III. Солнце
«Когда светит солнышко, снова настает теплая погода, тогда папа обнимает маму, да, когда светит солнышко, настает по-настоящему теплая погода!» Этот куплет кельнской группы „De Black Foos“, как бы дурацки он ни звучал, четко выражает суть нашего отношения к солнцу. Мы радуемся «солнышку», потому что тогда «настает по-настоящему теплая погода». «Солнышко» хорошо нам знакомо, каждый ребенок может нарисовать «солнышко», а внизу папу с мамой, держащихся за руки.
Ясно как день: наши представления о солнышке находятся на уровне каменного века или и того хуже, поскольку любой среднестатистический человек, живший в каменном веке, знал о солнце намного больше среднестатистического европейца. Да и я сам не являюсь исключением.
Например, еще пару лет назад мне было абсолютно непонятно, чем южный балкон лучше северного. Да, солнце было до такой степени мне безразлично, что ни в одном из тех мест, где мне доводилось жить, я не присматривался, где именно оно встает, где находится в полдень и где садится. Я проходил через многие двери и ворота, но никогда не мог сказать, выходят ли они на север или на юг, на закат или на восход. Звучит парадоксально, но солнце настолько вездесуще, что мы редко обращаем на него внимание.
Так называемые жители каменного века, т. е. люди, населявшие Европу несколько тысячелетий назад, так интересовались солнцем и его путем, что даже придумывали специальные приспособления, где солнце в определенные дни года светило между определенными камнями. Потому что бывают дни, когда солнце ведет себя не так, как обычно, – дни солнцестояния. Зимой дни становятся все короче и короче – это означает, что солнце проделывает все более короткий путь по небу. Но меньше всего этот путь 21 декабря. С этого дня его дуга перестает уменьшаться, а наоборот растет, ширится, пусть и мучительно медленно поначалу.
Этот процесс полон драматизма! Ведь, наблюдая уменьшение солнечной дуги, мы недалеки от мысли, что так оно и будет продолжаться до тех пор, пока однажды солнце не взойдет всего лишь на минуту! В самом деле, когда приближается 21 декабря, солнце словно замирает в нерешительности, не исчезнуть ли ему вовсе, кажется, будто оно топчется на месте. Именно это побуждало людей в каменном веке устраивать празднества и подносить солнцу дары, чтобы дать ему силы снова отправиться в дальний путь по небу. Не раздумывая ни минуты, люди разводили огромные костры, сталкивали со склонов холмов горящие деревянные колеса, чтобы помочь солнцу, приносили ему жертвы.
Большинство тех гигантских сооружений, что строили люди в начале каменного века, христианские миссионеры сочли атрибутами Дьявола и снесли. Или же они мешали земледелию и вынуждены были уступить место полям. А вот в Стоунхендже на юге Англии большой круг из камней сохранился.
Когда-то культ Солнца был распространен по всему миру, повсюду можно встретить сооружения, которые в особые дни – дни солнцестояния – обрамляли солнце.
Люди того времени куда теснее нас общались с солнцем, находили более многообразное применение его привычкам и небесным маршрутам. Солнце было одновременно часами, календарем и компасом. Подобно звездам, оно помогает ориентироваться далеко за пределами нашей видимости. Когда люди поняли, что в полдень солнце всегда – летом, весной, осенью и зимой – находится в одной и той же точке небосклона, то обрели путеводитель, значение которого трудно переоценить. Эту функцию солнце имеет и для многих животных. А у нас, современных людей, вместо этого есть приборы: часы, календарь, компас. Солнце больше не дает нам советов, не подсказывает, который час, когда сменяются времена года. Можно сказать, что мы прекратили общение с ним. Оно стало для нас немым. Мы ценим его только в качестве источника тепла, света и энергии.
Я и сам только недавно начал общаться с солнцем, заново знакомиться с ним. Три-четыре года назад я стал присматриваться, чем путь Солнца летом отличается от его пути зимой, а когда путешествую, то смотрю, где находится солнце в других местах. Штарнбергское озеро особенно подходит для этой цели, потому что оно простирается с юга на север, как огромная стрелка компаса. Если смотреть в направлении Альп, солнце восходит слева, а справа оно заходит.
