Вы увидите мрачный, черный, как сажа, полный (а не полусферу, не свод) шар, в центре которого, вам кажется, помещены вы. Внутренняя поверхность этого шара усыпана блестящими точками, число которых бесконечно больше числа звезд, видимых с Земли. Каким мертвым, ужасным представляется это черное небо, блестящие звезды которого совершенно неподвижны, как золотые гвозди в церковных куполах! Они (звезды) не мерцают, как кажется с нашей планеты, они видны совершенно отчетливо. Впрочем, чернота кое-где кажется, как будто, чуть позолоченной. Это — туманные пятна и Млечный путь, который в виде светлой широкой полосы идет по большому кругу черного шара.
Если бы нам позволили выбирать, то мы могли бы выбрать даже такую точку мира, из которой вид еще мрачнее.
Сейчас мы глядим из точки, взятой внутри нашего Млечного пути, вид которого — диск или кольцо и сущность которого состоит из отдельных звезд. Млечный путь не один — таких кружков множество[2], они представляются с Земли маленькими туманными пятнышками, иногда видимыми только в телескоп.
Если перенестись к одному из этих туманных пятнышек, то пятнышко представится состоящим из множества звезд и Млечного пути. Наш же Млечный путь покажется оттуда туманным пятнышком.
Мы выберем точку вне каждого из этих звездных дисков. Тогда мы не увидим уже отсюда блестящих точек звезд: мы увидим только черноту и туманные — белесоватые или золотистые — пятна, каждое из которых есть Млечный путь.
Но это уже слишком: я предпочитаю выбрать звездное небо.
(Заметим, что некоторые туманные пятнышки могут быть действительными туманностями вроде кометных, потому что сильнейшие телескопы не открывают в них отдельных звезд).
Выбор почвенника
Итак, мы там. При наблюдении явлений приходится перемещать наблюдаемые тела; а при перемещении тел нужно на них давить; а когда вы на него давите, и оно на вас давит; а когда оно на вас давит, вы передвигаетесь по направлению его давления, передвигаетесь вместе с телом, которое вам служит опорою и которое я буду называть почвенником.
Передвижение почвенника, к которому относятся явления, представляет неудобство, для устранения которого необходимо его сделать неподвижным, независимым от движения наблюдаемых тел и наблюдателей, которые должны иногда иметь в нем опору; в противном случае мы будем наблюдать явления, отнесенные к подвижному почвеннику, т. е. в таком случае мы будем наблюдать не абсолютные, но относительные явления.
К чему же прибить или прикрепить наш почвенник? К другому телу. А его к чему?
У берега на тихом неволнующемся море неподвижно стоят лодка и пароход. Спрыгните с непривязанной лодки на берег, — лодка тихо задвижется и отплывет от берега; спрыгните с парохода, движение его труднее заметить, но и он с течением времени подастся несколько от берега.
Подпрыгните над Землею хоть на один фут. Вы думаете, что она не приобрела или не изменила своего движения пока вы находились в воздухе? Можно теоретически точно определить ту скорость, которую она приобретает от вашего толчка или прыжка. Но, конечно, эта скорость, это движение в биллионы биллионов раз меньше той, которую приобрели вы сами упругостью ваших ножных мускулов.
Если наш почвенник будет иметь массу, довольно значительную в сравнении с массою наблюдателей и наблюдаемых тел, то его можно считать неподвижным практически, как неподвижна стоячая барка в стоячей воде, на которой (барке) расхаживают люди.
Если мы возьмем для почвенника чугунный шар, имеющий в поперечнике 100 м, то сила тяжести у его поверхности (на основании известных коэффициентов притяжения) будет в 100 000 раз меньше земной тяжести у поверхности.
Таким притяжением можно пренебречь и такой почвенник можно считать неподвижным от действия на него таких масс, как масса в 100 или 1000 раз большая массы человеческого тела.
