Cum jam non exiguam operam eruditi viri consumpserint, ut ejusmodi medium invenirent, cujus ope detegi et mensurari possent vires, quibus lunae et solis sidera gravitatis vim in tellure nostra turbent, quaeque alias tantum per maris aestum innotescant; operae precium judicavi (praesertim hac re in novis publicis nuper jactata motus) de construenda hunc in usum aliqua machina subsecivis horis cogitare. Multa primo inciderant, quae specie quidem magnam spem prae se ferebant, ad examen tamen revocata vanitate sua risum et indignationem movebant. Venit tandem in mentem sequentis constructio instrumenti, quod cum examini meo satis respondisse visum sit; vobis, clarissimi collegae, perpendendum propono; et si vestro calculo fuerit probatum, constructum iri jussu cancellariae non dubito. Denique si et effectus votis responderint, dignum certe erit, ut titulo universalis Barometri ornetur. Nam 1) cum commune Barometrum variam gravitatem atmosphaerae solum indicet, hoc omnium corporum variatum pondus ostendet; 2) cum alias turbatio gravitatis tantum in libero mari per aestum cognoscatur; hujus autem ope instrumenti etiam in remotissimis a mari locis id praestari poterit; 3) forte et ad determinandam longitudinem penduli in diversis poli elevationibus et ad metiendam accuratius altitudinem montium inserviet. Quodsi vero nullae mutationes animadverti potuerint, quae Newtonianae vel cuique aliae sanae theoriae respondeant, aut prorsus nullae apparuerint, nec ulla suspicio fuerit, ob quam fides instrumenti dubia reddi possit; tum non sine fundamento de omni gravitatis in tellure nostra turbatione dubitabitur. Ceterum qui perpendit, quantum hujusmodi conamina ad scientiam aestus marini et meteorum aëris conferant, is notum illud mecum sentiet: in magnis tentasse sat est.
Так как ученые потратили уже немало труда, чтобы найти средство, с помощью которого можно было бы открыть и измерить силы, которыми луна и солнце нарушают у нас на земле силу тяжести и которые помимо этого обнаруживаются только по морским приливам, то я счел небесполезным (побужденный особенно недавним рассмотрением этого вопроса в журналах) в свободные часы подумать об устройстве какого-нибудь прибора для этой цели. Многое представлялось мне первоначально, что по виду сулило большие надежды, но при ближайшем рассмотрении вызывало своей тщетностью смех и досаду. Наконец, мне пришло в голову устройство следующего прибора, который я предлагаю на ваше рассмотрение, почтеннейшие коллеги, ибо мне он представился удовлетворительным. Если вы дадите ему одобрительную оценку, то я не сомневаюсь, что он будет построен по приказу канцелярии. Если же и работа его оправдает ожидания, то его можно будет удостоить названия универсального барометра. Ибо 1) в то время как обыкновенный барометр показывает только изменяющуюся тяжесть атмосферы, этот будет отмечать изменения веса во всех телах; 2) в то время как о нарушении тяжести мы узнаем только по приливам в открытом море, с помощью предлагаемого прибора можно достигнуть этого даже в местах очень далеких от моря; 3) может быть, он будет служить и для определения длины маятника при различных широтах и для более точного измерения высоты гор. Если же нельзя будет заметить никаких изменений, соответствующих ньютоновой или какой-либо другой здравой теории, или вообще никакие не обнаружатся, а вместе с тем не возникнет никаких подозрений относительно достоверности прибора, тогда не без основания можно будет усумниться вообще в каком-либо нарушении тяжести на нашей земле. Остается добавить, что тот, кто подумает, сколько значат подобного рода попытки для познания морских приливов и воздушных явлений, тот вместе со мной повторит известное изречение: в великом деле достаточна и попытка.
Constructio
Конструкция
1
1
Sit globus vitreus AB crassiorum laterum, diametri intus tripollicaris; habeat junctum sibi tubum barometricum BC ejus longitudinis, ut a centro globi D C sint pollices 28; post curvaturam tubulus CP horizontalis sit pedem aut amplius longus cum globo vitreo S, pollicaris diametri; lumen tubuli CP habeat diametrum ¼ lineae.
Возьмем стеклянный шар AB с толстыми стенками и внутренним диаметром в три дюйма; соединим с ними барометрическую трубку BC такой длины, чтобы от центра шара D до изгиба C было 28 дюймов; после загиба пусть идет горизонтальная трубочка CP длиною в фут или больше со стеклянным шаром S диаметром в дюйм; просвет в трубочке CP пусть будет диаметром в ¼ линии.
2
2
Repleatur globus AB et tubus BC Mercurio defaecatissimo, siccissimo, et ab aëre omni cum cura liberato. Reliqua fiant ea ratione, qua Barometra Bernoulliana confici solent, ita ut tubo BC ad perpendiculum erecto, Mercurius subsistat ln Q; deinde apertura globi S in α hermetice sigilletur.
Наполним шар AB BC самой чистой, сухой и тщательно освобожденной от воздуха ртутью. Все остальное делается таким же образом, каким изготовляются барометры Бернулли; трубка BC ставится отвесно так, чтобы ртуть остановилась в Q; затем отверстие шара S в α герметически запечатывается.
3
3
Omnia aptentur ad tabulas TTZZ. Globus quilibet muniatur cistula lignea GHLM et VVVV. In unaquaque cistula aptentur bina thermometra sensibiliora FF et RR ita, ut bulbi intus, tubuli vero extus per foramina x promineant, et ad latera cistarum firmati sint cum appositis graduum scalis. Globus AB quia nec latera nec fundum cistae attingere debet, ideo sustentaculo NO fulciatur, ne pondere Mercurii opprimatur. Latera cistarum interna et juncturae pice bene oblinantur, ne aqua infusa exitum inveniat.
