Гумбольдт, познакомившийся во время своей практической деятельности на деле с опасностями, которым подвержены рудокопы, не мог по характеру своему не обратить внимания на средства устранения их. Между этими опасностями подземные газы играют чуть ли не самую важную роль. Изучение этого вопроса разрослось под руками Гумбольдта в новую отрасль естествознания, до него не существовавшую – в подземную метеорологию. Первым шагом его на этом пути было исследование местностей. Вопрос этот важен уже потому, что местность обусловливает самый химический состав подземного воздуха. Он будет совершенно различен смотря по тому, находится ли он в сообщении с наружным или нет.
Несмотря на то, что исследования при помощи маятника показали, что внутренность земного шара не только не пуста, но даже имеет значительную плотность, ежедневный опыт убеждает нас, что все горные породы, в особенности вулканические, представляют различной величины пустые пространства, наполненные газами, которые очень отличны по своему химическому составу от внешнего воздуха. Наткнувшись на такую пещеру, работники, сделав в ней отверстие, бывают вдруг погружены в атмосферу газов, неспособных для поддержания дыхания. Какие колоссальные несчастья происходят от подобных случайностей, мы имеем случай, к сожалению, слышать очень часто. Так как рудокоп изредка только встречает на своем пути описанные пещеры, то они имеют второстепенное значение; первое же место занимают, бесспорно, углубления, производимые искусственно при самых горных разработках.
Общераспространенное мнение, что газы этих углублений тем опаснее и вреднее для рудокопа, чем глубже находится штольня, совершенно неверно. Не глубина ее, а местные условия, на которые указал Гумбольдт, – перемена воздуха, укрепление шахты, выветривание пород, количество воды в них заключающейся, открытые щели, из которых выходят газы, – вот те местные обстоятельства, которые играют здесь главную роль. На отсутствие солнечного света, электрические условия, степень влаги, Гумбольдт также обратил внимание, но оказалось, что условия эти не играют главной роли. Температура в шахтах умеренного пояса отличается немногим от средней температуры наружного воздуха; встречающиеся же уклонения от нее обусловливаются наружными влияниями. Гумбольдт не признавал мнения, по которому по мере углубления внутрь земного шара температура его увеличивается в столь значительных размерах, как некоторые утверждали. Этот взгляд Гумбольдта объясняется тем, что он был тогда последователем нептунической теории, не признававшей так называемого центрального огня. Известно, что еще древние защищали теорию противоположную, унаследованную впоследствии и вулканистами, между которыми в особенности Бюффон развил учение о центральном огне. Он утверждал, что земной шар есть не что иное, как частица солнца, которая оторвалась от него и была прежде в расплавленном состоянии. Охлаждаясь она образовала земную кору, которая от неравномерного сокращения выдвинула горы и образовала долины. Не допуская тогда вулканической теории, Гумбольдт не признавал и следствий ее – центрального огня, объясняя не подлежащее сомнению возвышение температуры по мере удаления от поверхности земли к центру ее химическими процессами, отделяющими теплоту.
Исследуя химический состав воздуха в рудниках, Гумбольдт нашел, что в некоторых из них он ничем почти не отличается от наружного; в большей же части случаев представляет значительные уклонения. К обстоятельствам, влияющим на них, он относит: разложение пород, не заключающих руд, ископаемые, заключающие углерод, подземные растения, стоячую воду, разведение огня, взрывы, дыхание людей, освещение. Не заключающие руд породы, выветриваясь, отделяют содержащиеся внутри них газы, в особенности азот; нередко, например, каменноугольные копи выделяют из себя углеводород, который соединяется с кислородом воздуха и делает его неспособным для дыхания или, при соприкосновении с воздухом и огнем, производит взрывы, так опасные для рудокопов.
Изучив причины этих вредных явлений, Гумбольдт пытается найти средства их отклонить или по крайней мере ослабить. Средства, бывшие до того в употреблении, оказывались чересчур сложными и дорогими. Так, штольни, устроенные с специальной целью возобновлять воздух посредством тяги, притока свежей воды, мехов, накачивания в рудники кислорода и т. п., оказывались непомерно дорогими. Притом Гумбольдт во время своей практики убедился в необходимости отделить аппараты, назначенные для проведения годного для дыхания воздуха от аппаратов, предназначенных для поддержания горения ламп, а не тщетно стараться удовлетворить обоим требованиям одним аппаратом. К этому побуждало его наблюдение, что один газ гасит только лампы, не вредя дыханию, между тем как другой гасит лампы и производит удушье. Желая устранить первое неудобство, Гумбольдт придумал особую лампу, теперь, правда, забытую и вытесненную лампой Дэви, но они восполняют друг друга, ибо первая оказывает существенные услуги в рудниках, наполненных газами, гасящими огонь, вторая же – там, где развивается гремучий газ. Таким образом, забвение это не может быть ничем оправдано и в интересе рудокопов следовало бы употреблять лампу Гумбольдта в местностях, бедных кислородом, а там, где газы при соприкосновении с огнем воспламеняются и производят взрыв – лампу Дэви.
Аппарат, придуманный Гумбольдтом для охранения работников против удушья, хотя и основанный на верном физиологическом расчете потребностей дыхания, также вышел из употребления.
Статья вторая (1870. Кн. 10., Кн. 12. 1871. Кн. 7.)
I
Прибытие на Тенерифе – Подъем на пик Тейде – Изучение местной флоры
Мы оставили Гумбольдта на пути в Америку. Мы видели, что едва ли предпринято было до него путешествие, к которому путешественник приготовился бы так многосторонне, как Гумбольдт. Кроме теоретического образования, он с 18 года своей жизни развивал себя практически для предположенной цели. Путешествие по Швейцарии дало Гумбольдту ключ для уразумения строения Андов. Знакомый с употреблением многочисленных инструментов, он, при сделанных им в Европе измерениях, узнал пределы возможных их ошибок. Наконец, не стесняемый никакой программой, которая была бы ему навязана, если бы он отправился на счет какой-нибудь академии, общества или правительства, Гумбольдт в выборе своих исследований руководствовался только личными наклонностями и вкусами. Тотчас после удаления от берегов Европы он стал делать свои наблюдения над температурой морской воды, обусловливающей законы морских течений, положившие начало физике моря, развитой в настоящее время почти до крайних пределов колоссальными трудами американского капитана Мори. Излишне было бы объяснять, как важно в практическом смысле для мореплавания знание законов морских течений вследствие обусловленного ими сокращения морских путей. Корабль, везший Гумбольдта, попадает в настоящее царство медуз, издающих из себя электрический свет при потрясении. Исследование этих животных и наблюдение над сверканием морских волн поглощали его внимание. Затем, по мере приближения к югу, он обращается к наблюдениям над падающими звездами, наблюдениям, положившим начало новой теории этого периодически повторяющегося явления, развитой им впоследствии.
Путешественники приближались к Канарским островам. По ошибке капитана, принявшего базальтовую скалу на островке Грациоза за испанский форт и отправившего туда лодку, Гумбольдту представился первый случай ступить на вне-европейскую почву. Он описывает странность впечатления, производимого на новичка-естествоиспытателя новостью обстановки. Гумбольдт не в силах был дать себе отчета в нем; он не знал, на чем остановить свое внимание. Под новостью впечатлений он не узнавал растений, хорошо ему известных из изучения их в ботанических садах; словом, он не в силах был сосредоточить своего внимания на этом пустынном, скалистом, вулканическом острове!
«Писарро», везший Гумбольдта, приближался к Тенерифе. Сильный туман мешал рассмотреть знаменитый пик Тейде, видимый в ясную погоду на расстоянии 40 миль, но как ни неприятно было это обстоятельство, ему, однако, обязан Гумбольдт тем, что ускользнул от английских крейсеров. Не будь этого тумана, скрывавшего «Писарро» от них, путешествие Гумбольдта опять не состоялось бы. Попавшись англичанам в плен, он и его спутник вернулись бы в Европу, и наука лишилась бы добытых этим путешествием приобретений. Высадившись в Санта-Крус, на Тенерифе, Гумбольдт с спутником своим Бонпланом, не теряя ни минуты времени (так как фрегат не мог оставаться здесь долее 4-5 дней), направились из Сан-Кристобаль-де-ла-Лагуны, города, лежащего на высоте 1 620 футов над поверхностью моря, в Оротаву, а оттуда на пик. В саду губернатора острова [32] Гумбольдт впервые вполне испытал впечатление тропической природы, превратившееся в восторг по мере того, как кругозор его с поднятием выше расширялся. Финиковые, кокосовые, драконовые деревья, кипарисы, мирты, апельсины, виноград покрывали склон горы. Агавы, кактусы образовали живые изгороди, разделявшие поля; папоротники покрывали стены. Содержание этой тропической роскоши производило на глаз, привыкший видеть ее только в тощих экземплярах тепличной флоры, магическое действие. При поднятии на пик тенерифский, на который и до Гумбольдта поднимались многие без всяких результатов для науки, он обращает внимание на явление, которое в дальнейшем развитии создало новую науку. Он замечает, что по мере приближения к вершине пика физиономия растительности изменяется. Из полосы каштанов и виноградников он поднимался в полосу лавра, затем – папоротников, потом можжевельника и елей, и еще выше – дроков (genista). Наконец, на самой вершине пика ему попадаются только травы и ягели. Из этого Гумбольдт заключает о зависимости органических форм от климата и высоты над уровнем моря, обусловливающих разнообразие, между тем как формы неорганические могут быть одинаковы под самыми различными градусами широты и долготы. Взбираясь на пик тенерифский, Гумбольдт совершил в вертикальном направлении путешествие от тропиков к полюсу. Оно заронило в уме его мысль, которую он не переставал преследовать всю жизнь – о необходимости изучения географического распространения на земном шаре растений и животных. На высоте этого пика родились первые зачатки науки, называемой теперь растительной и животной географией. Тут же, стоя на вулкане, действовавшем еще так недавно, Гумбольдт собрал новые материалы для своих исследований о роли, которую играет вулканическая деятельность в образовании форм земной коры и о самых проявлениях этой деятельности. Он открыл связь между разными вулканами, сочетал деятельность их, простиравшуюся до берегов Африки и Португалии, проник взором мыслителя в глубокую древность, уразумел распределение температуры на поверхности земли в доисторическую эпоху, объяснил себе этим возможность произрастания тропических растений в холодном теперь севере. Читая эту книгу природы, раскрывшуюся перед ним на высоте тенерифского пика, Гумбольдт постиг здесь всю важность при изучении естественных наук детальных исследований, без которых уразумение целого становится невозможным. Тут предложил он себе вопрос – что такое сила, созидающая и разрушающая все земное, как она созидает, как разрушает? что такое день творения? действительно ли это суточное обращение земли вокруг ее оси или же под этим термином следует понимать ряд тысячелетий? Поднялась ли земля из воды или же вода наполнила углубления первой? Силы ли огня или воды подняли горы и уровняли кору земную, разграничили берега и моря? Что такое вулканы, как они возникли, как они действуют? Вот вопросы, занимавшие Гумбольдта на обратном пути к кораблю, который должен был везти его далее.
Перед отплытием он старался собрать, как это делал впоследствии везде, сведения об обитателях острова, нравах их, языке, культуре, общественных учреждениях и т. п. Он смотрел на человека не как на стоящего вне природы, а как на продукт разнообразнейших естественных условий: почвы, климата, местоположения, словом, как на зеркало природы.
Во время дальнейшего путешествия Гумбольдт занялся изучением морских ветров, становившихся тем постояннее, чем более приближался корабль к берегам Африки; у Зеленого мыса он исследует водоросли, достигающие 800 футов длины и образующие здесь целые острова; затем изучает анатомию летучих рыб, объясняет механизм их полета. В ночь с 4 на 5 июля под 16° широты Гумбольдт увидел впервые созвездие Южного креста, с которым открывалось для него звездное небо южного полушария, так отличное от северного. Эта новость впечатления вызывает у него поэтическое описание тех чувств, которые невольно волнуют жителя севера, впервые созерцающего эту картину природы. Но и бедствие пришлось ему испытать во время этого переезда: на корабле открылась желтая лихорадка, свирепствовавшая все сильнее и сильнее по мере приближения к Антильским островам. Нетрудно себе представить, какие мысли волновали Гумбольдта вдали от родных и друзей, окруженного умирающими жертвами эпидемии. Самое сильное впечатление произвела на него смерть молодого астурийца, 19-летнего юноши, отправившегося в Америку искать счастья и средств содержать свою мать. Обряд похорон при опущении трупа в море усилил еще более это впечатление. Испуганные пассажиры, отказавшись от цели своего путешествия – Кубы или Мексики, требовали от капитана высадить их на берег Венесуэлы, мимо которого они проезжали. Гумбольдт с Бонпланом решились тоже последовать их примеру и переждать период дождей, так пагубный для европейцев в благорастворенном климате Куманы, и, уже акклиматизировавшись, направиться в Новую Испанию. Этой неприятной случайности наука обязана великими открытиями, сделанными Гумбольдтом в местности, которую без того он не посетил бы.
II
Венесуэла – Землетрясения – Каракас и окрестности – Ориноко и Амазонка – Анды – Перу – Лима – Мексика – Северно-американские штаты – Возвращение в Европу
Высадившись 10 июля 1799 г. на берег Венесуэлы, или как ее тогда называли, Новой Андалусии, Гумбольдт и Бонплан были приятно удивлены предупредительностью губернатора этой провинции [33], оказавшегося человеком не только образованным, но и сведущим в науках естественных. Осмотрев берег, город, крепость (представлявшую ту местную стратегическую особенность, что роль стен и валов играли здесь непроходимые изгороди колючих гигантских кактусов, а рвы наполнены были крокодилами), изучив нравы жителей, очень своеобразные, они приступили к изучению вулканической почвы, на которой они находились, тем более что она носила на себе все следы разрушения от землетрясения, постигшего эту местность за 18 месяцев до их прибытия. Первую свою экскурсию (9 августа 1799 г.) они совершили на полуостров Арайа, знаменитый прежде добычей жемчуга и торговлей невольниками; затем в область, занимаемую индейцами племени хаймас, почти дикими. Тут имели они случай созерцать тропическую природу во всем ее величии, прелести и дикости; здесь, по замечанию Гумбольдта, кажется, как будто почва не представляет достаточно места для развития растительной деятельности, а гул от крика животных можно уподобить разве шуму водопада, низвергающегося со скалы на скалу. Тут же они познакомились впервые с миссиями – mision, или pueblo de mision. Именем этим называют несколько лачуг, построенных вокруг церкви, у которой живет миссионер и вместе монах. Эти передовые посты христианства, проникающие в самые отдаленные местности, населенные дикими, отличаются от так называемых pueblos de doctrina, где действуют уже обыкновенные священники. Первые, основанные иезуитами, перешедшие после их изгнания в руки капуцинов, францисканцев и др., составляли государство в государстве, так что паспорта испанских светских властей почти здесь не признавались, во всяком случае пользовались гораздо меньшим уважением, чем простые рекомендации духовного начальства, в особенности орденских генералов, резидировавших в Риме. Начальник первой миссии, виденной Гумбольдтом, веселый капуцин с насмешливой улыбкой рассматривавший книги, высушенные растения и инструменты его как предметы бесплодной траты времени и денег, заметил при этом, что всем земным благам, не исключая сна, он предпочитает коровье мясо. Другой миссионер не мог взять в толк, что Гумбольдт и его товарищ путешествуют ради путешествия и научных исследований. «Быть не может, чтобы вы, – заметил он, обращаясь к ним, – оставили свое отечество для того только, чтобы предать тело ваше на истязание москитам и делать изменения земли, вам не принадлежащей, не имея каких-либо задних мыслей!» Этого, кажется, достаточно для составления себе понятия, с каким людом, кроме индейцев, приходилось иметь дело нашим путешественникам.
Через ущелье Кучивано, в котором Гумбольдт делает интересные наблюдения над вулканическими явлениями, посещая на пути разные миссии, исследует он в долине Карипе пещеру Гуахаро, населенную едва ли не самыми большими ночными птицами; в конце сентября направляется он со спутником в обратный путь, пробираясь через непроходимые чащи и спускаясь по обрывам, к горе Карьяко, откуда морем возвращаются они опять в Куману. Этнография индейских племен и их язык были главными занятиями Гумбольдта в это время. Мирная жизнь его и Бонплана была нарушена событием, которое могло иметь весьма печальные последствия. Гуляя вместе по берегу залива, они подверглись нападению полунагого зембо (помесь негра и индиянки); Гумбольдту удалось уклониться от удара палки, направленного на него, но вторым ударом по голове Бонплана он поверг его на землю. К счастью путешественников, когда дикарь выхватил уже нож как оружие более надежное, чем палка, подоспели какие-то купцы, схватившие негодяя.
Кроме солнечного затмения, которое случилось здесь в октябре, Гумбольдту удалось наблюдать и другое явление природы, предсказанное ему довольно верно индейцами.
С первой трети октября стали появляться красноватые пары, каждый вечер в течение нескольких минут покрывавшие небо; вскоре показались другие воздушные явления: туман становился гуще, воздух ночью поражал своим зловонием, на море стояла затишь, небо было багровое, почва трескалась повсюду. Настало 4 октября. В этот день после обеда Гумбольдту пришлось не только первый раз в жизни быть свидетелем землетрясения, но и испытать все опасности, с ними сопряженные. По этому поводу он замечает, что первое впечатление состоит не в страхе, желании избежать опасность, а скорее – в оригинальности ощущения. «Со времен детства, – говорит он, – в нашем сознании складываются представления об определенных контрастах; вода кажется нам подвижной стихией, земля – неизменной косной массой. Эти представления являются, так сказать, продуктами повседневного опыта; они связаны со всеми восприятиями наших органов чувств. Когда мы ощущаем толчок, когда земля начинает шататься на своем древнем фундаменте, который мы считали таким прочным, одного мгновения бывает достаточно, чтобы разрушить длительные иллюзии» [34]. Гумбольдт сравнивает это ощущение с пробуждением, но с пробуждением весьма неприятным. Человек убеждается, что тишина природы была только кажущейся. «Если толчки повторяются, – заключает он, – если они часто ощущаются в течение нескольких дней подряд, недоверие быстро исчезает. В 1784 г. жители Мексики привыкли слышать раскаты грома у себя под ногами, как мы слышим их в облаках. Уверенность быстро возрождается в человеке, и на Перуанском побережье к колебаниям земли в конце концов привыкают, как привыкает кормчий к корабельной качке, вызываемой ударами волн» [35]. Несколько дней спустя Гумбольдту представляется случай, в ночь с 11 на 12 ноября, наблюдать падающие звезды, которые обратили его внимание еще на корабле, тотчас после отплытия из Европы. Он уже тогда утверждал, что эти явления должны повторяться периодично, и мы впоследствии увидим, как, благодаря Гумбольдту, научное объяснение этих метеоров теперь найдено.
18 ноября путешественники наши оставляют Куману и отправляются вдоль берега в Ла-Гуайру, предполагая прождать весь период дождей в Каракасе; затем через степи (llanos) добраться по Ориноко до границ Бразилии и через Гвиану возвратиться в Куману. Путешествие это в 3 500 верст, большей частью в утлых челнах, пролегало по местностям, о которых даже жители Куманы имели только смутное понятие и всеми силами старались отклонить Гумбольдта от посещения стран, которых климат, почва, животные и дикари-жители представляли на каждом шагу опасности.
Не это могло остановить исследователя, воодушевленного высшими побуждениями. Но Гумбольдту тяжело было расстаться с Куманой. Даже в последние годы своей жизни он не мог равнодушно вспомнить о ней. В ее окрестностях он впервые вполне познакомился с роскошью тропической природы, которая изглаживает, по сознанию Гумбольдта, все предшествовавшие впечатления, так что все прелести природы, виденные им в Европе, стушевались окончательно; сохранилась в памяти его только Кумана. Ему казалось после несколько-месячного пребывания в ней, что он жил здесь целые годы. Такое впечатление испытал в тропической местности не один Гумбольдт. И те из его преемников, которые ставили красы природы выше удовольствий обыденной жизни, свидетельствуют то же самое. И они привязываются к местности, на которую они впервые вступили под тропиками; живут ее воспоминаниями, сгорают желанием возвратиться к ней опять и успокаиваются, только возвратившись в страну своих мечтаний.
21 ноября прибыл Гумбольдт в Каракас, где прожил около двух месяцев. Пасмурным показался он ему после Куманы. Он как будто предчувствовал страшное бедствие, которому через 12 лет должен был подвергнуться этот город, когда из 30 000 его жителей 12 000 погибли под развалинами своих домов. Зато окрестности этого города он называет раем. Но и первоначальное впечатление, произведенное на него Каракасом, вскоре изгладилось, когда он познакомился с его жителями, пленившими его семейной жизнью, открытостью характера, сердечной веселостью.
Первая научная экскурсия его из Каракаса была на гору Ла-Силью; на вершину (в 8 000 футов) ее никто еще из окрестных жителей не взбирался. Проводников из негров удалось добыть только при помощи губернатора. Окончив к 10 часам вечера свои физические наблюдения, Бонплан и он, оставленные на возвратном пути проводниками-неграми, забравшимися на ночлег в какую-то трущобу, принуждены были, навьюченные физическими инструментами, спускаться усталые, голодные, истомленные жаждой, по неизвестному и опасному пути.
Той же жаждой знания можно только объяснить и следующее путешествие, предпринятое им в степи Ориноко и Амазонской реки. Он избрал при этом не кратчайший путь, а тот, который представлял более научного интереса и красот природы. Через роскошную долину Апогуа, вдоль берегового хребта направился он по реке Апуре до Ориноко.
Близ Валенсии, в доме одного фермера, знакомится он с условиями местного сельского хозяйства; на близлежащем острове делает он изыскания о причинах убыли на нем воды и находит их в истреблении лесов, обработке почвы в равнинах и культуре индиго. Продолжая свое путешествие, он вынужден был совершать его, по причине страшного зноя, по ночам, нередко сопутствуемый ягуарами. В долинах Уругвая Гумбольдт впервые знакомится с деревом, известным под названием коровьего, доставляющим окрестным жителям сок, с виду и вкусом весьма похожим на молоко. Впечатление, произведенное на него этим явлением, сохранилось в его описании и до сих пор никто не передал его лучше. В начале марта он отправляется из Уругвая исследовать соединение Ориноко с Риo-Негро и Амазонской рекой. Тут странствуя по степям, наполненным стадами рогатого скота и диких лошадей, он воспользовался случаем близ Калабозо делать наблюдения над электрическими рыбами. Из Сан-Фернандо-де-Апуре в конце марта садится он на пирогу с несколькими индейцами и отправляется на этой утлой ладье в Ориноко, не упуская случая делать дорогой свои наблюдения над всем, что ему попадалось на пути достойного внимания, и записывая тут же, в виду наблюдаемого предмета. Этой последней привычке его мы обязаны тем, что его картины природы поражают нас реальностью и пластичностью, качествами, которые редко встречаются у путешественников, записывающих свои впечатления с памяти, а не в виду описываемого предмета. И тут, в особенности вдоль Ориноко, хищные животные были единственными его спутниками. В одну ночь Гумбольдт два раза чуть не лишился жизни; первый раз – по неловкости лодочника пирога так покачнулась при ударе сильного ветра, что почти до половины наполнена была водой, залившей его бумаги и инструменты; второй раз, когда Гумбольдт, избежав опасности утонуть, пристал к острову посредине Ориноко, ночью он чуть было не сделался жертвой ягуаров, переплывших на этот остров с берега. Нужно было большое самоотвержение и любовь к науке, чтобы переносить то, что испытал Гумбольдт во время этого путешествия. В задней части пироги его устроен был замет, покрытый листьями, под которым могли с трудом помещаться 4 человека, и притом столь низкий – из опасения, чтобы при большей вышине его не опрокинуло ударом ветра, – что под ним можно было сидеть и защищаться от солнечного зноя только на корточках. Большую часть времени Гумбольдту приходилось лежать на дне пироги, на сучьях, вытянув ноги над шалашом. Противоположная часть пироги занята была пойманными обезьянами и разными птицами, а посреди нее находились, как святая святых, инструменты. Но употреблять последние нельзя было иначе, как пристав к берегу и распаковывая их из тщательной укупорки. Невыносимая жара днем, нестерпимые москитосы вечером и ночью, дым от огня, разложенного с целью уменьшить их докучливость, а также для того, чтобы держать хищных зверей на почтительном расстоянии от его ночлега – вот комфорт, которым пользовался Гумбольдт во время своего плавания по Ориноко! Проплыв несколько рек, впадающих в Ориноко, из которых некоторые не уступали величиной своей Дунаю, у города Атурес он посетил знаменитые водопады, и не доезжая Кассиквиаре, служащего собственно соединением между Ориноко и Рио-Негро, он из местечка Сан-Фернандо-де-Атабано повернул в один из притоков Ориноко, носящий то же название, и очутился в стране, представлявшей едва ли не самую низшую ступень человеческой культуры и населенной индейцами, охотившимися на людей и не знавших иной религии, как поклонение силам природы. После 36-дневного плавания, сопряженного со столькими опасностями и лишениями, Гумбольдт в начале мая достиг наконец извилистой Рио-Негро и на этот раз мог успокоиться. Цель его была достигнута: он определил астрономически направление того притока Ориноко, который впадает в Рио-Негро, и тем положил предел спорам ученых, длившихся в течение полустолетия, из которых одни допускали его существование, другие же – отрицали. Со времени этого же путешествия Гумбольдта ученый мир получил возможность пользоваться верными картами исследованных им местностей, не имевших до него никакого научного значения. Посетив здесь несколько католических миссий, Гумбольдт решился продолжать свое путешествие. Ему предстояла возможность, плывя далее, пробраться до Амазонской реки и достигнуть бразильского берега или, следуя течению Кассиквиаре, добраться по Ориноко до северного берега Каракаса. Он решился на последнее. Это путешествие его было еще беспокойнее и опаснее предыдущего: он плыл посреди местностей, населенных индейцами, которые охотятся друг на друга, как на дичь. Гумбольдт рассказывает, между прочим, что здесь мужья пожирают своих жен, предварительно употребляя всевозможные старания сделать их тучными! Не менее затруднений представляла ему природа: когда проливные дожди и туманы делали невозможным проводить ночь на челноке, Гумбольдт и его спутники тщетно искали приюта на берегу. Он был покрыт такой тропической растительностью из вьющихся растений, что они, опухшими от укусов москитов руками, вынуждены были прорубать себе места для ночлега, и когда пытались развести посреди этого допотопного леса огонь, это оказывалось невозможным – по недостатку горючего материала. Пресыщенные растительными соками ветви не загорались. Наконец, во второй половине мая Гумбольдт достиг разветвления Ориноко у Эсмеральды.
