Горизонты техники для детей, 1973 №2

Журнал

«ГОРИЗОНТЫ ТЕХНИКИ ДЛЯ ДЕТЕЙ»

_{«Horyzonty Techniki dla Dzieci»}

_{№ 2 (129) февраль 1973}

Яркая звезда Альдебаран

9-го марта года, в Болонье, был теплый весенний вечер. Слушатели университета выходили из здания и разбегались по городу: одни — приглашенные к богатым купцам на ужин, другие — с приятелями — в винные погребки, а остальные — в бурсу. Там, при слабом свете масляных светильников, они допоздна будут корпеть над книгами.

По улице, вдоль стены монастыря Сан-Стефано, шли два студента, занятых серьезным разговором. Младший — итальянец Марко Беневентано, старший — поляк, Николай из Торуня, Коперник.

— Итак, сегодня мы еще раз увидимся у профессора Новарры? Пусть только взойдет луна! Ночь будет тихая и для наблюдений за звездами очень подходящая!

— Меня удивляет, Николай, лишь одно. Ты приехал сюда из далекой Польши, чтобы изучать каноническое право, а занимаешься астрономией!

Николай усмехнулся.

— Разве ты не знаешь, что до приезда в Болонью я учился в Кракове? Сколько там замечательных астрономов учило нас! Да и мой учитель, Войцех из Брудзева, говаривал, что астрономия — одна из самых прекрасных наук!

— А знакомили ли вас там с трудами Птоломея?

— Да, конечно, мы их читали, — холодно ответил Николай. Но Марко не заметил новой интонации в голосе приятеля и с восторгом воскликнул:

— Замечательный мудрец! Прошло уже тринадцать веков, а в мире до сих пор нет равного ему астронома! Как прекрасен, как полон гармонии мир, описанный в его «Альмагесте»!

И, не отрывая взора от розовеющих облаков на горизонте, там, где только что зашло солнце, Марко начал «декламировать»:

— Земля круглая и совершенно неподвижная, и помещена она в самом центре мира. Хотя и не самая большая, но самая главная: именно вокруг Земли двигаются остальные планеты. Луна, Меркурий, Венера, Солнце, Марс, Юпитер, Сатурн! Выше находится сфера неподвижных звезд, над ними — Небо. Ах, какой изумительный порядок царит во всем мире!

Николай задумчиво Молчал.

— Этот порядок, эта гармония не такие уж идеальные, — ответил он в конце концов. — Вычисления Птоломея якобы позволяют предвидеть движение небесных светил. Но того, кто захочет воспользоваться таблицами Птоломея, ждет много неожиданностей. Действительность часто не соответствует теории. В таблицы все время вносят поправки.

— Как же так? Ты осмеливаешься возражать столь великому астроному? Подвергаешь сомнению «Альмагест»? — испугался Марко.

— Наоборот. Я ценю его очень высоко, — серьезно сказал Николай. — Это великий ученый. Он первый понял, что видимые движения небесных тел не хаотичны, а подчиняются системе, и старался эту систему найти, изучить. Но правильный ли он избрал для этого путь?

— Николай, ты ведь знаешь, что движение планет вокруг Земли не простое, а сложное. Не по орбите воображаемых окружностей, которые бегут вокруг Земли и отличаются друг от друга, так как планеты неодинаково удалены от Земли. Ты ведь знаешь, что каждая планета вращается вокруг какой-то точки тоже по окружности, а та точка, в свою очередь, движется по кругу, опоясывающему Землю. Эти окружности вокруг точек называются эпициклами и…

Николай понимающе улыбнулся:

— Ты прекрасно усвоил науку мастера! Действительно, планеты движутся по эпициклам, а центр каждого эпицикла двигается по воображаемой окружности каждой планеты вокруг Земли. Следует, однако, заметить, что движение планет в действительности не соответствует вычислениям. Поэтому вводятся новые эпициклы, как бы второй степени. Итак, планета движется по эпициклу, центр его — по второму эпициклу, а центр этого эпицикла — по окружности вокруг Земли. Но это еще не все! Движение некоторых планет было так загадочно, что пришлось ввести эпициклы третьей, четвертой и пятой степени! — А теперь умножь все это на число планет! От одного только рисунка эпициклов кружится голова! И все-таки до сих пор движение планет полно загадок!

— Ну и что же? — обиделся Марко. — Может быть надо будет ввести следующие дополнительные эпициклы, и тогда все станет на свое место!