Впрочем, сила притяжения зависит не от массы только, но и от формы, от расположения этой массы, от ее вида и ее плотности. Можно строго доказать, что произвольно большая масса может оказывать на наблюдаемые тела произвольно малое притяжение.
Притяжение нашего чугунного шара иногда может более или менее нарушать строгость явлений чистого свободного пространства.
Можно выбрать другую форму громадной массы (что полезно и для большей устойчивости, неподвижности почвенника) и вместе с тем почти бесконечно ничтожного притяжения. В главе о ньютоновском тяготении это будет разъяснено.
Хотя, для простоты, я и беру почвенник в виде чугунного шара или даже куба, но во всяком случае при последующем описании явлений свободного пространства я буду разуметь строгое свободное пространство, а не среду притяжения, которой в сущности нельзя вполне избегнуть.
Так я покажу, что два равных наблюдаемых шара из чугуна сближаются до соприкосновения в свободном пространстве единственно от влияния друг на друга притяжения в продолжении двух с половиною суток (60 час), если расстояние между ними 2 дециметра, а масса каждого — килограмм.
Свободное пространство есть предел, к которому натуральные явления могут быть только более или менее близки, могут даже казаться совершенно совпадающими, но это опять только результат несовершенства или кратковременности наблюдения.
Если бы мы глядели на эти шарики в продолжение минуты или часа, то мы не заметили бы между ними ни малейшего самостоятельного сближения и, следовательно, притяжения.
Явления неподвижности одного или нескольких тел
Тело называют неподвижным, если все его части неподвижны. Если только три точки твердого тела, не лежащие на одной прямой, неподвижны, то и все остальные его точки также будут неподвижны.
Чтобы на Земле тело было неподвижно (конечно, по отношению к Земле), необходимо, чтобы его поддерживало другое неподвижное тело, в противном случае наблюдаемое тело начинает ускоренно двигаться к центру Земли.
Наблюдаемое тело и опорное тело, т. е. то, которое делает первое неподвижным, давят друг на друга с одинаковой силой по противоположному направлению.
Ускоренное движение наблюдаемого тела или, лучше сказать, способность его к ускоренному движению, есть причина этого взаимного давления; если бы способности к ускоренному движению не было, то и давления бы не было.
Давление на Землю заставляет падать или разрушаться сгнившие столбы, балки и деревья, непрочно устроенные здания, наклонившиеся стены и колонны. Оно ломает стул, на котором я сижу. Это давление препятствует давать зданиям и другим сооружениям желаемую высоту и произвольно прихотливую форму.
Действительно, тяжесть заставляет давать стенам и столбам вертикальное направление и тяжесть родила строительное искусство.
Тяжесть препятствует мне поставить карандаш на его острие.
Я покажу в своем месте, что она более или менее ограничивает размер растений и животных и даже высоту планетных гор.
Она служит причиною того, что большинство громадных небесных тел, Солнце, звезды, планеты и спутники имеют почти совершенно правильную форму шара.
В свободном же пространстве наблюдаемое тело никогда не стронется само собой со своего места, если только оно в какой-нибудь момент было неподвижно. Раз оно неподвижно — и вечно (без влияния силы) останется неподвижным. Например, если наблюдаемое тело, будучи в какой-нибудь момент времени неподвижным, находится от почвенника на расстоянии одного миллиметра, то сколько бы ни прошло времени, оно всегда будет находиться на этом расстоянии. Поэтому в свободном пространстве наблюдаемое тело не давит на опору и обратно.
Поэтому, если бы в свободном пространстве нужны были жилища, то, как бы ни были они велики, они не могли сами собой разрушиться от своей непрочности.
Целые горы и дворцы, произвольной формы и величины, могли бы держаться в пространстве без всякой поддержки и связи с опорой.
Если я стану на острие у поверхности Земли, то оно проколет мою ногу; если же это случится в свободном пространстве, то мое тело не будет давить на иглу, и там я могу стоять на острие штыка так же спокойно, как на ровном полу.