Так я раз за разом открываю для себя великий космический порядок, который Солнце дает времени и пространству, любуюсь красотами восхода по утрам и заката по вечерам. Постепенно я снова начинаю приближаться к уровню каменного века.
21 Стоунхендж на окне
ГДЕ И КОГДА: в солнечный день у окна, которое выходит на восток, по возможности без занавесок, чтобы солнечный свет беспрепятственно проникал в комнату
НАМ ПОНАДОБЯТСЯ: самоклеющийся листок, в котором нужно прорезать маленькое круглое отверстие диаметром около сантиметра, штук двадцать маленьких круглых наклеек (купить их можно в книжном магазине). Если круглых наклеек у тебя нет, можно использовать звездочки, сердечки или другие маленькие наклейки – главное, чтобы они были одинаковыми.
1. Если в твоем доме есть окно, которое выходит на восток, ты можешь круглый год наблюдать путь солнца: в марте оно восходит над домом Мюллеров, в апреле – над домом Майеров, а в июне – над домом Шмидтов. Чем ближе июнь, тем севернее восходит солнце и тем больше дуга, которую описывает солнце. После 21 июня место восхода солнца постепенно снова смещается на юг. Дни становятся короче. Опыт, который провел физик Роланд Сцостак, позволит тебе иначе наблюдать путь солнца. Эксперимент гораздо проще, чем выглядит на бумаге. И он вправду работает! Вот руководство.
2. Возьми самоклеющийся листок с круглым отверстием и солнечным утром, когда солнце светит в окно, приклей этот листок на стекло; он должен прилегать как можно плотнее и не топорщиться, как это часто бывает с самоклеющимися листками. Далее мы будем называть этот листок «вспышкой», потому что он действует наподобие вспышки фотоаппарата. На противоположной стене появится тень листочка. Точно посередине этой тени тебе нужно приклеить на стену наклейку, которая будет служить отметкой. Она будет оставаться на месте, тогда как «вспышку» мы впоследствии будем передвигать.
Рис. 14. Проследим за движением солнца
3. Спустя короткое время – уже через 10–15 секунд – ты заметишь, что «вспышку» на окне нужно немного передвинуть, чтобы отметка на стене по-прежнему находилась в середине тени. Так быстро перемещается солнце! Его движение, которое в повседневной жизни мы лишь слепо принимаем на веру, здесь становится почти зримым.
4. Есть простой способ изобразить, как поднимается солнце: когда ты разместишь самоклеющийся листок на окне так, что неподвижная отметка на стене окажется точно в центре круглого отверстия, приклей (на сей раз на оконное стекло, где находится «вспышка») посередине прорези в листке кружок, звездочку или сердечко (рис. 14). Если ты продолжишь это занятие, то через 30–40 минут на окне появится ряд кружков, изображающий путь солнца. Если клеить эти кружки через равные промежутки времени, скажем, пять минут, то получится самое настоящее жемчужное ожерелье. На каждом кружке записывай время и дату.
5. Повторив этот опыт через несколько дней в то же самое время, ты будешь удивлен: на этот раз солнце появится в другом месте, его путь будет несколько отличаться от того, что был раньше, например он сместится немного вправо. Если ты будешь проводить этот эксперимент несколько дней подряд, на твоем оконном стекле окажется целое семейство кружков. Кроме того, ты установишь следующую закономерность: весной, когда дни становятся длиннее, путь солнца смещается все дальше на север. После летнего солнцестояния его дуга становится короче. Оно позже восходит и раньше садится. 8 декабря бывает самый ранний закат. Потом время и место заката солнца более 11 дней остаются практически неизменными, а с 20 декабря солнце снова постепенно начинает садиться позже. А с восходом – наоборот: только через неделю после зимнего солнцестояния, ориентировочно 28 декабря, бывает самый поздний восход солнца.
