Несколько сот лет тому назад развившаяся торговля заставила европейские народы искать новые торговые морские пути и новые богатые страны. Предпринимались все более и более далекие морские путешествия. Удалось, наконец, и объехать кругом всей земли. Этот факт окончательно убедил всех в том, что земля не плоская, как думали раньше, а имеет форму шара. С тех пор, по мере усовершенствования морских судов и в особенности со времени применения для их передвижения силы пара, плавания по морям и океанам становились все легче и легче. Благодаря этому, а также и благодаря усовершенствованию сухопутных средств сообщения люди все больше и лучше знакомились с поверхностью нашей планеты.
Первобытному человеку невозможно было проникнуть далеко в глубь земли, не мог он также и подняться на воздух. Ему доступна была, да и то далеко не везде, только поверхность земли. Не то теперь. В погоне за каменным углем, рудами металлов и другими полезными материалами человек проникает глубоко в землю. При прокладывании своих путей сообщения он прорезает насквозь стоящие на его пути горы. Некоторые шахты достигают уже в настоящее время в глубину до двух километров, а есть буровые скважины и еще большей глубины. Длина некоторых туннелей доходит почти до двух десятков километров. Все это дало возможность узнать многое о внутренности твердой коры земли. И все это было возможно, конечно, только благодаря применению усовершенствованных машин, работающих с помощью природных источников энергии.
Воздушные шары, корабли и самолеты дают возможность человеку подняться в воздухе на такую высоту, на которую не залетает и птица. Все эти аппараты имеют большое значение и для изучения земли. С высоты птичьего полета легко осмотреть, зарисовать или снять фотографическим аппаратом такие места, до которых трудно добраться другим путем. Упомянем для примера хотя бы о так называемых "полярных" странах, лежащих далеко на севере и юге в областях вечных холодов. Много делалось попыток проникнуть в них на судах, на санях с помощью собак, пешком, много жертв потребовалось, и только очень немногие из этих попыток были удачны. И, несмотря на некоторые удачи, мы до сих нор знаем только лишь отдельные небольшие места этих стран, большая же их часть нам совершенно не известна.
Однако уже теперь можно с уверенностью сказать, что рано или поздно воздушный корабль и самолет позволят раскрыть все их тайны. В 1897 году к северному полюсу полетел па воздушном шаре шведский инженер Андре и… не вернулся. В 1925 году туда же отправился на самолете норвежский исследователь Амундсен. И хотя он принужден был вернуться, не долетев до полюса двухсот километров, но все-таки ему уже удалось благополучно вернуться. В 1926 году тот же Амундсен и один американский летчик уже добрались до северного полюса.
Эти исследователи — только первые ласточки. Современная техника все более совершенствует летательные аппараты, и нет сомнения, что с их помощью человек исследует и последние уголки земного шара, на которых ему не удалось еще побывать.
Триста лет тому назад в Италии жил один ученый по имени Галилео Галилей (рис. 43). До него дошла весть, что в Голландии изобретен такой инструмент, "с помощью которого можно видеть отдаленные предметы с такой же ясностью, как близкие". Галилей очень заинтересовался этим инструментом и стал пробовать построить его сам, что ему в конце концов и удалось. Вот как он рассказывает об этом:
"Я напал на мысль приладить к обоим концам свинцовой трубки два стекла, одно плоско-выпуклое, другое плоско-вогнутое. Таким образом я увидел предметы втрое приближенными и в девять раз увеличенными. Так как я не жалел ни труда, ни издержек, то я достиг того, что могу видеть предметы в тысячу раз большими и в тридцать раз более близкими, чем при рассматривании невооруженным глазом".
Таким образом Галилей построил то, что мы теперь называем зрительной трубой. Когда он направил свою трубу на небо, то он увидел горы на луне, пятна на солнце, увидел, что некоторые сравнительно близкие к нам светила иногда принимают подобно луне форму серпа или полукруга. Около планеты Юпитер Галилей заметил четыре луны, которые вращались кругом планеты. Одним словом, с помощью зрительной трубы Галилей увидел то, чего никак нельзя рассмотреть простым глазом.
Наблюдения Галилея показали, что появившееся незадолго перед этим учение Коперника правильно. Учение же Коперника состояло в том, что не солнце и другие небесные светила вращаются вокруг земли, как это кажется глазу, а наоборот: сама земля вращается, как волчок, кружась в то же время вокруг солнца. Галилей начал защищать учение Коперника, что очень не понравилось имевшим тогда большую силу попам. Ведь это учение подрывало доверие к "священному писанию", по которому выходило, что земля — самая главная часть вселенной. Попы начали преследовать Галилея, засадили его в тюрьму, грозили сжечь на костре и заставили в конце концов публично "отречься от ереси". Но и после отречения попы не оставили Галилея в покое, преследуя его до самой смерти всяческими стеснениями.
