Исаакиевский Собор. Как маятник Фуко в соборе стал символом борьбы между наукой и религией? Как объяснить ребенку, что такое «маятник Фуко

Тот факт, что Земля вращается вокруг своей оси, сегодня известен каждому школьнику. Однако не всегда люди были убеждены в этом: обнаружить вращение Земли, находясь на ее поверхности, достаточно трудно. Конечно, можно догадываться, что суточное движение небесных тел по небесной сфере – это и есть проявление вращения Земли. Но видится нам это явление именно как движение Солнца и звезд по небу.

В середине XIX века Жан Бернард Леон Фуко смог провести опыт, который демонстрирует вращение Земли достаточно наглядно. Опыт этот был проведен неоднократно, а публично сам экспериментатор представил его в 1851 году в здании Пантеона в Париже.

Здание Парижского Пантеона в центре венчает громадный купол, к которому была прикреплена стальная проволока длиной 67 м. К этой проволоке подвесили массивный металлический шар. По разным источникам, масса шара составляла от 25 до 28 кг. Проволока крепилась к куполу таким образом, чтобы получившийся маятник мог качаться в любой плоскости.

Маятник совершал колебания над круглым постаментом диаметром 6 м, по краю которого был насыпан валик из песка. При каждом качании маятника острый стержень, укрепленный на шаре снизу, оставлял на валике отметку, сметая с ограждения песок.

Для того, чтобы исключить влияние подвеса на маятник Фуко, применяют специальные подвесы (рис. 4). А для того, чтобы избежать бокового толчка (то есть, чтобы маятник качался строго в плоскости), шар отводят в сторону, привязывают к стене, а затем пережигают веревку.

Период колебаний маятника, как известно, может быть рассчитан по формуле:

Подставляя в эту формулу длину маятника l = 67 м и значение ускорения свободного падения g = 9,8 м/с 2 , получаем, что период колебаний маятника в опыте Фуко составлял T ≈ 16,4 с.

По прошествии каждого периода новая отметка, производимая острием стержня на песке, оказывалась примерно в 3 мм от предыдущей. За первый час наблюдений плоскость качаний маятника повернулась на угол около 11° по часовой стрелке. Полный же оборот плоскость маятника совершила примерно за 32 часа.

Опыт Фуко производил огромное впечатление на наблюдавших его людей, которые будто бы непосредственно ощущали движение земного шара. Среди зрителей, наблюдавших опыт, был и Л. Бонапарт, через год провозглашенный императором Франции Наполеоном III. За проведение опыта с маятником Фуко был удостоен Ордена Почетного легиона – высшей награды Франции.

В России маятник Фуко длиной 98 м был установлен в Исакиевском соборе в Ленинграде. Обычно показывался такой удивительный эксперимент – устанавливался на полу спичечный коробок чуть поодаль от плоскости вращения маятника. Пока гид рассказывал о маятнике, плоскость его вращения поворачивалась и стержень, укрепленный на шаре, сбивал коробок.

В основу опыта был положен уже известный в то время экспериментальный факт: плоскость качания маятника на нити сохраняется независимо от вращения основания, к которому подвешен маятник. Маятник стремится сохранить параметры движения в инерциальной системе отсчета, плоскость которой неподвижна относительно звезд. Если поместить маятник Фуко на полюсе, то при вращении Земли плоскость маятника будет оставаться неизменной, и наблюдатели, вращающиеся вместе с планетой, должны видеть, как плоскость качаний маятника поворачивается без воздействия на него каких-либо сил. Таким образом, период вращения маятника на полюсе равен периоду обращения Земли вокруг своей оси – 24 часам. На других широтах период будет несколько больше, т. к. на маятник действуют силы инерции, возникающие во вращающихся системах – силы Кориолиса. На экваторе плоскость маятника вращаться не будет – период равен бесконечности.