6. Путь солнца не всегда одинаков, как думают некоторые! Еще одна причина, чтобы исследовать его внимательнее. Ты становишься свидетелем природного процесса, который кажется таким величественным в своей неподвластности внешним воздействиям, столь глубоко затрагивает нашу повседневную жизнь. То, что мы проделали с помощью нескольких наклеек на окне, отмечающих путь солнца и места, где оно восходит над горизонтом, прежние культуры сами вписывали в пейзаж – с помощью каменных глыб. Правда, таким образом они могли отметить лишь те остановки солнца, что находились вблизи горизонта, зато как внушительно! Стоунхендж – сооружение времен каменного века. Большие камни отмечали восход или заход солнца и луны – не каждый день, а по определенным, особым датам. Без сомнения, Стоунхендж использовался прежде всего для отправления культа, но это сооружение также позволяло датировать, а может, даже предсказывать солнечные затмения. Подобные сооружения – чудесная возможность узнать кое-что о солнце. В Рурской области на склоне Хоэварда были созданы наблюдательные станции, расположенные по кругу с учетом астрономических особенностей, которые, подобно Стоунхенджу, позволяют наблюдать движение солнца, луны и звезд. Похожий планетарий под открытым небом есть под Веной – звездный сад Георгенберг.
22 Тень
КОГДА: в солнечный день
НАМ ПОНАДОБИТСЯ: остро заточенный простой или цветной карандаш, который может стоять вертикально. При необходимости ты можешь закрепить карандаш подходящим материалом (например, пластилином). Кроме того, нам понадобятся лист бумаги и точные часы
1. Наши тени могут быть как очень короткими, так и очень длинными – в зависимости от времени суток. Всем известно, что в полдень тени самые короткие. Но так ли это?
2. Возьми палку и установи ее вертикально на ровной поверхности, например на солнечной веранде или на газоне. Так ты сможешь наблюдать за движением тени. Клади там, где она заканчивается, мелкие камушки – это самый простой способ следить за ее перемещением. Если хочешь добиться более точных результатов, возьми короткий карандаш и поставь его на листе бумаги на солнце. При необходимости ты можешь закрепить карандаш, например при помощи шарика пластилина. Понаблюдай в течение дня за тенью, обводя ее контур ручкой, и записывай рядом с каждой отметкой точное время. Самая короткая черта будет соответствовать наиболее высокому, т. е. полуденному положению солнца. Если ты приступишь к этому занятию в первой половине дня, то обнаружишь, что самая короткая отметка – солнечный полдень – вовсе не совпадает с часовым (12.00).
3. Наши часы идут по среднеевропейскому времени, которое было введено в Германской империи 1 апреля 1893 г. До этого в каждом населенном пункте было собственное время – солнечное! Оно измерялось по солнечным часам (рис. 15).
4. Полдень по солнечному времени наступал тогда, когда тени становились короче всего; в тех местах, которые были расположены восточнее, это происходило «раньше», чем в западных. Разница составляет около четырех минут на один градус географической долготы. Это означает, что в Берлине, который находится на востоке Германии, солнце встает примерно на полчаса раньше, чем в Аахене, который находится ближе всего к западной границе. И своей высшей точки оно тоже достигает на полчаса раньше.
Рис. 15. Солнечные часы
5. Измерение времени по солнцу не причиняло никаких неудобств, пока транспорта было мало, а точных или особенно быстрых путей сообщения не было вовсе. Только с появлением железной дороги, давшей мощный толчок к развитию транспорта, местное время стало помехой. Железная дорога покорила Германию в конце XIX в. и привела к введению единого среднеевропейского времени. «Солнце», соответствующее этому среднеевропейскому времени, – вымышленное, его путь усреднен и отличается от пути настоящего солнца где-то больше, где-то меньше. Только несколько дней в году вымышленное солнце соответствует (или соответствовало) действительному: 16 апреля, 15 июня, 1 сентября и 25 декабря. С введением летнего времени (перевод часов на час вперед с марта по октябрь) расхождение в эти месяцы увеличилось, полдень вымышленного и настоящего солнца совпадает теперь только 25 декабря.
6. Наблюдение за тенью вертикально стоящей палки – давнее занятие. Еще древние египтяне предавались ему, используя в качестве объектов, отбрасывающих тень, обелиски. Положение тени можно использовать не только как часы, но и как календарь, потому что путь тени меняется в зависимости от времени года.
7. Кстати, по положению тени в полдень ты можешь определить стороны света: когда тень короче всего, солнце находится на юге, а тень указывает на север. Только не смотри прямо на солнце! Моряки минувших столетий, которые определяли курс по солнцу, чтобы узнать местоположение корабля, нередко слепли на один глаз.
