II. Голубое небо
Давайте в чудесный летний полдень устроимся на озере на надувном матрасе, пусть ветер унесет нас подальше от берега, а мы, лежа на спине, будем смотреть в небо до тех пор, пока расстояние до него не начнет сокращаться, так что в конце концов мы перестанем различать, далеко или близко эта голубизна – нам будет казаться, будто она нас омывает. Тибетские монахи, для которых созерцание неба является ежедневной медитацией, ложатся на спину, чтобы, как они говорят, «почувствовать не выразимую словами связь с космосом»: «Чтобы увидеть собственное лицо, нам нужно зеркало; так и небо служит нам для того, чтобы увидеть отражение нашего духа».
Естествознание тоже на свой лад воспевает небо. При этом оно теснее связало небо с землей: например, образование облаков или направление ветра – с особой структурой земной поверхности. Естествознание заставляет нас по-другому увидеть и почувствовать многое в небе, особенно воздух. Оно делает наше восприятие неба более богатым и разнообразным. Но небо как комплексный феномен не стало от этого более обозримым. Может быть, взглядом его и не охватишь – ведь это небо захватывает каждого из нас, а не мы его.
Самое ценное, что дает нам небо, может увидеть и познать каждый – естествознание ничего к этому не прибавляет: небо дарит нам избавление и свободу. Оно пробуждает в нас тоску, поглощая нас своей голубизной, своими далекими облачными ландшафтами, проплывающими над нами. Обрести легкость, оставить позади все, что когда-либо сковывало, подняться ввысь, подобно облакам, – вот небесное послание, которое ощущает каждый из нас.
Были времена, когда люди были особенно восприимчивы к великому, священному феномену неба. Были времена, когда людям удавалось выразить свое глубокое восприятие неба словами, воплотить в виде картин или архитектурных сооружений.
Такой эпохой прежде всего стал немецкий классицизм и последовавший за ним романтизм. Никогда: ни прежде, ни после – люди не писали так много стихов о небе, не предавались с таким упоением заоблачным фантазиям, не рисовали так часто облака.
Так, Фридрих Гельдерлин в стихотворении «Вечерняя фантазия» пишет:
В вечернем небе словно весна цветет,
И рдеют розы; залитый золотом,
Сияет мир. Меня, о вечер,
В высь унеси в облаках пурпурных!
Пусть свет и ветер боль и любовь мою
Легко развеют… Речью безумною
Спугнул я чудо. Все померкло,
Вновь я остался один под небом[5].
Тому, кто парит в блаженстве, неведомы чувства вины, страха и стыда, которые приковывают людей к земле: все это остается внизу. Сходные мысли мы находим и у Фридриха Шиллера в конце поучительного стихотворения «Идеал и жизнь», посвященного освобождению Геракла:
И, полету радуясь впервые,
Устремился в выси голубые,
Кинув долу груз земных тревог[6].
Представление о блаженстве полета, которое мы, бывает, смутно ощущаем, когда лежим, расслабившись, и смотрим в голубое небо, – это абсолютное видение счастья, лежащее в основе многих религиозных представлений. Человек теряет почву под ногами и парит вдали: он отрешен от действительности.
Рис. 11
Именно это так называемое «океаническое чувство» заставляло романтиков восхищаться небом. Здесь они видели природу в ее высшей форме, чистые краски с бесконечным множеством оттенков, неохватную широту, не поддающуюся никаким меркам, а дополняли эту картину облака во всей их изменчивости. Английский историк-искусствовед Джон Раскин называл всю живопись своего времени «служением облакам». В пяти томах своей работы «Современные художники» он подробно останавливается на теме облаков, своими убедительными описаниями и призывами стремясь пробудить в других любовь к небесам и облакам.
Атмосферная власть неба получила непосредственное отражение в религии. Небо, с которого изливается поток дневного света, кажется нам чем-то великим и возвышенным. Руки, простертые к небу в молитве, – древний религиозный мотив, который встречается у всех народов мира (рис. 11).
Вокруг Штарнбергского озера много церквей; их внутренние покои усиливают то неповторимое чувство полета, которое охватывает нас при виде неба. Многие церкви в стиле барокко кажутся легкими и невесомыми, их стены, словно платки, трепещущие на ветру.