Мы стали свидетелями того, как в очередной раз церковь и государство, противоборствуя или, наоборот, находя полное взаимное понимание, наглядно демонстрируют это своим гражданам и прихожанам такими широкими жестами, что вызывают у тех и других волну протестного движения. Поднятый и широко обсуждаемый статус Исаакиевского собора, маятника в соборе , как антирелигиозного аргумента, возобновленные богослужения и продолжающаяся просветительская работа музея-памятника вносят сумятицу и раздор между неуспокоенными жителями города. В чем суть спора?

Исаакиевский собор при царизме

Архитектора Огюста Монферрана и возведение его детища, нового, четвертого по счету, построенного на этом же месте, кафедрального собора в честь Исаакия Далматского, контролировал сам император Николай I . Начатые в 1818 году проектные работы, внесение исправлений в первоначальный вариант и само строительство храма продолжались 40 лет.

Торжественное освящение собора 30 мая 1858 года посетила семья императора Александра II . Величественное здание поражало своими размерами и красотой как снаружи, так и внутри. Были выстроены в параде войска. Для народа на двух прилегающих площадях поставили трибуны. Это был великий праздник для всего Санкт-Петербурга.

Вскоре здание было передано в руки Министерства внутренних дел и с 1883 года находилось в двойном подчинении: православному ведомству - в «хозяйственном отношении», Министерству - в «технико-художественном». На неоднократные просьбы митрополитов обеих столиц передать Исаакиевский собор в единоличное управление духовенства звучал решительный отказ.

До 1928 года Исаакиевский собор, освобожденный от дорогих церковных ценностей, принадлежал разным общинам прихожан. В июне был расторгнут договор с очередным приходом, прекращены службы, а здание передано в пользование Главнауки. 12 апреля 1931 года тут был открыт музей антирелигиозной пропаганды.

Здание стало выполнять исключительно светские функции. После реставрации наверху открыли смотровую площадку. Каждый советский гражданин мог теперь любоваться красотой Ленинграда с высоты Исаакиевского собора. Маятник в соборе , установленный как научный прибор с целью доказательства факта, что Земля вращается вокруг своей оси, вызвал огромный интерес жителей города и их гостей. Мало кого взволновало то, что для его монтажа сняли с внутренней части купола фигуру голубя, образ Святого Духа.

В ночь на 12 апреля 1931 года поглядеть на первый его пуск собрались 7000 зрителей, которые с интересом наблюдали и шумно спорили в ожидании результата: упадет сбитый шаром спичечный коробок или нет. Наука торжествовала над религией: «Она вращается», и маятник Фуко в Исаакиевском соборе доказывал это бесспорно.

Что такое маятник Фуко?

Первый такой эксперимент произвел в 1851 году француз Жан Фуко. После пробных пусков в подвале дома он продемонстрировал свой опыт под куполом Пантеона в присутствии будущего императора Наполеона III и с разрешения Папы Римского.

Когда маятник весом 28 кг был запущен вдоль географического меридиана в свободное колебание на проволоке длиной 67 метров, его металлическое острие расчерчивало насыпанный по кругу песок. Было понятно, что каждый последующий приход острия смещается на несколько миллиметров по отношению к предыдущему. Через некоторое время стало очевидно, что плоскость колебания маятника поворачивается. За один час угол поворота составил 11 градусов.

Маятник Фуко в Исаакиевском соборе весом 54 кг и длиной троса 98 метров поворачивал плоскость колебания на 13 градусов за час.

Маятник в соборе

В восьмидесятые годы прошлого столетия Православная церковь стала возвращать свое влияние. Прекратился контроль за посещением гражданами храмов и совершением церковных таинств. Первые лица по праздникам бывали на службе в кафедральном соборе столицы.

В знак своей лояльности к церкви государство обратило внимание на Исаакиевский собор. Маятник в соборе демонтировали под благовидным предлогом: поломка подвесной системы. Это было в 1986 году, а четырьмя годами позже здесь возобновились богослужения.