23 Солнечный свет и искусственное освещение
ГДЕ: в комнате, которую можно полностью затемнить так, чтобы туда проникал только тонкий лучик дневного света, например через приоткрытую дверь или занавески
НАМ ПОНАДОБИТСЯ: компакт-диск (лучше всего серебристый, но с зеленоватым или синим отливом тоже подойдет). Новые компакт-диски работают чуть лучше бывших в употреблении
1. Каждый из нас замечал, что свет энергосберегающих ламп (например, люминесцентных ламп или светодиодов) по сравнению с солнечным светом кажется довольно холодным и неестественным. Чем это вызвано?
2. С помощью компакт-диска – неважно, записаны ли на нем данные или музыка, – ты можешь разложить на спектр как солнечный, так и искусственный свет и выявить различия между ними.
3. Начнем с солнечного света. Оставь приоткрытой дверь в абсолютно темную комнату или щелку между занавесками, чтобы туда мог проникнуть лучик дневного света. Необязательно, чтобы это был прямой солнечный свет: достаточно будет рассеянного дневного света или солнечного света, который отражается от стены.
4. Держа в руке компакт-диск, встань так, чтобы в левой его части отражалась щель (рис. 16). (Смотри при этом на оборотную сторону диска, а не на лицевую, где картинка!) Диск должен находиться на таком расстоянии от твоих глаз, как будто это книга, которую ты читаешь. Можешь повернуться спиной к щели, чтобы свет из нее падал через твое плечо. Поверни диск по вертикальной оси немного влево – появится светлая полоса: все цвета радуги в их ослепительной чистоте – фиолетовый, синий, зеленый и так далее до красного. Если ты повернешь диск вправо, спектр появится тоже, только последовательность цветов будет в зеркальном отображении. Так или иначе, спектр этот сплошной, между цветами нет просветов. Такой же непрерывный спектр имеет свет горящих свечей или обычных лампочек.
5. Если же через дверную щель будет проникать не дневной свет, а свет энергосберегающей лампы, ты будешь удивлен. Спектр несплошной, он состоит из полос, между которыми темнота. Зачастую можно различить сине-зеленую и кирпично-красную линии – именно из них состоит «белый» свет энергосберегающей лампы. Этому свету удается перехитрить наш глаз: глазу кажется, что он видит привычный белый свет, но на самом деле этот свет имеет упрощенную структуру. В люминесцентных лампах, как правило, используются пары ртути, которые при электрическом возбуждении дают ультрафиолетовый свет. Он, в свою очередь, возбуждает люминофоры, которыми покрыта внутренняя сторона лампы, и они посылают то красные, то сине-зеленые лучи света, которые потом сливаются в белый. Большинство людей не замечает неполноценность этого света – так же, как лишь немногие обращают внимание на то, что песни в айподе безжалостно урезаются ради уменьшения объема данных. В повседневной жизни холодный свет энергосберегающих ламп никому не мешает. Но когда к освещению предъявляются повышенные требования, например во время съемок фильма, эстетические недостатки этого света бросятся в глаза любому. Поэтому здесь предпочтение по-прежнему отдается обычным, а не люминесцентным лампочкам или светодиодам.
Рис. 16. Разложение света на спектр
6. То, что свет современных электронных светильников состоит из нескольких элементов, в некоторых случаях можно заметить даже без каких-либо инструментов. Если ты сядешь по диагонали от проектора, который используется для презентаций, так, чтобы его светлая линза находилась в поле твоего зрения, а потом быстро поднимешь глаза, то видимый белый свет проектора на пару секунд распадется на составные части: ты увидишь зеленое, красное и синее поля, плотно прилегающие друг к другу. Эти три цвета сливаются в грязновато-белый. Некоторые проекторы высшего класса добавляют еще и желтый, чтобы улучшить качество изображения. Лучше всего это можно увидеть, когда твой взгляд будто ненароком скользнет по линзе проектора.