Местность эта вознаградила его за все прежние лишения; здесь он собрал впервые необходимые материалы и указания для сравнительной географии, которые, по сравнению их с однородными явлениями древнего мира, привели его к открытию законов распределения вод на земной поверхности. Истощенный, медленно подвигаясь вдоль берегов Ориноко, носивших следы исчезнувшей культуры, – скалы вдоль реки покрыты были высеченными в них надписями и скульптурами, – он пробрался через громадные водопады у Майпуры и посетил лежащую на восточном берегу пещеру Атариупе, наполненную человеческими останками, из чего можно предполагать, что она служила кладбищем исчезнувшего народа. Исследовав ее во всех отношениях, собрав с нее дань скелетами (которым, однако, не суждено было достигнуть Европы; они потонули вместе с целой третью собранных Гумбольдтом сокровищ), он, сделав при упомянутых условиях 375 географических миль в течение 75 дней, прибыл наконец в половине июня 1800 г. в Ангостуру, главный город Гвианы, где он поплатился за испытанные лишения тифом. Состояние здоровья Бонплана было немногим лучше. После довольно продолжительного пребывания в этом городе Гумбольдт и Бонплан прибыли в конце июля в Новую Барселону. Чтобы впредь не стесняться кладью, они отправили ее отсюда в Европу, но она погибла во время кораблекрушения. В течение трехмесячного вынужденного, вследствие английской блокады, пребывания в Кумане путешественники занимались исследованиями местной флоры, астрономическими и метеорологическими наблюдениями. Во второй половине декабря, после 25-дневного бурного переезда, прибыли они в Гавану и тотчас же приступили к исследованию почвы, климата, сельского хозяйства, положения невольников, культуры, народонаселения этого «перла Антильских островов». Перед самым отплытием в Веракрус, откуда Гумбольдт намеревался через Мехико, Акапулько, Филиппинские острова и далее через Мумбай, Бассору, Алеппо и Константинополь возвратиться в отечество, он прочитал в газетах известие о том, что капитан Боден, отплыв из Франции, намерен обогнуть мыс Горн и отправиться к берегам Перу и Чили. Помня данное Бодену обещание соединиться с ним и рассчитывая в обществе французских ученых принести науке большую пользу, Гумбольдт решился направиться ему навстречу. С этой целью он нанимает судно на южном берегу Кубы, которое, однако, вследствие противных ветров, вынуждено было пристать к материку Южной Америки, у реки Сину.
Определяя на пути астрономическое положение различных местностей, исследуя их растительность, путешественники наши достигли в марте Картахены, где, однако, они вынуждены были, вследствие неблагоприятного времени года, отказаться от путешествия через Панамский перешеек и пока пользоваться тем, что представляла им ближайшая местность. Гумбольдт исследует здесь т. н. вулканитосы, проникает вверх по реке Магдалены, по долинам Новой Гранады до Гонды, затем сухим путем на ослах, единственном средстве передвижения, он достиг главного города Санта-фе-де-Богота, через Анды у Киндио, на высоте около 12 000 футов, через экватор, и наконец после 4-месячных странствий и страшных лишений в начале января 1802 г. прибыл в Кито. Нет надобности прибавлять, что во время этого путешествия ничто сколько-нибудь замечательное не ускользнуло от внимания Гумбольдта и Бонплана: окружающая их природа исследована была во всех возможных направлениях, по преимуществу же изобилующие здесь вулканы, и в июне предпринято было восхождение на Чимборасо до высоты 3 036 туазов, – высоты, на которую до Гумбольдта никто не подымался. В Кито ему пришлось лишний раз разочароваться в своих надеждах; здесь он получил письмо, что Боден отправился в Новую Голландию, так что только теперь оказалось, что Гумбольдт предпринял последнее путешествие на основании ложного газетного известия. Человеку, как Гумбольдт, испытавшему столько противоречий судьбы, не было надобности привыкать к ним. Он покорился ей и решился отправиться из Кито на реку Амазонскую, поспешая в Лиму, где он намеревался наблюдать прохождение Меркурия. После неимоверных усилий оба путешественника достигли наконец Локсы, перевалили через Анды, исследовали великолепные остатки перуанского пути сообщения времени инков и достигли наконец Амазонской реки, течение которой, определенное астрономом Кондамином, было Гумбольдтом исправлено; в Перу он определяет положение магнитного экватора, исследует прииски серебряной руды, теплые ключи, развалины древних мексиканских городов, пирамиды и достигает берегов Тихого океана и в Лиме, в течение нескольких месяцев занимается климатическими и астрономическими наблюдениями, исследует холодное береговое течение этой страны (получившее впоследствии название Гумбольдтова), наблюдает прохождение Меркурия. В Гуаякиле он садился на корабль, который после месячного плавания привозит его в Акапулько, где, прождав опасное для иностранца время, он отправляется в Мексику; определяет ее астрономическое положение, занимается исследованием мексиканских древностей, статистикой страны, горной промышленностью, геогнозией ее, вулканами нового образования, причем с опасностью жизни спускается в кратер одного из них. Искрестив Мексику в разных направлениях, он с Бонпланом предпринимает новое путешествие на восточный склон Кордильеров, продолжая свою обычную многостороннюю деятельность, возвращается в Веракрус, откуда после 2-месячного пребывания путешественники направляются в Северо-Американские Штаты, высаживаются в Филадельфии, посещают Вашингтон, где Гумбольдт в течение нескольких месяцев изучает учреждения страны и народную жизнь юной республики. Оттуда в августе 1804 г. Гумбольдт с другом своим Бонпланом после более чем 5-летнего отсутствия из Европы, выходит на берег ее в Бордо.
Гравюра Франсуа Форстера по картине Карла фон Штойбена 1812 г.
III
Публикация результатов экспедиции в Америку – Переселение в Берлин
Это знаменитое путешествие остается и до сих пор единственным в своем роде. Гумбольдт впервые предпринял исследование отдельных стран, известных дотоле едва по имени, невзирая на почти непреодолимые препятствия, притом на собственные средства, без помощи правительства, без всяких честолюбивых помыслов, единственно ввиду научных интересов. Труды его явились в настоящем свете и величии по мере разработки собранных им материалов, когда не только ученые-специалисты, но и масса публики познакомилась с добытыми путешествием и исследованиями Гумбольдта результатами. Этой деятельности – разработке собранного, он и посвятил следующие годы своей жизни, поселившись в Париже, где он в то время мог найти не только все необходимые ученые пособия, но и пользоваться содействием первых авторитетов науки: Кювье, Гей-Люссака, Араго, Воклена, Ольтманнса, Лапласа и др. Из Парижа он отлучался только в Италию для свидания с братом, бывшим поверенным Пруссии при папском дворе, причем он не упустил случая вместе с Л. фон Бухом и Гей-Люссаком, привлеченными деятельностью Везувия, наблюдать его извержения и затем провел некоторое время, до 1807 г., в Пруссии.
Собственно с этого времени, после возвращения Гумбольдта в Париж, начинается его литературная деятельность и постепенное издание при посредстве сотрудников по всем областям естествоведениия его научных сокровищ, собранных во время пятилетнего его путешествия по Америке. Колоссальный труд этот, изданный под заглавием: Voyage aux regions équinoxiales du nouveau continent, fait en 1799, 1800, 1801, 1802, 1803 et 1804 [1829], состоит из 6 отделов, из которых каждый составляет самостоятельное целое. Первый отдел – Relation historique, 13 томов, (1816-1832) возник, несмотря на свое заглавие, позднее остальных. Гумбольдт первоначально не намеревался издать описание своего путешествия, но по мере деятельной разработки материалов оказалось, что путевые заметки его заключают еще столько важных данных, которые некуда было приурочить, что Гумбольдт решился изложить их в особой форме. В этой Relation, кроме описания собственно путешествия, помещен целый ряд монографий о самых разнообразных предметах: Гольфстриме, географическом распространении разных растений и животных, о реках, речных системах, человеческих племенах, землетрясениях и т. п. Рядом с этим в ней встречаем политические этюды и статистические исследования стран, им посещенных; так напр. Венесуэлы, Кубы, Мексики, которые тем важнее, что Гумбольдту открыты были все архивы стран, составлявших тогда достояние испанской короны, так ревниво охранявшей свои владения. В третьем отделе Voyage, в Essai politique sur le royaume de la Nouvelle Espagne [1814], он рассматривает физическое положение страны, пространство ее, народонаселение, сельское и горное хозяйство, промышленность, торговлю, доходы, военные издержки. Существенное прибавление к первому отделу составляет физический атлас посещенных Гумбольдтом стран с текстом об истории, географии Нового света и успехах морской астрономии в XV и XVI столетиях [1838] и живописный атлас (известный тоже под названием «Виды Кордильеров» [1810.1]). В последнем кроме изображений американской природы встречаются тоже виды сооружений, памятников, иероглифов, религиозных обычаев, астрологических представлений древних индейцев и т. п. Второй отдел (2 т.) Voyage заключает зоологические и сравнительно-анатомические наблюдения Гумбольдта; отдел насекомых разработан Латрейлем; отдел рыб и раковин – Валансьеном; тут же помещены и статьи Кювье. В четвертом отделе (2 т.) находятся астрономические наблюдения Гумбольдта и сделанные по ним объяснения Ольтманнса [36]. Пятый отдел (1 т.) заключает созданную Гумбольдтом растительную географию и картины тропической природы, наконец шестой (18 т.) – описание собранных им и Бонпланом растений. Бонплан и Кунт, берлинский профессор, внесли сюда самую значительную часть вкладов [37].
Лучшим патриотам в период самого позорного и унизительного положения прусской монархии, после йенского разгрома, в числе которых был и Вильгельм Гумбольдт, удалось тогда убедить близорукое правительство, что возрождение и спасение отечества можно ожидать только от распространения образования в народе. К числу мероприятий на этом поприще относится и учреждение Берлинского университета, куда вызваны были лучшие современные ученые. К этому же времени относится и приглашение прусского министерства, сделанное Александру Гумбольдту, принять участие в управлении народным образованием. Не желая, однако, стеснять себя бюрократическими путами, он отклонил от себя это предложение. Новое путешествие, которое Гумбольдт надеялся совершить по приглашению Румянцева в обществе русского посольства, собиравшегося через Кашгар в Тибет, не состоялось благодаря войне 1812 г. Не теряя надежды посетить среднюю Азию в будущем, он приступил посреди своих занятий к изучению персидского языка и знакомился с географической литературой востока. В постоянных занятиях и общении с французскими учеными шли годы, и Гумбольдт до 1827 г. прожил в Париже, исключая непродолжительных отлучек его оттуда по вызову короля прусского в Ахен и Верону на конгрессы и путешествий к брату в Берлин и с королем в Венецию, Рим и Неаполь. В этом году он получает от Фридриха-Вильгельма III приглашение переселиться в Берлин в качестве «ученого советника». Как ни трудно было решиться на это, Гумбольдт принял предложение, не столько из тщеславия, сколько из желания и потребности жить с братом своим. В ноябре этого года он открывает публичные чтения о физическом описании вселенной – чтения, собравшие вокруг его кафедры не только весь просвещенный Берлин, но привлекшие и короля со всем двором, прилежно посещавшим каждый вечер его лекции. Они оказали такое магическое действие на публику, что Гумбольдт был вынужден вскоре открыть в залах певческой академии новый цикл их. В них все было своеобразно: воззрение, изложение, форма, доступная большинству образованной публики. Эта 61 лекция, результат его частных исследований, послужили первым очерком будущего «Космоса» [1862], явившегося в печати гораздо позднее, уже после его путешествия по России, помешавшего ему заняться немедленным опубликованием этих чтений. 1828 г. ушел на приготовление к этому давно желанному путешествию, о котором мы будем иметь случай распространиться подробно. Теперь же бросим взгляд на главнейшие результаты, добытые Гумбольдтом в течение бегло очерченного нами периода его страннической и научной деятельности.
IV
Результаты экспедиции – Климат и воздух Южной Америки
Исследование метеорологических явлений, так важных для человека по своим непосредственным, каждому заметным последствиям, занимало давно ученых. Они старались, с одной стороны, постичь причины этих явлений и, с другой, основываясь на них, предсказывать предстоящие метеорологические изменения.
Законы, которым повинуются атмосферические явления, необыкновенно сложны. Климат данной местности зависит не только от положения и очертания ее, но и от положения Земли относительно Солнца и общего рельефа нашей планеты. Поэтому нет отдела физики, где математика оказала бы так мало помощи, как в метеорологии. Весь успех последней зависит только от постоянных, неутомимых и верных наблюдений.
Разные части этой науки – химический состав воздуха, теплота, давление воздуха, водяные, световые и воздушные метеоры, – находясь в тесной, неразрывной связи между собой, не имеют смысла одна без другой. Чтобы представить метеорологическую картину данной местности, необходимо рассматривать их совокупно. Мы видели выше, что Гумбольдт, которому принадлежит честь уже в первых своих метеорологических наблюдениях, сделанных в Зальцбурге, впервые обратить внимание на связь метеорологических отделов между собой, оставил ряд наблюдений по всем из них. Но краткость периода, который они обнимали, а также обстоятельство, что они являлись особняком, касаясь только одной местности, были причиной, почему они не дали положительных результатов. Метеорологические наблюдения в северных местностях только тогда могут представить их, если они распространяются на целый ряд годов, и сделаны добросовестно и одновременно в различных местностях. Но об этом нельзя было и помышлять в начале нашего столетия. Америка представляла в этом отношении гораздо более благодарную почву нежели Европа, так как метеорологические явления под тропиками отличаются от явлений этих в полосе умеренной и северной своим относительным постоянством. Здесь в течение нескольких дней можно уже заключить о правильности явлений, на отыскание которых в Европе необходимо употребить несколько лет усидчивых наблюдений.
Мы попытаемся в общем очерке представить труды Гумбольдта по части метеорологии на американской почве и начнем с химического состава воздуха.
Главная ошибка при исследовании его химиками конца XVIII в., которой не избежал и Гумбольдт, состояла в том, что они принимали слишком высокие процентные цифры кислорода в составе воздуха. Так, Гумбольдт находил его 27%. Ученые того времени не могли помириться с мыслью, чтобы элемент, играющий такую важную роль в экономии природы, мог находиться в воздухе в меньшем количестве. Другая ошибка состояла в том, что химики того времени смотрели на воздух, как на химическое, а не как на механическое соединение составляющих его элементов.
Успехи, сделанные химией, показали, что несмотря на то, что хотя количество кислорода в воздухе и незначительно в сравнении с количеством азота, но все-таки вся масса его громадна и, следовательно, нет причины принимать самые высокие процентные цифры его, ошибочно найденные при исследовании как несомненно верные потому только, что в противном случае окажется количество кислорода, недостаточное для исполнения возложенных на него природой отправлений. Открытие стихиометрии еще более подтвердило это положение. Прежде предполагали (и Бертолле был главным защитником этой теории), что химическое тело может соединяться в произвольном количестве с другим телом. Например, смешивая безводный спирт с водой в каком угодно количестве, каждая капля смеси будет заключать и спирт и воду в таком же отношении, в каком они находятся в целом. Если мы желаем отделить путем дистиллировки составные части смеси, то при перегонке спирт как вещество, превращающееся легче в пары, нежели вода, будет переходить в чан в большем количестве, чем последняя. Таким образом, первоначальная перегонка даст нам много спирта с незначительной примесью воды, последующие – все менее и менее первого и более последней, наконец, окончательная даст большое количество воды и только незначительные следы спирта. Факт, что как первоначально перегоняемый спирт заключает примесь воды, хотя и незначительную, а окончательно перегоняемая вода – небольшое количество спирта, Бертолле объяснял тем, что дистилляция не может преодолеть притяжения, находящегося между обоими химическими веществами. Химическое родство, так утверждал он, тем сильнее между двумя телами, чем больше количество одного в сравнении с другим. Так, по этой теории, пока в смеси частицы спирта сильнее частиц воды, они при перегонке легко отделяются; чем больше уходит первых, тем значительнее остается в первоначальной смеси последних, которые, получая перевес над незначительным количеством остающихся спиртовых частиц, удерживают их с силой, которую преодолеть дистилляция уже не может. Точно таким образом переходившие в начале перегонки в значительном количестве спиртовые частицы увлекали с собой, в силу большого притяжения, незначительное число частиц воды.
Прилагая эту теорию к составным частям воздухе, теория Бертолле утверждала, что при анализе его вовсе нетрудно отделить большую часть кислорода от азота, но все-таки некоторая часть его останется в связи с ним.
Против такого взгляда вооружились Рихтер и Дальтон, основатели стихиометрии, утверждавшие, что отдельные тела соединяются между собой только в определенных отношениях. Так, 14 частей по весу азота соединяются с 8 частями кислорода, затем с 16, с 24, с 30 и наконец с 40 или, следуя Гей-Люссаку, считая по объему, 2 части по объему азота соединяются с 1, 2, 3, 4, 5 частями кислорода, а не с 1 1/10, 1 2/10 и т. д. Все остальные вещества, в которых элементы встречаются в иных чем указанные отношениях, по этой теории не что иное, как механическая смесь, в которой – составные части совершенно самостоятельны, друг от друга независимы. Исследуя атмосферный воздух и находя, что на 27 частей (по объему) кислорода приходится 73 части азота, выходит, что на одну часть первого приходится 2 19/27 частей последнего. Подобное отношение не соответствует указанному выше закону, и из этого следует заключить, что атмосферный воздух представляет не химическое соединение, а просто смесь, которой химическую связь при анализе расторгнуть невозможно по простой причине – потому, что ее вовсе не существует.
Таково изменение, происшедшее во взглядах химиков на этот важный вопрос во время пребывания Гумбольдта в Америке. Возвратившись в Европу, он нашел, что прежняя теория была вытеснена, и кроме того, новые опыты, в особенности Дэви и Гей-Люсскака, показали, что количество кислорода в воздухе гораздо меньше, чем найденное прежде Гумбольдтом (вместо 27 составляет только 20 до 23% по объему). Пытаясь доказать справедливость найденных им чисел, Гумбольдт решился повторить вместе с Гей-Люссаком опыты при помощи новых, усовершенствованных методов. Ученые наши предпочли метод Вольты прочим. Он состоит в том, что к определенному количеству исследуемого воздуха примешивают определенное количество водорода; пропуская через эту смесь электрическую искру, кислород воздуха, соединяясь с частью водорода, образует воду. Из уменьшенного вследствие этого соединения объема смеси газов легко определить количество употребленного на образование воды кислорода.
Исследователи задали себе следующие четыре вопроса:
1) Поглощается ли совершенно кислород или водород при пропущении через смесь их, в эвдиометре Вольты, искры?
Ответ получается утвердительный, но только до тех пор, пока употребленная смесь газов не много удаляется от нормального состава: 1 часть кислорода, 2 части водорода (по объему). Если же одна из составных частей значительно превосходит меру, указанную этим отношением, то исследователи не могли вызвать ни взрыва при проходе электрической искры через смесь, ни поглощения. Из этого следует, что если мы желаем, чтобы при исследовании один газ исчез совершенно, отношение газов в смеси их не должно превосходить известных пределов, потому что в противном случае, если при исследовании воздуха часть находящегося в нем кислорода не будет поглощена, то ясно, что из части поглощенной никак нельзя заключить о количестве всего кислорода. Следовательно, анализируя воздух, следует прибавлять в него водород без избытка. Объяснение этого странного явления, данное Гумбольдтом, не может иметь здесь места; равно как применение его к уяснению световых метеоров. Он доказал, что объяснять последние сгоранием их в атмосфере водорода совсем несостоятельно.
2) Не менее важным был второй вопрос – изменяется ли или нет продукт сгорания обоих газов? Естественно, что если в одном случае большее количество водорода соединяется с определенным количеством кислорода, а другой раз меньшее, то из количества поглощаемого газа нельзя было бы вывести заключения о количестве кислорода. Оказалось, что отношение это совершенно постоянно; что образующаяся при проходе электрической искры вода заключает всегда – 88,9% (по весу) кислорода, ни более, ни менее!
Притом из опытов Гумбольдта и Гей-Люссака видно, что при этом сгорании кроме воды не образуется никакого постороннего продукта.
3) Ответ на третий вопрос – в каком отношении соединяются оба газа для образования воды – показал, что 100 частей (по объему) кислорода всегда соединяются с 200 частей водорода.
Наконец, 4) какая степень точности возможна при исследовании воздуха по методе Вольты? Приняв в соображение все возможные случайности ошибок, происходящие от калибра инструмента, свойства исследуемых газов и проч., Гумбольдт и Гей-Люссак убедились, что метод Вольты в три раза точнее остальных, так что ошибки при употреблении его не превышают 0,001 всего исследуемого количества воздуха; иными словами: полученные при посредстве этого метода данные могут быть только на 1/10% больше или меньше настоящих.
Заручившись такой верной и надежной методой, оба ученых приступили к применению ее. Они исследовали воздух, добытый ими на Сене, в городе и за городом при холодной, умеренной и теплой температуре, в дождливую и ясную погоду, при различных ветрах. Результаты их многочисленнейших анализов, произведенных всегда в тот же самый день, когда воздух был добыт, показали, что: 1) состав атмосферы вообще не изменяется; 2) количество кислорода ее равняется 21%; 3) воздух не заключает в себе водорода.
Найдя, что состав атмосферы вообще подвержен незначительным изменениям, Гумбольдт полагал, что причину различных результатов, добытых анализом его, следует искать в различии местных условий, при которых он был исследован. Конечно, вулканы, стоячая вода болот, брожение и т. п. могут отчасти изменять химический состав воздуха, поглощением кислорода или выделением вредных для дыхания газов, но на общую массу воздуха они не оказывают особенного влияния. Гумбольдт приписывал болезни, господствующие в некоторых местностях, не чрезмерному уменьшению кислорода, а примеси к атмосфере таких испарений, которые обнаружить не в силах никакой анализ. Находя мнение, по которому причина некоторых болезней лежит исключительно в уменьшении кислорода воздуха, он полагал более справедливым искать ее в совокупности разных условий: температуры, сырости, электричестве…
Гумбольдт и Гей-Люссак не ограничились анализом воздуха, собранного в различных местностях; они исследовали также и воздух, поглощенный разными жидкостями. Так, они анализировали его в речной, дождевой воде, в воде, полученной из снега, льда, растворов разных солей и проч., причем оказалось, что отношение кислорода к азоту в воздухе, таким образом добытом, подвержено значительным колебаниям.
Результаты, полученные этими учеными насчет состава воздуха, подтверждены в главном анализами новейших химиков, занимавшихся этим же предметом – Буссенго, Лесли, Реньо, хотя, конечно, определения последних благодаря новым методам еще несколько точнее, но точность эта не превосходит десятичных цифр, выразивших на несколько тысячных точнее данные, найденные Гумбольдтом и Гей-Люссаком.
V
Исследования температуры и климата – Изотермы и изохимены
Не менее важную роль, как воздух, играет в экономии природы теплота. По-этому, естественно, что человек давно обратил внимание на изучение законов ее. Попытки его на этом пути были, однако, долгое время безуспешны. Вместо того, чтобы рядом тщательных и многосторонних наблюдений подготовить для будущих поколений материал, разработав который можно было бы дойти до уяснения законов теплоты, древние и средние века завещали нам массу бесплодных теорий, основанных на неточных, отрывочных, непонятых наблюдениях и потому почти не годных для науки. Конечно, одни наблюдения тоже не ведут к истине. Если бы человек ограничивался только ими, то в результате мы получили бы такую массу фактов, которые удержать была бы не в силах самая счастливая память. Необходимо поэтому по временам подводить сделанные наблюдения, сводя итоги, под определенные частные законы. Пробелы, легко замечаемые между этими законами, указывают нам, что еще остается сделать, на что следует обратить внимание, в какую сторону направить исследование, какие аппараты следует придумать для возможно точного наблюдения.
Первый, создавший теорию теплоты, более или менее удовлетворявшую высказанным выше требованиям, был Галлей. Он учил (в конце XVII в.), что степень исходящей от Солнца теплоты в каждую минуту дня обусловливается положением этого светила над горизонтом, и поэтому теплота уменьшается по мере увеличения градусов широты. Но по мере удаления от экватора и приближения к полюсу мы замечаем постоянно увеличивающуюся разницу в продолжительности дня в различные времена года, пока наконец под полюсами полугодичный день (лето) сменяет полугодичную ночь (зиму). Обстоятельство это, по мнению Галлея, оказывает огромное влияние на теплоту, ибо хотя под высокими широтами Солнце и не достигает в полдень той высоты, на которую оно подымается под тропиками, однако более продолжительный день летом вознаграждает то, что ему недостает в интенсивности. Основываясь на этих соображениях, Галлей выражает отношение теплоты летнего дня под тропиками, у полярного круга и у полюса отношением следующих чисел: 1,834: 2,310: 2,506. Таким образом выходит, что у полюсов теплоты летнего дня больше, чем у тропиков. Так как зимой продолжительность ночи равняется продолжительности дня летом, то под высокими широтами зимний день тем более отстает от теплоты под экватором, чем более место в летнюю пору находилось в благоприятных относительно теплоты условиях.
Из сказанного видно, что теория эта была основана только на положении земли относительно солнца и продолжительности дня. Проверить ее в ту пору не было даже возможности, так как инструмент, при посредстве которого производится подобная проверка, термометр, тогда был еще так несовершенным, что употребить его для точных наблюдений не было возможности. Хотя Дреббель (в 1630 г.) и устроил термометр, но в то время не решен был даже вопрос о температурах, которые должны быть исходными точками при подобных определениях. Каждый отдельный инструмент представлял особенное разделение, так что, хотя по ним можно было определить, поднялась или понизилась ли температура вообще, но сравнить показания разных инструментов не было возможности. Достаточно упомянуть, что еще в 1714 г. Ньютон принимал на своем термометре крайними точками, с одной стороны, температуру тающего льда, а с другой – собственного тела. Промежуток между ними был разделен на 12 градусов. Из этого мы видим уже, что только Ньютон мог изготовлять инструменты, градусы которых были совершенно равны между собой, ибо, хотя температура человеческого тела представляет в различных индивидах весьма незначительные колебания, но все-таки разница существует. Такая единица меры теплоты напоминает происхождение линейных мер: фута, локтя… которые не могли в то время отличаться однообразием, необходимым для каждой меры, если каждый покупатель, продавец или вообще человек, измерявший длину чего-либо, принимал за единицу меры длины свою стопу (фут), свой локоть и т. п. Долгое еще время после Ньютона существовал хаос в разделении термометров, как теперь существует международный хаос в мерах и в монете, с которым пора бы покончить. Только в половине XVIII в. окончательно согласились употреблять три известные термометра – Фаренгейта, Реомюра и Цельсия – легко и удобно переводимые из одного в другой [38].