Сияющая всеохватная ширь, раскинувшаяся над нами, может принимать и зловещие черты. Ее нельзя измерить; она беспредельна. Ограничить ее не в наших силах. «Пространство внушает больший страх, чем сила», – писал английский писатель Д. Х. Лоуренс. Некоторые люди, глядя в небо, испытывают не блаженство, а сильнейший страх – страх открытых пространств. Например, психиатр Карл Фридрих Отто Вестфаль в трактате о страхе открытых пространств (агорафобии) рассказывает об одном «достойном уважения священнике», которого охватывал сильнейший страх, когда над его головой не было крыши: «Когда ему нужно перейти поле под открытым небом, им овладевает невыразимый страх, он ползет в обход под изгородями и деревьями, а там, где их нет, ему приходится прибегать к крайним мерам – открывать зонтик».
У баварского детины, который «в хорошую погоду» коротает время за пивным столиком на берегу Штарнбергского озера, такие энтузиазм и паника при виде неба вызовут лишь удивление. «Держи! – скажет он, протягивая кружку. – Вот они, небеса Баварии. Здесь, в кружке!» Ваше здоровье!
12 Откуда ветер дует
КОГДА: в ветреный день
НАМ ПОНАДОБИТСЯ: легкий полиэтиленовый пакет
1. Ветер – движущий природный феномен. В том числе и в переносном смысле. Ведь ветры не только гонят листву, но и пробуждают чувства. Весенний или летний легкий ветерок действует гипнотически, особенно если он приносит цветочные ароматы. Сильные ветры могут вызывать чувство беспокойства или страха. А если к тому же слышен голос ветра, его вой, на душе становится жутко. Ветер, как призрак, сотрясает двери и окна, будто требуя впустить его в дом; ничего удивительного, что раньше, когда на деревни и леса обрушивались ураганы, люди считали, что это «дикие войска», неупокоившиеся души павших воинов отправляются в путь.
2. Откуда дует ветер? Ответ на этот вопрос дают бессчетные сказки и саги, а многие писатели любовно приукрашивали путь ветра. В давние времена этот путь казался куда длиннее, чем сегодня. Согласно прежним представлениям, холодные ветры являлись прямиком из Арктики, а горячие – из Африки. Метеорология мечтателей! В действительности ветер крайне редко приходит к нам из Африки.
3. Вблизи земной поверхности ветер так завихряется, что определить его направление очень трудно. Остановись на тихой улице, где дует ветер средней силы, возьми за ручки самый легкий полиэтиленовый пакет (если он громко шуршит, значит, он легкий), подними его в воздух и отпусти: на лету он будет вертеться и крутиться самым причудливым образом. Когда наблюдаешь за движением опавшей листвы, кажется, будто ветер дует со всех сторон! Вокруг углов зданий образуются крайне сложные завихрения.
4. Откуда дует ветер, можно более точно определить, наблюдая за движением облаков. Почаще смотри на облака, и ты заметишь, что ветер в наших широтах, как правило, приходит с запада! Западный ветер нередко приносит дождь. Ничего удивительного: ведь он приходит с Атлантики, с моря. А ветер, который дует с востока, часто бывает сухим и холодным. Это видно по отдельно стоящим деревьям. С западной стороны они обычно покрыты мхом – там, откуда дуют влажные ветры.
5. Практически в каждом крупном городе есть комплекс построек, которые специально подстраивают под ветер: это аэропорт. Как правило, его проектируют так, чтобы самолеты могли взлетать по ветру, а приземляться – против ветра. Так что если ты увидишь на плане города аэропорт, то по расположению его взлетно-посадочных полос сумеешь определить, откуда в этой местности обычно дует ветер.
13 Сделать дождь и снег
ГДЕ: в саду или на террасе, при отсутствии таковых – в помещении (открыть окно!)
НАМ ПОНАДОБЯТСЯ: сифон для газирования воды, максимально прозрачный шланг около 60 см длиной (можно купить в магазине стройматериалов)
1. «Разумеешь ли равновесие облаков, чудное дело Совершеннейшего в знании?»[7] – вопрошает Бог бедного Иова (37, 16), намекая тем самым, что знание лежит в основе Его господства: ведь это Он, а не Иов, знает, почему идет дождь. А если бы Он задал этот вопрос нам, Он, Всезнающий? Мы ответили бы Ему: «Отчего идет дождь, мы тоже не знаем, но мы знаем, что если вытянуть губы в трубочку и дунуть, то воздух будет казаться холодным». «Ах, малыш, – сказал бы Он, – ты почти нашел ответ на мой вопрос!» Давайте же поразмыслим над этим.