— Может быть… — задумчиво повторил Николай.

На этом разговор закончился. Дальше каждый пошел в свою сторону. Было уже совсем темно. Подумав, Николай направился прямо к профессору.

Астроном Доминик Мария Новарра жил возле часовни святого Иосифа. Неподалеку находилась галерея. Здесь, пользуясь несколькими простыми инструментами, ученый и его ученики вели наблюдения за небесными светилами.

Стал там квадрант, которым пользовались для определения углового расстояния между Солнцем и Землей. Немного дальше стояла астролябия, сложенная из нескольких толстых деревянных обручей. Обручи легко вращались один в другом, а все вместе были насажены на общую ось. На внутреннем обруче виднелись знаки зодиака — это позволяло в любой момент определить местонахождение небесного светила. В просторном углу стоял звездный угломер — трикетрум — со своими тремя длинными рейками. Вертикальная и верхняя рейки имели по два метра длины, а нижняя, соединенная с вертикальной шарнирами — более трех метров. Подвижную верхнюю рейку можно было направить на звезду, и на подвижной нижней рейке со шкалой определить положение небесного светила. Вот и весь набор астрономических инструментов, если не считать песочных часов. Все остальное в наблюдениях зависело от хорошего зрения.

— Как всегда, приходишь первым, Николай, — приветствовал его профессор.

— Ведь сегодня мы будем наблюдать приближение звезды Альдебаран к Луне! Я не забыл, что нужно еще проверить вычисления.

Профессор и ученик энергично принялись за дело. Потом Николай занялся подготовкой рабочих инструментов, устанавливая их соответствующим образом.

— Что-то мне кажется, что сегодня больше никто не придет, — заметил Новарра.

— Должен был прийти Марко, — ответил Николай. — Может быть я его чем-то обидел? Мы с ним говорили об учении Птоломея.

Профессор, не отвечая, продолжал писать. Потом серьезно сказал:

— Марко — милый юноша. Он твой друг, а мой ученик. Но ты не должен говорить другим о своих сомнениях. Ты же знаешь, что учение Птоломея признано церковью официально! Твои разговоры могут закончиться большими неприятностями!

Молодой астроном не обратил внимания на последнюю зловещую фразу.

— Птоломей говорит, что расстояние от Луны до Земли во время лунных фаз меняется. Оно в два раза больше во время полнолуния и первой фазы, чем во время остальных четвертей. Наблюдения Луны и вычисления доказывают, что она одинаково удалена от Земли и в полнолуние и во время всех остальных фаз!

Профессор внимательно посмотрел на Николая, но промолчал.

— Мы вовсе не находим звезд там, где они должны быть согласно Птоломею, — продолжал молодой ученый. — Удивительно и то, что через каждые несколько сот лет нужно вводить поправки в Птоломеевы таблицы и только тогда можно ними снова пользоваться, а результаты вычислений и наблюдений — совпадают. Однако, со временем, таблицы снова начинают ошибаться все больше и больше и снова надо вносить поправки… Этих поправок накопилось уже пятнадцать сборников!

— Да, действительно много раз уже вносили поправки в таблицы, — неохотно подтвердил Новарра, а Николай продолжал высказывать свои сомнения:

— Арабские астрономы, среди которых, как мы знаем, есть много замечательных ученых, тоже обращают внимание, что когда результаты наблюдений не совпадают с вычислениями, нужно вводить новые эпициклы! Как они усложняют картину неба!

— Какие же выводы из этого всего ты делаешь? — угрюмо спросил профессор.

— Никаких! — резко ответил Николай. — Слишком мало я знаю! Слишком мало провел наблюдений!

Профессор не настаивал на более подробном ответе. Он очень беспокоился за своего ученика, такого способного и такого смелого. А в этом случае смелость — вещь опасная — за Птоломеем стояла католическая церковь с целым своим авторитетом!

Теплая весенняя ночь была в полном разгаре. Месяц освещал террасу, на которой оба ученых следили за небесными светилами. Их интересовала звезда Альдебаран — самая большая и самая яркая звезда в созвездии Тельца. Альдебаран медленно двигалась по направлению к месяцу, между «рогами» которого должна была очутиться в точно рассчитанное время.

Вдруг Николай резко повернулся к профессору:

— Господин профессор! Что это значит?!

Оба, затаив дыхание, неотрывно глядели в чистое безоблачное небо. Да, ошибки быть не могло! Звезда Альдебаран не пошла по пути, предвиденному Птоломеем! Она попросту исчезла!