И Мэран [39] придерживался вначале и исключительно астрономического положения солнца; он обращал особенное внимание на определение maximum и minimum температуры, принимая арифметическое среднее число за среднюю годичную температуру. Вычисление дало ему следующее отношение летней температуры к зимней: 16: 1. Сравнивая, однако, этот результат, полученный вычислением, с наблюдениями и абсолютным нулевым пунктом, найденным Амонтоном, он убедился, что теплота зимняя составляет гораздо более чем 1/16 теплоты летней. Мэран искал причину этого противоречия в теплоте, исходящей из центра земли. К этой-то теплоте, всегда постоянной и играющей главную роль, прибавляется еще солнечная теплота, летом более, зимой – менее. Он сравнивал процесс этот с состоянием вод глубокого озера. Если мы предположим, что данное количество вод его, которое мы примем за постоянно в озере находящееся, зимою увеличивается на известную величину, а летом – эта последняя величина увеличивается еще в 16 раз, то в результате будет колебание уровня озера, но различие отношения глубины его летом к глубине зимой окажется тем незначительнее, чем озеро глубже. Применяя это объяснение к теплоте, Мэран полагал, что отношение ее в различные времена года будет тем меньше, чем глубже абсолютный нулевой пункт ее, т. е. чем больше теплота, получаемая из центра Земли. На этом различии и основано разделение им времен года на действительные и солнечные. Главным следствием его исследований, и в особенности теории Галлея, было предположение, что в каждом полушарии лето во всех широтах имеет одну и ту же температуру, ибо количество ее, которое в высших широтах лежащие места теряют от низкого стояния солнца, наверстывается в них продолжительностью дня.
Вместо определения температур по методу Галлея и Мэрана, оказавшемуся вскоре неудовлетворительным, К. Майер пытался вывести их иным путем, для чего и дал математическую формулу, из которой оказывается, что теплота изменяется соответственно градусам широты, но остается одной и той же в том же самом градусе широты вокруг всего земного шара, следовательно, под всеми градусами долготы, его пересекающими. Разные корректуры оказались при этом неизбежными для того, чтобы действительно получить температуру данного места по формуле Майера, которая через это очень усложнялась. Так как известно, что чем сложнее формула, тем менее верной оказывается она в приложении, то поэтому формула Майера, хотя и верная сама по себе, вскоре вышла из употребления.
Мы знаем теперь, что распределение теплоты на земном шаре есть результат разнообразнейших причин: различного расстояния Земли от Солнца в разные времена года, вращения Земли и наклонения ее оси к эклиптике; кроме того, сила солнечных лучей зависит от цвета, плотности, лучеиспускания предметов (в рассматриваемом нами случае – местностей), поэтому, кроме астрономических и географических различий мест следует при определении их температуры иметь еще в виду и физические. Как ни трудно, приняв в расчет все эти влияния, определить вперед температуру каждого пункта, как астрономы определяют вперед положение любой планеты, но и это удалось, благодаря трудам Фурье и Пуассона. Но математические формулы, выведенные ими для подобного определения, могут служить только для планеты, которая, как например Луна, не имеет ни воды, ни воздуха. Если же мы имеем дело с такой планетой, как наша Земля, на которой эти два фактора играют такую важную роль, то к вышеуказанным затруднениям присоединяются еще новые, гораздо более крупные, до того запутывающие задачу, что о решении ее при посредстве математики не может быть и речи.
Посредством течений воздуха и воды, вызванных неоднообразным действием солнца под разными градусами широты, теплота от экватора направляется к соседним с полюсами местностям; но распределение ее на этом пути зависит от образования ее поверхности. Поэтому-то температура одного и того же градуса широты различна под разными градусами долготы. Точно так же с парами, подымающимися из океана и моря, из них уносится большое количество теплоты; освободившаяся от нее вода притекает опять путем рек в моря, но теплота способствует возвышению температуры материка. Из этого видно, что не только близость океана оказывает громадное влияние на местность, но даже важны в этом отношении формы линий, образуемых очертаниями берегов как граней между материком и водой.
Сказанного достаточно для того, чтобы убедиться в невозможности включить в математическую формулу тысячи случайностей, влияющих на температуру данного места, и в данное время. К формулам этим можно было прибегать до тех только пор, пока наблюдения не показали, какое влияние оказывают на теплоту данного места упомянутые выше обстоятельства. Поэтому Кирван [40] предложил прежде всего запастись значительным количеством наблюдений и уже из этих наблюдений выводить из сравнения причины явлений или законы их, т.е. приняться за дело в противоположном порядке, чем это делалось до сих пор.
Но каким образом найти среднюю теплоту данного места? Разрешением этого вопроса и задался Гумбольдт в монографии своей Des lignes isothermes et de la distribution de la chaleur sur le globe [1817.1], помещенной в Mémoire de Physique et de Chemie de la Société d’Arcueil[41], III. Температура изменяется, как известно, даже в течение дня постоянно и потому следовало бы наблюдать ее ежечасно и даже чаще, что, конечно, более чем затруднительно. Прежде полагали, что для определения средней температуры года достаточно вывести половину суммы, полученной из максимума и минимума; но метод этот оказался совершенно неверным. Ему предпочли метод, по которому годичная температура получается из среднего арифметического числа всех суточных температур. Но как получить последние? Так как ежеминутное наблюдение невозможно, ежечасное – возможно только в немногих местах, то приходится ограничиться только немногими наблюдениями. Как их выбрать? В какие часы делать? Вопрос этот необыкновенной важности, так как от него зависит правильность результатов. Следя за ходом температуры в течение ясного дня, мы замечаем, что термометр с восходом солнца начинает подниматься и поднятие его около 9 часов утра самое скорое; затем оно становится медленнее и к 2 часам пополудни прекращается, и вместо его замечаем понижение термометра, сначала слабое только, потом до заката все сильнее и сильнее и наконец с восходом термометр начинает вновь подниматься.
Гумбольдт рассматривает три метода, при посредстве которых можно получить среднюю температуру: 1) наблюдая три раза в сутки – при восходе и закате солнца и в 2 часа пополудни; 2) наблюдая в две эпохи, которые выражают maximum и minimum, т. е. при восходе Солнца и в два часа пополудни; 3) наблюдая только раз в течение 24 часов, и именно в тот час, который к сделанным в различные времена года наблюдениям выражает среднюю температуру дня. Мы и на этот раз не вправе входить в изложение критики этих методов, представленных Гумбольдтом, и принуждены ограничиться только результатом его исследований, именно: среднее арифметическое число, полученное из суточных температур, дает годичную температуру; среднее же число, выведенное из многих годичных температур – дает среднюю температуру места.
Если мы, отправляясь из пункта, находящегося у экватора в уровень с морем, будем приближаться к северному полюсу по одному и тому же меридиану, то температура по мере приближения к нему будет все уменьшаться. Линии, соединяющие точки одной и той же годичной температуры разных меридианов, впервые введенные в науку Гумбольдтом, названы им изотермическими.
Применение графической методы к изучению о распределении теплоты на земном шаре оказало науке существенные услуги. Она также важна в этой отрасли физики, как необходимы ландкарты для географического определения места. Благодаря этим линиям Гумбольдту удалось начертить ясную картину распределения теплоты на земной поверхности. Правда, последующие наблюдения несколько изменили очертания некоторых из этих линий, проведенных Гумбольдтом в то время, когда он не располагал еще такой массой наблюдений, которые накопились с тех пор, но ему принадлежит бесспорно не только почин на этом пути, но, как мы увидим ниже, и значительное развитие его.
Отправляясь от экватора, где Гумбольдт принимает среднюю температуру в 27,5° C, к северному полюсу, мы видим, что изотермические линии тянутся довольно параллельно, т. е. температура с увеличивающимися градусами широты уменьшается по всем меридианам почти равномерно; но сравнивая изотермы Европы и Америки, оказывается, что они в последней расположены чаще, иными словами: в ней нам нет надобности подвигаться так далеко к северу, как на европейском берегу океана, чтобы заметить известное понижение температуры. Кроме того, изотермы не расположены параллельно экватору таким образом, что место, лежащее в Европе более к северу, имеет ту же среднюю температуру, как в Америке лежащее южнее, притом разница эта увеличивается более и более по мере приближения к северному полюсу. Полоса, в которой температура при равномерном приближении к северу более всего понижается, лежит, по Гумбольдту, в Старом и Новом Свете, между 40° и 45° широты. Обстоятельство это, замечает он, должно было подействовать благотворно на нравы и промышленную деятельность народов, населяющих эту полосу земного шара. Здесь соприкасаются область возделывания винограда с областью оливкового дерева и лимона. Нигде на земле, подвигаясь от севера к югу, температура так значительно не возвышается, как на этом пространстве; нигде более мы не видим, чтобы произведения царства растительного сменяли друг друга так быстро, как в указанной полосе. Значительное же различие в произведениях смежных стран оживляет торговлю и усиливает промышленную деятельность народов, занимающихся хлебопашеством.
Не останавливаясь на определении кривизны изотермических линий, сделанном Гумбольдтом, упомянем еще, что он нашел тоже, что точки земного шара, представляющие одну и ту же среднюю температуру, могут, несмотря на это, представлять значительное разнообразие между крайними временами года: летом и зимой так, что они изменяются не только от одной изотермы к другой, но даже в пределах одной и той же изотермы. Например, в то время, как в изотерме 20° летняя температура равняется средним числом + 25°,5, зимняя 13,5°, так что разница между обоими временами года составляет 12°, в изотерме 0°, летняя температура = 11,5°, зимняя же – 10° (ниже нуля), так что здесь оба времени года представляют разницу в 21,5°. Изотермы, лежащие между приведенными, занимают середину между ними. Но в изотерме 20° летняя температура не везде однообразна в 25,5°, а колеблется в пределах между 22 и 27 градусами; зимняя – между 12 и 15. В изотерме 0° средняя летняя температура колеблется между 11° и 12°, напротив, зимняя между – 16° – 4° (ниже нуля). Если мы обратим внимание на зимнюю среднюю температуру какой-либо точки, лежащей на любом градусе долготы, то мы на меридианах, к востоку и к западу от нее лежащих, встретим ту же температуру, но эти соответствующие первой по температуре точки не будут находиться ни в той же широте, ни на той же изотерме. То же самое найдем и при наблюдениях над средней температурой лета. Соединение таких точек привело Гумбольдта к определению изотерм и изохимен – линий равной летней, и линий, равной зимней температур. Наблюдения над зимней температурой различных точек в Европе показали значительное уклонение изохимен от изотерм, а также от параллельных кругов. Между тем, как изохимены – если мы проследим их от западного берега Европы к востоку, наклоняются более к югу, чем изотермы, в направлении изотеров мы видим противное. Из этого мы вправе вывести заключение, что чем более мы удаляемся от Атлантического океана, тем значительнее становится разница между временами года. Точки, в которых различие между летом и зимой не так значительно, лежат вообще вблизи берегов; местности же, где различие это достигает самых значительных размеров, лежат внутри материков. На этих данных Гумбольдт и основал свое знаменитое различие между климатом береговым и континентальным.
Не менее труда положил он на определение эпохи года, температуру которой можно без больших погрешностей принять за представительницу средней температуры года. Для этой цели он предложил, на основании обширных наблюдений, октябрь месяц, принимая, конечно, разные числа его для разных местностей.
Вопрос – изменяется ли найденная в течение одного года температура в известном месте против температуры других годов, тоже обратил на себя внимание Гумбольдта. Если она изменяется, то естественно, что самые точные наблюдения ее в течение одного года будут недостаточны для определения средней температуры места. Сделанный Гумбольдтом анализ хода температуры в Париже за 10 лет (с 1803 по 1813 гг.) показал, что он не представляет значительных колебаний между отдельными годами; кроме того, он при этом еще более убедился, что средняя температура октября месяца, температуру которого он предложил, как мы видели выше, за среднюю годичную, действительно отличается только незначительно (на 0,2°) от средней годичной, найденной наблюдением.
Изложенные законы распределения теплоты, впервые благодаря Гумбольдту явившиеся в такой наглядной форме, были выведены им только для северного полушария.
Все мореплаватели, предпринимавшие путешествия, начиная с XVI столетия, в особенности же Кук, в южное полушарие единогласно утверждают, что теплота его гораздо ниже теплоты северного полушария под соответствующими градусами широты. Так, напр. в Огненной земле, соответствующей по своему положению в северном полушарии южной Швеции, вся страна покрыта, даже в середине лета, снегом. Неизмеримые пространства льда, как это доказано путешествиями к южному полюсу, окружают его на гораздо большее расстояние от полюса, чем у северного. Этот не подлежащий сомнению факт Эпинус старался объяснить тем, что, так как земной шар движется вокруг Солнца не по окружности круга, а по эллипсу, то он подвигается не с одинаковой скоростью на всех точках своего пути. Вследствие этого лето наше [42] длится несколько дольше, чем зима, между тем как на южном полушарии видим противоположное. Этой разницей в продолжительности времен года Эпинус и объяснял разницу теплоты обоих полушарий. Но уже Ламберт возражал на это, что хотя факт большей продолжительности нашего лета и справедлив, но так как в продолжение нашего лета Земля отстоит от Солнца на большее расстояние, нежели во время лета южного полушария, то разницы в сумме падающих на каждое полушарие лучей не существует. Ламберт искал поэтому причину разницы температуры обоих полушарий не в Солнце и не в пути Земли вокруг его, но в физическом различии обоих полушарий.
Против этого объяснения Кирван заметил, что все путешествия к высоким широтам южного полушария были совершены в теплое время его, т. е. во время нашей зимы, но из температуры крайних времен года нельзя еще выводить заключения насчет температур остальных времен года, равно как и насчет средней температуры целого года. Хотя лето южного полушария и представляет очень незначительную температуру, зато и зима там далеко не так сурова, как наша. Сравнение температур обоих полушарий, под соответствующими градусами широты, конечно, показывает, что она в северном несколько выше, но разница эта весьма незначительна. Кирван полагал, что до 40° широты температура южного полушария относится к теплоте северного, как 13,5 к 14; от 40 же градусов выше до 50 – как 9 к 11.
Этого же мнения был и Гумбольдт. Он говорит, что хотя оба полушария получают одинаковое количество солнечных лучей, но накопление теплоты на южном полушарии меньше вследствие большего лучеиспускания теплорода в течение более продолжительной зимы. Кроме того, так как в южном полушарии вода занимает гораздо большее пространство, чем материк, то пирамидально выдающиеся оконечности континентов этого полушария отличаются континентальным климатом. Лето с незначительной температурой сменяется до 50° южной широты несильными морозами во время зимы; даже растительные формы жаркой полосы встречаются еще у 38° и даже у 42° южной широты. Незначительность встречающихся в южном полушарии материков способствует не только тому, что температура разных времен года не представляет очень резких отличий, но также и абсолютному понижению средней годичной температуры этого полушария.
Гумбольдт утверждает, что эта причина гораздо важнее, нежели та, которую долгое время принимали до него, т. е. нежели незначительная эксцентричность планетного пути. Материки испускают в течение лета гораздо более тепла, чем моря, и воздух экваториальных стран и умеренного пояса, направляющийся к странам, лежащим у полюса, оказывает более слабое влияние в южном полушарии, чем в северном. Доказательством справедливости этого мнения может служить и то обстоятельство, что льды, окружающие южный полюс до 71° и даже 68° южной широты, в тех именно местах подвигаются ближе к экватору, где они встречают открытое море, т. е. там, где пирамидально-выдающиеся оконечности континентов своим влиянием не мешают их развитию. Из этого обстоятельства мы вправе тоже заключить, что эта сравнительная бедность материков южного полушария оказала бы еще гораздо более сильное влияние на температуру его, если бы развитие континентов у экватора было также неравномерно, как и в умеренной полосе.
Исследования Гумбольдта над пассатными ветрами подтвердили тоже его гипотезу, что недостаточное развитие материков в южном полушарии составляет главную причину меньшей теплоты его.
Гумбольдт не упустил из виду и исследования воздуха, находящегося над большими пространствами воды, над морями. Он говорит, что нижние слои атмосферы, находящиеся над большими пространствами воды, испытывают влияние температуры последней. Море гораздо меньше испускает поглощенную им теплоту, чем материки; оно охлаждает покоящийся на поверхности своей воздух посредством испарений. Охладевшие и сделавшиеся более тяжелыми частицы воды опускаются вниз. Море нагревается или охлаждается течениями, направленными от экватора к полюсу, или посредством смешения верхних и нижних слоев воды на покатостях отмелей. Вследствие сочетаний этих различных причин между поворотными кругами, и может быть даже до 30° широты, средняя температура воздуха над морем ниже на 2-3 градуса против континентального. Под высокими же широтами, напротив, в тех странах, где атмосфера зимой понижается значительно ниже точки замерзания, изотермические линии направляются к полюсу и делаются выгнутыми, когда идут от материков через моря. Таким образом, температура воздуха над морями бывает то выше, то ниже находящейся над материками; между тем колебания температуры воды постоянно ниже, чем изменения температуры находящегося над ней воздуха.
Но температура воздуха изменяется не только с переменой места наблюдений в горизонтальном направлении; она изменяется и в вертикальном направлении. С поднятием вверх она понижается. Гумбольдт в разных мемуарах своих принимает три причины этого явления: ослабление действия Cолнца, лучеиспускания теплорода и подымающиеся вверх течения воздуха. Солнечные лучи, обусловливающие возвышение температуры, проходя через атмосферу, способствуют, как известно, нагреванию воздуха. Чем больше частиц воздуха лучи встречают на своем пути, тем большее количество их нагревается, а так как воздух в нижних слоях своих плотнее чем в высших, то естественно, что внизу нагревание будет сильнее, так как внизу больше частиц нагревается по той простой причине, что там их гораздо больше. Но по мере нагревания воздуха лучами, последние, теряя свою теплоту, ослабляются и в действии своем. Поэтому нижние слои воздуха получают меньше теплорода чем верхние – лучи, их проходящие, не суть уже лучи первоначальные, так сказать – из первых рук; они уже потеряли часть своего теплорода в верхних слоях воздуха. Несмотря, однако, на то, что нижние слои атмосферы потеряли на количестве, зато они выиграли на качестве, ибо лучи тут проходят через более плотные слои атмосферы. Таким образом, несмотря на ослабление теплоты лучей во время прохождения их через верхние слои атмосферы, нижние слои все-таки остаются в выигрыше, так как в них накопляется большее количество теплорода вследствие большей плотности нижних слоев воздуха.
Переходим ко второй причине, указываемой Гумбольдтом, почему верхние слои воздуха холоднее нижних. Каждое нагретое тело, и в том числе и земной шар, испускает из себя по всем направлениям теплоту. Лучи теплорода, исходя от поверхности земли, должны опять проходить через слои воздуха. Проходя сперва через слои более плотные – ближайшие земле, а затем уже через менее плотные – более от нее отдаленные, лучи эти, конечно, нагревают первые слои гораздо сильнее: во-первых потому, что они более плотные, во-вторых потому, что они лежат ближе к источнику, испускающему теплород. Таким образом и лучеиспускание теплорода землей обусловливает высшую температуру в нижних слоях атмосферы, чем в верхних.
Наконец, укажем на третью причину, приводимую Гумбольдтом. Нижние слои воздуха, как более теплые, расширяясь, подымаются конечно кверху. Слои воздуха различной температуры, поднимаясь кверху, обнаруживают известное из физики стремление сгладить разные степени теплоты; но течения эти, ими обусловливаясь, усиливаются вместе с увеличением их различия, так что мы имеем право заключить, что чем сильнее течения воздуха, тем больше разница температуры между слоями его вверху и внизу.
В своих Observations astronomique [1810.2] Гумбольдт разбирает и методы, при посредстве которых можно исследовать уменьшение температуры по мере поднятия кверху. Сюда относятся: воздушные путешествия, восхождение на крутые, уединенные горы, сравнение температур близлежащих, но отличающихся значительной разницей в вертикальном направлении точек; температуры ключей и пещер; границы снегов. Последняя, как мы уже видели выше, не представляет верных результатов, так как она под различными широтами соответствует различным годичным температурам. Результатом наблюдений Гумбольдта по рассматриваемому вопросу можно принять правило, что температура в странах тропических, равно как и в умеренном поясе, в течение лета понижается на 1° на каждые 180– 200 метров поднятия вверх. Зимой в умеренном поясе уменьшение температуры совершается медленнее: можно принять, что разница на 1° замечается не меньше, как на каждые 240 метров поднятия. Указав на эти общие числа, мы не станем приводить средних чисел теплоты, определенных Гумбольдтом для различных высот тропического и умеренного пояса; равно мы принуждены ограничиться только замечанием, что в монографии своей Sur la limite inférieure des neiges [1820.1] Гумбольдт подробно определяет высоты снежных границ разных точек земного шара.
От этих исследований температуры воздуха под различными градусами широты и на различных высотах над поверхностью моря Гумбольдт переходит к исследованию температуры почвы. Главным средством для определения ее ему служат наблюдения над температурой ключей, сделанные им самим, Л. фон Бухом и Валенбергом. На основании их он пришел к тому же результату, что под тропиками и в более теплых местностях умеренного пояса температура почвы немногим отличается от средней температуры воздуха; под высшими градусами широты она несколько выше последней.
Гумбольдт и Эме Бонплан на Ориноко. Гравюра на дереве по картине Фердинанда Келлера 1877 г.
Обстоятельство, что в двух первых местностях не замечается почти никакой разницы между температурами обоих сред, и было причиной, почему Гумбольдт, как мы видели выше, считал температуру ключей и пещер в числе средств, при помощи которых может быть определена температура воздуха.
Десять лет спустя после этих исследований Гумбольдт обращает свою деятельность на объяснение главных причин различия температур на земном шаре. Тут он указывает, как различие климатов может зависеть от положения данного места относительно солнца как главного источника теплорода, но это объяснение не удовлетворяет его по причинам, изложенным нами выше при рассмотрении взглядов Галлея и Мэрана. Поэтому он ищет причины, почему западные части материков теплее восточных, и находит ее в преобладании западных ветров в поясах умеренном и холодном. Ветры эти уносят с собой тот же воздух, который принесли пассатные ветры к экватору, а вращение Земли дает возвращающемуся от экватора воздуху направление от запада к востоку, точно также как оно притекавшему к нему воздуху давало противоположное направление. Но воздух, текущий от экватора, тепел, и потому страны, с которыми он прежде всего приходит в соприкосновение, нагреваются сильнее, чем те, по которым он проносится после, так как он отдал уже часть своего тепла первым. Гумбольдт объясняет значительную, сравнительно с ее географической широтой, теплоту Европы ее положением, так близким к морю и разорванности, если можно так выразиться, частей ее. На западе Европы находится большой, так значительно умеряющий холод, и притом согретый Гольфстримом, океан. Часть земного шара, занимающая самое большое пространство тропического пояса, Азия, лежит относительно Европы так, что последняя нагревается воздухом, который поднимаясь над Африкой, направляется от экватора к северному полюсу. Третью причину, умеряющую климат Европы, Гумбольдт видит в том обстоятельстве, что она менее, чем Азия и Америка, выдвигается к северу и что она лежит против самого громадного незамерзающего залива из всех, лежащих у полюсов.
VI
Изучение атмосферного давления
Обращаясь к совершенно другой отрасли естествознания, к давлению воздуха, мы и здесь встречаем следы деятельности Гумбольдта. При тех сбивчивых понятиях, которые имели древние на счет тяжести, нелегко было решить вопрос – давит ли воздух или нет? Аристотель утверждал, что давит, так как, говорит он, воздухом наполненный пузырь весит больше, чем пустой. Но положение это не осталось без возражений: уже Птолемей утверждал, что воздух внутри собственного пространства, т. е. воздух в пространстве, наполненном воздухом, не давит, точно также как и вода при подобных же условиях, т. е. в пределах занимаемого ею пространства, не оказывает давления. Положение свое относительно воздуха Птолемей доказывал тем, что опыт Аристотеля с пузырем неверен; а относительно воды тем, что опускаясь на дно реки, мы не чувствуем давления сверху, как бы ни глубок был слой воды, лежащий над водолазом. Спор этот, длящийся в продолжение средних веков, можно было бы, конечно, решить и известным уже древним законом Архимеда, по которому всякое тело, взвешенное в жидкости, теряет столько своего веса, сколько весит равный объем этой жидкости. Применяя этот закон к взвешиванию Аристотелем воздуха, можно было убедиться, что воздух, взвешенный в воздухе, должен столько потерять своего веса, сколько сам весит, т. е. все.
Если мы опустим стеклянную трубочку в воду и станем через верхний конец ее тянуть воздух из нее, то вода поднимается в трубочке. Мы знаем теперь, что это происходит оттого, что внешний атмосферический воздух, давя на воду, вгоняет ее внутрь трубочки, из которой мы высосали воздух. Древние объясняли себе это явление совершенно иначе, именно тем, что «природа боится пустоты» (horror vacui), т. е. что вода только потому подымается в трубочке, чтобы не осталось в ней пустого пространства! Известен случай с Торричелли, учеником знаменитого Галилея. Когда огородники, рывшие в Пизе насосный колодец, остановились изумленные перед фактом, что вода его не поднимается выше 32 футов, ученый этот объяснил это явление тем, что воздух, оказывая давление на воду, должен подымать ее только до той высоты, пока давление воды в насосе на его основание не уравновесит давления внешнего воздуха на воду вне насоса. Из законов давления жидкостей нам известно, что давление их увеличивается по мере увеличения высоты столба жидкости и плотности ее, и потому, когда Торричелли заменил воду ртутью, которая в 13 Ѕ раз тяжелее воды, то он в самом деле нашел, что ртуть поднялась только на 28 дюймов. С этой минуты Торричелли стал отвергать мнимую «боязнь природы к пустоте» и поставил законом, что явления, приписываемые прежде horror vacui, зависят от давления воздуха. Он стал утверждать далее, что трубкой, содержащей столб ртути и запаянной сверху для того, чтобы воздух не мог давить на этот столб с другого конца, одним словом, барометром, можно измерять давление воздуха. Как всякая новая идея, как бы справедлива она ни была, но потому только, что она не согласуется с вековыми предрассудками, идея Торричелли встретила сильную оппозицию, пока наконец Паскаль не напал на мысль, доказавшую окончательно неопровержимую ее справедливость. Если, говорил он, учение Торричелли справедливо, то столб ртути в барометре при поднятии на высоты должен понижаться, так как по мере поднятия вверх столб давящего на ртуть воздуха уменьшается. В 1648 г. шурин Паскаля, Флорен Перье, желая решить спорный вопрос путем опыта, подымается на Пюи-де-Дом, близ Клермона, высотой в 500 туазов. Оказалось, что барометр действительно понизился на 3 дюйма ниже того уровня, на котором находился на равнине. С этих пор, а в особенности с того времени, как Мариотт открыл закон, по которому плотность воздуха усиливается по мере возвышения, наука узнала, какой высоте слоя воздуха соответствует высота барометра. С этого времени инструмент этот и вошел во всеобщее употребление для измерений высот.
