Если мы признали, что земля имеет форму шара, — то следующим вопросом, который мы себе поставим, будет вопрос о величине земли. Как велика окружность этого огромного шара? Как исчислить ее в метрах? Я мог бы вам просто сказать, что окружность земли = 40 миллионам метров; но этого мало, мне бы хотелось, чтобы вы себе усвоили те способы и пути, посредством которых человечество пришло к точному знанию величины земли.
Вы, конечно, знаете один из способов измерения длины определенного расстояния — метр откладывается столько раз, сколько это расстояние их в себе содержит, но этот путь совершенно неприменим в том случае, если дело идет об измерении окружности земли. Разве не покажется вам нелепым, если мы будем откладывать метр за метром через горные кряжи материков и бурные моря, не говоря уже про то, что и сил человеческих не хватит для выполнения этой бессмысленной работы. Как же мы должны поступить? Просто применить правила геометрии, которая пренебрегает этими трудностями.Подобный же прием применяют для измерения окружности земли. В виду того, что мы не в состоянии измерить ее на всем протяжении, мы ограничиваемся измерением только некоторой ее части. Если бы только нам было известно, сколько раз эта измеренная часть уложится на полной окружности! Когда мы это узнаем, вопрос будет кончен. К сожалению, окружность земли не разделена, подобно циферблату часов, на определенные части. Кажется, что эту трудность никоим образом нельзя преодолеть. Кто скажет нам, сколько таких расстояний, которое мы с таким трудом измерили, содержится в окружности земли? — Опять геометрия. Смотрите.
Чем выше находится наш наблюдательный пункт А над точкой В, тем, конечно, дальше, будет достигать наш взгляд. Прежде всего, мы должны измерить расстояние до С — точки, лежащей вдали, на горизонте. Итак, мы способом, обычно употребляющимся в полевых измерениях, вымеряем расстояние ВО, при чем последовательно откладываем по земле нашу мерку — ленту длиной в 10 — 20 метров. Положим, что для длины дуги ВО земной окружности, мы нашли величину в 50.000 метров или 50 километров. Нет сомнения, что подобное измерение дается нелегко и не в один день, но опытом и старанием мы все-таки достигаем цели. Итак, нам известна длина дуги ВО. Чего же нам не хватает для того, чтобы вычислить длину всей окружности земли? — Ясно, что у нас нет данных о том, сколько раз такая дуга уложится в окружности; если бы мы знали, что таких дуг, положим, тысяча, мы могли бы сказать: окружность земли равна тысячу раз 50 километров; т.е. совершенно также, как мы получили длину окружности циферблата помножением длины ее известной части на 12. Если бы, кроме длины ВО, нам была дана его дуговая величина в градусах и минутах! Тогда бы мы, по крайней мере, знали, сколько раз ВО содержится в 360° градусах земной окружности, а затем было бы совсем простой задачей вычислить результат. Для того, чтобы получить искомую величину, давайте рассмотрим угол 00А, образованный двумя прямыми СО и АО, которые идут от вершины башни и от точки 0 к центру земли. Итак, мы хотим заняться рассмотрением угла, который заключает в себе дугу ВС и в некотором роде похож на часть колоссального угломера.
Таким образом, наша задача сводится к определению величины утла СОА. Но, спрашивается: какой глаз может проникнуть в центр земли, для того, чтобы оттуда измерить угол. Ясно, что только такой, который видит невидимое: острое зрение разума и творческая сила геометрии. Даже не измеряя в треугольнике А 00 угла С, можно оказать, что это—прямой угол, ибо он образован радиусом земли 00 и касательной к окружности АО, которая встречается с земной дугой в точке горизонта. Но если треугольник А00 прямоугольный, то, сумма углов А и О должна быть равна 90°. Если нам будет дана величина одного из них, то этим самым мы узнаем и величину другого: простое вычитание из 90 даст нам искомый результат. Поэтому давайте вымерим угол ОАВ у острия башни.
Для этого направим зрительную трубу угломерного прибора на крайнюю точку горизонта С, а затем на центр земли и отсчитаем у отметки М угол, лежащий между этими двумя направлениями.
Нам кажется сначала невозможным точно определить место нахождения земного центра. И правда, как направить подзорную трубу на центр земли, который невидимо и скрыто лежит где-то необычайно глубоко под нашими ногами? И, все-таки, это совсем простое дело. Подвесьте на нити какой-нибудь тяжелый предмет, шар. (Свинцовый шар, затем возьмите свободный конец нити в руку и отпустите шар! Когда он перестанет качаться, то натянутая нить и даст направление к центру земли, настолько точно, насколько это могло бы быть, если бы тяжелое тело на самом деле видело земной центр. Другими словами: если мы мысленно продолжим нить внутрь земли, то она точно пройдет через центр земли.
В действительности измерения и вычисления для определения величины земли ведутся несколько иначе. Прежде всего, геометру требуется фактически вымерить только незначительную часть нашей дуги в 50 километров, и этим все-таки достигается желанная цель: получается точное числовое выражение окружности земли. Небольшое расстояние, длиной в полдюжину миль, и угол—вот все, что требует наука для выполнения одного из самых удивительных вычислений.
Как жалко, что геометрия не обладает увлекательностью красивого рассказа! Сколько бы интересных задач могли бы мы легко, играя, разрешить! Но на этот раз достаточно и этого вывода: я и так уже боюсь, не слишком ли затянулся рассказ про угол.
Разрезая яблоко на части, мы получаем целый ряд кругообразных отрезов, которые будут то больше, то меньше, в зависимости от того, ближе ли к центру или от него дальше прошло лезвие ножа. Если провести ножом через центр яблока, то полученный срез будет наибольшим, и яблоко окажется разрезанным на две равные части. Если яблоко разрезать не по центру, а где-нибудь в другом месте, то круговой срез получается меньше, и плод делится на две неравные части. Отсюда без дальнейшего становится ясно, что на поверхности любого шара.
Первые называются большими кругами, и все они равны между собой, независимо от того, где они получились т. к. их радиус всегда является радиусом шара. Другие называются малыми кругами — их радиус будет тем меньше, чем он дальше лежит" от центра.
Окружность шара всегда измеряется по большому кругу. И это совершенно естественно. Если вы хотите измерить окружность апельсина, то вы, конечно, будете измерять ее не по маленькому срезу, «который состоит только из кусочка кожи, но по большему срезу, проведенному через середину, т. е. по большому кругу; так и окружность земли измеряется по большему кругу, который мы мысленно проводим на ее поверхности. По предыдущим вычислениям, большой круг земли имеет в окружности 40.000.000 метров, или 40.000 километров. Посредством применения известных геометрических правил можно вычислить радиус этого большого круга, т. е. радиус шара земли. Он равен в круглых числах 6370 километрам.
Каждый автомобилист знает, что в настоящее время на дорогах могут твориться различные чудеса, связанные с нарушением правил дорожного движения, результатом которых являются автомобильные аварии. Что бы обезопасить себя от решения дорожных ситуаций не в твою пользу, многие водители уже приобрели автомобильный видеорегистратор. Очень удобная штука, которая фиксирует все события происходящие на дороге, тем самым позволяет определить полностью кто прав, а кто виноват в той либо иной дорожной ситуации.