2. Древнейший естественнонаучный эксперимент, который знает каждый ребенок: если вытянуть губы в трубочку и подуть на тыльную сторону ладони, воздух будет прохладным, а если дыхнуть открытым ртом – теплым. Для греческого философа Анаксимена, жившего в VI в. до н. э., этот феномен имел принципиальное значение. Хотя и не он первый обратил внимание на это явление (ведь мы издавна дуем на горячую пищу, чтобы ее остудить), зато именно он впервые его описал. Анаксимен считал воздух основой всего, началом и концом. Вода, камни, металлы – для Анаксимена все это – плотный воздух. Чем плотнее предметы, тем они холоднее, чем легче – тем теплее.
3. Такие представления только на первый взгляд кажутся несуразицей. Самое странное, что воздух, выдыхаемый через вытянутые губы, кажется прохладным. Одна из причин заключается в том, что воздух, получающий возможность перейти из сжатого состояния в свободное, охлаждается. А именно это происходит, когда мы выдыхаем через сжатые губы! Если бы мы, надувая щеки, могли сколько угодно повышать давление, то наше сжатое дыхание, вырывающееся через сопло вытянутых трубочкой губ, стало бы таким холодным, что водяной пар превратился бы в снег.
4. Должен признать, что это у нас не получится. Мы просто не сможем создать такое давление. Но если воспользоваться простым сифоном, то выделяющуюся углекислоту можно охладить до такого состояния, что она в самом деле выпадет как снег. Для этого тебе понадобится самый обычный сифон, который можно купить где угодно. Он оснащен газовым баллоном, который содержит CO2 под большим давлением. Нажми на кнопку, и из насадки, через которую CO2 поступает в бутылку с водой, пойдет газ. Подставив руку под струю газа, ты обнаружишь, что он довольно холодный. (Проходя между пальцами, газ издает забавные звуки.) Почему же он холодный? Через насадку он вырывается из резервуара высокого давления на свободу. При этом он охлаждается – и весьма существенно. В баллоне с газом CO2 еще имеет комнатную температуру, а у насадки он намного холоднее.
5. Этот эффект ты можешь усилить, перевернув сифон. Если баллон еще практически полон, то, когда ты нажмешь на кнопку, образуется туман. Судя по всему, углекислый газ конденсируется! Но твердеет он только при −79 °С! Во время таких экспериментов соблюдай осторожность – не только из-за высокого давления и низкой температуры. Высокая концентрация CO2 может привести к удушью! Необходимо всегда как следует проветривать помещение, а лучше всего проводить эксперимент на открытом воздухе.
6. Ты можешь еще больше усилить этот эффект. Подсоедини к насадке, из которой выходит газ, резиновый шланг длиной около 40 см (такие ты найдешь в магазине стройматериалов) и нажми кнопку: теперь оттуда падают настоящие снежинки – замерзший CO2, −79 °C (рис. 12)! Объясняется это тем, что в шланге охлажденные частички газа дольше остаются «вместе». Благодаря этому они могут прицепиться друг к другу и образовать конденсат.
7. Этот феномен имеет огромное значение при использовании воздуха в технике. Практически единственный способ создавать низкие температуры основан на том, что сжатые газы вырываются через насадку, расширяются и охлаждаются. Чем больше давление, тем сильнее они расширяются. Холодильник устроен по тому же принципу: охлаждающий газ сжимается, проходит через насадку и снова расширяется, при этом охлаждаясь.
Рис. 12. Снежинки из сифона
8. Но какое отношение все это имеет к облакам, небу и дождю? Облака в небе часто образуются так же, как туман и снег в сифоне. И так же, как снежинки вырываются из перевернутого сифона, снег и дождь образуются в атмосфере. Когда лучи солнца падают на землю, воздух вблизи земной поверхности нагревается и поднимается вверх. При этом он расширяется, так как давление воздуха с увеличением высоты становится все меньше. Расширяясь, воздух охлаждается (одна из причин того, почему в горах холодно!). Когда он охлаждается до такой степени, что происходит конденсация водяного пара, образуется облако. Если он поднимается еще выше, вода замерзает. Идет град или снег. Там, где преобладают восходящие потоки воздуха, велика вероятность того, что небо затянет тучами и выпадут осадки. Так как в областях низкого давления, как правило, господствуют восходящие потоки воздуха, приближение циклона обычно предвещает дождь.