Если бы шар земной представлял бы тело покоящееся, не вращающееся, окруженное со всех сторон одним и тем же веществом и если бы на всех точках поверхности его не было разницы в температуре, то окружающий его воздушный океан не представлял бы тоже никаких уклонений. В этом «идеальном» случае мы видели бы на всех точках земли одинаковое давление воздуха. Но действительность учит нас противному: мы знаем, что земля не есть покоящийся шар, а неправильный, вращающийся элипсоид, на поверхности которого встречаем разнообразнейшие температуры. Кроме того, течения воздуха, известные нам под именем ветров, показывают тоже, что воздух на одинаковой высоте над уровнем моря испытывает неодинаковое давление. Все части воздушного океана не только подвижны, но находятся в постоянном движении.
Для того чтобы пользоваться барометром для измерения высот, необходимо всегда сравнивать между собой высоту ртутных столбов в двух точках, находящихся на различной высоте. Если мы знаем высоту одной точки, то в таком только случае можем отыскать высоту другой. Если мы находимся внутри какой-нибудь страны и нам неизвестна из непосредственного измерения высота данной точки, то необходимо знать высоту барометрического столба ртути ближайшего моря, ибо, так как высота считается от морской поверхности, то, зная его, мы узнаем и высоту точки, с которой сравниваем ее. Наблюдения показали, что высота барометра у берегов морей неодинакова под различными градусами широты; притом она непостоянна даже в одном и том же месте. Колебания эти бывают правильны, т. е. они могут повторяться в течение известных периодов; но они бывают и неправильны. Понятно, что если мы прибегаем к барометру для измерения высоты какого-нибудь места, то мы должны принять в расчет эти колебания барометра в обоих пунктах; иначе разница, выведенная из показаний этого инструмента, даст нам ложные показания; притом мы должны знать их в самый момент наблюдения. Эта высота столба ртути должна быть выведена из средней высоты барометра соответствующей широты места, принимая также в расчет влияние правильных колебаний. Мы здесь не имеем причины останавливаться на другом, каждому известном применении барометра к так называемым предсказаниям погоды, при которых «хороший» барометр дает нам весть об атмосферных переменах, совершающихся в высших слоях атмосферы.
Уже из сказанного мы можем заключить, что задачи, которые при исследовании барометрических колебаний предстояло разрешить, касались трех вопросов: 1) необходимо было определить среднюю высоту барометра у уровня моря под различными градусами широты; 2) нужно было отыскать пределы правильных колебаний его и, наконец, 3) величину неправильных колебаний, равно как второстепенные обстоятельства, играющие при этом известную роль, чтобы по крайней мере со временем допытаться причины их и перевести их тогда из категории неправильных в правильные.
Не останавливаясь на барометрических наблюдениях, сделанных Гумбольдтом для определения разных высот (изданных в Observations astronomiques [1810.2]), мы упомянем здесь вкратце о его исследованиях, предпринятых с целью развить теорию барометра, помещенных в его Esquise d’un tableau géognostique de l’Amérique méridionale [1829.1.1]. Барометрические наблюдения прежнего времени не различаются той точностью, которую представляют теперь, и этому труды Гумбольдта способствовали немало. Так, из сравнения своих наблюдений со сделанными членами Французской академии в половине истекшего столетия в Перу, он приходит к убеждению, что барометры последних заключали в себе небольшое количество воздуха (ртуть их не была вскипячена), так как показания их оказываются ниже найденных Гумбольдтом. Другая ошибка прежнего времени вела, напротив, к показанию высшего столба ртути, чем настоящий, вследствие того, что при французских наблюдениях не принималось в расчет расширение ее от теплоты (выше 0° C), хотя на это обстоятельство и указывал уже Амонтон около 1740 г. Кроме этих ошибок Гумбольдт указывает еще на третью: влияние волосности трубок, которая тоже требует поправки.
Уже прежние ученые путешественники (как например Varin, Дезайе [43] и de Glos, посещавшие Зеленый мыс и американские острова по поручению французского правительства в 1682 г.) заметили, что вблизи экватора барометр дважды в течение суток постоянно и правильно поднимается и опускается. По аналогии явление это названо было атмосферическим приливом и отливом. Факт этот явился в совершенно ложном свете, так как названные ученые старались привести его в соответствие с изменениями термометрическими, что оказалось несправедливым. Гумбольдт с другом своим Бонпланом, занимаясь долгое время наблюдениями над этими колебаниями барометра, определили как величину их, так и самое время, когда они наступают.
По Гумбольдту, колебания барометра между поворотными кругами можно выразить следующим образом: поутру, около 9-9 ј часов, он достигает самой высокой точки, затем понижается, сначала медленно, потом скорее, и потом опять медленнее до 4 Ѕ часов; затем барометр поднимается снова до 11 часов, и потом падает опять до 4 часов следующего утра. Колебание заключается в пределах Ѕ-1 линии, и днем оно сильнее, чем ночью. Ветры, дождь, землетрясения и подобное, за исключением некоторых частей экваториальной Азии, не оказывают никакого влияния на колебания барометра, которые на вышине Кито немногим только меньше, чем на морском берегу. Впрочем, явление это свойственно не одной тропической Америке; его можно наблюдать везде между поворотными кругами.
Выше уже было упомянуто, что прежние ученые объясняли эти явления той же причиной, которая вызывает приливы и отливы, но Лаплас доказал, что при этом предположении целое колебание барометра не может превосходить одного миллиметра, т. е. менее полулинии. Кроме того, самое время, в которое замечаются самые значительные повышения и понижения барометра, не позволяет смешивать обоих явлений; между ними только одно общее – что как те, так и другие проявляются дважды в сутки. Приливы и отливы обусловливаются различием влияний, оказываемых притягательной силой Солнца и Луны на различные отдельные части Земли, находящиеся в различном расстоянии от них. Та часть земной поверхности, которая обращена к Луне, испытывает, как более близкая к ней, более сильное притяжение последней, чем центр ее; между тем как противоположная сторона земного шара представляет противоположное явление. При морских приливах и отливах нельзя не признать влияния Луны, которое оказывается даже в 2 Ѕ раза сильнее влияния Солнца, и потому время прохождения через меридиан играет здесь большую роль. В совершенной противоположности с этим атмосферические приливы и отливы зависят совершенно от положения Солнца, и потому мы вправе заключить, что оно их причиной, но не Луна.
Гумбольдт не высказывался прямо насчет причины этих явлений; Рамонд же полагает, что ее следует искать во влиянии теплоты солнечной, вызывающей расширение воздуха в тех местах, в которых самая большая теплота дня. К востоку от этих мест лежат точки, которые опять охладевают; к западу – которые еще не нагрелись до той степени, как наблюдаемые. Воздух теплых долгот, расширяясь, поднимается кверху, и так как действие это здесь сильнее, чем к востоку и к западу от этого места, столб воздуха, выдающийся посредине над соседними, стекает по обе стороны. Таким образом посредине видим атмосферное давление минус то количество воздуха, которое стекло по обе стороны: теплые часы соответствуют minimum’у давления. По обе же стороны этого выдающегося столба воздуха видим атмосферическое давление плюс то количество воздуха, которое притекло из середины: потому утром и вечером замечаются самые высокие давления воздуха – maximum его. На противоположной minimum’у стороне земли то же атмосферическое давление, и по-тому ночью второе, но не так значительное minimum, которое только потому является таковым, что оно находится между двух мест, испытывающих более сильное давление воздуха. Так как земля вращается, то одна и та же точка земного шара под тропиками имеет то maximum, то minimum давления над собой, так как они следуют солнцу. Главный minimum проявляется около 4-х часов, т. е. 2 часа спустя после самого жаркого времени дня. Это обусловливается, кажется, тем, что вызванное различиями температуры движение нуждается в известном времени для своего проявления, точно так же, как оно, с другой стороны, длится еще некоторое время после того, как обусловливающая его причина перестала действовать. По этой же причине самый жаркий час дня вовсе не 12 часов; самый жаркий месяц месяц не июнь, несмотря на то, что причина, их обусловливающая, высота Солнца, достигает в обоих случаях своего maximum’a, а – 2 часа пополудни и месяц июль.
Неправильные колебания барометра под тропиками очень незначительны в противоположность значительным правильным колебаниям. В умеренном поясе явления эти изменяются: здесь неправильности очень значительны, нормальные же суточные колебания так малы, что последние не могут быть замечены, если мы ограничимся только несколько-дневным ежечасным наблюдением. Только после продолжительного ряда наблюдений удается при выведении средних результатов заметить, что несколько высший столб утром, несколько низший – после обеда. Кроме того, самые часы, в которые наступают изменения, непостоянны в течение целого года: суточные крайности приближаются зимой к полудню и отодвигаются в летнюю пору.
Неправильные колебания барометра в умеренной полосе так значительны, что положение ртутного столба может в течение нескольких месяцев представлять разницу на 20 линий, и потому неудивительно, что незначительные суточные колебания были здесь замечены только после ряда долгих наблюдений.
Давление воздуха оказывает влияние не только на понижение барометра; от него зависят и некоторые физиологические явления, которые Гумбольдт тоже испытал на себе. Еще Соссюр во время своего путешествия в Альпах упоминает о невероятном утомлении при поднятии на значительные высоты (выше 1400 – 1500 туазов), которого никак нельзя объяснить напряжением мускулов. Путешественник не в силах сделать 20-30 шагов без отдыха. Присев с этой целью, испытывающий это утомление сейчас же готов заснуть, несмотря на неудобство положения и холод. Некоторые лица испытывают при этом тошноту, доходящую до рвоты, даже до обмороков. Разные натуры неодинаково впечатлительны к этому недугу, но даже самые сильные не свободны от него; даже такие, которые по своему образу жизни, как напр. альпийские проводники, более или менее привычные к разреженному горному воздуху, подвержены ему. И затруднение дыхания замечают тоже, но без давления, и потому Соссюр объяснял это явление не столько недостатком кислорода (хотя при меньшей плотности воздуха на высотах при каждом вдыхании легкие получают меньшее количество его, чем ближе к уровню моря), но расслаблением сосудов, которые не подвергаются снаружи такому сильному давлению, как то, которое испытывают органы на незначительном поднятии над поверхностью моря и к которому организм приспособлен.
На Андах Гумбольдт имел случай познакомиться с этим физиологическим явлением еще в большей степени, чем Соссюр на Альпах. Исследуя различные высоты, на которых люди еще живут, Гумбольдт полагал, что организм человеческий может в известных пределах без неудобств выносить уменьшенное давление атмосферы и что оно только тогда дает себя чувствовать, когда столб ртути падает ниже 15 дюймов. При этом он замечает, что белое племя выносчивее в этом случае краснокожих; как те, так и другие, однако, кроме упомянутых Соссюром явлений, страдают на значительных высотах кровотечениями из носа, десен, глаз, губ.
Явления крайнего утомления при поднятии на значительные высоты объясняются теперь исследованиями братьев Веберов (физиологов). По обеим сторонам таза находятся вертлюжные впадины, внутри гладкие углубления кости, в которых движутся головки бедренных костей. Целое сочленение покрыто связками и оболочкой, соединяющей таз с шейкой бедра. Если мы перережем на трупе все толстые слои мышц, покрывающих это сочленение, а также и перепонку, то нога не выпадет из сустава; она держится еще плотно в вертлюжной впадине таза давлением воздуха. Из этого мы вправе заключить, что мы не нуждаемся употреблять особенные усилия для того, чтобы во время ходьбы нести ногу, отделяющуюся от земли. Давление воздуха облегчает нам этот труд. Так как на значительных высотах давление воздуха уменьшается, то он не может уже и нести всей тяжести нашей ноги, и работа, которую исполнял воздух на равнине, переходит теперь на мышцы. Тут они должны не только передвигать наши ноги вперед и назад, но и нести их – работа, от которой они были свободны при большем давлении воздуха. В этом найдем и ключ к уразумению усталости при восхождении на значительные высоты. Впрочем, он объясняет нам одну только сторону явления; все-таки остается непонятным, почему усталость наступает скоро и проходит тоже очень быстро и каким образом люди, по уверению Гумбольдта, в короткое время привыкают к незначительному давлению воздуха. Конечно, возможно, что природа как будто приспособляет организм к этому тем, что дает человеку, с малолетства живущему на значительных высотах, гораздо больший поперечник вертлюжной впадины, но трудно предположить, чтобы она у жителя равнины, попавшего случайно на значительное возвышение, делалась больше. Впрочем, утверждают, что английские гончие собаки, завезенные на возвышенности Мексики (на 6 000 – 7 000 футов над поверхностью моря), в первом поколении совершенно негодны для охоты, между тем как второе поколение, родившееся и взросшее там, удовлетворяет всем условиям хорошей охотничьей собаки [44].
VII
Гигрометрические исследования
Кроме газов как составных частей атмосферического воздуха, последний содержит в себе еще изменяющееся количество водяных паров, колебания которого и составляют то, что в обыкновенной жизни называется погодой, между тем как они, вместе с явлениями теплоты, представляют то, что дает наиболее себя чувствовать человеку, который совокупность их обозначает словом: климат.
Что воздух содержит в себе воду, было, конечно, известно испокон века; но сведения древних о том, в каком виде она находится в атмосфере, были очень недостаточны. По общераспространенному мнению полагали, что вода находится в воздухе в растворенном состоянии. Этого мнения был вначале и Гумбольдт. Соединение воды с теплородом (который тогда считали материальным веществом), т. е. водяные пары, принимали за химическое соединение их с воздухом. Соссюр был первый ученый, отнесшийся с недоверием к этой теории, так как он нашел, что в данном объеме всегда находится одинаковое количество воды, с каким бы газом она ни находилась в соединении, лишь бы только температура оставалась неизменной. Это не могло бы иметь, конечно, места, если бы вода и теплород представляли химическое соединение. Мы видели также выше, что уже Дальтон высказал закон, по которому над Землей находится атмосфера водяных паров, которая повинуется собственным законам, совершенно независимо от тех, которым следуют частицы кислорода и азота, находящиеся в среде их. Частицы водяных паров распространяются в данном пространстве, как будто в нем не было вовсе воздуха, с той только особенностью, что это распространение совершается тем медленнее, чем плотнее воздух.
Если земной шар окружен атмосферой водяных паров, то мы можем представить себе ее составленной из любого количества концентрических слоев ее, из которых наружные оказывают постоянно давление на внутренние, так как последние оказывают сопротивление стремлению первых приблизиться к Земле. Потому-то нижние слои (ближайшие к Земле) выносят на себе давление всех высших, над ними находящихся. Давление этих паров действует на жидкости (напр. на ртуть и барометр), точно так же, как и давление воздуха, и потому высота столба ртути этого инструмента есть результат коллективного действия всех давящих на него газов: кислорода, азота, водяных паров и проч. Чем больше слоев давит на воздух, непосредственно окружающий земной шар, тем сильнее будет испытываемое им давление, т. е. тем меньше будет, по закону Мариотта, объем, тем больше будет плотность его внизу в сравнении с плотностью находящегося наверху. Закону этому повинуются и водяные пары, но только до известных пределов. Как только пределы эти достигнуты – водяные пары теряют свою форму газов, превращаясь в воду. Чем насыщеннее воздух водяными парами, тем больше, конечно, будет и давление и тем ниже пределы, в которых совершается это претворение в капельно-жидкое состояние. Поэтому данный объем, напр. кубический метр, может содержать в себе только определенное количество водяных паров; и притом оно изменяется с температурой, увеличиваясь вместе с ней. Если наступает охлаждение сырого воздуха ниже точки насыщения, то водяные пары, принимая форму маленьких шариков, являются в виде облаков или тумана; если температура опять поднимается, они опять превращаются в газообразную форму; если, напротив, температура понижается еще ниже – мелкие шарики облаков сливаются в более крупные капли, падающие в виде дождя или снега, если этот процесс совершается при температуре ниже точки замерзания.
После установления теории водяных метеоров трудами Дальтона и Гей-Люссака оставалось заняться практическим ее применением; нужно было изучить и найти законы, по которым содержание водяных паров в атмосфере изменяется во времени и в различных местностях; определить высоту облаков, т. е. высоту тех слоев, в которых по преимуществу совершается претворение паров в воду; показать распределение дождя и вообще метеорологических осадков в различных странах и в разные времена года и измерить количество воды, падающей во время каждого дождя или в течение круглого года.
Для измерения количества водяных паров, содержащихся в воздухе, необходимо иметь инструмент, его определяющий. Такие инструменты, известные под названием гигрометров, известны уже давно и приготовляются из различных растительных или животных веществ, изменяющихся в сыром воздухе. Так, прежде употребляли для этой цели струны, волосы человеческие (Соссюр), китовый ус (Делюк), расправлявшиеся в сыром воздухе и показывавшие на циферблате степень сырости. Новейшие аппараты, приспособленные для этой цели, конечно, гораздо совершеннее, так как они показывают даже точку, когда вода переходит из газообразного состояния в капельно-жидкое.
Гигрометрические наблюдения Гумбольдта, произведенные им во время его американского путешествия при посредстве аппаратов Соссюра и Гей-Люссака, показали, что в равноденственной полосе Америки воздух в ясные дни содержит значительное количество сырости, превосходящую почти вдвое сырость, замечаемую в средней Европе даже в летние месяцы. Но это замечается только на равнинах; на высотах содержание водяных паров атмосферы падает быстро, так что на значительных горах оно не достигает даже того количества, которое находим в Европе при ровной температуре в долинах.
Нижний предел высоты густых облаков Гумбольдт определил в 615, верхний – в 1 700 – 1 800 туазов. Редкие облака, известные под именем барашков, находятся гораздо выше. Гумбольдт и Бонплан определили высоту их по крайней мере в 4 100 туазов.
Монография Гумбольдта – De l’influence de la déclinaison du soleil sur le commencement des pluies équatoriales [1818] – представляет особенный интерес потому, что она дает возможность изучать распределение погоды под тропами, как местности, представляющей исходный пункт для всех почти метеорологических исследований. Мы уже выше упоминали, что под тропами все метеорологические явления отличаются необыкновенной правильностью, и не подлежит сомнению, что если бы метеорология начала здесь свои наблюдения, она сделала бы гораздо большие успехи, чем те, которые она может предъявить в настоящую минуту на основании наблюдений, сделанных в умеренном поясе. Гумбольдт изучает здесь распределения времен года. Как у полярных кругов известны только два времени года, холодное и теплое, или время года ночи и дня, так и в тропической полосе их тоже два: жаркое и дождливое, или, по выражению индейцев, время солнца и облаков. В более теплых местностях умеренного пояса дожди падают тогда, когда Солнце стоит низко, т. е. в то время года, которое соответствует нашей зиме. Тогда там период дождей. В местностях же тропических наступает самое дождливое время, когда Солнце приближается к зениту, т. е. в период, соответствующий нашему лету. С декабря по февраль нет там ни облачка на небе; ветры дуют с востока к северо-востоку – это пассат – ветер, приносящий воздух из холодных стран к тем, над которыми стоит солнце. Воздух, переходя из холодных местностей в теплые, нагревается и, как выше упомянуто, при высшей температуре он получает способность принимать в себя больше воды, то при этих условиях, не может быть речи о метеорическом осадке в виде дождя. Там повторяется то же, что случается в наших местностях, когда у нас дует северо-восточный ветер. И у нас стоит тогда ясная погода; но в наших местностях ветер этот постоянно чередуется с юго-западным ветром, приносящим дождь, между тем как под тропами в течение названных месяцев этого не случается. В конце февраля гигрометр начинает показывать увеличивающуюся сырость; ветер стихает и переходит нередко в затишь; на юго-юго-востоке показываются облака; по временам замечаются электрические разряжения; направление ветра переменяется к западу и юго-западу и к концу апреля начинается период дождей и гроз; небо заволакивается грозными тучами; дождь льет в течение целого дня, переставая к ночи. Период этот длится до тех пор, пока солнце не отклонится опять к югу, когда для северного полушария наступает холодное время. Тогда здесь опять начинается северное течение, а с ним вместе и ясная погода.
Гумбольдт не только описал эти явления, но и объяснил их вполне удовлетворительно. По теории Галлея явление пассатных ветров обусловливается совокупным действием Солнца и вращения Земли: первое – причиной движения воздуха к экватору как тому месту, где он теплее; второе – обусловливает вращение на запад. На северном полушарии течению воздуха, направляющемуся из северо-востока к юго-западу, соответствует течение в противоположном направлении; у нас оба течения направляются рядом друг с другом. Сменяя одно другое; в местностях же, лежащих в незначительных широтах, полярное течение находится всегда внизу (пассат), другое же – всегда наверху. Так как от каждого полюса направляется пассат, то они должны где-нибудь встретиться, и они встречаются там, где Cолнце стоит выше, где теплота самая значительная. До тех пор, пока ветер может направляться из более холодного места в более теплое, дождь, по причинам вышеизложенным, образоваться не может; но там, где температура самая высокая, горизонтальное движение в высокой степени пресыщенного водяными парами воздуха прекращается, он поднимается вверх, расширяется, но при этом и охлаждается и теряет часть своей воды, которая и падает в виде тропического дождя.
Пояс, на пространстве которого падают тропические дожди (Kalmenzone [45]), с которым познакомил нас Гумбольдт, окружает земной шар на пространстве 8-10 градусов ширины. Он прерывается только в Индийском океане муссонами.
Найденные Гумбольдтом законы испытывают, как он сам объясняет, некоторые исключения, обусловливаемые местными причинами. Они и причиной, почему местами горы и берега представляют противоположные периоды дождей.
В нашем климате самое большее количество метеорической воды падает в течение лета, так как это время года отличается самой высокой температурой, вследствие чего атмосфера получает возможность насыщаться большим количеством водяных паров, и с другой стороны – освобождаться от них. Под экватором теплая погода стоит круглый год, в особенности же в период дождей, так что причина, обусловливающая у нас более сильные дожди, сказывается там гораздо сильнее. В то время, как в Европе, по наблюдениям Гумбольдта, редко падает в течение часа больше 4 линий дождя, в Гваяквиле он выпадает в продолжение того же времени 1 8/10 дюйма! Этим объясняется, что под тропами, несмотря на то, что там гораздо больше ясных дней, чем у нас, количество выпадающего там дождя гораздо значительнее, чем в умеренном поясе. Оно там достигает средним числом 70 дюймов (в некоторых местностях и больше!), между тем как в Европе оно равно только 22 дюймам. Впоследствии Гумбольдт показал количество дождя в тропических странах гораздо выше – 110– 112 дюймов. Новейшие наблюдения дали в некоторых местностях еще более высокие цифры: 151 д. в Кайенне, в Херапонье, у склона Коссиагиля, на высоте 4 500 футов, 610 дюймов!
Точно так же как количество дождя в виде исключений может значительно увеличиваться, оно может в некоторых местностях и уменьшаться от влияния местных причин. Так, в Кумане количество его не превосходит 7 и 8 дюймов; вдоль же берега Перу дождь вообще не падает.
VIII
Изобретение цианометра – Изучение рефракции света
Синева неба, свободного от туч, не всегда и не везде одинакова; летом оно темнее, зимой – яснее. Выражение: «итальянское небо», т. е. темное небо, вошло даже в пословицу. Соссюр, сознавая необходимость сравнивать между собой разные состояния синевы неба, придумал для определения их особый инструмент, названный им цианометром. Он состоит из 53 полос, наклеенных на круг представляющих постепенные переходы от белого цвета через все возможные ступени синего до черного, названные им градусами цианометра. Синева данного места неба определяется тождественностью его с одним из этих градусов, определенной непосредственным наблюдением.
Синева неба – есть действие воздуха. Если бы не было его, оно казалось бы нам совершенно черным. Чем плотнее слои воздуха, через которые мы смотрим на небо, тем цвет его больше приближается к белому, и потому синева неба в зените насыщеннее, нежели на горизонте. Измерения этих оттенков, произведенные Гумбольдтом на Атлантическое океане (соответствующие довольно близко определениям Соссюра на Женевском озере), показали, что под 1° высоты, следовательно, очень близко к горизонту, цианометр показывает от 2,5° до 3°; под углом 60°-21°– 22°, а в зените – 22,4°-23,5°. При наблюдениях в зените Гумбольдт нашел, что под тропами синева насыщеннее: в то время, как средняя синева в Париже (при 25° теплоты) 16-17°, она доходит под тропами, тоже на равнине, до 23°. Самые великолепные испанские и итальянские ночи, по уверению Гумбольдта, нельзя сравнить со спокойным величием тропических. У экватора все звезды блестят спокойным планетарным светом; мерцание едва заметно на горизонте. Самые слабые телескопы под тропами кажутся гораздо более сильными; так значительна и постоянна прозрачность тамошнего воздуха!
Если тропический воздух кажется темнее нашего, то из этого следует, что там из числа лучей, исходящих из солнца, пропадает на пути их к земле менее, нежели у нас, а если это так, то понятно, что количество достигающих земной поверхности лучей там больше, чем у нас. Явление это, равно как влияние солнечных лучей на физиологические отправления растений, на их дыхание, цвет, отложение азота, не укрылись от наблюдательности Гумбольдта. Этому ничем не ослабленному влиянию лучей он приписывает и ароматичность горных растений. Им же объясняет он странное чувство расслабления, испытываемое жителями Кито и Мексики, когда они, поднявшись на высоту 3 000 – 4 000 метров, испытывают жгучесть лучей не так ослабленных, как достигшие поверхности земли.
Известно, что луч солнечный, проходя через разные слои атмосферы неодинаковой плотности, отклоняется от своего первоначального направления, описывая на пути кривую линию. Исключение из этого закона представляют только такие лучи, которые, исходя из зенита, направляются к поверхности земли в перпендикулярном направлении, нигде не преломляясь. Как только светящееся тело не находится в зените места наблюдения, лучи тотчас уклоняются, искривляясь тем сильнее, чем больше расстояние от зенита. Так как более плотные слои воздуха находятся внизу, то выпуклая сторона образуемой лучом кривой линии обращена кверху, и потому, следя в направлении последнего пути назад, светящаяся точка кажется нам лежащей ближе к зениту, чем она находится в действительности. Глаз наблюдателя ищет виденный предмет на продолжении того направления, которое имел луч прежде, чем он проник в глаз, и если луч на пути своем изменил свое направление, то глаз не видит светящейся точки в том месте, где она действительно находится. Мы видим, например, изображение предмета в зеркале. Свет прошел в этом случае путь от видимого предмета к зеркалу, отразился в нем, изменил свое направление и проникает по этому новому направлению в глаз наблюдателя. Последний видит таким образом предмет или, вернее, изображение его, в продолженном назад от зеркала направлении, которое имел луч перед непосредственным входом в глаз, т. е. глаз видит предмет за зеркалом.
Вследствие уклонения света от своего пути в воздухе мы никогда не видим звезды, не находящейся в зените, на том месте, где она находится в действительности; она всегда кажется приближенной к зениту; словом, мы видим ее всегда выше, чем она находится на самом деле. Едва только восходящая звезда кажется нам находящейся над горизонтом на высоте около полудиаметра луны; если же мы видим ее на самом горизонте – то она в действительности еще и не показалась на нем.