Все это прикрепляется к дощечкам TTZZ. Защитим оба шара деревянными коробочками GHLM и VVVV. В каждой коробочке поставим по два чувствительных термометра FF и RR, так чтобы шарики их находились внутри, а трубочки выдавались через отверстия x наружу и были вместе со скалой градусов прикреплены сбоку коробок. Шар AB, который не должен соприкасаться ни со стенками, ни с дном коробки, опирается на подставку NO, чтобы не было прогибания от тяжести ртути. Стенки коробок изнутри и места соединений хорошенько смажем смолой, чтобы налитая вода не могла найти выхода.
4
4
His ita comparatis machina ad parietem firmetur ad perpenculum erecta. Cista utraque impleatur aqua jamjam gelascente et frustis glaciei plena, ut caloris gradus in utroque globo constantissimus perseveret. Si glacie liquata calor crescere incipiet, thermometra id statim indicabunt, et aqua per epistomia Φ exprompta, nova frustulis glaciei referta infundi et sic pristinus gradus caloris restitui poterit.
Сделав все таким образом, укрепим прибор на стене, в отвесном положении. Наполним обе коробки близкой к замерзанию водой, с мелким льдом, чтобы в обоих шарах неизменно стояла совершенно постоянная температура. Если лед растает, и температура начнет повышаться, то термометры немедленно покажут это; воду можно будет вылить через стоки Ф и налить новую, наполненную кусочками льда, так что будет восстановлена прежняя температура.
Consectarium I
Следствие 1
Quoniam hoc in statu aër, in globo S, eundem gradum caloris, adeoque eandem densitatem, eundemque elaterem continuo habebit, vel ad eundem facile reduci poterit, quando opus est; idcirco aequali vi urgebit Mercurium, qui dictum aërem premit gravitate columnae CD, quae quamdiu aequalis permanet, Mercurius in tubulo PC ad Q immotus persistet. At si lunae vel solis vi gravitas corporum terrestrium turbatur, hoc est crescit aut decrescit, prout Newtonus deduxit; tum necesse videtur esse, ut incrementa et decrementa illa sese per hoc instrumentum prodant. Gravitas ponitur a Newtono ad vim lunae attrahentis ut 2871400 ad 1. Luna igitur meridianum praetergrediente, gravitas Mercurii erit in instrumento nostro 1/2871400 parte minor, quam ante sex horas; adeoque tantundem minor erit pressio illius in aërem elasticum in globo S, cujus vis elastica quoniam a gravitatis mutatione non turbatur; idcirco vires suas aër actu exserat et Mercurium supra superficiem pristinam D 1/2871400 totius altitudinis, hoc est 1/8545 D est ad lumen tubuli CP = 20736 : 1; Mercurius ex tubulo CP recedere debet in ratione inversa luminum atque adeo ex Q promoveri versus C 3/7, quod non solum sensibile erit, sed etiam in aliquot partes sensibiles dividi poterit.
Так как в этом положении воздух в шаре S будет или постоянно иметь одну и ту же температуру и, следовательно, одну и ту же плотность и упругость, или будет легко приведен к этому состоянию в случае надобности, то поэтому он с равной силой будет давить на ртуть, которая сжимает этот воздух тяжестью столбика CD. Пока эта тяжесть остается неизменной, ртуть в трубочке PC Q. Если же силою луны или солнца тяжесть земных тел будет нарушена, т. е. увеличится или уменьшится, как это вывел Ньютон, то, очевидно, эта прибыль и убыль обязательно будут обнаружены этим прибором. По мнению Ньютона, тяжесть относится к притягательной силе луны, как 2871400 к 1. Следовательно, при прохождении луны через меридиан вес ртути будет в нашем приборе на 1/2871400 долю меньше, чем за шесть часов до этого; поэтому давление ее на упругий воздух в шаре S будет настолько же меньше; а так как изменение тяжести не изменит упругости воздуха, то неизбежно воздух обнаружит свои силы производимым действием и поднимет ртуть над прежней поверхностью D на 1/ всей высоты, т. е. на 1/8545 часть линии. Хотя это совершенно незаметно, но так как плоская поверхность ртути в D относится к просвету трубочки CP как 20736 : 1, то ртуть должна отступить из трубочки CP Q к C на 23/7 линии, что не только заметно, но и может быть разделено на несколько заметных частей.
Consectarium 2
Следствие 2
Ex hoc autem patet, aucta ratione diametri globi AB CP scalam variationum augeri; idem quoque fieri, adhibito tubulo BC longiore et aëre in globo S pro ratione altitudinis Mercurii condensato. Ita si fuerit altitudo Mercurii pollicum 100, diameter vero globi AB pollicum 6, lumine tubuli CP +.
Из этого явствует, что, увеличив отношение диаметра в шаре AB к диаметру отверстия в трубочке CP, мы увеличим скалу изменений; то же произойдет, если трубочка BC будет более длинной и воздух в шаре S AB — 6 дюймов, то при сохранении того же диаметра просвета трубочки CP скала изменений будет 34 + линий.
Scholium
Пояснение
GHLM eum in finem adhibenda censetur, ut aër, qui forte supra Mercurium colligetur, constantis densitatis maneat, nec variato elatere gravitatis variationes turbet.
Лед с холодной водой нужен в коробке GHLM для того, чтобы воздух, который может случайно накопиться над ртутью, оставался неизменно одной и той же плотности и не затемнял изменений тяжести изменением упругости.