Физический прибор Фуко, принесенный в жертву ради мира и согласия между двумя могущественными структурами власти, государством и церковью, лежит в хранилище музея. Там, где в Исаакиевском соборе в Петербурге висел маятник , вновь летит голубь.

В 2015 году духовенством был поднят в третий раз (два раза - до революции) вопрос о передаче Исаакиеского собора церкви. Было много публикаций, споров и выступлений граждан «за» и «против». Наконец в январе 2017 года губернатор Санкт-Петербурга объявил о решении властей: «Вопрос о передаче Исаакиевского собора в пользование РПЦ решён, но здание полностью сохранит музейно-просветительскую функцию».

Что же будет дальше?

Каждый понял заявление по-своему. Музейные работники расценили это как ликвидацию музея. Состоялись акции протеста сторонников музея и крестные ходы противников. Таким образом, когда убрали маятник Фуко из Исаакиевского собора , а власти огласили свое решение, это не внесло окончательной ясности ни о принадлежности, ни о назначении здания.

На сегодняшний день нет окончательного понимания статуса собора ни у одной из сторон. Вроде бы, изъявив готовность к передаче «Исаакия» в руки церкви, правительство с января этого года не дождалось от РПЦ официальной заявки на это. Музейные служащие не знают, что делать: паковать экспонаты или распаковывать уже собранное. СМИ периодически поднимают этот вопрос перед дирекцией музея, но и прежний, и вступивший в июне в должность Ю. Мудров, похоже, плохо представляют свое будущее. Граждане периодически протестуют.

Пока можно уверенно сказать лишь то, что сегодня в здании ежедневно проходят службы и тут же работает музей « Исаакиевский собор». Маятник в соборе как бы продолжает раскачиваться.

Вокруг оси. Он назван в честь своего изобретателя, французского ученого Жана-Леона Фуко, который впервые продемонстрировал его действие в в 1851 году. На первый взгляд, в устройстве маятника нет ничего сложного. Это простой шар, подвешенный к куполу высокого здания на длинной веревке (67 метров во время первого опыта). Если толкнуть маятник, то спустя несколько минут шар будет двигаться не по прямой линии а «выписывать восьмерки». Такое движение придает шару вращение нашей планеты.

Сейчас оригинал прибора хранится в парижском Музее Ремесел в церкви Святого Мартина в Полях, а его копии широко растиражированы и используются в многочисленных музеях естествознания. На родных просторах маятник Фуко почему-то использовался как аргумент в пользу небытия Бога. Однако невинному наглядному пособию суждена была более широкая слава - литературная. Ибо оно послужило названием для известного романа.

Произведение Умберто Эко «Маятник Фуко» по праву считается образцом постмодернизма. Автор - весьма начитанный и эрудированный человек - буквально засыпает читателя цитатами, аллюзиями и ссылками на другие литературные произведения, исторические факты и источники. Поклонники творчества этого писателя советуют читать его книги, имея под рукой большой энциклопедический словарь. Но не потрясти своими знаниями и не просветить людей желает Эко - его замысел более грандиозный.

Завязка книги кажется вполне реалистичной: студент Казобон пишет научный труд о рыцарей-тамплиеров. Он становится дружен с Бельбо и Дтоталлеви, сотрудниками издательства «Гарамон». Далее повествование слегка соскальзывает с твердой почвы реальности в туманную область непроверенных гипотез, предположений, эзотерических фантазий и мифов. На голову читателей сыплются как исторические факты о рыцарях-храмовниках, так и пространные цитаты из Каббалы, «Химической Свадьбы» розенкрейцеров, а еще гностические формулы и сведения о магическом значении цифр у пифагорейцев. Главный герой романа «Маятник Фуко» задумывается над посмертной судьбой организации тамплиеров, особенно после того, как некий полковник, явившись в издательство, оставляет им «План рыцарей ордена Храма», который начертан на века. То, что на следующий день военный бесследно исчезает, только усиливает уверенность Казобона в том, что документ - не фальшивка.