Из сказанного будет ясно, какую важную роль играет в практической астрономии это свойство света. Если мы желаем основать вычисление пути какого-нибудь светила на наблюдении, то необходимо при этом знать настоящую высоту его, а это невозможно, не зная точно величины лучепреломления.
Вопросом этим занимались уже древние, хотя и не решили его вполне удовлетворительно. Тихо Браге и Ротман, обратившие внимание на действие нагретой почвы, утверждали, что рефракция света должна быть неодинакова в различных странах. Кеплер подтвердил это положение. Чем плотнее воздух, тем сильнее должно быть действие ее, а так как теплота уменьшает плотность воздуха, то она и уменьшает рефракцию. Низкий столб ртути в термометре и высокий в барометре усиливают ее. Карл XI, король шведский, Споле и Билемберг делали наблюдения над нею в Торнео. Вычисления, сделанные на основании их, Кассини и Пикаром, показали, что рефракция в Лапландии вдвое сильнее, чем в Париже, между тем как Бугер нашел ее для экватора меньше. Напротив, Лежантиль, на основании наблюдений, сделанных им в Пудучерри, считал рефракцию под тропами выше. Вопрос, таким образом, оставался спорным и его следовало решить. Из многочисленных астрономических наблюдений, сделанных Гумбольдтом во время его путешествия для определения географической долготы и широты различных мест, можно было вычислить рефракцию. Ольтманнс, занявшись этим, пришел к результатам Лежантиля, противоположным Бугеру. Гумбольдт посвятил тоже этому предмету в первом томе своих Observations astronomiques [1810.2] целый отдел. Так как отдельные газы не имеют одной и той же способности рефракции, то он применил к этим исследованиям свои прежние химические исследования насчет состава воздуха, о которых мы упоминали выше. Не менее внимания обратил он на влияние сырости, теплоты. Исследование этого вопроса показывает наглядно, как естественные науки тесно связаны между собой; как одна оказывает пособие другой даже в случаях, когда по общему отношению между ними это не следовало бы вовсе ожидать. Какую, кажется, связь может иметь химия, занятая исключительно исследованием земных тел, с астрономией? А между тем она дала нам еще в последнее время, при посредстве спектрального анализа, ответ насчет составных частей небесных тел, и к ней же обратился Гумбольдт с вопросом: нельзя ли из различия химического состава заключить о различии рефракции лучей. Она дала ему ответ отрицательный, ибо химический состав атмосферы, по крайней мере, что касается содержания ее кислорода и азота, остается почти неизменен; содержание углекислоты слишком незначительно, а водяные пары оказывают такое же влияние, как и сухой воздух. Мы видим здесь, что положительное исключение возможности постороннего влияния на известное явление часто играет такую важную роль в науке, как и метод, научающий нас средствам устранить его.
Таким образом, так как химический состав воздуха не оказывает влияния на рефракцию, то остается только принять в расчет температуру и плотность его. Так как первый из этих двух факторов уменьшается по направлению кверху очень неравномерно, то все определение делается вследствие того очень неопределенным и наблюдения над звездами получают только тогда известную цену, когда наблюдаемый предмет отстоит от горизонта по крайней мере на 15°.
IX
Электрические угри и скаты и животное электричество – Прочие зоологические открытия
И зоология обязана Гумбольдту существенными приращениями. Систематическая часть этой науки обогащена была в особенности тем, что он собрал значительное количество до него вовсе неизвестных или мало известных американских животных. Разработкой этого материала, изданного в свет в виде второго отдела его сочинения под заглавием: Recueil d’observations de zoologie et d’anatomie comparée, faites dans l’océan atlantique, dans l’intérieur du nouveau continent et dans la mer du Sud, pendant les annèes 1799-1804 [1833], занялись в особенности Кювье, Латрейль (отдел насекомых), Валансьен (рыбы и раковины); в нем, однако, помещены и несколько монографий Бонплана и Гумбольдта. Труды последнего касались преимущественно сравнительной анатомии, в особенности устройства гортани и подъязычной кости у птиц, обезьян и крокодилов. Он показал влияние изменений этих органов на изменение голоса этих животных и открыл оригинальное устройство их у крокодилов, позволяющее им хватать свою добычу под водой, разевая широко пасть без опасности захлебнуться и задушиться; но они не имеют возможности съесть схваченного под водой, для чего необходимо должны выйти на берег. Не останавливаясь на разборе трудов Гумбольдта по части систематической и сравнительной анатомии, мы упомянем только о касающихся физиологии и зоологической географии.
Между трудами его по физиологии особенного внимания заслуживают исследования, касающиеся животного электричества как продолжение упомянутых в первой статье и применения трудов его о составе воздуха к учению о животной экономии. Уже давно известно, что некоторые рыбы Средиземного и других морей, например глазчатый электрический скат (Raja torpedo) отличаются способностью наносить удары другим животным, представляющие замечательное сходство с ударами электрическими. Уже древние пользовались этими рыбами в тех недугах, в которых в настоящее время употребляются электромагнитные аппараты. До Гумбольдта обратил внимание на этих рыб в особенности Уолш [46] (1772), исследовавший их в Ла-Рошели и на острове Ре. Уже он описывает, что если дотронуться до электрического ската, то он защищается ударом, совершенно схожим с ударом электрической машины. Точно также можно его уединить худыми проводниками; если цепь, составленная из нескольких человек (до 20), взявшись за руки, будет замкнута прикосновением к скату первого и последнего человека в цепи, то все общество почувствует сотрясение. В воде они не так сильны – вследствие того, что стихия эта хороший проводник электричества, но зато они действуют и в отдалении, чего в воздухе не случается. По мнению Уолша, удары эти совершенно произвольны: не после каждого прикосновения к нему скат реагирует ударом, а большей частью, когда его раздражают чем-нибудь, в особенности щипаньем плавательных перьев. С анатомическим устройством электрических рыб познакомил ученых впервые Гюнтер. Он нашел, что электрический орган электрического ската тянется под кожей вдоль его поверхности до переднего края головы; орган этот состоит, если смотреть на него сверху, из многоугольных или круглых подразделений, а если смотреть сбоку – из параллельных тонких пластинок, так что он представляется рядом столбиков, оси которых направляются от живота к спине; средним числом от 400 до 500 с каждой стороны, в больших экземплярах и больше. Пучки нервных волокон рассеяны по всему органу. У электрического угря (gymnotus electricus) орган находится в хвосте, очень длинном (он превосходит голову и туловище по крайней мере в 4 Ѕ раза), в двух местах: одна часть его больше другой. Значительным протяжением хвоста и объясняется отчасти более сильное действие ударов электрического угря (оно, по вычислению Гумбольдта, в 10 раз сильнее ударов электрического ската). Столбики органа угря расположены не вертикально, как у ската, а горизонтально.
Электрические угри встречаются чаще всего в небольших речках, стоячих водах и болотах, текущих посреди необозримых льянос (равнин), тянущихся между Ориноко и берегами Венесуэлы. Так как индейцы из опасения ударов никак не решались добыть Гумбольдту живых экземпляров этих угрей, то он решился сам присутствовать при этой охоте. Индейцы, вооруженные бамбуковыми жердями, с криком согнали диких лошадей в болото, наполненное угрями. Здесь началась борьба, передать которую может только талантливая кисть. Угри пустили в ход свои электрические батареи; лошади, изнемогая от ударов, топтали угрей; несколько лошадей, парализованных, пошло ко дну; другие, выбравшись на берег, истомленные, с испуганным взором, растянулись вдоль болота; иные, с распущенными гривами, искали спасения в бегстве. Но только первая атака угрей страшна. Батареи их, вскоре истощенные, прекратили свое ошеломляющее действие, хотя мускульные движения их все еще были очень живы. Лошади как будто преодолели первый страх и натиск и теперь дошла очередь до угрей, быстро удалявшихся с поля битвы. По уверению индейцев, весьма правдоподобному, если гонять лошадей два дня сряду в болото, ни одна из них не падет жертвой ударов угрей, истощенных в течение первых суток разряжениями своих разрушительных органов. Угрям необходимы для восстановления израсходованных электрических сил спокойствие, отдых и пища. Из этого наблюдения, равно как из опытов, сделанных в Италии над скатами, у которых были перерезаны нервы, ведущие к их электрическим органам, мы вправе заключить, что последние нельзя сравнить с обыкновенными электрическими аппаратами; они не действуют как неоживленный вольтов столб, постоянно возобновляющий израсходованное электричество из соседних водяных слоев.
Так как окончательная победа осталась за дикими лошадьми, то Гумбольдту нетрудно было посредством багров с навязанными на них сухими веревками наловить огромных электрических угрей, искавших спасения на берегу. Анатомические исследования Гумбольдта подтвердили найденное прежде Гюнтером; но он приписывает еще большее влияние на электрическое действие этих рыб кислороду воздуха, заключенному в огромном плавательном пузыре их. Это – прибавление к электрохимической теории его, о которой была речь выше при рассмотрении его учения о раздражительности.
Гумбольдт утверждает, что ощущение, вызываемое ударами электрического угря, совершенно отлично от ощущений, получаемых раздражениями электрической машины, лейденской банки или вольтова столба. Различие это можно замечать только при слабых ударах, так как при сильных теряется всякая возможность сравнения. Они ошеломляют человека страшной болью. Дотронувшись ногами до одного из этих угрей, после того как они были пойманы на берегу, он был почти парализован в течение целых суток животным, израсходовавшим почти весь запас своего электричества на борьбу с лошадьми. Из этого можно составить себе приблизительное понятие, каков должен быть удар угря неистощенного!
В то время, когда Уолш делал свои наблюдения над электрическими рыбами, гальванизм не был еще известен. Гумбольдт и Бонплан были первые ученые, занявшиеся этим предметом после открытия гальванизма. Так как сооружение вольтова столба последовало в 1799 г., т. е. в год отъезда Гумбольдта в Америку, то последний, не знавший ничего об этом, не мог, конечно, и сделать сравнений между электрическими органами рыб и вольтовым столбом. Впрочем, аппарат этот, несмотря на свое высокое научное значение, вначале более мешал изучению животного электричества, чем облегчал его. Во время спора между Вольтой и Гальвани, из которых первый относил место проявления наблюдаемого явления в точку соприкосновения разнородных металлов, а второй – в организм самого животного, в это время было необыкновенно важно найти аппарат, который действовал бы без всякого посредства животных веществ. Вольтов столб и удовлетворял этому требованию в полной мере; при посредстве его можно было даже различать химические соединения. Внимание физиков сосредоточилось на этом приборе; наблюдения над животными были почти забыты, так что физики почти свыклись с мыслью, что упомянутые выше сокращения лягушек нечто иное, как действие соприкасающихся разнообразных металлов. Теория Вольта одержала верх. Гумбольдт, убедившийся еще до отъезда в Америку, в существовании совершенно независимого от металлического электричества, – электричества животного, издает свое исследование об электрических рыбах, желая подтвердить свои прежние положения. Это и удалось ему впоследствии вполне. Исследования его, сделанные им совместно с Гей-Люссаком в Неаполе над скатами [1819], убедили ученый мир в совершенной аналогии между электрическими органами электрического ската и вольтовым столбом; Фарадей доказал впоследствии ее и относительно электрического угря, что в начале казалось несколько сомнительным. Входить в подробности этих исследований, имеющих свою историю, мы, конечно, не имеем здесь возможности.
Гумбольдт воспользовался прекрасным случаем, представлявшимся ему во время плавания по реке Магдалене, исследовать различные условия дыхания крокодилов. Конечно, при этом не могло быть и речи о дыхании взрослых, так как они достигают длины 20 футов, а опыты были произведены над животными молодыми, дней 15-16 от рождения, длиною от 12 до 16 дюймов. Наловив их при помощи индейцев, отличающихся особенной ловкостью при этой небезопасной охоте, – они держат кусок дерева, за которое крокодилы в злости хватают зубами, и в эту минуту индейцы хватают их за затылок, – Гумбольдт поместил их под стеклянными колпаками, наполненными воздухом, а внизу водой. При этом он употребил особенный прибор в виде креста, сделанного из бамбуса, при посредстве которого крокодилы были так прикреплены, что не могли разбить хвостом колпака и принуждены были держать рыло свое поверх воды. В колпаках находилось 138 кубических сантиметров воздуха. Сначала они дышали, выставленные на солнце, совершенно спокойно, но после истечения часа или часа и 10 минут, начались первые признаки беспокойства. Они старались всеми возможными средствами погрузить головы под воду, как будто старались этим уклониться от вредного действия воздуха, в котором они находились. Дыхание становилось медленнее, они наклоняли голову и затем наступали сильные судороги, во время которых один крокодил разбил даже колпак. Два остальные были вынуты из-под них через 1 час 43 м. от начала опыта. На свежем воздухе они начали сильно вдыхать, глотая его широко разинутой пастью, и скоро оправились. Воздух в обоих колпаках увеличился от 1,000 на 1,124 и 1,154 частей. Составные части его представили средним числом из 5 анализов, сделанных посредством окиси азота, в 1,000 частях: 95 и 82 углекислоты, 60 и 76 кислорода и 845 и 842 азота. Этими данными объясняется беспокойство крокодилов, которое начинается, когда окружающий их в колпаке воздух содержит от 8 до 9% кислорода. При 5 или 6% содержания его животное издыхает. Таким образом, уверение индейцев, что крокодилы могут оставаться под водой по целым дням, ложно. Они не имеют органов, при посредстве которых они могли бы дышать в воде. Впрочем, эти наблюдения касаются только того времени, когда животные эти исполнены жизненных сил. Мы вправе предполагать, что явления изменяются совершенно, когда крокодилы в течение сухих месяцев тропического пояса и холодных умеренного, лежат оцепенелые, зарывшись в глину или ил. Уже Коррадори заметил, что лягушки погибают летом, если их держать минут 40 под водой, хотя они и проводят всю зиму на дне болот.
Количество поглощенного крокодилом воздуха, сравнительно, весьма незначительно. Животное в 3 дециметра длиной поглотило его в течение 1 часа 43 минут не более 20 кубических сантиметров. Это находится в связи с небольшим количеством крови этих животных, в чем Гумбольдт и Бонплан убедились при вскрытии большого экземпляра, а также тем обстоятельством, что молодой крокодил величиной в 6 раз больше лягушки имеет сердце такой же величины, как эта последняя.
Несмотря на то, что Гумбольдт сделал свой анализ выдыхаемого крокодилами воздуха при посредстве не совсем точного метода (с помощью окиси азота, между тем как мы видели выше, он не дает таких точных результатов, как эвдиометр Вольты и фосфор), мы не вправе упрекнуть его в этом. Он пользовался посреди пустынь тропических теми вспомогательными средствами, которыми мог располагать, не забывая ни одной отрасли науки. Конечно, в физиологической лаборатории эти опыты могли быть сделаны тщательнее и вернее, но они до настоящего времени еще не повторены и составляют единственный источник наших сведений по этому предмету.
Из числа животных, в организме которых анатомические исследования показали присутствие кровеносных сосудов, только млекопитающие и птицы дышат от рождения до смерти воздухом.
Между другими классами животных мы встречаем таких, которые всю жизнь, или часть ее, принуждены дышать в воде. Очень незначительно число таких, которые (напр. двуногая сирена и протей) пользуются в течение целой жизни своей возможностью при посредстве особенного устройства органов дыхания дышать на суше и в воде. Число этих амфибий, в настоящем смысле слова, весьма невелико.
С тех пор как Бойль и Мэран (в XVII в.) нашли, что вода может поглощать воздух, последний принимали за главный фактор при дыхании рыб. Против этого положения никто не вооружался. Но с открытием химического состава воды, состоящей из водорода и кислорода, – возникает вопрос: действительно ли необходим для процесса дыхания рыб воздух, поглощаемый водой только в незначительном количестве? Не естественнее ли считать, что одна из химических составных частей воды, т. е. кислород, находящийся в ней в количестве 89%, удовлетворяет процессу дыхания рыб? Но куда девается другая составная часть воды, водород? И на это был готов ответ: на образование жирных веществ этих животных. Кроме того высказано было мнение, что плавательный пузырь играет ту же роль, как легкие в других животных. Правда, уже тогда Пристли и Спалланцани вооружались против этого разложения воды, так как последний уже заметил, что рыбы, подобно другим животным, дышащим воздухом, принимают из воздуха кислород и выдыхают углекислоту и что они погибают в воде, из которой устранен воздух. Естественно, что явление это было бы немыслимо, если бы вода выделяла из своих составных частей необходимый для дыхания рыб кислород.
Так как эвдиометрический метод Спалланцани не удовлетворял всем требованиям науки, то Гумбольдт и Провансаль [47] взялись проверить его опыты и тем дополнить работы Гумбольдта о составе воздуха. Они нашли посредством кипячения воды, что вода принимает в себя 0,0275 частей (по объему) воздуха, если последний проходит через нее постоянной струей. Вода вскипяченная и дистиллированная, оставленная в закрытом пространстве, поглощает воздух гораздо менее. Этот поглощенный водой воздух отличается особенностью: в нем не 21% кислорода, как в воздухе атмосферическом, а до 31%. Точно так же и углекислота представляет иное отношение; процент ее достигает 6-11%. В химически тщательно исследованную воду под колпаком он впускал крепких здоровых линов, оставляя их там от 5 до 17 часов. Анализируя после этого воздух колпака, Гумбольдт и Провансаль находили, что количество его от дыхания рыб уменьшилось и притом уменьшилось содержание кислорода и азота; содержание же углекислоты увеличилось. Это уменьшение и увеличение газов было, однако, в разных опытах не совсем постоянно. Опыты эти убедили еще, что потребность рыб в кислороде незначительна, хотя неоднообразна для разных пород рыб; так, напр., карпы после 20-минутного пребывания в дистиллированной воде, не смешанной с воздухом, издыхали. Дальнейшие опыты показали также, что рыбы прежде всего потребляют кислород воздуха, растворенного в воде, которая в свою очередь поглощает этот газ из находящегося над нею воздуха. Но так как последний процесс совершается со скоростью, неравномерной первому, то рыбы всплывают на поверхность воды, где и поглощают воздух в его эластическом виде. Животные, снабженные жабрами, пользуются преимуществом дышать в воде и в воздухе. Если же мы замечаем, что они на воздухе скоро погибают, то это зависит от того, что в этой среде жабры высыхают и кровообращение в них прекращается.
Если же поддерживать их во влажном состоянии (напр. обкладывая их сырым мхом), то рыбы могу жить и в воздухе так же, как и в воде. От присутствия значительного количества водорода или углекислоты в воде рыбы издыхали.
По общераспространенному мнению, роль плавательного пузыря рыб состоит в том, что при его посредстве животные эти могут по произволу опускаться и подниматься на желаемую глубину. Если они при помощи мышц своих сжимают пузырь, то понятно, так как удельный вес их делается от этого тяжелее, что они идут ко дну. Когда пузырь раздается – происходит противное. Впрочем, Гумбольдт заметил, что некоторые лини, у которых он вырезал плавательный пузырь, плавали и без него на разных глубинах, хотя большинство таких рыб находилось всегда на дне сосудов.
Эти опыты Гумбольдта над дыханием двух высших классов животных с холодной кровью были впоследствии дополнены Гей-Люссаком над птицами и млекопитающими.
X
Труды по ботанике – Ботаническая география
Что касается зоологической географии, имеющей предметом познакомить с распространением животных на поверхности земной, то хотя Гумбольдт не оставил нам полного здания этой науки (разработанной гораздо позже Шмардой в Вене в пятидесятых годах), однако он подарил нас фауной экваториальной части Америки и впервые определил точно предмет этой отрасли естествоведения; познакомил с распределением – горизонтальным и вертикальным – многообразнейших видов, которыми изобилует исследованная им страна (см. Relation historique, observations de zoologie).
Хотя, как мы видели выше, Гумбольдт в начале своей ученой деятельности и занимался систематической ботаникой, он, однако, собрав вместе с Бонпланом растительные сокровища центральной Америки, предоставил систематическую разработку их другим, в особенности своему товарищу по путешествию и Кунту. Она составляет шестой отдел его Voyage aux regions equinoxiales, явившийся в свет с 1805 по 1834 г. в 18 томах с 1120 таблицами. Сам Гумбольдт занялся более общими ботаническими вопросами, по преимуществу растительной географией – распределением растений на поверхности земного шара.
Преимущественное внимание ботаников даже истекшего столетия было обращено на ботанику систематическую, хотя и Линней при исчислении растений обращает уже внимание на страны, в которых они произрастают (habitatio), равно как и на место произрастания (statio). Эти бедные заметки положили начало этой отрасли естествознания. Жиро-Сулави [48] в 1780 г. первый употребляет название, под которым она известна и теперь. Линк обращает внимание на зависимость роста некоторых растений от известковой почвы и затем уже Гумбольдт в своих минералогических наблюдениях (1790), в особенности же во флоре Фрайбурга, ставит уже задачи, разрешение которых подлежит этой науке. Штромейер (1800) тоже упоминает об этой науке и сродной ей истории растений. Но все названные труды ограничивались пока одними намеками, указаниями, как приняться за обработку нового предмета. Даже и труд Гумбольдта – Ideen zu einer Physiognomik der Gewächse [1807] – представляет более поэтический, чем научный образ распределения растений; он останавливается здесь по преимуществу над разнообразием впечатлений, поражающих путешественника в различных местностях вследствие различной флоры их; словом, сообщаемое здесь интересует больше художника, чем ботаника. Первым научным сочинением об этом предмете следует, бесспорно, считать Гумбольдта Essai sur la géographie des plantes [1805] (в пятом отделе его Voyage), где он следующим образом определяет эту науку: растительная география рассматривает растения по отношению к распределению их в различных климатах. Так же почти безграничная, как сам предмет, она представляет глазам нашим необозримый растительный покров, который всеоживляющая природа разостлала на нагой поверхности земной коры. Он следует за растительными формами от высот, покрытых вечным снегом, до глубины морей, проникая и под поверхность земли, где в пещерах прозябают совершенно еще неизведанные тайнобрачные растения, равно как и вовнутрь горных пород. Последняя фраза показывает, что он относит к ботанической географии и историю растительного царства.
Между разными вопросами, разрешение которых подлежит ботанической географии, не последний по связанному с ним научному интересу занимает следующий: существуют ли растения, свойственные всем поясам, то есть встречаются ли в них дикорастущими. Гумбольдт дает на него, на основании своих исследований, положительный ответ для некоторых тайнобрачных – Дикранум метловидный (Discranum scoparium), Кукушин лен (Polytrichum commune), Verrucaria Sanguinea, Verrucaria limitata Scopoli, – растущих под всеми градусами широты и долготы, в тени и в местах влажных, на берегах морей и на высотах Альп. Между явнобрачными, собранными Гумбольдтом и Бонпланом в Америке, нет, напротив, ни одного, которое встречалось бы в Европе дикорастущим. Конечно, мы не хотим этим сказать, что в Америке не попадаются растения, растущие и в других частях света, но они были туда перенесены. Мы знаем, что такие переселения совершаются перенесением семян ветром, течениями, птицами, не говоря уже о происходящих при посредстве человека. Так, греки распространили по Европе виноград, римляне – рожь, аравитяне – хлопчатую бумагу, и в Америке тольтеки – маис по Мексике и в южных странах, горные жители Кундинамарки – картофель. Такой способ распространения этих растений не подлежит сомнению, но зато первоначальная родина многих растений так же спорна и неопределенна, как и родина человеческих пород. Кажется, однако, что местность к югу и востоку от Каспийского моря, берега Окса и долины Курдистана следует считать родиной всех наших плодовых деревьев. Так, Персия подарила нас ореховым и персиковым, Армения – абрикосовым деревом, Малая Азия – сладкими вишнями и каштаном, Сирия – фиговым, гранатовым, оливковым, тутовым деревьями. Этой генеалогией растений наука обязана Гумбольдту.
Странствования некоторых растений за человеком интересны еще и тем, что они объясняют нам отчасти темные стороны истории человечества, так как хотя следы человека в известной стране исчезли уже давно, мы имеем, однако, некоторую возможность по оставленным им в ней растениям, одичавшим с тех пор, заключить о его присутствии в нем. Конечно, данные эти не суть неопровержимые факты, но ими можно пользоваться для подтверждения других данных. Особенно затруднительно решить вопрос о родине тех растений, которые составляют первую, насущную потребность народов кавказского и монгольского племен, о растениях хлебных. Они могли бы дать самый точный ответ насчет их колыбели. То же самое явление повторяется и относительно растений других народов, играющих в жизни их такую же культурную роль, как хлебные для первых; пизанг, кокосовая пальма, картофель и прочие растения, распространенные под иными градусами широты и долготы, также как у нас зерновой хлеб, сопутствующие там человека везде, нигде не встречаются в таком состоянии, что о них можно было бы положительно сказать: они здесь дикорастущи. С одинаковым правом можно утверждать о них, что они одичали.
Если мы видим, что только очень ограниченное число растений, и притом стоящих на низкой степени развития, распространены по целой поверхности земли, то из этого уже следует, что каждая страна должна иметь свою особенную флору, отличную от других. Поэтому общее впечатление, производимое растительностью каждой местности, отличной от смежной своими климатическими и почвенными условиями, должно быть тоже совершенно отлично. Гумбольдт старался приискать типические формы таких растений, налагающих особенный отпечаток на флоре разных стран, и определил 17 таких форм.
Характер растительности разных стран обусловливается, подобно распределению теплоты, не только географической долготой и широтой местности, но и возвышением ее над поверхностью моря. Определяя на собранных им растениях высоту, на которой они встречаются, Гумбольдт оказал этим большую услугу науке. Благодаря ему мы узнали, как растения сменяются одно другим, какой высоте они свойственны, как широк пояс, в котором они встречаются. Графический метод, о котором мы имели уже случай упомянуть по поводу изотермических линий, представляет нам необыкновенно наглядно картину растительности под тропами. На таблице, изображающей вертикальный разрез Чимборасо и Котопахи, разделенный на пояса различной высоты и ширины, мы имеем возможность по именам характеристических каждому поясу растений проследить распределение растительности, начиная от поверхности моря до самых высших оконечностей гор. Но кроме этих данных мы имеем возможность на этом же разрезе познакомиться с множеством других явлений, которые Гумбольдт исследовал: с очертанием горных вершин, их высотой, возвышением облаков, границами вечного снега, даже с вышиною клубов дыма, исходящих из Котопахи. Таблица, помещенная на краях, показывает изменения, происходящие в разных физических явлениях от изменений высоты над поверхностью моря. Таким образом, это графическое изображение знакомит нас не только с растениями, но и с животными, теплотой, сухостью воздуха, словом, с самыми разнообразными явлениями, так что мы имеем полное право назвать ее картиной природы.