* * *

— Но все-таки, что говорит профессор? Что он говорит? — лихорадочно повторял Марко. — Как жаль, что меня не было тогда с вами!

— Профессор не говорит ничего. Он очень осторожен, — ответил Коперник, устало откинувшись на спинку высокого кресла. — Но я, кажется, догадываюсь, в чем дело. Почему Альдебаран исчезла. Сегодняшняя ночь дала мне очень много…

— А может следует снова исправить кое-что в таблицах?

— Нет, Марко. Учение Птоломея не спасешь мелкими поправками. Нельзя объяснять каждое непонятное слово само по себе. Объяснить-то даже и можно, но эти объяснения противоречат одно другому! Следует создать такую теорию, все части которой сложатся в единое логичное целое!

— Значит, ты хочешь вообще опровергнуть учение Птоломея? Подумай серьезно, Николай!

Черные глаза Николая задумчиво смотрели на друга.

— Я уже давно думаю над этим. Еще во время моего путешествия в Италию, в дороге, я читал труды разных ученых-астрономов. Сколько уже было всевозможных предложений, попыток ввести новые эпициклы, новые, более сложные виды движения… Вчера, когда мы с профессором следили за исчезающей звездой, меня поразила, нет, меня просто оглушила одна мысль, одно предположение, которое, может быть, могло бы объяснить все неясные места в учении Птоломея… Но это только лишь предположение… Подтвердить его должно множество наблюдений, целые годы наблюдений и расчетов. Хватит ли на это одной жизни? Моей жизни… Но я все-таки посвящу ее полностью моей теории, которая, может быть лучше объяснит строение мира.

— Твоя теория? Что же это за теория?

— О том, что не Солнце движется вокруг Земли, а Земля вместе с другими планетами — вокруг Солнца…

ГАННА КОРАБ

Шум вреден

Кто не любит музыку? Смешной вопрос. Бесспорно, все любят: и дети, и молодёжь, и взрослые. Правда, разную. Не все, например, знают, кто такая Уршуля Сипиньская[1] Старшее поколение предпочитает спокойные, «серьёзные» мелодии. Большинство молодёжи любит эстрадную, громкую музыку. Слишком громкую! Иногда я бываю на концертах в Варшавской Стодрле[2]. На днях там состоялся просмотр интересных музыкальных произведений. Некоторые из них мне очень понравились, но с концерта я возвращался буквально оглушенный. На первом же перекрестке я чуть не попал под автомобиль, поскольку вовсе не слышал его сигнала. Музыка «сильного удара» притупила мой слух.

Хорошая музыка благотворно воздействует на человека. Спокойные, тихие мелодии успокаивают нас, помогают при монотонных занятиях. Установлено, что на некоторых рабочих постах на заводах, в лабораториях и учреждениях музыка облегчает работу. Но во всём следует знать меру. Оказывается, слишком громкие звуки, даже любимой музыки, могут оказаться опасными для человека. Доказано, что модная в настоящее время громкая ударная музыка может заглушить шум автомобильного двигателя, работающего без глушителя. У многих музыкантов обнаружено серьёзное повреждение слуха, как у людей, длительное время пребывающих в слишком шумных помещениях.

Шум не только поражает один из основных органов чувств человека, но и отрицательно действует на нервную систему. Особенно пагубен внезапный шум, угнетающим образом действующий на самочувствие и вызывающий испуг. Вот почему рабочий лучше переносит шум устройства, которое он сам обслуживает, чем подобные звуки, долетающие с соседнего рабочего места. И хоть «свой» привычный шум не пугает, но он тоже способствует нервному возбуждению и приводит к преждевременной усталости, особенно если слышен не постоянно, а повторяется периодически.

Уставший человек слабее воспринимает внешние воздействия и медленнее реагирует на них. Следовательно, шум способствует снижению безопасности на предприятиях и улицах.

Уже давно учёные доказали, что шумная окружающая среда понижает концентрацию внимания человека. Например в помещении телетайпов Главного Дома связи в Варшаве удалось ограничить шум, и машинистки, работающие там, стали делать значительно меньше ошибок. Или ещё один пример. После снижения шумов в одном из французских заводов существенным образом повысилось качество выпускаемых изделий.