Но никакие преследования не могли, конечно, изменить того, что открывали человеку инструменты, направляемые на небо. Со времени Галилея эти инструменты постоянно совершенствовались. В них начали также с успехом применять кроме выпуклых и вогнутых стекол и вогнутые зеркала. Увеличивались размеры инструментов, для помещения их строились особые башни с подвижными куполами; для передвижения инструментов и вращения купола употреблялись особые механизмы и машины. О величине современных телескопов (так называются инструменты для наблюдения неба) можно судить хотя бы по рисунку 44, на котором изображен телескоп, собирающийся на известном заводе Цейсса в Германии.
Инструменты для наблюдения неба позволили человеку увидеть сотни тысяч невидимых простым глазом звезд. Инструменты дали возможность точно изучить движения небесных светил, рассмотреть подробнее вид ближайших к нам светил. Так, например, поверхность видимой с земли стороны луны изучена, пожалуй, лучше, чем некоторые места поверхности самой земли. А ведь луна находится от нас на расстоянии в 380000 километров! Теперь мы твердо знаем, что наша земля совсем не главная часть вселенной, а всего лишь ничтожная песчинка, затерянная в ее безграничных пространствах. Мы знаем, что земля вместе с небольшим числом других планет вращается вокруг солнца, которое, в свою очередь, не стоит неподвижно, а тоже несется в бесконечные дали мирового пространства. Мы знаем, что звезды, эти серебристые искорки, рассыпанные но ночному небу, в действительности являются огромными солнцами, многие из которых гораздо больше нашего. Мы знаем, что эти искорки удалены от нас на такие невообразимые расстояния, что свет от самой близкой из них идет до земли почти четыре года, а от других — десятки, сотни и даже тысячи лет. Многое еще мы узнали о небе, и все это благодаря тому материалу, который дало нам применение инструментов для его изучения.
Скажем здесь еще несколько слов об одном из таких инструментов. Он позволяет узнавать, из каких веществ состоят небесные светила. Этот инструмент — спектроскоп (рис. 45).
Главной составной частью спектроскопа является стеклянная трехгранная призма (рис. 46). Если через такую призму пропустить солнечный луч, а за призмой поставить, например, лист белой бумаги, то на нем получится разноцветная полоска. Такая же полоска получится, если вместо солнечного света взять свет лампы, свечи и любого раскаленного добела твердого или жидкого тела. Эта разноцветная полоска называется в науке спектром. Совсем, однако, другого вида получается спектр, когда берут свет какого-нибудь газообразного вещества. Если, например, пропустит!» через призму свет от раскаленных паров особого металла натрия, то на белой бумаге будет видна только яркая желтая линия. Какое бы газообразное вещество мы ни взяли, оно всегда даст не сплошной спектр, а одну или несколько отдельных цветных линий.
Теперь интересно вот что. Если свет раскаленного твердого или жидкого вещества проходит сначала, скажем, через раскаленные пары натрия, а потом уже через призму, то получится такая картина. Первое вещество даст обычную радужную полоску, сплошной спектр, но он будет в одном месте пересечен темной линией. И как раз в том месте, где раньше находилась желтая линия натрия. При прохождении света раскаленного твердого или жидкого вещества через какой-нибудь другой газ, в сплошном спектре появляются темные линии как раз в тех местах, где были цветные линии этого газа.
Что же оказывается, когда солнечный свет наблюдают в спектре скопе? Оказывается, что его сплошной радужный спектр пересечен целым рядом темных линий. Остается, значит, измерить положение каждой из этих линий, чтобы узнать — от какого вещества эта линия получилась. А так как свет от раскаленного огненно жидкого солнечного ядра проходит через раскаленную газообразную оболочку солнца, то мы, значит, узнаем, из каких веществ состоит эта оболочка.
Изучение описанных, а также и других сортов спектров небесных светил, позволяет нам судить об их составе. Это изучение показывает, что небесные светила состоят в общем из тех же веществ, которые встречаются и на земле. Вся вселенная, значит, строится из одних и тех же материалов. Стоит вспомнить, что небесные светила удалены от нас на огромнейшие расстояния, что добраться до них мы никак не можем, что нас связывают с ними только слабые лучи света, и тогда станет ясным, каким могущественным средством знания являются в руках человека инструменты!
Много тайн неба открывает телескоп. И достигается это благодаря нескольким прозрачным стеклам с кривыми поверхностями! Они позволяют нам изучать миры огромных солнц, по сравнению с которыми наша земля оказывается маленькой букашкой. Но такие же стекла, только несколько иначе расположенные, образуют инструмент, раскрывающий нам целый новый мир, например, в ничтожной капельке воды. Этот инструмент —