Постепенно главный герой совсем потерял под ногами твердую почву истины. Павликиане и розенкрейцеры, ассасины, иезуиты, и несториане заменяют ему реальных людей. Казабон сам становится «одержимцем», полностью уверовав в План, хотя его подруга Лия и уверяет, что документ - всего лишь расчеты продавца из магазина цветов. Но уже поздно: разгоряченное воображение подсказывает герою, что они должны искать теллургическую ось мира в парижской церкви святого Мартина, где сейчас размещается Музей Ремесел и где качается под куполом маятник Фуко. Там на них нападает толпа других «одержимцев», желающих завладеть планом и открыть ключ к абсолютной власти - герметистов, гностиков, пифагорейцев и алхимиков. Они убивают Бельбо и Лию.

Что хотел сказать в романе «Маятник Фуко» Умберто Эко? То, что эзотерика - опиум для интеллектуалов, как религия - для народа? Или же что навь, стоит только к ней прикоснуться, вылезает в реальный мир, как из ящика Пандоры? Или же что поиски золотого ключика, с помощью которого можно управлять всем миром, оборачиваются тем, что ищущий становится пешкой в игре неведомых сил? Ответить на этот вопрос автор предоставляет самому читателю.

Маятник Фуко – что это и с чем его едят?

За проведение опыта с маятником Жан Фуко был удостоен Ордена Почетного легиона – высшей награды Франции.

Он получил свое название от фамилии французского физика-астронома и используется для экспериментальной демонстрации суточного вращения Земли. Впервые эксперимент с маятником был проведен Жаном Фуко в подвале дома ночью, в январе 1851 года. К вершине свода погреба он прикрепил двухметровую проволоку из закаленной стали и подвесил на ней 5-килограммовый латунный шар. Отведя шар в сторону, зафиксировав его с помощью нити возле одной из стен, Фуко пережег нить, предоставив маятнику возможность свободно качаться. И уже через полчаса он стал свидетелем вращения Земли. На следующем этапе своего эксперимента ученый взял груз уже весом 28 кг и подвесил его к вершине купола на проволоке длиной 67 м. На конце груза Жан Фуко закрепил металлическое острие. Маятник совершал колебания над круглым ограждением, по краю которого был насыпан песок. При каждом качании маятника острый стержень, закрепленный снизу груза, сбрасывал песок приблизительно в 3 мм от предыдущего места. Через пару часов стало видно, что плоскость качания маятника поворачивается по часовой стрелке относительно пола. За час плоскость колебаний повернулась более чем на 11 градусов, а примерно за 32 часа совершила полный оборот и вернулась в прежнее положение. Фуко таким образом доказал, что если бы поверхность Земли не вращалась, маятник не показывал бы изменения плоскости колебаний. После того как эксперимент был повторен в узком кругу лиц, будущий французский император Наполеон III предложил Фуко повторить эксперимент публично под куполом Пантеона в Париже.

География маятников

На плоскость вращения маятника влияет географическая широта места, где он установлен. Если, к примеру, его поставить на Северном или Южном полюсе, то он будет делать оборот за 24 часа. А маятник, установленный на экваторе, вообще не будет вращаться. Еще один фактор – длина подвеса. Длинные маятники вращаются быстрее.

После эксперимента французского астронома маятник Фуко стали использовать по всему миру. Существующие приборы сконструированы по одному и тому же принципу и различаются между собой разве что техническими параметрам да дизайном площадок, на которых установлены.