14 Видеть облака (часть 1)
ГДЕ И КОГДА: в горах ясным облачным днем
Поднимаясь ввысь над поверхностью горных склонов, воздух переходит из областей высокого давления – вблизи земной поверхности – в области низкого давления. При этом он расширяется и охлаждается, конденсируется водяной пар. В горах часто можно наблюдать, как над горными вершинами, когда ветер дует с нужной стороны, образуются облака, повторяющие порой рельеф земной поверхности (рис. 13).
Рис. 13. Горные облака
15 Видеть облака (часть 2)
ГДЕ И КОГДА: между высотными домами в дождливый ветреный день или в горах
1. Когда в дождливый ветреный день стоишь между городскими высотками, рядом с крышами иногда видны клочья тумана, которые, кружась, опускаются вниз и при этом рассеиваются. Это процесс, обратный тому, который приводит к образованию облаков над горными вершинами: когда туман попадает в область более высокого давления (т. е. вниз), он нагревается. А в теплом воздухе туман рассеивается.
2. Тот, кто живет у подножия гор, знает природное явление, в котором этот феномен отчетливо проявляется: конечно, это знаменитый альпийский ветер фён. «Падая» со склона горы, воздух нагревается, дует теплый ветерок, который вполне может вызвать головную боль. При этом небо остается чистым. Кстати говоря, фён бывает не только у подножия Альп. В менее явной форме он встречается в речных долинах, где ветер спускается по склонам.
16 Одеяло из облаков (часть 1)
ГДЕ И КОГДА: в саду на рассвете, после безветренной звездной ночи
1. Днем облака закрывают солнце и понижают температуру: становится прохладнее. А как они действуют ночью? С точностью до наоборот: становятся похожими на одеяло. Ведь Земля теплая – благодаря дневному солнечному излучению (кроме того, немного тепла выходит на поверхность и из земных недр). По ночам Земля отдает свое тепло космосу, и чем больше отдает, тем свободнее становится путь туда. Облака уменьшают ночное излучение, они подобны занавесу, который закрывает земную сцену и тем самым препятствует уходу тепла в космос. Этот эффект менее известен, чем охлаждающее действие облаков днем, потому что по ночам мало кто обращает на них внимание: темно же. При этом совсем не трудно почувствовать разницу между облачными и безоблачными ночами. Ее можно даже заметить по утренней росе.
2. Роса выпадает на лугу только ясными звездными ночами, когда относительно безветренно. Если ночью небо затянуто тучами, то утром росы либо не будет вовсе, либо ее окажется существенно меньше. Облака уменьшают охлаждение вблизи земной поверхности. Если всю неделю ветра практически не было и температура не менялась (например, в середине лета), то эта разница становится довольно заметной. Рано утром после ясных звездных ночей воздух бывает восхитительно свеж. Если же ночь выдалась облачной, воздух ранним утром ощутимо более теплый, будто застоявшийся. И росы тогда на лугу не будет.
3. Значит, ночью облака «греют»! Как одеяло. И не только облака, но и сам воздух в некоторой степени уподобляется одеялу. Особенно заметно это высоко в горах, где еще и потому намного холоднее, чем в низине, что воздух там менее плотный. Если бы воздушная оболочка Земли и в низких широтах была такой же тонкой, как в высокогорных областях, то температура там была бы такой же, как высоко в горах. Так называемые парниковые газы, содержащиеся в воздухе, например водород, а также малые доли углекислого газа и метана, препятствуют излучению тепла в космическое пространство и тем самым повышают температуру вблизи земной поверхности. Эти газы, так сказать, – более плотный воздух, в различной степени обогащающий нормальный воздух, который состоит из кислорода и азота. Мы, люди, выбрасываем в атмосферу большие количества плотного воздуха – прежде всего CO2, а также метана и других газов, что усиливает естественный парниковый эффект.
17 Одеяло из облаков (часть 2)
КОГДА: лунной ночью, когда облака-барашки несутся по небу, а луна то показывается, то снова прячется
НАМ ПОНАДОБЯТСЯ: ртутный или цифровой термометр, карманный фонарик
1. Согревающее действие облачного одеяла ты можешь отчетливо наблюдать теплыми лунными ночами, когда небо местами ясное, местами затянуто тучами. Для этого положи термометр на траву на открытом пространстве (не под деревом или поблизости от навеса).