7. Но вернемся к диску, позволяющему легко разложить свет на спектр. По вечерам с его помощью ты даже можешь легко определить, какие лампочки использует сосед: обычные или люминесцентные. Для этого тебе нужно всего лишь разложить диском свет, который падает из его окон. Если спектр непрерывный, значит, лампочки у соседа обычные; если же спектр распадается на полосы, то лампочки энергосберегающие. На основании этих полос химики даже могут сказать, какое вещество находится в лампах: спектр позволяет им сделать вывод о характере люминофора.
8. Подобно тому как мы по свету из соседского окна можем установить, какой материал используется в его лампах, астрономы исследуют звездный свет и, опираясь на его структуру, делают заключения о структуре и возрасте звезд, метеоров и комет. Потому что даже сплошные спектры, если присмотреться внимательнее, имеют характерные различия, связанные со структурой звезд.
24 Альпийские зори
КОГДА И ГДЕ: вечером в Альпах
1. Когда краснеют снежные вершины,
Молитесь, вольные швейцарцы!
Так поется в национальном гимне Швейцарии. Пурпурное сияние, которое можно часто видеть в Альпах, призвано укреплять веру. В самом деле, неправдоподобно яркие альпийские зори – волнующее зрелище.
2. Это природное явление можно наблюдать как на рассвете, так и на закате дня – причина у него одна: красное солнце освещает горные вершины. Эти, как правило, светлые или даже белоснежные вершины подобны экрану, на который падает цветной свет. На рубеже XX в. альпийские зори интересовали многих исследователей. Даже в обычном закате есть нечто торжественное: ведь солнце является во всем великолепии своих красок.
3. В Альпах при наблюдении этого феномена нас охватывают чувства невероятной силы, может быть, потому, что нас отделяет от него некоторое расстояние. Закат не вокруг нас, мы наблюдаем его из низины так, будто сидим в кинотеатре, а эффект кино поднимает настроение.
4. Присмотревшись внимательнее, можно заметить земную тень, которая медленно взбирается в гору и, добравшись до вершины, гасит закат. Или, скорее, перемещает его – теперь вспыхивают облака!
25 Чудо-солнце
Солнце почиталось во всем древнем мире. Император Август еще поклонялся античному божеству Юпитеру, а вот его прямые потомки уже содействовали распространению культа Солнца, так что в период поздней Античности оно постепенно превратилось в культ целой империи. Во II в. н. э. римский император Гелиогабал велел перевезти из Сирии в Рим святой черный камень, предположительно, упавший с неба метеорит, чтобы выставить его на всеобщее обозрение в храме Бога Солнца.
Позднеримские императоры способствовали дальнейшему распространению культа солнца, которое представлялось им идеальным богом для империи, символом всемогущества императора. Как только солнце появляется на горизонте, все другие небесные светила сразу теряют свое значение: звезды становятся невидимыми, а луна кажется лишь облачком на фоне голубого неба. Кроме того, солнце освещает все, даже самые глухие уголки: оно видит все, а на него смотреть нельзя, не то ослепнешь. Да и по своей строгости оно – образцовый правитель. Как при всех великих властителях, люди внимательно следили за малейшими переменами в настроении солнца, за каждым его жестом. Кроваво-красному закату приписывали особое значение, а полные или частичные солнечные затмения становились поводом для жертвоприношений.
Возможно, Европа и по сей день оставалась бы во власти солнечного культа, если бы благодаря усилиям императора Константина в III в. н. э. христианство не одержало окончательную победу над солнцепоклонничеством. Как это ни парадоксально, Константин всю свою жизнь продолжал боготворить и солнце. Во всяком случае, его знаменитое видение накануне битвы у Мильвийского моста сначала было видением не Христа, а Солнца.
По описанию епископа Евсевия, Константин утверждал, будто на закате дня своими глазами видел в небе над солнцем световое знамение креста и надпись: «Сим победиши». При виде этого знамения ужас охватил его и всю его армию, которая отправилась с ним в поход и стала свидетелем чуда. Только ночью во сне он связал этот знак с Христом. Бесспорно, это было крайне необычное солнечное явление. Эксперты предполагают, что он видел так называемое гало. Это довольно редкий феномен, когда рядом с солнцем на несколько минут или только секунд показываются другие солнца, меньшего размера и иногда радужных цветов. Также вокруг солнца может образовываться сияющее кольцо. Но даже если это было явление гало, оно вполне могло быть и божественным знаком – будь то Бог солнца или Христос.