К этому изображению распределения растений под тропиками Гумбольдт присовокупил еще распространение их в поясе умеренном и холодном. Этим он положил основание растительной географии, которая до него не существовала. Из разрозненных камней он стал возводить здание новой науки и ему суждено было дожить до времени, когда оно при посредстве его последователей получило окончательную отделку.
Изложив в поименованных выше сочинениях общие впечатления, которые производят на путешественника флора известной местности, Гумбольдт в монографии своей De distributione geographica plantarum secundum coeli temperiem et altitudinem montium prolegomena [1817.2] занимается больше частностями этого вопроса. Здесь мы находим изображение распределения растений на земном шаре в той полноте, какую делали возможной ботанические исследования до 1817 г. Тут исчисляются растения разных стран. Гумбольдт принимает следующий окончательный результат: он считал вероятным, что число дикорастущих видов на пространствах одинаковой величины, под 0°, 45° и 68° широты относится как 12 к 4 и к 1, между тем как средняя температура этих местностей составляет 27,5°, 13° и 0,2°, а средняя температура лета равна 28°, 21° и 12°. Таким образом, разнообразие форм уменьшается по мере приближения к полюсам и потому число видов, растущих колониями, занимающими огромные пространства, должно увеличиваться. Затем он исчисляет виды всех тогда известных растений (около 44 000) по странам; показывает, в каком отношении находятся между ними одно– и дву-семядольные растения, и проч. Словом, кладет основание растительной арифметике и ее применению.
Не останавливаясь на этих частностях, упомянем еще, что Гумбольдт знакомит нас и с различными поясами земного шара, их физическими свойствами, распределением в них растительности. В жарком поясе произрастают, конечно, растения, требующие самой высокой температуры. Подвигаясь к полюсу и поднимаясь на высоту, характер растительности изменяется одинаковым образом, так что житель стран тропических, взбираясь на высокие горы, встречает те же растительные формы, которые он увидал бы, направляясь в долине от экватора к полюсу. В поясе умеренном повторяется то же явление, но, конечно, только отчасти, так как здесь внизу встречаются растения высших широт и растения холодного пояса достигаются скорее. Притом картина здесь неполна; здесь не встречаются растения, произрастающие у экватора в равнинах. Этот дефицит нижней части картины повторяется постоянно и в холодном поясе мы встречаем представителей тех растений, которые мы видели под тропами на высочайших горах. В подтверждение изложенных здесь законов Гумбольдт приводит для тропического пояса – Мексику, для умеренного – среднюю Европу, для холодного – Лапландию как страны, в ту пору лучше других исследованные.
Гумбольдт обращает внимание и на связь между температурой и растительной жизнью. Каждое растение, как известно, нуждается в известном количестве теплоты. Если последняя найдена, то из факта, что такое-то растение встречается в известной местности, мы вправе заключить, что она представляет и необходимую для его произрастания температуру. При этом мы прежде всего может заключить, что местность эта представляет minimum температуры, при которой развивается данное растение; но есть и такие растения, в особенности между представителями умеренного и холодного пояса, которые страдали от того, если температура превышает известные пределы так, что из того обстоятельства, что известное растение произрастает в данной местности, мы можем далее заключить, что температура его не превзошла крайних пределов, при которых растение это преуспевает. Здесь следует в особенности обратить внимание на те растения, которые с умеренного пояса уменьшаются в обоих направлениях. Но некоторые растения не только показывают нам, что средняя температура оставалась в известных пределах; по ним мы имеем даже возможность заключить о крайностях ее. Так, некоторые деревья необыкновенно чувствительны к холоду, и если мы их встречаем в какой-нибудь местности, мы вправе заключить, что зимой холод не падает ниже известного предела. Небольшие растения, покрываемые зимой снегом, не могут, конечно, дать нам ответ насчет зимней температуры, но для того, чтобы они произрастали в известной местности, необходимо, чтобы местная температура ее достигала известного maximum’а, иначе они не могут принести плодов и семя не может созреть. Таким образом, по присутствию в известной местности этих растений мы можем заключить о летней температуре ее. Это соотношение между растением и теплотой не всегда, однако, так постоянно, и мы не всегда имеем право смотреть на первое, как на термометр. Тут представляются иногда исключения, которые Гумбольдт объясняет тем, что солнечные лучи, падающие непосредственно на растение на такой высоте, на которой они еще незначительно ослаблены, оказывают более сильное влияние, чем тогда, когда действие их уменьшено облаками. Понятно, что здесь идет речь о растениях, расположенных в вертикальном направлении и представляющих некоторые исключения из упомянутого выше закона, найденного Гумбольдтом.
Не менее важны заслуги его по отысканию условий, необходимых для преуспеяния и существования некоторых растений. Он определил их: для шоколадного дерева, для индиго, бананов, сахарного тростника, кофейного дерева, хлопчатника, финиковой пальмы, лимонного дерева, оливкового, каштанового, винограда, хлебных растений. При этом он определял: среднюю годичную и летнюю температуру, сухость или влажность воздуха и степень их, влияние водяных метеоров, возвышение места произрастания над поверхностью моря, влияние ветров, градусы широты, в пределах которых эти растения преуспевают.
ХI
Строение земной коры и изучение горных пород
Необыкновенное разнообразие изумительной деятельности Гумбольдта поведет нас теперь в совершенно иную область естествознания.
Плотная кора земного шара состоит, как известно, из различных горных пород, отличающихся между собой не только минералогическим составом, но и самым способом строения. Это строение, по общепринятому в науке делению, бывает: аморфным, волокнистым, неопределенным, слоистым и проч. Cамым отличительным строением можно считать последнее – слоистое, которое замечательно тем, что породы, его представляющие, ограничены двумя параллельными плоскостями, которых взаимное расстояние по отношению к их протяжению очень незначительно. Строение это можно сравнить с листами громадной книги. Слои бывают при этом различной толщины: иногда очень толсты, иногда же необыкновенно тонкие. Они составляют т. н. осадочные формации, отложившиеся, по единогласному мнению нептунистов и вулканистов, из воды. Но взгляды обоих школ расходятся относительно происхождения пород неслоистых. Нептунисты утверждали, что некоторые из этих пород, как напр. гранит, есть кристаллизационный пункт, остов земного шара, прежде всего выделившийся из воды; другая тоже значительно распространенная составная часть его, базальт, по их мнению, тоже осадочного происхождения; они допускали влияние огня только для очень ограниченной части горных пород, для лавы, которая, по их теории, образовалась расправлением земной поверхности от загоревшихся местами каменно-угольных залежей. По мнению вулканистов, все неслоистые горные породы обязаны своим происхождением, главным образом, действию огня.
Так как все слоистые породы суть осадки ила морского, то естественно, что осаждаясь из воды, они должны были отлагаться горизонтально. Между тем мы видим, что во многих местах слои наклонены под различными углами к горизонту. Это казалось вулканистам несоответствующим происхождению этих пород, хотя представитель нептунизма Вернер утверждал, что слои могут осаждаться непосредственно из воды и при наклонении их до 30°; если же встречаются более сильные наклонения, то это происходит, по его мнению, от того, что под этими слоями провалились существовавшие под ними пещеры. Хаттон же, а с ним и другие вулканисты объясняли эти явления тем, что прежде горизонтальные слои были после их образования подняты снизу подземными силами – неравномерно. Это факт, не подлежащий теперь сомнению и который мы имеем случай видеть как в малых, так и в больших размерах. В местах, где это поднятие совершилось на небольшом пространстве, мы можем тут же, по обеим сторонам перелома, видеть соответствующие части земной коры, бывшие прежде сплошным слоем, теперь разорванным. Если же приподнятое место не гора, а значительное по протяжению пространство земли, то мы можем, проезжая через нее, встречать, конечно, на значительных друг от друга расстояниях такие же слои, как в первом случае на небольшом. Конечно, не каждая страна одинаково удобна для подобных наблюдений; в иных местах пласты перекрестились при поднятии – чем разрешение вопроса запутывается и усложняется. Необыкновенно наглядно представляет это напластование в больших размерах Англия. Направляясь по этой стране от востока на запад, каждый бывает поражен правильностью смены пластов. Чем дальше на запад – тем больше встречаем пластов, которые на востоке Англии находятся на значительной глубине под поверхностью земли. Эта особенность геологического строения Англии и была причиной, почему в стране этой впервые обратили на нее внимание.
Не менее важен и самый порядок напластования слоев, так как он дает нам возможность судить об относительной древности последних. Если мы встречаем в данной местности два слоя, то естественно, что первый должен был уже существовать в то время, когда лег на него второй; иными словами – первый, т. е. нижний, древнее второго, верхнего. Эти друг над другом лежащие слои, хотя и состоят по преимуществу из глины, извести и кремнезема, отличаются, однако, один от другого различными химическими примесями и физическими отличиями: цветом, плотностью и т. п.
Вернер, исходя из положения, что земная кора представляет везде такие же явления, как в Саксонии, принимал, что самая древняя порода, кристаллизационное ядро земного шара, состоит главным образом из гранита, гнейса и сиенита. За ними следуют промежуточные породы – глинистый сланец, конгломераты; над ними – вторичные формации, и наконец – наносная земля. Впоследствии Кювье и Броньяр отделили еще третичную, и в новейшее время еще более юную формацию.
Из изложенного сам собой вытекает вопрос: свойствен ли этот порядок формаций одной только Саксонии или только одной Европе или же он представляет общераспространенное явление по всему земному шару? Предположив даже, что вопрос этот был бы разрешен утвердительным ответом, затем являются новые, не менее важные, как напр.: совершалось ли образование одинаковых формаций везде одновременно или же разновременно? Не случилось ли так, что в то время, когда в Европе отлагалась одна порода, в Америке совершалось отложение другой? Между тем как для разрешения первой части вопроса необходимо непосредственное наблюдение, для разрешения второй части наука воспользовалась как необыкновенно важным вспомогательным средством остатками прежних органических существ, окаменелостями. В ту пору, когда горные породы были еще мягким илом, животные, тогда жившие, попадали в него случайно или были занесены песком во время наводнения и т. п. Окружавшая их тело или остатки вода, заключающая всегда большее или меньшее количество солей растворенными, отлагала их понемногу в теле животного, так что, наконец, прежние составные части его заменены были неорганическими и вместо животного мы находим теперь камень, представляющий его форму, словом – окаменелость. Некоторые животные, отличающиеся неорганическими покровами, как напр. раковины, оставили нам только эти покровы, между тем как тело их сгнило. Жившие целыми колониями, например устрицы, залегли в остатках своих целыми пластами. Молодые животные, ложась на старых, умиравших и оставлявших свои раковины, в свою очередь служили почвой прикрепления для последующих поколений. Таким образом, в некоторых местах образовались целые отмели, скалы, залежи из остатков таких животных. Растения большей частью несколько обугливались и дошли до нас в виде разных видов каменного угля. Когда мягкий ил ложился на растение, то принимал, конечно, форму его. Отвердев, он сохранял совершенно верный отпечаток растения, которое, может быть, давно уже и не существовало. При посредстве этих-то остатков мы имеем возможность составить себе понятие о фауне и флоре того периода, когда образовалась осадочная формация.
Окаменелости обращали издавна на себя внимание, но прежде никто не подозревал, какое влияние изучение их может оказать на историю нашей планеты. На них смотрели, как на игру природы, lusus naturae. Только в начале XVIII в. Гук, вооружаясь против подобного ребяческого воззрения современных ученых, стал утверждать, что различие окаменелостей следует объяснять различными периодами разрушения организмов.
Каждая горная порода отличается ей свойственными окаменелостями; между тем как они почти одинаковы в одной и той же как отдалены бы ни были местности, в которых они встречаются. Чем глубже пласты, т. е. чем древнее они, тем резче отличаются формы тогдашних животных и растений от теперь живущих. Мало-помалу, по мере приближения к верхним слоям, мы постепенно встречаем формы, приближающиеся к современным нам, а в слоях новейших мы имеем даже возможность заметить и климатические влияния. При посредстве этих-то жетонов природы мы в состоянии с большой вероятностью отвечать на вторую половину предложенного выше вопроса. Если мы замечаем, что в Америке пласты следуют один за другим в том же порядке как и в Европе; если в той же породе, где бы мы ее ни находили, встречаются окаменелости, представляющие одинаковый тип, то мы имеем право заключить, что они образовались при одинаковых условиях; что одна и та же горная порода везде соответствует одним и тем же эпохам образования земной коры. На эту связь впервые обратил внимание в конце XVIII в. Смит.
Кроме синхронизма отдельных формаций важно еще определить, в каком порядке они и составные их части следуют одна за другой. Вопрос этот не представлял бы затруднений, если бы каждая порода была распространена по всему земному шару и не была скрыта от нашего взора. Но ни одно из этих условий не исполнено. Мы знаем, что многие теперь самые высокие местности земной коры состоят из ила прежних морей. Таким образом, ни одна формация не распространена сплошным покровом по всему земному шару; каждая прерывается, являясь в одном месте более толстым пластом, в другом – тонким; в третьем даже исчезает, уступая нередко свое место совершенно отличной от нее.
Из сказанного ясно, как важно было для науки все эти явления взвесить в их относительной важности; отыскать связь между пластами, указать порядок, в котором они следуют один над другим, словом, дать положительный ответ на выше предложенные вопросы. Решением их и занялся Гумбольдт в сочинении своем Essai sur le gisement des roches dans les deux hémisphères [1823] – насколько это позволяли тогда известные данные. Собрав во время своих многочисленных путешествий по Европе и Америке такое количество наблюдений как ни один ученый до него, Гумбольдт имел возможность подарить науке труд гораздо более полный, чем все его предшественники, занимавшиеся только исследованием ограниченных по пространству местностей. Он сравнивал напластование отдельных формаций, определил их взаимное отношение, приурочил к ним встречающиеся в них окаменелости, так что труд его был в одно время географическим и историческим, так как он познакомил науку не только с местонахождением отдельных формаций в горизонтальном протяжении, но и определил посредством обозначения места, занимаемого ими и в вертикальном направлении, их относительный, если можно так выразиться, возраст, что необходимо знать для истории земли. Гумбольдт подтвердил, что отдельные слои изменяются, смотря по глубине, но вместе с тем он нашел, что каждая горная порода, хотя бы она встречалась только островами, представляет везде, под различными градусами широты и долготы, один и тот же характер, что и составляет немаловажное отличие минералогических особей от животных и растений, приуроченных за весьма немногими исключениями к известному климату. В заключение этого труда Гумбольдт сделал предложение в видах упрощения науки изображать состояние напластования каждого данного места известными общими знаками, которые он предполагал ввести. Ему, однако, не было суждено дожить до осуществления этой практической мысли, которая, без сомнения, не замедлила бы принести известную долю пользы науке. И теперь еще для этой цели употребляются краски – на картинах, и технические слова – в тексте геологических и геогностических сочинений.
Точно также как Гумбольдт поставил себе задачей, как мы упоминали выше, определить распространение животных и растений по поверхности земного шара и показать отношение известных семейств данной местности к целой фауне или флоре ее, он старался сделать это и относительно царства ископаемого. В его Essai sur le gisement… и в III томе Relation historique, в статье под заглавием Esquise d’un tableau géognostique de l’Amérique méridionale [1829.1.1.] он знакомит нас с распространением горных пород, наклонениями их, равно как распространением долин, гор, направлением цепей их, узлами их и проч.
Хотя предметы, разработанные Гумбольдтом в обоих названных сочинениях и касаются, по преимуществу, описательной части геологии и геогнозии, и потому он имел, главным образом, в виду то, что есть, а не то, как оно образовалось, однако мы видим уже из разбросанных в разных местах выражений, что он перешел из лагеря нептунистов в лагерь вулканистов, хотя и не вступает в полемику по поводу теорий происхождения горных пород. Так, он относит трахиты, фонолиты, базальты, долериты и проч. к исключительно горным породам. Трудно решить, когда именно Гумбольдт переменил свое мнение насчет этого вопроса, но можно предполагать, что оно совершилось во время его американского путешествия, вероятнее всего на Тенерифе, где он впервые имел возможность лично наблюдать еще действующую огнедышащую гору.
Несмотря на это непрямое участие в споре двух враждебных ученых лагерей, Гумбольдта можно считать одним из корифеев школы плутонистов, так как он показал, что внутри земного шара постоянно действуют частью созидающие, частью же разрушающие силы, а изучение вулканов Гумбольдтом оказало громадное влияние на установление плутонической теории. Из того, что мы узнали благодаря ему о действии их в настоящем, мы получили возможность составить себе правильное понятие о деятельности их в прошедшем.
В монографии своей о вулканах Гумбольдт указывает впервые на их разнообразие. Не только конусообразная форма свойственна им, как прежде предполагали, хотя она действительно встречается чаще чем другие; он показал, что вулканы могут представлять целые хребты гор, как напр. Пичинча близ Кито, так тщательно им исследованная. Другие вулканы образуют группы, напр. Азорские и Канарские острова, иные тянутся цепями параллельными горам, как например в Гватемале, Перу и Яве, или поперек их, как в Мексике. Из этого разнообразного направления их Гумбольдт выводит заключение, что вулканические действия зависят не от мелких, к поверхности земли находящихся, причин, а суть явления громадных, внутри земного шара действующих сил. Он указал также многочисленными примерами из истории вулканических извержений на связь, существующую между деятельностью самых отдаленных вулканов. Он доказал тоже, что кроме постоянных сообщений между внутренностью и поверхностью земли, случаются еще и временные. Прорвавшись раз наружу, внутренние силы не ищут более исхода в этом месте; кроме того, горы вовсе не составляют необходимого пути для извержения. Оно может произойти и на равнине. Этим последним обстоятельством объясняется форма базальтовых гор, о которых была речь выше.
Иллюстрация из книги «Виды Кордильеров и монументы коренных народов Америки». Рельеф на базальте, изображающий календарь майя
XII
Исследования магнетизма и отклонения магнитной стрелки – Земной магнетизм
В области исследования магнетизма, самой загадочной из всех сил природы, мы встретим опять имя Гумбольдта. Незаметная нашим чувствам, эта сила долгое время не обращала на себя должного внимания, хотя ее присутствие, как доказано теперь, встречается повсюду. Правда, некоторые магнетические явления были известны уже древним. Так, Платон, Аристотель, Плиний упоминают о свойствах естественного магнита (так называется, как известно, железная руда, встречавшаяся в древности вблизи города Магнесии, от которого и получила настоящее название), а Лукреций говорит об отталкивании его. Из этого можно заключить, что уже древние знали, что магнит имеет два различные полюса, из которых одноименные отталкиваются, а разноименные – притягиваются. Много веков, однако, прошло, прежде чем было открыто другое весьма важное свойство магнитов, именно, что положенные на вертикальную остроконечную подпорку магниты, двигаясь в горизонтальной плоскости, принимают направление от севера к югу. Первое известие, дошедшее до нас об этом свойстве магнита, так важном для мореплавания, относится к XI или XII столетию, но в нем говорится о нем как об инструменте общераспространенном между мореходцами, которые, как кажется, заимствовали его у аравитян. Но гораздо древнее употребление его у китайцев. За одиннадцать столетий до нашего летоисчисления китайский император Чэн-ван подарил тонкинским и кохинхинским посланникам, опасавшимся сбиться на обратном пути, пять магнитных «весов», указывавших на юг посредством подвижной руки небольшой фигуры. Китайцы знали даже, что магнитная стрелка показывает не совсем точно к северу и югу, а уклоняется несколько от этого направления. В конце XV в. уклонение это в Европе было к северо-востоку; Колумб же открыл во время первого своего путешествия в Америку, что уклонение это не всегда постоянно и неодинаково в различных местах. Так, он заметил (под 28° север. широты и 31° запад. долготы от Парижа), что стрелка, показывавшая до того к северо-востоку, уклонилась здесь на северо-запад. из этого Колумб заключил, что он, следуя от востока на запад, перешел где-нибудь линию, где стрелка показывала и прямо на север. Последующие наблюдения показали, что подобные уклонения встречаются не только в той широте, в которой Колумб переплывал Атлантический океан, так как теперь в этом отношении земной шар делится на две половины, из которых в одной уклонение стрелки совершается на запад, а в другой – на восток. Эти обе части разделены кривой, огибающей неправильно Землю, на которой не замечается никакого уклонения. Притом уклонение, как было уже замечено, не всегда одно и то же: оно подвергается вековым изменениям. Так, во время открытия Америки магнитная стрелка показывала на восток; в конце XVI в. уклонение это уменьшилось, а в половине XVII она совпадала с меридианом, перешла затем на запад и теперь опять направляется назад. Кажется, что нулевая линия уклонения перемещается от востока к западу, но она при этом перемещается, как перемещаются, напр., облака в своем течении; впрочем, направление ее более параллельно меридианам, нежели градусам широты. Точно так, как посредством вышеупомянутой кривой мы можем разделить земной шар на две области, область восточного и западного уклонения, мы, соединяя между собой точки одинакового уклонения, восточного и западного, линиями, называемыми изогонами, имеем возможности при первом взгляде на карту проследить распределение уклонений на земном шаре. Первая такая карта изогонов была составлена на основании двукратного путешествия по Атлантическому океану Галлеем (1701 г.). С тех пор появилось много таких карт для различных годов; так, напр., карта уклонений Ханстена для разных годов начиная с 1600 по 1800; Сэбин составил для одного 1840 г. Существуют карты и для отдельных стран, например карта Ламонта для Германии.
Кроме вековых и годовых изменений уклонений известны еще и суточные. Магнитная стрелка находится почти в постоянном движении; она направляется то на восток, то на запад, но среднее положение оконечности ее, направленной к ближайшему полюсу земли, склоняется больше к западу в полдень нежели утром. Кроме того, летом оно значительнее чем зимой. Нередко встречаются чрезвычайные движения, наблюдаемые одновременно на большом пространстве.
В половине XVI в. викарий церкви Св. Зебальда в Нюрнберге Хартман [49] открыл еще другую особенность магнитной стрелки, именно, что весьма точно привешенная в центре тяжести стальная стрелка после намагничения не сохраняет своего прежнего строго горизонтального направления, но наклоняет свою северную оконечность книзу. Это наклонение было (1576) точнее исследовано и проверено Норманом [50]. По наблюдениям Джемса Росса в Северной Америке (под 70° 5’ шир. и 99° 5’ западной долготы от Парижа) магнитная стрелка стоит там совершенно вертикально, склонив свой северный полюс вниз. Чем дальше мы удаляемся от этой точки, тем меньше наклонение стрелки, которая у экватора принимает горизонтальное положение. Переходя за экватор, южный полюс ее начинает наклоняться и у южного Ледовитого океана (по Россу у 75° 5’ шир. и 151° 48’ вост. долг. от Парижа) она опять принимает вертикальное направление. Соединив между собою точки, в которых наклонение равно нулю, мы получим кругом земного шара кривую, получившую название магнитного экватора. Соединяя точки одинакового наклонения получаются т. н. изоклины. Их по аналогии сравнивают с астрономическими градусами широты, а изогоны – с меридианами. Но как те, так и другие существенно отличаются от астрономических линий тем, что они представляют неправильные кривые, между тем как последние математически правильны. И для изоклинов существуют карты: Вильке [51] издал для 1700 г.; Ханстен тоже издал их, равно как и Сэбин для 1840 г. И наклонения представляют вековые и периодические изменения и пертурбации, как и упомянутые выше уклонения.
Приближая магнит к магнитной стрелке, свободно вращающейся, легко заметить влияние первого на последнюю. В ней замечаются беспокойство, колебания, по прекращении которых она принимает определенное положение, находящееся, однако, в зависимости от положения магнита, под влиянием которого колебалась стрелка. При передвижении стрелки по поверхности земли замечено, что положения, принимаемые ею в различных точках земного шара, представляют большое сходство с теми положениями, которые замечены на ней при влиянии на нее магнита. По этой причине с давнего уже времени привыкли смотреть на земной шар как на громадный магнит и потому на него перенесли все свойства обыкновенного магнита. Как в последнем нам известны точки, в которых магнетизм проявляется сильнее всего, так точно нашли их и на земном шаре. Их назвали магнитными полюсами, хотя они и не совпадают с полюсами астрономическими, но находятся всегда на значительной широте.
Кроме явлений уклонения и наклонения, которые можно вызвать в стрелке при посредстве магнита, Кулон заметил еще, что время, необходимое для того, чтобы одна и та же стрелка произвела колебание под влиянием магнита, не всегда постоянно, не всегда одно и тоже. Под влиянием сильного магнита стрелка колеблется гораздо быстрее, чем под влиянием слабого, иными словами – она совершает отдельное колебание в более короткое время, так что квадраты чисел колебаний относятся между собой в одно и то же время как действующие силы. Проводя стрелку вдоль магнита, замечаем кроме того, что влияние последнего на первую по его средине оказывается самым слабым и усиливается по направлению к полюсам. Естественно, что физики интересовались исследовать и земной магнетизм относительно его силы в разных точках земного шара, для чего необходимо было узнать в каждой из них число колебаний, делаемых вертикально-привешенной стрелкой в магнитном меридиане, т. е. в такой вертикальной плоскости, в которой наклоняющаяся стрелка приходит в покой. Наблюдения, сделанные учеными в конце XVIII в. над этими явлениями, были частью неудовлетворительны, частью же пропали во время несчастья, постигшего экспедицию Лаперуза.
Труды Гумбольдта о земном магнетизме, начавшиеся в рассматриваемый нами теперь период его жизни, принесли необыкновенно богатый плод науке, особенно в последнее время его научной деятельности вследствие влияния, которое он, по занятому им положению в ученом мире, оказывал не только на отдельных ученых, но и на правительства, пособия которых были необходимы на этом поле деятельности. Гумбольдт обогатил науку огромным количеством собственных наблюдений по части земного магнетизма, причем он обратил особенно внимание на не совсем точные до него наблюдения над наклонениями и силой их. Наблюдения уклонений гораздо легче и потому они были делаемы и прежде довольно верно и точно. Поэтому усовершенствование метода первых были важной услугой, оказанной Гумбольдтом этой отрасли физики. Рассеянные по мере появления в свет в разных специальных журналах наблюдения по части земного магнетизма, они были собраны Гумбольдтом и приложены к третьему тому его Relation historique в виде особого прибавления. Оно обнимает все наблюдения его по этому вопросу, сделанные им с 1798 по 1829 гг. в Америке, Азии и Европе. Кроме этого Гумбольдт издал две монографии по этому же предмету, одну в сотрудничестве Био, другую – Гей-Люссака.
До американского путешествия Гумбольдта сведения об наклонении магнитной стрелки были еще так недостаточны, что предполагали, что магнитный экватор совпадает с астрономическим. Уже во время своего путешествия по Южной Америке он заметил в Сан-Карлосе-дель-Рио-Грандо под 1° 35’ сев. шир., что магнитное наклонение равно 20° 35’. Из этого уже было тогда (в 1804 г.) ясно, что наклонение у астрономического экватора не могло равняться нулю, как тогда предполагали; в противном случае оно должно бы на небольшом расстоянии 1° 35’ уменьшиться на 20° 53’, что было немыслимо.