2. Когда облака затягивают небо, температура повышается на один-два градуса. Когда окно в космос открывается снова, показания термометра падают, часто ты можешь даже почувствовать спад температуры, и тебе покажется, будто в этот момент образуется больше росы. Тот, кто хотя бы раз наблюдал это странное явление, поймет, почему алхимики верили, будто луна и звезды посылают росу непосредственно из космоса. Роса считалась звездной водой, ей отводилась особая роль в процессе превращения металлов.
3. Такими ночами, когда луна то выходит из-за облаков, то скрывается снова, стоит подольше не ложиться спать, и не только ради того, чтобы понаблюдать за температурой. Вид луны, которая светит из-за облаков, образуя на небе то светлый ореол, то пурпурные пятна, просто чудесен!
18 Облачное великолепие
ГДЕ: в горах
1. Облака можно увидеть повсюду. Но в горах их красота многократно усиливается – так же, как вода в горах кажется великолепнее и многообразнее, чем где-либо еще. Некоторые явления, связанные с облаками, можно наблюдать как в горах, так и на равнине, а некоторые – только в горах.
2. Приблизившись к облакам, можно оказаться внутри них. В горах все облака кажутся более живыми, чем где бы то ни было: начиная с невесомого облачка, которое горный ветер подхватывает и уносит ввысь мимо сосновых вершин, и заканчивая мрачным чудовищем, которое мерцает зеленоватым светом, вдруг зависает над головой путника, мечет молнии и обрушивает на него самые настоящие водопады.
19 Увидеть привычное новыми глазами: воздух
Воздух, как правило, неощутим и невидим; только в особых ситуациях, например, когда горячий воздух поднимается и создает рябь, мы замечаем, что тут что-то есть.
Из школьного курса нам известно, что воздух состоит из определенных газов, но слова «газовая смесь», которые всегда употребляются в данном контексте, вводят в заблуждение. Они предполагают, что речь идет о более или менее произвольном скоплении атомов и молекул. Такие механистические воззрения примитивизируют сие чудесное творение. Прежние времена нас опередили. Для Посидония, наиболее выдающегося натурфилософа-стоика, воздух точно был не скоплением атомов, а одним из органов Земли, частью тела Космоса, «вросшей» между небом и землей.
Современные исследователи атмосферы тоже рассматривают воздух в качестве органа, части тела природы. Воздух – нечто несравнимо большее, чем простая газовая смесь! Он понимается как сложный, комплексный продукт земной биосферы, которую Земля и населяющие ее живые существа поддерживают в состоянии хрупкого равновесия. Например, то, что кислорода в атмосфере содержится ровно 21 %, с точки зрения жизни, вовсе не является случайностью. Если бы содержание кислорода было на несколько процентов выше, около 25 %, то даже влажная растительность, однажды воспламенившись, продолжила бы гореть. Поэтому даже минимальные изменения воздуха могут иметь большие последствия.
20 Гром и молния
КОГДА: в грозу
1. Пожалуй, нет другого природного явления, которое имело бы такое религиозно-историческое значение, как гроза. Наши предки видели в ней сверхъестественную силу, которая изъявляет свой гнев. Во времена христианства гроза долго считалась проявлением гнева Господня. Многие важные решения приходились и приходятся на моменты грозы.
2. Еще во времена Античности натурфилософы пытались объяснить грозу чисто природными причинами. С тех пор удалось более точно выяснить, отчего возникает молния. Однако с громом дело у физиков и по сей день обстоит неважно.
3. Когда мы слышим гром, наш слух воспринимает удивительно многообразный, загадочный шум, оказывающий сильное эмоциональное воздействие. Он дробится так же, как молния ломается зигзагом. За первым ударом следует раскат грома – звук такой, будто рушится высокая башня. Но это только начало громового представления. После нескольких ударов молнии гром начинает кружиться. Тогда нам кажется, что он нас подкарауливает, расставляет вокруг нас свои сети, чтобы внезапно с грохотом выскочить прямо на нас. Потом шум снова становится таким, будто мимо нас проезжают гигантские колесницы. Часто гром представляется нам танцем могущественных ду́хов, у которых на уме лишь одно: напугать нас, внушить нам ужас.
4. В прежние времена люди считали, что гроза – это борьба богов и титанов. Когда титаны падают, гремит гром. Или же это один из могущественных богов, например Тор, едет в своей колеснице. А христиане думали, что это апостол Петр играет в кегли. Нас уже не удовлетворяют эти образные объяснения, которые, однако, удивительно точно передают сущность грома.