С 1931 до 1986 года маятник Фуко длиной 98 м можно было увидеть в Исаакиевском соборе в Санкт-Петербурге. Во время проведения экскурсии посетители могли наблюдать за экспериментом: плоскость вращения подвешенного под куполом маятника поворачивалась, и стержень сбивал спичечный коробок на полу поодаль от плоскости вращения. В 1986 году маятник сняли и убрали в подвал Исаакиевского собора в связи с неисправностью подвесного механизма. На крюк под куполом поместили голубя – изначального обитателя этого места. 30 лет маятник Фуко находился в хранилище, но в прошлом году его достали вновь. Ко Дню космонавтики была запланирована единственная демонстрация его работы, а потом он стал частью музейной экспозиции. Директор ГМП «Исаакиевский собор» Николай Буров предлагал властям города показывать маятник на площади перед собором, но эта инициатива не нашла поддержки. Кстати, маятник, висевший в Исаакиевском соборе, был самым большим в мире. Длина его нити – 98 м, а весит бронзовый маятник 54 кг.

Сегодня в нашей стране на действующий маятник Фуко, кроме новосибирского планетария, можно просмотреть также в московском планетарии (здесь находится маятник с длиной нити 16 м и массой шара 50 кг), Сибирском федеральном университете (длина нити – 20 м). Прямо сейчас качаются маятники в Санкт-Петербургском (длина нити – 8 м) и Волгоградском (массой 12 кг и длиной нити 8,5 м) планетариях, а также в атриуме седьмого этажа Фундаментальной библиотеки МГУ, в Приволжском федеральном университете в Казани. Еще один маятник Фуко находится в Барнауле в АлтГТУ им. И.И. Ползунова на кафедре экспериментальной физики. Длина его нити составляет 5,5 м.

Самый большой в СНГ и один из самых крупных маятников Фуко в Европе установлен в Киевском политехническом институте. Шар из бронзы весит 43 кг, а длина нити составляет 22 м.

Всего в мире моделей маятников Фуко около 20, в том числе в США, Франции, Румынии, Австралии, Кувейте и других странах. Гигантские маятники такого рода сегодня являются обычными экспонатами в некоторых крупных музеях, включая Смитсоновский музей в Вашингтоне и Музей науки в Лондоне. Есть свой маятник и в штаб-квартире Организации объединенных наций в Нью-Йорке, а самый высокий из действующих маятников Фуко в мире размещен в Орегонском Конференц-центре , длина его нити – 27,4 м.

Повторить опыт астронома в домашних условиях – реально

Редакция журнала «Всё о новостройках» изучила способы изготовления маятника Фуко в домашних условиях. Приведенные варианты могут пригодиться, к примеру, для наглядной демонстрации детям суточного вращения Земли.

Вариант 1. Привяжите к карандашу нитку с небольшим круглым грузом, например, с гайкой. Положите на стол линейку и, держа карандаш горизонтально, подтолкните маятник, чтобы он качался вдоль линейки. Далее нужно постепенно поворачивать карандаш в горизонтальной плоскости. Поворот карандаша не повлияет на маятник, он будет по-прежнему качаться вдоль линейки. Во время этого опыта не должно быть ветра, сквозняка, которые могли бы оказать влияние на маятник.

Вариант 2. Можно перевернуть вверх ногами табурет и укрепить на концах двух его ножек, по диагонали, какую-либо деревянную палку или металлическую трубку, ровно по середине данной конструкции необходимо привязать маятник. Заставьте его двигаться так, чтобы плоскость его качания проходила между ножек табурета. Медленно поворачивайте табурет вокруг его вертикальной оси. Теперь маятник качается уже в другом направлении. На самом деле он качается все так же, а изменение произошло из-за поворота самого табурета, который в данном опыте играет роль планеты Земля.

Вариант 3. Возьмите деревянную доску длиной 50–60 см, шириной 12–15 см и толщиной 2–3 сантиметра. Укрепите на ней П-образную подставку из узких деревянных реек. Высота подставки должна быть около 30–40 см. В середине верхней перекладины просверлите вертикальное отверстие и вставьте в него кусочек проволоки, загнув верхний конец, чтобы он держался в отверстии. Нижний конец проволочки согните крючком, на нем будет подвешен маятник. Этот крючок должен свободно вращаться в своем гнезде. На тонком шнурке подвесьте к крючку какой-нибудь тяжелый груз (большую гайку или шарик от подшипника, завернув его в ткань). Раскачайте маятник так, чтобы его размах не превышал длины подставки. Поворачивая подставку вокруг ее вертикальной оси против часовой стрелки, вы тем самым повторите в миниатюре вращение Земли с запада на восток. Таким образом, модель Земли поворачивается, а маятник продолжает колебаться в той плоскости, в которой он был запущен.