Кроме кратковременных раздражений, шум вызывает у людей хронические заболевания. Постоянное пребывание в слишком шумных помещениях грозит нарушением слуха и нервной системы, которое, в свою очередь, вызывает расстройства сердечно-сосудистой, пищеварительной и лимфатической систем. Обнаружено, что после тридцатилетней работы в условиях умеренного шума, не причиняющего вреда при кратковременном воздействии, большинство работников теряет слух.

Ребята, давайте вкратце «вспомним принцип распространения звуков. Звуковые волны — физическое явление, и они могут распространяться лишь в материальной среде, т. е. в газах, жидкостях и твёрдых телах. В безвоздушном пространстве звуковые волны не возникают и поэтому там царит абсолютная тишина. С точки зрения механики звук представляет собой колебание материи, распространяющееся в виде волн. Чем больше частота колебаний, тем выше воспринимаемые звуки. И, наоборот, низкие (басовые) тоны соответствуют малой частоте колебаний. Отдельный, «чистый» тон — это колебание определённой частоты, какое издаёт, например, струна скрипки или фортепьяно. В природе и быту мы чаще всего встречаемся со сложными звуками, т. е. такими, в которых нельзя выделить отдельных тонов. Они называются шумом. Производственные шумы состоят из звуков с частотой колебаний, зависящей от скорости машины или её элементов. Тихоходные промышленные дизели работают менее шумно, чем автомобильные двигатели, а звуки слышимые при их работе, более низкие. Жидкости и газы, текущие по трубам с большой скоростью, издают, как правило, высокие тоны.

Наши уши и нервы хуже переносят высокие (пискливые) звуки. Скрежет, представляющий собой совокупность звуков высокой частоты, вызывает у некоторых людей раздражение нервов кожи (так называемую гусиную кожу).

Скорость распространения звука зависит от свойств среды, в которой возникают звуковые волны. В воздухе она равна 332 м/сек.

Кроме высоты тона мы различаем звуки ho громкости или силе, которая измеряется децибелами (сокращенно дб). Громкость самых тихих звуков, слышимых человеком, равна нескольким децибелам, шум листьев при слабом ветре составляет около 10 дб, шепот — 20 дб, нормальный разговор двух людей — 60 дб, шум в большом ресторане бывает порядка 70 дб, в крупном сборочном цехе — 90 дб, шум двигателя внутреннего сгорания без глушителя — 110 дб, громкая оркестровая музыка — 115 дб, рёв реактивного двигателя — 130 дб. Разумеется, все приведённые величины приблизительны.

Допустимой на работе считается громкость 90 дб. Но ежедневное пребывание в таких условиях на протяжении более 10 лет Вредно для здоровья. Громкость 130 дб — допустимый предел, какой выдерживает ухо человека. Более громкие звуки вызывают боль, а иногда моментальное поражение органа слуха.

Слишком шумное окружение вредно для человека, но и абсолютная тишина отрицательно влияет на наше самочувствие. Именно поэтому в пассажирских отсеках космических кораблей, находящихся в безвоздушном пространстве, искусственно создают звуки, с какими человек встречается ежедневно. В противном случае мёртвая тишина космоса грозила бы душевному равновесию космонавтов.

Таким образом, как и во всём остальном, мы должны соблюдать меру. Врачи утверждают, что большую часть времени нужно проводить в тихой окружающей обстановке, где громкость не превышает 30 дб. Но в наши дни такое окружение для многих остаётся несбыточной мечтой. Ведь даже ночью нам мешает уличное движение или расположенный поблизости завод, а нередко слишком «шумный» сосед. Причём из года в год звуковые «помехи» увеличиваются. Подсчитано, что во всём мире средняя громкость окружающей среды с каждым годом возрастает на 1 дб.

Интересно, что уже люди древнею мира берегли свои уши и крепкий сон! В древнегреческой колонии Сибарис 2500 лет назад запрещалось держать петухов, поскольку они будили жителей. Под запретом были также слишком шумные ремёсла.

В наше время учёные взялись за тщательное изучение проблемы чрезмерных шумов и стараются найти средства борьбы с ними. Важное задание ожидает конструкторов машин, средств транспорта, различного оборудования и т. д. Они должны проектировать тихие устройства. (На заводах и фабриках, конечно, не удастся устранить все шумные операции). Задача заключается в том, чтобы защитить рабочих от потери слуха и нервных расстройств.

Например, работа молота сопровождается гулкими стуками, зависящими от силы удара. Используя законы физики, инженеры нашли выход. Источник звука вызывает вокруг себя колебания воздуха или, как говорят физики, создаёт акустическое поле.