, что движение всего промежуточного воздуха берет свое начало от некоторого движения, которое есть в самом магните; которое движение, поскольку магнит кажется покоящимся, невидимо. Поэтому несомненно, что притягательная сила магнита есть не что иное, как некоторое движение мельчайших его частиц. Предполагая, следовательно, что те малые тела, из которых магнит в недрах земли состоит, имеют по природе такое движение или стремление, какое было выше приписано янтарю, а именно взаимное движение по линии, слишком короткой, чтобы быть увиденной, оба эти камня будут иметь одну и ту же причину притяжения. Теперь, каким образом и в каком порядке действия эта причина производит эффект притяжения, есть вещь, подлежащая исследованию. И во-первых, мы знаем, что когда струна лютни или виолы ударяется, вибрация, то есть взаимное движение этой струны по той же прямой линии, вызывает подобную вибрацию в другой струне, которая имеет подобное натяжение. Мы знаем также, что осадок или мелкий песок, который оседает на дно сосуда, будет поднят со дна любым сильным и взаимным взбалтыванием воды, взболтанной рукой или посохом. Почему, следовательно, взаимное движение частей магнита не должно способствовать столь же сильно движению железа? Ибо, если в магните предполагается такое взаимное движение, или движение частей вперед и назад, то последует, что подобное движение будет распространено воздухом к железу, и, следовательно, что во всех частях железа будут те же взаимные движения или движения вперед и назад. И отсюда также последует, что промежуточный воздух между камнем и железом будет мало-помалу оттеснен; и воздух будучи оттеснен, тела магнита и железа неизбежно сойдутся вместе. Возможная причина, следовательно, почему магнит и янтарь притягивают к себе, один железо, другой соломинки, может быть та, что эти притягивающие тела имеют взаимное движение либо по прямой линии, либо по эллиптической линии, когда нет ничего в природе притягиваемых тел, что было бы противно такому движению.