Я не знаю, многие ли из читателей этого сайта видели живьем маятник Фуко. В СССР маятников Фуко было немало. Их устанавливали в соборах как антирелигиозную пропаганду. И чем длиннее был подвес, тем внушительнее выглядели маятники. Самые длинные в Троицком соборе Псковского Кремля, в костеле Святых Иоаннов в Вильнюсе, в Доминиканском соборе Львова. Но самый-самый висел в Исакиевском соборе Ленинграда, аж 93 метра (он был повешен после того, как город переименовали снят в аккурат до того, как город переименовали еще раз).

Те, кто видел, помнят — что это такая здоровенная металлическая гиря, висящая на тонкой нити, которая с размахом мотыляется над полом, и плоскость качания со временем делает полный круг. Эти маятники никогда не останавливаются, они — живая демонстрация вращения Земли.

Однако, а зачем попаданцу этим маятники? Они ведь ничего делать и не могут! Или могут?…

СССР исчез, наука никому не нужна и маятники поснимали. На картинке сверху — маятник Фуко в парижском Пантеоне. Его туда повесил в 1851-м году Наполеон III и он до сих пор там мотыляется. Длина подвеса — 68 метров.

Принцип действия маятника Фуко достаточно заморочлив. На плоскость его вращения влияет как географическая широта места, где он установлен, так и длина подвеса (длинные маятники вращаются быстрее). Маятник, установленный на полюсе, будет делать оборот за 24 часа. Маятник, установленный на экваторе, вообще не будет вращаться, плоскость останется неподвижной. Сам Фуко не смог вывести вменяемую формулу вращения, это было сделано уже после него.

Возникает вопрос — а как вообще Фуко догадался повесить такой маятник?
Тут вроде как и случай виноват, а вроде как и закономерность. В те времена артиллерия достигла такой точности, что баллистика превратилась в науку. И тут была замечена аномалия — если пушку стреляет точно на север, то если ее установить в северном полушарии, то снаряд отклонится вправо, а если в южном — то влево.

Фуко был оригинальной личностью и чтобы доказать, что тут виновато вращение Земли, придумал такой вот эксперимент с маятником.
То есть до Фуко артиллерийские технологии не достигали такой точности, чтобы эффект могли уловить.
А после Фуко… Если бы такого оригинала, как Фуко, не нашлось бы, то наверняка маятник построили только тогда, когда подвели под него теорию и вращение плоскости следовало бы из формул. Но тогда он никому не нужен был бы и такого интереса не вызвал бы.
В реальности все закончилось тем, что в Риме, в Ватикане, в соборе Святого Игнатия святые отцы повесили такой же маятник, убедились в эффекте — и католическая церковь официально признала вращение Земли.

Итак, какое практическое значение мог бы иметь маятник как таковой?
С его помощью можно приблизительно определить географическую широту. Это для попаданцев совсем уж непонятно куда, непонятно где и непонятно зачем.
Но напоминаю — маятник Фуко будет работать даже в магических мирах, и никакие эльфы ничего поделать не смогут (миров, где планета не вращалась, можно пересчитать по пальцам одной руки — и в таких мирах сразу понятно, что они особые).

В остальных случаях — маятник Фуко имеет очень интересную роль, которую сыграл и в реальности.
А именно — поломал мировоззрение людей.
А эти вещи очень ценные, именно они сдвигают мир с точки.
И таких вещей мало, кроме маятника Фуко можно вспомнить и , но именно их я бы рекомендовал попаданцу внедрять в первую очередь, такие штуки ломают пресловутую инертность мышления.