Выходя из открытия, что астрономический и магнитный экватор не совпадают, необходимо было заняться разрешением вопроса – где находится последний. Гумбольдт и Био располагали (в 1805 г.) только двумя наблюдениями, которые показывали стрелку в горизонтальном направлении: Лаперуз нашел ее в этом положении у берегов Бразилии в 10° 57’ южн. шир. и 25° 5’ зап. долг. от Парижа; затем Гумбольдт нашел тоже под 7° 1’ южн. шир. и 80° 41’ зап. долг. тоже от Парижа. Из этого они заключили, что магнитный экватор представляет собой самый большой круг (т. е. такой, которого плоскость проходит через центр шара), наклоненный к астрономическому под углом 10° 58’ 56” и пересекающий его под 120° 2’ 5” зап. долг. и 59° 57’ 55” вост. долг. от Парижа. Сопоставление других наблюдений показало им, что наклонение стрелки на разных точках земного шара можно объяснить допущением влияния небольшого, но очень сильного магнита, находящегося в центре земли. Они предполагали, что магнит этот стоит перпендикулярно к плоскости магнитного экватора, а его продолжение пересекает поверхность земли в двух диаметрально-противоположных точках, магнитных полюсах, положение которых хотя и было ими определено, но оказалось впоследствии неверным. По этой теории, распределение на земном шаре линий одинакового наклонения выходит очень правильным: они состоят в таком же отношении к магнитным полюсам, как градусы широты к полюсам астрономическим. Впрочем, оба исследователя прибавляли, что некоторые местные причины, напр. присутствие железных руд, в особенности содержащих магнит, влияет на наклонения. Результат трудов Гумбольдта и Гей-Люссака привел их к положению, что по мере удаления от полюсов наклонение стрелки постоянно уменьшается.
С учением о магнетизме повторилось то же, что мы видели выше, говоря о теплоте. Пока количество наблюдений было ограничено, казалось, что распределение ее на поверхности земли совершается довольно правильно; только с умножившимися наблюдениями убедились в противном. В учении о магнетизме дошли до этого гораздо скорее, так как наблюдения, толчек которым дан был Гумбольдтом, следовали одно за другим, необыкновенно быстро. Уже в 1819 г. Ханстен доказал, что магнитный экватор вовсе не самый большой круг, а разнообразно извивающаяся вблизи астрономического экватора кривая линия и что неправильности эти повторяются и в остальных изоклинах. Ханстен, знавший уже и вековые изменения наклонения, предположил существование в земле с целью объяснения наклонения двух магнитов, след. допустил 4 полюса, что сделано было уже до него Галлеем для объяснения явлений уклонений. Один из южных полюсов он приурочил южнее Новой Голландии, другой – несколько южнее Америки; один из северных полюсов он поместил в Северной Америке, другой – в Сибири. При этом он предположил, что оба северные полюса двигаются по направлению от запада к востоку; оба южные – наоборот, от востока к западу, но все четыре – с неравномерной скоростью.
В начале текущего столетия определения напряженности земного магнетизма были еще неудовлетворительнее, чем наблюдения над наклонениями, так как тогда не имели никаких доказательств, постоянна ли эта напряженность под разными широтами или нет; наблюдения Ламанона, спутника Лаперуза, в которых можно было бы найти материалы для ответа по этому вопросу, были потеряны, так что и тут труды Гумбольдта открывают новую эру в этой отрасли физики. Он впервые доказал фактически, что напряженность земного магнетизма подвержена изменениям под различными магнетическими широтами; что она по мере приближения к экватору уменьшается, так как время, необходимое для совершения одного колебания одной и той стрелкой, увеличивается по мере уменьшения расстояния от этой кривой. Почти во всех последующих наблюдениях об этом вопросе исследователи приняли силу, с которой действует магнетизм у экватора в Перу, определенную там Гумбольдтом, за единицу, с которой сравнивались (и сравниваются большей частью еще теперь) все напряженности магнетизма на земном шаре, и она легла в основание при составлении всех карт напряженности земного магнетизма.
Кроме суточного колебания магнитной стрелки в горизонтальном направлении, Гумбольдт во время своего путешествия в Италию (в 1805 г) открыл еще новое, совершающееся в более узких пределах и продолжающееся не так долго, как первое. Известно, что северный полюс стрелки в наших местностях направляется с 6 часов утра до часу или двух пополудни на запад, а позднее движется до полуночи на восток; затем опять возвращается и в 6 ч. утра показывает опять более к востоку, чем в полночь. Это последнее движение составляет исключительное открытие Гумбольдта; прежде полагали, что стрелка с полудня до следующего утра постоянно движется к востоку.
Оставим теперь область физики и перейдем к землеописанию, успехам которого так много послужил Гумбольдт.
XIII
Астрономическое определение координат
Следя за очертаниями линий, разграничивающих материки и океаны, легко убедиться, что первые оканчиваются к югу острыми оконечностями, все более и более расширяясь к северу. Факт этот, замеченный уже Бэконом Веруламским, был впоследствии ближе исследован Рейнгольдом Форстером, обратившим, кроме того, еще внимание на то обстоятельство, что на западе материков находится всегда более или менее значительная бухта. Он полагал, что общую причину этого поразительного однообразия следует искать в том обстоятельстве, что материки подверглись во время оно сильному наводнению с юго-запада. Напором волн, утверждал Форстер, прежде существовавший материк был частью смыт, но на восточном берегу сохранившейся части его осталось несколько островов, а на западном – вырыта была губа. В эпоху систематики, изощрявшейся в том, чтобы каждое явление природы поместить в рамки, придуманные для всех отраслей, горы тоже не избегли общей участи предметов естествоведения. Бюаш, пытаясь ввести научную стройность в распределении гор, утверждал (в 1752), что они распространяются лучеобразно из нескольких точек земного шара. Там, где лучи эти встречаются между собой, образуются хрящи гор, которые, конечно, усиливаются смотря по числу пересекающихся ветвей. Принимая горы за возвышения почвы над поверхностью земли, те из них, которые покрыты водой, будут представлять лучеобразно распространяющиеся отмели, самые возвышенные точки которых могут подыматься над уровнем воды в виде островов. Выходя из этого положения Бюаш разделил всю поверхность земного шара, покрытую и непокрытую водой, на известное число полей, разграниченных хребтами гор, лучеобразно распределяющихся из отдельных точек. Эти горные цепи соединяли, по его мнению, Южную Америку с Гвинеей, Северную Америку с Атласом и через Ньюфаундленд с Англией и т. д. В Европе он принимал два узла гор – Швейцарский, и другой – у истоков Волги и Дона! Последнего обстоятельства для русского читателя достаточно, чтобы доказать, что вся теория Бюаша основана была на спекулятивных соображениях, несоответствовавших наблюдениям и действительности. Тот же промах оказался и в Северной Америке: там, где должен был, по мнению Бюаша, находиться главный узел гор этой части света – открыты впоследствии Канадские озера!
Бюффон выходил из другого предположения насчет распределения неровностей на земном шаре. Он искал известного соотношения между ними и меридианами и параллельными кругами, склоняясь к мнению, что горы представляют такую же сеть, как эти вспомогательные условные знаки на наших картах.
Естественно, что Гумбольдт, испытав влияние этих теорий, неопроверженных еще наблюдениями, смотрел в первое время своего американского путешествия глазами своих предшественников; так, в его Geognostische Skizze von Süd-Amerika [1804] он подтверждает теорию Форстера, принимая, что вода, направляясь между Америкой и Африкой от юга к северу, продолжила себе путь через горы Бразилии к Гвинее (к северо-востоку), вырыв Гвинейский залив; затем, встретив преграду в верхней Гвинее, отхлынув к американскому берегу, вырыла Мексиканский залив и затем, направляясь на северо-восток, разлилась беспрепятственно на севере. И подтверждение теории Бюффона было тоже найдено Гумбольдтом в направлении Кордильеров, идущих вдоль меридианов и т. д. В позднейших трудах его нет и речи об этих отвлеченных теориях.
До путешествия Гумбольдта и Бонплана в Южную Америку страна эта была в настоящем смысле terra incognita. Состоя под властью Испании и Португалии, ревниво оберегавших ее, она была совершенно недоступна исследованиям ученых. Некоторые сведения, впрочем, весьма скудные и ложные, проникали благодаря экспедициям, отыскивавшим сказочную страну Эльдорадо, богатые города амазонов и другие будто бы золотом обилующие местности. В начале XVIII в. чрезмерно усилившиеся морские разбои вынудили Испанию разрешить французским крейсерам охотиться на флибустьеров. Этим обстоятельством воспользовалась Франция и в интересе науки, отправивши с своими фрегатами и несколько ученых. Им-то наука обязана, в особенности Луи Фелье, первыми астрономическими определениями некоторых местностей. Впоследствии англичане, в особенности Кук, увеличили число их. Но все эти наблюдения сделаны были только у берегов; внутренность страны оставалась почти совершенно неисследованной. Кроме политических причин, мешавших научным исследованиям, играли не последнюю роль и ложно понятые меркантильные предрассудки. Так, с целью помешать контрабанде между испанскими и португальскими колониями, Испания строго запретила своим подданным делать открытия по направлению к Бразилии, за Санта-Крус-де-ла-Сьерра, вследствие чего целая полоса шириной в 300 миль обречена была оставаться незаселенной пустыней! Португальцы, воспользовавшись этим запретом, захватили все это пространство в свои руки. Тогда испанцы, видя цель свою недостигнутой, решились (в 1751 г.) образовать смешанную комиссию для проведения границ. Они, несмотря на сопротивление португальцев, намерили Парагвай с сопредельными странами на пространстве 420 миль от севера к югу и на 200 миль от востока к западу. В течение 10 лет (1735-1745) французские академики: ла Кондамин, Бугер и Годен вместе с испанцами: доном Хорхе Хуаном [52] и доном Антонио Ульоа занимались знаменитым измерением длины градуса в Перу. Вскоре затем (в 1754) отправлена была новая для исправления пограничной линии комиссия, которой было тоже поручено исследовать верхний Ориноко, реку Мета под главным начальством дон Хосе Итуррияга [53]. Но экспедиция эта благодаря гнусным проискам отцов иезуитов погибла. Из 325 человек, ее составлявших, остались благодаря им в живых только 13! Солано [54], один из главных участников ее, спасшихся от голодной смерти, уготованной экспедиции благородными патерами, уцелел только потому, что догадался питаться жареными червями и встретил помощь и сочувствие туземных дикарей, выручивших его от ков, расставленных ему так называемыми последователями Христа. Одновременно почти с этим несчастным мучеником науки дон Франсиско Рекена [55] занимался исследованиями в Санта Фе и Гуаякиле и составил карту последней. Кроме того он исследовал протекающие в них реки, впадающие в Амазонскую. Вот итог научных сведений об испанской Америке до путешествия Гумбольдта! Предшественники его оставили ему богатую почву для разработки – 15 400 квадратных миль была арена, на которой он мог подвизаться. До него никто в Европе не знал ни направления береговых Кордильеров в Венесуэле, не слышал что-нибудь о Кордильере Парима, и, за исключением Кито, внутри всей Южной Америки не было ни одного места, определенного астрономически. Гумбольдт сделал более 700 определений высот, долгот и широт; уже одна эта заслуга равняется почти всей совокупности научных трудов его предшественников. Его по праву можно назвать вторым Колумбом. Если последний открыл берега Америки, то Гумбольдт познакомил ученый мир с большей частью материка этой части света.
Труды его по этому предмету изложены, кроме названной выше монографии, в физическом журнале «Де-Ла-Метри» (1801), в Relation historique, в Atlas géographique et physique и в атласе к сочинению о Новой Испании. Здесь помещены не только местности, лично исследованные Гумбольдтом, но и все картографические труды его предшественников, найденные им в архивах мексиканских и испанских, так что они представляют свод всех сведений о внутренней части Южной Америки и Мексики, известных и существовавших в эпоху их появления. В географических трудах своих Гумбольдт не ограничился определениями широты и долготы мест, но не упустил из виду и определение высот их над поверхностью моря. Если бы он удовольствовался только первой половиной задачи, то в результате мы получили бы из соединения множества определенных им мест только общее очертание страны и взаимное отношение их между собой, словом, то, что мы привыкли называть ландкартой или дорожной, почтовой картой. Для научных целей подобная карта не имеет особенной цены, и потому мы видим на лучших из них означенными особыми условными знаками горы, леса, болота и т. п. Но только т. н. рельефные карты удовлетворяют научным целям, знакомя нас с конфигурацией страны, но составление их требует гораздо более детальных сведений, чем обыкновенная карта, так как в последней, если мы встречаем какую-нибудь полосу неисследованной, мы просто можем оставить соответствующее ей на карте место незаполненным, между тем как на рельефной карте это невозможно. Несмотря на путешествия Гумбольдта и Бонплана и их преемников 40 лет тому назад невозможно было составить верную рельефную карту Южной Америки и потому он ограничился составлением профилей исследованных им местностей. Выбрав известное направление в стране, он наносил в соответствующих данным местностям точках высоты их над уровнем моря. В указанных выше сочинениях мы находим на приложенных к ним атласах огромное количество таких профилей, восполняющих до некоторой степени неполноту карт и приближающих их отчасти к рельефным картам, так как кроме ландкарт, знакомящих нас с горизонтальным протяжением страны, мы получаем еще при посредстве профилей понятие и о вертикальном их очертании и протяжении. Благодаря почину Гумбольдта с тех пор появилось много хороших профильных карт, напр. Карта Кавказа – Паррота и Энгельгардта; швейцарских Альп и Карпатов – Валенберга; Германии – Шюблера; карта Франции – фон Ойнхаузена [56] и Дехена [57].
Необыкновенно важна монография Гумбольдта: Esquise d’un tableau géognostique de l’Amérique méridionale au nord de la rivière des Amazones et а l’ést du méridian de la Sierra-Nevada de Merida [1829.1.1.]. Она посвящена исследованию гор Южной Америки, вопросу необыкновенно важному в этой части света, так как из 571 000 кв. миль, составляющих ее, четверть покрыта горами. На расстоянии 300 миль от океана они поднимаются исподволь от 30-470 туазов над поверхностью моря. Самый значительный хребет Южной Америки направляется в длину ее, от юга к северу, и притом он не находится в центре страны, как Альпы, и не на так значительном расстоянии от берегов, как Гималаи и Гиндукуш, но тянется вдоль западного берега материка не в далеком от берега Тихого океана расстоянии.
Кроме богатых материалов, собранных Гумбольдтом для орографии Южной Америки, впервые познакомивших науку с очертаниями этой части света и связанных с ними исследований о направлениях вод на земле, он оставил нам труды, касающиеся течений морских. Воды океана не отличаются тем покоем как воды озер. Они находятся в постоянном движении; по громадным руслам, вырытым водой на дне его, текут огромные реки. Так как различные градусы широты вследствие различного положения своего относительно солнца нагреваются им неодинаково, то естественно, что температура морей тропических выше температуры морей, находящихся под другими градусами широты. Естественно, что в тех широтах, где вода вследствие влияния высшей температуры сильнее испаряется, там и уровень ее понижается более нежели в смежных морях, лежащих в широтах не так теплых. Но так как различные части океана находятся между собой в сообщении, то оказывается, по закону равновесия в сообщающихся сосудах, совершенно невозможным, чтобы одна часть его стояла выше другой. Необходимым последствием этой невозможности является течение воды из более холодных широт к экватору, восполняющее образующийся там недостаток ее вследствие испарения. Точно так же, как в пассатных ветрах воздух на пути от полюсов к экватору принимает все более и более западное направление, такое же явление повторяется и с водой морской. По мере приближения к экватору течение принимает все более западное направление, а у самого экватора мы видим как в Атлантическом, так и в Тихом океане, что течение направляется от востока к западу. Для восполнения постоянного дефицита, происходящего от испарения, вода должна необходимо направляться на западных берегах материков с юга и с севера от экватора к этому последнему. Если бы на нашей планете не было материка, то естественным следствием этого закона было бы явление, что у экватора образовалось бы течение, направлявшееся вдоль его кругом шара нашей планеты; а с высших широт вода бы притекала для восполнения потерянной океаном у экватора в виде испарения и восстановления равновесия. В действительности мы не видим этого явления потому, что материки Старого и Нового Света, легшие поперек этих течений, мешая им следовать по пути, указанному физическим законом равновесия жидкостей, вынуждают эти течения по достижении ими высших широт изменять направление.
Излишне доказывать, какую важную роль играют морские течения в мореплавании. Из речного судоходства каждому уже известно, какая громадная разница между движением судна вниз и вверх по течению. Кроме того, мореплаватель, попав посреди течения, о существовании которого он не подозревал, уносится им в местности удаленные, а часто противоположные тем, которые достичь он имел в виду. После этого становится понятным, что не только моряки, но и человечество вообще обязано считать в числе своих благодетелей северо-американского капитана Мори, которого научные исследования морских течений возвели эту часть мореплавания на степень точной науки. Ученый этот приписывает большое значение при объяснении происхождения течений и разнообразному содержанию солей в разных морях.
Для исследования морских течений употребляются различные средства. Употребляемое на реках, посредством которого сравниваются различные положения плывущего по реке предмета, наблюдаемого с твердой точки на берегу, из которой визируют его сперва вверху реки, а затем внизу, неприменимо на океане, где нет для этого неподвижной точки, т. е. берега. Недостаток этот заменяется исследованием уклонения положения корабля (движение которого определяется бегомером) от действительного, найденного путем астрономического вычисления. Затем бросают в океан в запечатанных бутылках ярлыки с надписью, обозначающей число месяца и место корабля, их выкинувшего. Если бутылки эти будут вынуты из воды каким-нибудь другим судном, то по месту, в котором они найдены, и по времени, протекшему со дня и часа их опущения в море, можно легко вычислить скорость движения бутылки. Направление течения указывается и морскими растениями: их продольная ось направлена всегда по направлению течения. Для определения границ его служит термометр: вода, текущая от экватора, всегда теплее воды, текущей от полюсов.
Во время своих путешествий по Атлантическому океану и Антильскому морю Гумбольдт, познакомившись с их течениями, оставил нам в первом томе своего Relation historique целую монографию о них. Исследуя Тихий океан у берегов Перу, он открыл там течение, направляющееся от южного полюса к экватору и получившее впоследствии в честь его название Гумбольдтова.
Между задачами, поставленными на очередь современной географией и соединяющими в себе одновременно научный и практический интерес, занимают одно из первых мест открытие новых или возобновление старых путей сообщения. С тех пор, как человек стал перемещаться, известно уже, что из двух путей, водяного и сухопутного, преимущество остается за первым. Этим объясняется и исторический факт, не представляющий почти исключения, что все торговые народы древнего и нового мира были островитяне или жители побережий. При современном распределении материков и вод на обитаемой части земного шара мы имеем три большие мировые пути, океаны: Атлантический, Великий и Индийский. До открытия Америки древние исторические народы знали кроме Атлантической системы, известной им впрочем далеко не полно, еще другую, Индийскую. Стремление открыть водяной путь из одной в другую повело к открытию пути вокруг мыса Доброй Надежды, затем – к открытию Америки, а в окончательном результате – к открытию Южного океана. Сообщения между этими тремя системами, образованные природой, далеко не везде одинаково развиты. Самое благоприятное существует между системами Индийского и Великого океана; оба они представляют два сообщения: одно неподалеку от экватора, близ Индийского архипелага; другое – в умеренном поясе, южнее Новой Голландии, находясь не в значительных широтах и в сравнительно не бурном море, представляет известные удобства для мореплавателя. Гораздо неудобнее сообщения Атлантического океана, в особенности северных частей его берегов, т. е. европейских и северо-американских. Между Атлантическим и Индийским океаном, равно как между последним и Тихим, находятся два прохода, которые можно избрать путем сообщения между ними, но один из них заставляет мореплавателя совершить путешествие вокруг целой части света, вокруг Африки; другой же прерывается, между Азией и Африкой, материком. Между Атлантическим океаном и Тихим существуют, собственно говоря, четыре пути, но два из них через северное полярное море – северо-восточный и северо-западный проход – недоступны мореплаванию. Третий путь, вокруг мыса Горна или через пролив Магеллана, принуждает мореплавателя совершить путешествие еще большее, чем вокруг мыса Доброй Надежды, да кроме того по морю весьма бурному у южной оконечности Америки, где дует круглый год западный ветер. Подводные же камни Магелланова пролива делают этот путь тоже очень опасным. Последний путь не представляет открытого водяного сообщения; он прерывается материком.
Пока большая часть западного полушария находилась под властью Испании, ревниво оберегавшей свое достояние от всякого соприкосновения с иностранцами; пока Китай и Япония не допускали никого в свои пределы; пока, наконец, Новая Голландия оставалась ссылочным местом Англии, до тех пор, конечно, Великий океан был водяной пустыней, на которой появлялось ежегодно очень ограниченное число кораблей. Но обстоятельства теперь изменились, в особенности со времени отпадения испанских колоний. Теперь только можно было задаться мыслью – и честь ее первого проявления принадлежит Гумбольдту (в Essai politique sur la Nouvelle Espagne [1814]), – исправить недостаток природы искусством, посредством проведения канала между обоими океанами. Необходимость и важность этого предприятия с тех пор увеличилась, в особенности от времени открытия золотых приисков в Калифорнии и Австралии. Хотя мысль Гумбольдта и не перешла до сих пор в область совершившегося факта; хотя до настоящего времени отыскивается в низких широтах Америки самое удобное место для осуществления ее, но Гумбольдт более шестидесяти лет тому назад указал девять пунктов, которые отличаются тем, что реки, текущие в Атлантический океан, в этих местах приближаются значительно к рекам, изливающимся в Тихий. Семь из этих пунктов, точно им обозначенных на карте, находятся в центральной Америке; два – в северной. Из первой категории один только пункт, именно – между реками Атрато и Сан-Хуан – представляет удобство, что при проведении через него канала нет надобности устраивать шлюзы, так значительно увеличивающие издержки сооружения и содержания, проводя же каналы через все остальные, пришлось бы прорезывать Кордильеры, между тем как тут об этом позаботилась сама природа. Мысль об этом канале занимала Гумбольдта почти всю его жизнь со времени возвращения его из американского путешествия, что доказывается его статьями об этом предмете, опубликованными в 1827, 1851, 1856 и 1857 годах. В них он распространяется о выгодах канала Атрато, не нуждающегося ни в туннелях, ни в шлюзах. Он надеялся, что когда планы и профили всех им обозначенных местностей, представляющих возможность для проведения каналов, будут опубликованы, специалисты-инженеры и общественное мнение будут одинаково за осуществление указанного им канала Атрато. К этому же результату пришел и известный мореплаватель капитан Фицрой, который в особом мемуаре о перешейке центральной Америки утверждает, что после сравнения им всех предложенных направлений соединить Тихий океан с Атлантическим он принужден высказаться в пользу линии Атрато-Купика для проведения канала и в пользу линии Панамской – для железной дороги. Хотя вопрос этот не решен до сих пор, но можно предполагать, что практические исследования доведут до того, что направление, указанное Гумбольдтом, будет осуществлено в действительности.
XIV
Этнографические, исторические и лингвистические наблюдения в Южной Америке
В заключение нам остается рассмотреть еще одну сторону неутомимой и всесторонней деятельности Гумбольдта, которая была посвящена изучению человека не только в отношении этнографическом, но социальном и государственном. В его трех Essais встречаем богатейший материал данных, касающихся ремесел, торговли, народонаселения, национального богатства, драгоценных металлов, словом, народного и государственного хозяйства, данных, которые сохранят всегда свое историческое значение для исследователя посещенных Гумбольдтом местностей. В его Relation historique рассеяны многочисленные данные насчет пород, нравов, обычаев, особенностей жителей центральной Америки; еще больше встречается их в его Vues des Cordillères. Тут находим историю краснокожих, насколько она возможна, до прибытия европейцев, здесь описаны древнейшие здания их, летосчисление, государственное устройство и прочее, сравненные с теми же сторонами жизни и деятельности других народов, в особенности азиатских. Сравнения эти поражают не только богатым научным материалом автора; они изложены, кроме того, увлекательно и читаются с живым интересом, так что нельзя не сожалеть, что высокая цена этого труда (вследствие приложенных к нему рисунков) делает их недоступными для большинства читающей публики. Мы постараемся, конечно, только в самых общих чертах дать понятие, хотя весьма поверхностное, об этих трудах Гумбольдта и начнем с трудов его о неграх.
На материке Америки в испанских колониях число негров было весьма незначительно, но зато на Антильских островах место краснокожих, совершенно там исчезнувших, заняли негры, по преимуществу в качестве невольников, хотя между ними встречались и свободные. По исследованиям Гумбольдта, первые негры числом не более 300 человек были переселены туда в 1521 г. Португальцы гораздо более старались об этом переселении, чем испанцы. Во все продолжение XVI столетия торговля неграми не была свободна, составляя завидную, мало соответствующую христианскому учению, привилегию, дававшуюся королевской властью. В 1790 г. торговля эта была объявлена свободной; в 1817 г. она была запрещена на север от экватора, а в 1820 г. – совершенно. По исчислению Гумбольдта, число чернокожих, привезенных с 1670 по 1825 г. на Антильские острова, простиралось до 5 миллионов; а число живших в этом последнем году на всем Архипелаге не достигало и 2 Ѕ миллионов. Сделав подробное исчисление жителей по породам – белых, краснокожих, мулатов, негров, и потом по состояниям – свободных и невольников, на Кубе, Ямайке, Антильских островах, Северо-американских Штатах, Бразилии, Гумбольдт пришел к заключению, что в случае борьбы между породами на Кубе числительное превосходство белых (46%, а с мулатами и свободными неграми и краснокожими – 64%) обеспечивало им вероятность победы, делавшейся сомнительной в других указанных выше странах, вследствие значительного в них преобладания невольничьего элемента. На Гаити, французской части Сан-Доминго, в 1788 г., т. е. незадолго до восстания невольников, отношение между составными частями населения было следующее: 8% белых, 5% свободных негров, 87% невольников. Это-то ненормальное отношение и вызвало страшную катастрофу со всеми ужасными ее последствиями, окончившуюся провозглашением независимости острова и образованием свободных негрских государств. Та же печальная судьба ожидала и английские Антиллы, если бы правительство английское вовремя не догадалось предупредить ужасы восстания диких масс освобождением их. При этом следует заметить, что испанцы не так злоупотребляли своей рабовладельческой властью, как англичане и американцы южных штатов, и что во владениях первых освобождение из рабства совершилось легче, нежели у последних.
С тех пор, как Гумбольдт путешествовал по странам, где невольничество процветало, прошло более полувека и оно уже почти везде в них исчезло; тем не менее интересно еще и теперь знать его отзыв об этом сданном в архив истории учреждении, так долго пятнавшем род человеческий, не исключая и народов, принявших христианство. «Я имел случай, – говорит Гумбольдт, – изучить быт невольников в странах, где законы, религия, обычай подали друг другу руку для облегчения участи рабов; но несмотря на это я при отъезде из Америки проникнут таким же отвращением к невольничеству, с каким я оставил Европу. Напрасно, продолжает он, остроумные писатели стараются маскировать жестокость этого учреждения разными нежно-звучащими словами, напр., антильские крестьяне из негров, подданство черных, патриархальная защита и т. п. Подобные уловки оскорбляют только благородные свойства духа и мысли, употребляя их на защиту учреждения, возмущающего человеческое чувство. Неужели мы можем успокоиться сравнением положения этих несчастных с положением крепостных в средние века или на северо-востоке Европы? Эти пошлые сравнения, эта диалектика и горделивое неудовольствие заинтересованных, обнаруживаемое ими, когда кто-либо осмелится выразить надежду на постепенное улучшение быта негров и смягчение невольничества, суть в XIX в. бессильное оружие. Великие политические перевороты, совершившиеся на материке Америки и на Антильском архипелаге с начала текущего столетия, действуют на идеи и образ мыслей даже тех стран, где невольничество еще существует, и они не могут не вызвать в них перемены».
Гумбольдт желал изменения или, вернее, отмены невольничества путем законодательства, отвергая совершенно пустые фразы, что следует предоставить совершение этой реформы времени и влиянию цивилизации. Он говорит, что время окажет, конечно, свое влияние на рабов, но вместе и на отношения между обитателями островов и материка и на события, руководить которыми не будет уже возможности, если упустить время в апатической недеятельности. Везде, где невольничество существует продолжительное время, успехи цивилизации оказывают гораздо менее влияния на быт невольников, чем сколько от нее ожидают. Цивилизация редко распространяется на огромное количество индивидуумов; она не проникает к тем надсмотрщикам, которые находятся в непосредственном соприкосновении с рабочими на сгонном месте или на фабриках. Отдельные улучшения быта, затеваемые гуманными рабовладельцами, не только не достигают цели, но даже опасны по контрасту с положением большинства; для успеха необходима общая мера вместе с твердой волей местных властей и содействием всего образованного общества поддерживать ее. Без этого повторилось бы явление, известное нам из римской истории, где рабовладение существовало со всеми его ужасными и вредными последствиями рядом с так прославленными успехами цивилизации и утонченностью нравов. Существование невольничества в известной стране есть, так сказать, постоянное обвинение против цивилизации ее, соединенное с постоянной же угрозой поглотить ее, когда ударит час мести.
И туземные обитатели Америки, индейцы, обратили на себя внимание Гумбольдта. Он нашел между разнообразнейшими родами их замечательное сходство, указывающее на их общее происхождение. Общие черты их наружности можно обозначить следующим очерком: темная, медного цвета, кожа; гладкие волосы, слабо развитая борода, небольшой рост, наружные углы глаз, приподнятые кверху, к стороне висков; выдающиеся скулы, толстые губы с выражением доброты вокруг их, сильно контрастирующей с дикостью взгляда. Для непривычного глаза европейца довольно трудно отличить между собой отдельных индивидуумов, хотя отдельные роды и представляют довольно характеристические признаки. Между тем как цвет кожи белого зависит не столько от происхождения, сколько от климата, влияние последнего совершенно не существует у туземных американцев и негров. Между племенами Нового Света встречаются такие, которые по цвету кожи приближаются к арабам или маврам. В лесах Гвианы, в особенности у истоков Ориноко, живут племена так же белые, как местицы, хотя они никогда не скрещивались с европейцами; кругом них живет население темнокожее. Обитатели плоской мексиканской возвышенности представляют гораздо более темную кожу, чем жители Кито и Новой Гранады, несмотря на то, что они живут в одинаковом климате. Нагой индеец имеет такую же кожу, как и носящий платье; и части тела последнего, покрытые одеждой, вовсе не светлее, чем подверженные действию воздуха и солнца. Мнение, распространенное Вольнеем, будто дети индейцев рождаются белыми, и женщины, прикрывающие нижние части живота, сохраняют их тоже белыми, Гумбольдт опровергает, по крайней мере касательно тех племен, которые он исследовал.
Отличаясь необыкновенной умеренностью в жизни, мексиканские индейцы достигают престарелого возраста, хотя довольно трудно составить себе по наружности, почти всегда моложавой, настоящее понятие об их летах. Они же сами никогда почти не знают своего возраста, а церковные книги делаются в течение каких-нибудь 20-30 лет добычей термитов. Волоса их седеют очень редко, отсутствие бороды придает наружности их моложавость, кожа не покрывается морщинами; мышцы сохраняют свои силы до столетнего возраста. Калеки попадались Гумбольдту необыкновенно редко, точно так же как горбатые. Зоб, даже в тех местностях, где он распространен, между индейцами не встречается; между местицами – весьма редко.
Несмотря на существенное различие корней, американские языки на всем протяжении от земли, населенной эскимосами до Магелланова пролива, развитые и совершенно неразвитые, представляют одну и ту физиономию, из чего можно заключить если не об общности их происхождения, то по крайней мере об аналогии умственных способностей этих народов. Языки эти отличаются множеством времен и форм глаголов, разнообразными окончаниями которых определяются многообразные отношения между подлежащим и сказуемым, выражающие тоже, одушевлено ли оно или нет; мужского ли оно или женского рода; в единственном ли или множественном числе. Вследствие этого американские языки, не имеющие между собой ни одного общего слова, все-таки сходны между собой и отличаются резко от происходящих от языка латинского. Замечательно также распределение слов в периоде американской речи: вначале помещается падеж, зависящий от глагола; за ним следует глагол, и наконец – личное местоимение. Предмет, на которые обращается преимущественное внимание в речи, ставится впереди. Не имея возможности следить за филологическими наблюдениями Гумбольдта над американскими языками, мы ограничимся замечанием его, что из языков европейских представляет с ними наибольшее сходство язык басков.
Происхождение, число туземцев, их древнейшая история, переселения, образ правления, культура, – все эти вопросы занимали Гумбольдта, собравшего для них богатые материалы. Спокойствие мексиканского индейца, замечает он, говоря о характере этого племени, представляет разительный контраст с живым негром; индеец серьезен, меланхоличен, молчалив – пока спиртные напитки не довели его до противоположной крайности. Серьезность эта поражает более всего в детях. Четырех– и пятилетние индейцы гораздо развитее и смышленее своих белокожих сверстников. Мексиканец придает каждому своему, даже самому незначительному действию известную таинственность; самые сильные страсти не отпечатываются на лице его. Поэтому для непривычного есть что-то ужасающее в этом внезапном переходе индейца из совершенного покоя к необузданному действию. Подобно всем народам, долгое время страдавшим под гнетом духовного или светского деспотизма, американские туземцы с необыкновенной цепкостью привязаны к своим обычаям, нравам, мнениям, предрассудкам, так что даже введение христианства не оказало на них особенного влияния, заменив только обряды культа, проливавшего кровь, символами более гуманной религии. Мексиканцы, как и все угнетенные, полуразвитые народы, с переменой поработителей меняли только имена своих богов, сами же почти не изменялись. Некоторые аналогии, представляемые древне-мексиканской мифологией и христианским учением, служили средством для представителей последнего обратить туземцев на лоно единственно-спасающей души религии. Так, напр., священный орел ацтеков преобразился в святого духа христиан. Известно, что уже Кортес умел ловко воспользоваться для своих целей порабощения разными мексиканскими сагами. Сами почтенные проповедники учения Христа старались смешать индейские предания с христианскими идеями, уверяя туземцев, что следы евангелия находятся и в их первобытных верованиях. Следствием этой религиозной политики было легкое принятие последними нового учения, но ей же обязано оно и непрочностью его. Вместо нравственных начал христианства к покоренным народам Америки была привита только внешняя, обрядовая сторона его, от которой прозелиты ровно ничего не выиграли.
В эпоху завоевания испанцы застали туземное население в состоянии социального разложения и бедности, постоянных спутников деспотизма и феодального произвола. Император, князья, дворянство, духовенство владели самыми плодородными землями; начальники провинций угнетали безответно народ. Дороги покрыты были нищими. В продолжение XVI и XVII столетий положение рабочего люда еще ухудшилось. Крестьян обратили силой в рудокопов и в вьючную скотину, на своих плечах таскавшую тяжести испанских солдат, отняв, кроме того, от них движимую и недвижимую собственность. Семья победителей – conquistadores – получили в лен их земли, а несчастные индейцы приписаны были к земле. Только в XVIII в., когда большая часть этих семейств завоевателей вымерла, положение завоеванных несколько улучшилось, в особенности с уничтожением т. н. repartimentos, учреждения, по которому каждый испанский сатрап по временам предписывал своим подвластным приобретать по им самим назначенной цене разные им ненужные товары, – будь это даже принадлежности туалетные, в которых полунагие индейцы не чувствовали, конечно, особенной потребности. Последствием этого порядка вещей были: крайняя нищета туземцев, апатичность их к улучшению своего материального быта, беспечность, которые еще во время путешествия Гумбольдта были отличительными признаками большинства туземного населения за очень немногими исключениями.
Иллюстрация из книги «Виды Кордильеров и монументы коренных народов Америки». Вулкан Чимборасо
Иллюстрация из книги «Виды Кордильеров и монументы коренных народов Америки». Пирамида Чолула
Старания Гумбольдта, как и большей части его преемников, исследовать состояние древней цивилизации туземцев не могли увенчаться полным успехом главным образом потому, что источники, ее касавшиеся, совершенно почти истреблены. Епископ Сумаррага из францисканского ордена в своем рвении распространить христианское учение не нашел лучшего средства для этого, как истребить все, что касалось истории, древностей и богослужения туземцев. Почтенный пастырь мнил этой варварской мерой истребить в среде своих духовных овец всякое воспоминание об их прошедшем! Но не все древние мексиканские сокровища попались в его руки; часть их сохранилась. С целью собрать их миланец Ботурини Бенадуччи предпринял в прошедшем столетии путешествие в Америку. Подозрительное правительство, арестовав его, отняло у него все собранное им, а самого препроводило «как политического преступника» в Испанию. Правда, король признал его «невинным», приказал освободить, но собрания его не были ему возвращены. Вероятно, вследствие отеческой заботливости правительства о благе им опекаемых подданных, оно не имело достаточно досуга даже сохранить собранное трудами и издержками Бенадуччи. Во время путешествия Гумбольдта 7/8 этого драгоценного собрания исчезло вследствие тайно-полицейских хлопот чадолюбивого правительства, поглощавших его время и деятельность.
Между средствами, оказывающими огромное влияние на культуру народа, занимает одно из важнейших мест способ, при посредстве которого он передает чувственными знаками свои мысли, другими словами – его письмена. Хотя учебники и гласят, что они были изобретены финикийцем Таутом, но естественнее предполагать, что он только усовершенствовал уже существовавшие письмена, или вернее – знаки письменного сообщения. Соображая средства, при посредстве которых человек может передавать другому известия о каком-нибудь событии, нельзя не согласиться, что первым и самым естественным из них есть – наглядное изображение события. Представляя двух борющихся людей, объятый пламенем дом и т. п., каждый смотрящий на эти изображения сейчас поймет, что тут идет дело о борьбе, пожаре и прочее. При посредстве подобных изображений можно представить целое событие, хотя нет особенной надобности изображать его в строгой последовательности со всеми мелкими промежутками, как это мы видим и теперь еще на сцене, где дополнение и связь недосказанного предоставляется догадливости и соображению зрителя. Так как не каждый обладает качествами живописца, имеющего возможность с большей или меньшей верностью воспроизводить предметы природы, то понятно, что при распространении этой методы наглядного изображения люди условились избрать некоторые чертежи, долженствовавшие представлять то или другое. Таково было, как известно, происхождение иероглифов. Мы знаем теперь, например, что пирамида обозначает город Мемфис. Изобразив возле нее очертания человека и между ними – эскиз ног, древние обозначали этим, что человек должен был отправляться в путь; направлением ног по направлению к пирамиде или в противоположном обозначалось, что он шел в Мемфис или возвращался оттуда. Для обозначения особенного достоинства шествующего давали ему в руку палку, играющую, как видно, искони почетную роль в истории человечества; если же это был простой смертный – на его руках виднелись цепи. При посредстве таких наглядных, для всех понятных атрибутов ошибка была бы невозможна не только в Египте фараонов, но даже и в Европе XIX столетия.
Естественно, что на таких изображениях ум человеческий не мог остановиться. Идя далее, он приурочил известные понятия к известным наружным знакам. Возвращаясь к приведенному выше примеру, заимствованному из египетских иероглифов, можно было бы, согласившись предварительно, обозначить вертикальной чертой человека, горизонтальной – Мемфис, а наклонной – смотря по наклонению ее – направление его в этот город или из этого города. Цифры наши, так называемые арабские арифметические знаки, суть такого рода азбука. Вместо, например, девяти черт или точек мы обозначаем число девять условным знаком 9. Имея ключ к такой азбуке, можно при известной группировке этих знаков выражать ими разные второстепенные понятия. Наша десятичная система есть рациональное развитие этой методы изображения условными знаками, известная каждому. Известно, что у китайцев существует около 80 000 различных знаков, которые при посредстве 214 ключей удовлетворяют всем потребностям их языка. Так как не каждый китаец изучает все 214 ключей, то не каждый гражданин царства Средины может читать все китайские рукописи. Так, напр., сапожник, знающий ключ к письменам своего ремесла, может читать только книги, его касающиеся. Из сказанного мы видим, что изложенные выше знаки совершенно независимы от языка. Они возбуждают в зрителе путем зрения только представление об известных предметах. Их называют поэтому символическими знаками. В противоположность им существуют так называемые знаки фонетические, действующие некоторым образом и на слух читающего. Предположим, что мы желаем выразить знаками слово «Холмогоры»; мы могли бы это сделать, как это и теперь еще часто делается в ребусах, нарисовавши холмы и возле них горы. Русский, отгадавши значение этого сопоставления знаков, и произнес бы их «Холмогоры», но француз, немец попали бы тоже так как русский, но произнесли бы иначе.
Необходимость выражать имена знаками принудила уже древних египтян при выборе знаков обращать внимание и на звук имени, и равно на то, что обозначают на языке пишущего отдельные части имени или целое имя. Этому способу изображения немало способствовало обстоятельство, что у диких или находящихся на низкой ступени развития народов каждое имя имеет еще какое-нибудь значение. Так называемые «говорящие гербы», которых изображения относятся к именам, равно как и ребусы – суть применения этой системы.
Пока народ живет изолированной жизнью, имена его не много изменяются; при соприкосновении же с иностранцами примешиваются в речь его и чужие имена. Это обстоятельство заставило обратиться к новому средству, именно: имя было разложено на различные тоны и каждому из них давали особый знак. Во многих языках служили для этой цели знаки зверей и т. п., название которых начиналось тем звуком, которого требовал данный тон. Применение отдельных знаков для различных, в одном слове встречающихся звуков, встречается уже и в иероглифах позднейшего времени, и этому обстоятельству наука, главным образом, обязана, что Юнгу, Шамполиону и др. удалось при посредстве розетского камня, покрытого иероглифическими, демотическими и греческими письменами, найти ключ к уразумению первых. Желание приведенный выше принцип распространить не только на имена, но вообще на все предметы и понятия, которые человек желает изобразить, вызвало к жизни фонетические письмена, которые мы теперь употребляем. Встречающиеся в разных языках слова были разложены на звуки, и каждый звук был обозначен особенным знаком. При письме знаки эти ставятся один после другого по мере того, какие звуки следуют один за другим. Вследствие необыкновенной простоты метод этот есть теперь самый распространенный, хотя нельзя не сознаться, что он уступает символическому методу, совершенно независимому от языка в том, что письмена фонетические может читать только тот, кто понимает язык, на котором они написаны. Обе системы письмен относятся между собой, как пантомима к слову.
Перуанцы употребляли в период открытия Америки способ изображения совершенно отличный от изложенных выше. Для целей письменного сообщения им служили разноцветные нити, называемые квиппу, на которых они завязывали разнообразные узлы, которые и играли роль письмен. Гумбольдт отвергает существование в Америке до ее открытия фонетических знаков, несмотря на то, что некоторые из ученых предполагали, что они были там давно в употреблении, заключая это из того обстоятельства, что на одной скале, находящейся близ Дайтона, в 12 милях к югу от Бостона, найдена надпись будто бы финикийского происхождения. По древнему преданию туземцев, она обязана своим происхождением чужеземцам, прибывшим в Америку «на деревянных плавучих домах». Победив краснокожих, они и вырезали на скале, теперь покрытой водой реки, упомянутые знаки. По исследованию Гумбольдта оказывается, что знаки эти совершенно сходны с теми, которые встречаются часто в Скандинавии, из чего можно заключить, что это были руны, начертанные норманнами во время посещения ими Америки задолго до открытия ее Колумбом.
Кроме изображений Солнца, Луны и звезд на Ориноко и в Перу, Гумбольдт нашел в Мексике целую систему, вполне развитую, иероглифов, которая, по его замечанию, отличается от египетских тем, что она более индивидуализирует, между тем как последние выражают, кроме того, и более общие понятия. Перечисляя иероглифы мексиканские, Гумбольдт замечает, что между ними встречаются и фонетические знаки, но только для собственных имен. И на художественную сторону исполнения мексиканских иероглифов Гумбольдт обратил тоже внимание: они поражают огромными головами, толстотою туловищ и ног, а пальцы на последних представляют большое сходство с птичьими ногтями. Головы всегда изображены в профиль, но глаза так нарисованы, как будто фигура смотрит en face.
При всем несовершенстве иероглифической живописи мексиканцев, говорит Гумбольдт, она заменяла им книги, рукописи азбуку.
Во время Монтесумы многие тысячи людей занимались этой отраслью промышленности, чему немало, вероятно, способствовала возможность легкого приготовления бумаги из листьев агавы, очень распространенного в Америке растения. Материал сохранившихся мексиканских рукописей троякий: одни – на оленьих кожах; другие на тканях из хлопчатой бумаги; третьи – на бумаге из агавы. Древние жители Мехико чертили свои изображения и символические письмена не на особенных листах, они не свертывали их особыми свертками. Какой бы материал из вышеназванных, ни был употреблен ими, они складывали рукописи зигзагами, как у нас складываются дамские веера. Затем они покрывались двумя дощечками из легкого дерева одной снизу, другой – сверху, представляя таким образом большое сходство с переплетом наших книг. Из этого можно легко себе представить, что открывая мексиканскую рукопись, как мы привыкли открывать наши книги, взорам нашим представляется только половина письмен, т. е. находящаяся на одной стороне кожи или бумаги из агавы. Таким образом, желая перелистывать мексиканскую рукопись (если мы можем вообще назвать листами разнообразные складки одной и той же полосы, нередко в 15 метров длиной), приходится рассматривать рукопись в два приема, раскладывая ее раз от левой руки к правой, а другой – от правой к левой.
В этом отношении мексиканские письменные памятники представляют большое сходство с сиамскими рукописями, сложенными тоже зигзагами.
Из шести собраний мексиканских иероглифов, находящихся в Европе (в Эскориале, Болонье, Веллетри, Риме, Вене и Берлине), удалось составить довольно верное понятие насчет летосчисления, церковных обрядов и истории мексиканцев. Первое было очень просто и притом верно. Гражданский год их, начинавшийся во время зимнего поворота солнца, был солнечным годом в 365 дней. Он разделен был на 18 месяцев, каждый в 20 дней, на конце которых прибавлены были, как в новом французском (т. н. революционном) календаре, пять високосных дней. Рождавшиеся в один из этих пяти дней считались несчастными на всю жизнь. Месяцы разделены были на недели, состоявшие из 5 дней каждая. Отдельные дни состояли из 8 ровных частей. Из 13 лет, считая каждый год в 365 дней, составлялся малый цикл: из 4 малых циклов, т. е. из 52 лет – большой, на конце которого прибавлялись 13 дней. Гумбольдт упоминает тоже, что, по свидетельству Гамы, по окончании 52-летнего цикла прибавлялись только 12 Ѕ дней, так что в одном цикле все годы начинались ночью, в другом – днем, что было еще точнее. Таким образом, в продолжение 408 лет получалось 100 прибавочных дней второго разряда, соответствовавших нашим прибавочным дням, между тем как по грегорианскому календарю в течение 400 лет бывает их 97, в продолжение 408 лет – почти 99, а по менее точному юлианскому календарю в течение 480 лет приходится 102 дня. К концу каждого 52-летнего цикла Мексика объята была страхом; жители ее всякий раз опасались, что солнце не взойдет больше над землей и она достанется в добычу злым духам, которые истребят род человеческий. Очень характеристично представление мексиканцев о роли, которую должны были играть женщины при их светопреставлении: они полагали, что весь прекрасным пол превратится в тигров, которые будут помогать злым духам. Поэтому их в это время накрепко запирали! Огонь был везде потушен. В течение последних дней цикла жрецы со всеми своими идолами отправлялись на гору Гвицахгскатль, где приносился в жертву человек; в грудь его вонзали кол и до тех пор терли его куском дерева, пока он не воспламенялся. Воспламенение было радостным знаком, что надежда на дальнейшее существование земли, в продолжение последующих 52 лет не потеряна! Огромный костер, зажженный добытым трением огнем, возвещал стране радостное известие, гонцы разносили новый огонь во все концы страны.
Кроме гражданского исчисления времени в Мексике существовало еще церковное, в котором 13-дневные периоды играли важную роль. После истечения каждых 13 лет оба календаря опять согласовались; прибавление к концу каждого 52-летнего цикла состояло из одного церковного периода, и кроме того 260 дней равнялись 20 церковным периодам и 52 гражданским четвертям месяца, каждая в 5 суток. Этими летосчислениями объясняется обстоятельство, что у мексиканцев числа 5, 13, 20 и 52 считались особенно знаменательными.
Из мексиканских преданий и свидетельств иероглифов явствует, что земля подвергалась время от времени значительным переворотам. Они были особенно пагубны для людей, которые каждый раз совершенно исчезали с лица земли за исключением одной пары, спасавшейся в пещере или на громадном дереве. Остальные пропадали или превращались в птиц, обезьян и рыб. Кроме стихийных причин разрушения этому способствовали злые духи и обратившийся в тигров прекрасный пол. При каждом таком перевороте потухало солнце, и место его после окончания катастрофы занимало новое светило. В период открытия европейцами Америки светило уже четвертое солнце, появившееся в 752 г. нашего счисления. Таким образом, это был уже четвертый период земли. Замечательно, что мексиканская Ева изображалась всегда в образе женщины со змеем.
Между сооружениями древних мексиканцев главное место занимают пирамиды – теокалли; некоторые из них, как напр., пирамида Чолула построена была в период до ацтеков. Хотя памятники эти, говорит Гумбольдт, и были различной величины, но отличались одной и той же формой. Это были пирамиды в несколько уступов, расположенных сторонами по направлению меридиана и параллельной линии места, в котором они были воздвигнуты. Теокалли возвышался посредине четырех-угольного пространства, обнесенного оградой, заключавшей внутри себя сады, фонтаны, жилища жрецов, нередко и магазины для склада оружия, так что каждое мексиканское капище было в то же время и укрепленным местом. Большая лестница вела на верх усеченной пирамиды, на платформе которой были устроены одна или две часовни, заключавшие в себе истуканов, которым теокалли было посвящено. В этой, самой важной части сооружения жрецы поддерживали священный огонь; сюда же были направлены взоры благочестивых мексиканцев во время жертвоприношения, которым они могли умиляться благодаря архитектурной форме здания, позволявшей им видеть как самое принесение жертвы, так и восхождение и нисхождение по ступеням благочестивых жрецов, заступников их и посредников между ними и их божествами. Внутренность здания служила для погребения царей и государственных сановников… Читая это описание нельзя не видеть поразительного сходства между этим памятником и описанием вавилонского храма Юпитера-Бэлы, оставленных нам древними.
Гумбольдт затронул и вопрос о переселении древних племен. Относительно мексиканцев он спрашивает: где мы должны искать эту метрополию колоний Анауака, эту officina gentium[58], в течение пяти веков высылающую на юг племена, понимающие друг друга, признающие между собой племенное родство? Мы не можем считать ею Азию севернее Амура, где эта часть света лежит ближе всего к Америке. Страна эта вполне варварская, дикая. Если мы предположим переселение из южной Азии через Японию, Таракай, Курильские и Алеутские острова, с юго-запада на северо-восток, то как согласовать с этим факт столь живого и свежего сохранения всех учреждений метрополии? В продолжение так продолжительного, часто перерываемого путешествия они могли давно изгладиться из памяти этих народов. Космогонические мифы, пирамиды, календарь и т. п., все это указывает на Азию, между тем как свежесть воспоминаний, особенности, представляемые мексиканской культурой в других отношениях, указывают на то, что между 36° и 42° северной широты в Америке существовало древнее государство. Гумбольдт предполагает место его в Аллеганах, которые и получили свое название от него. Вытесненные делаварами, пришедшими с запада, соединившимися с ирокезами, жители его направились на юг, к Миссисипи, и тут потерялись для истории.
Известно, какой жаркий спор поднял в науке вопрос: происходит ли род человеческий от одной пары, так что замечаемые теперь отличия обусловлены внешними влияниями, или же от нескольких первоначальных пар, представлявших различия организаций? И этот предмет был затронут Гумбольдтом по отношению к американской расе. По его исследованиям, все американские племена, за исключением обитателей у полярного круга, представляют одну породу, отличающуюся образованием черепа, цветом кожи, редкой бородой и гладкими волосами. Американская раса представляет некоторые точки соприкосновения с монгольскими народами; это подтверждается анатомическим строением черепов не только обитателей Уналашки, но и жителей Южной Америки, которые представляют переход от американского к монгольскому племени. Когда, предполагает Гумбольдт, со временем будут ближе исследованы негры Африки, народы, населяющие внутренность и северо-восток Азии, называемые en bloc татарами и чудью, то племена: кавказское, монгольское, американское, малайское и негры не будут казаться так обособленными и в большой семье человеческого рода станет заметен один общий тип, видоизмененный только обстоятельствами, открыть которые не удастся, может быть, никогда. Хотя язык и не представляет прямых доказательств в пользу существования древней связи между Древним и Новым Светом, но связь эта заметна и несомненно доказывается космогониями, сооружениями, иероглифами и учреждениями азиатских и американских племен.
Много времени спустя Гумбольдт пишет в «Космосе»: «Стоя за единство рода человеческого, мы тем самым отвергаем допущение так называемых высших и низших племен и классов. Конечно, нельзя не согласиться, что существуют племена более способные к развитию, более развитые, облагороженные высшей культурой, но нет народов более благородных? Все они одинаково призваны пользоваться свободой; свободой, принадлежащей как право во время дикости нравов одной личности; при дальнейшем же развитии – целому народу…»