home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ The CDPD Public Domain Collection for CDTV 3 / CDPDIII.bin / books / aristotle / meteorology < prev    next >
Text File  |  1992-07-31  |  240KB  |  3,769 lines

  1.                                      350 BC
  2.                                   METEOROLOGY
  3.                                   by Aristotle
  4.                           translated by E. W. Webster
  5.                               Book I
  6.                                  1
  7.  
  8.   WE have already discussed the first causes of nature, and all
  9. natural motion, also the stars ordered in the motion of the heavens,
  10. and the physical element-enumerating and specifying them and showing
  11. how they change into one another-and becoming and perishing in
  12. general. There remains for consideration a part of this inquiry
  13. which all our predecessors called meteorology. It is concerned with
  14. events that are natural, though their order is less perfect than
  15. that of the first of the elements of bodies. They take place in the
  16. region nearest to the motion of the stars. Such are the milky way, and
  17. comets, and the movements of meteors. It studies also all the
  18. affections we may call common to air and water, and the kinds and
  19. parts of the earth and the affections of its parts. These throw
  20. light on the causes of winds and earthquakes and all the
  21. consequences the motions of these kinds and parts involve. Of these
  22. things some puzzle us, while others admit of explanation in some
  23. degree. Further, the inquiry is concerned with the falling of
  24. thunderbolts and with whirlwinds and fire-winds, and further, the
  25. recurrent affections produced in these same bodies by concretion. When
  26. the inquiry into these matters is concluded let us consider what
  27. account we can give, in accordance with the method we have followed,
  28. of animals and plants, both generally and in detail. When that has
  29. been done we may say that the whole of our original undertaking will
  30. have been carried out.
  31.   After this introduction let us begin by discussing our immediate
  32. subject.
  33.  
  34.                                  2
  35.  
  36.   We have already laid down that there is one physical element which
  37. makes up the system of the bodies that move in a circle, and besides
  38. this four bodies owing their existence to the four principles, the
  39. motion of these latter bodies being of two kinds: either from the
  40. centre or to the centre. These four bodies are fire, air, water,
  41. earth. Fire occupies the highest place among them all, earth the
  42. lowest, and two elements correspond to these in their relation to
  43. one another, air being nearest to fire, water to earth. The whole
  44. world surrounding the earth, then, the affections of which are our
  45. subject, is made up of these bodies. This world necessarily has a
  46. certain continuity with the upper motions: consequently all its
  47. power and order is derived from them. (For the originating principle
  48. of all motion is the first cause. Besides, that clement is eternal and
  49. its motion has no limit in space, but is always complete; whereas
  50. all these other bodies have separate regions which limit one another.)
  51. So we must treat fire and earth and the elements like them as the
  52. material causes of the events in this world (meaning by material
  53. what is subject and is affected), but must assign causality in the
  54. sense of the originating principle of motion to the influence of the
  55. eternally moving bodies.
  56.  
  57.                                  3
  58.  
  59.   Let us first recall our original principles and the distinctions
  60. already drawn and then explain the 'milky way' and comets and the
  61. other phenomena akin to these.
  62.   Fire, air, water, earth, we assert, originate from one another,
  63. and each of them exists potentially in each, as all things do that can
  64. be resolved into a common and ultimate substrate.
  65.   The first difficulty is raised by what is called the air. What are
  66. we to take its nature to be in the world surrounding the earth? And
  67. what is its position relatively to the other physical elements. (For
  68. there is no question as to the relation of the bulk of the earth to
  69. the size of the bodies which exist around it, since astronomical
  70. demonstrations have by this time proved to us that it is actually
  71. far smaller than some individual stars. As for the water, it is not
  72. observed to exist collectively and separately, nor can it do so
  73. apart from that volume of it which has its seat about the earth: the
  74. sea, that is, and rivers, which we can see, and any subterranean water
  75. that may be hidden from our observation.) The question is really about
  76. that which lies between the earth and the nearest stars. Are we to
  77. consider it to be one kind of body or more than one? And if more
  78. than one, how many are there and what are the bounds of their regions?
  79.   We have already described and characterized the first element, and
  80. explained that the whole world of the upper motions is full of that
  81. body.
  82.   This is an opinion we are not alone in holding: it appears to be
  83. an old assumption and one which men have held in the past, for the
  84. word ether has long been used to denote that element. Anaxagoras, it
  85. is true, seems to me to think that the word means the same as fire.
  86. For he thought that the upper regions were full of fire, and that
  87. men referred to those regions when they spoke of ether. In the
  88. latter point he was right, for men seem to have assumed that a body
  89. that was eternally in motion was also divine in nature; and, as such a
  90. body was different from any of the terrestrial elements, they
  91. determined to call it 'ether'.
  92.   For the um opinions appear in cycles among men not once nor twice,
  93. but infinitely often.
  94.   Now there are some who maintain that not only the bodies in motion
  95. but that which contains them is pure fire, and the interval between
  96. the earth and the stars air: but if they had considered what is now
  97. satisfactorily established by mathematics, they might have given up
  98. this puerile opinion. For it is altogether childish to suppose that
  99. the moving bodies are all of them of a small size, because they so
  100. to us, looking at them from the earth.
  101.   This a matter which we have already discussed in our treatment of
  102. the upper region, but we may return to the point now.
  103.   If the intervals were full of fire and the bodies consisted of
  104. fire every one of the other elements would long ago have vanished.
  105.   However, they cannot simply be said to be full of air either; for
  106. even if there were two elements to fill the space between the earth
  107. and the heavens, the air would far exceed the quantitu required to
  108. maintain its proper proportion to the other elements. For the bulk
  109. of the earth (which includes the whole volume of water) is
  110. infinitesimal in comparison with the whole world that surrounds it.
  111. Now we find that the excess in volume is not proportionately great
  112. where water dissolves into air or air into fire. Whereas the
  113. proportion between any given small quantity of water and the air
  114. that is generated from it ought to hold good between the total
  115. amount of air and the total amount of water. Nor does it make any
  116. difference if any one denies that the elements originate from one
  117. another, but asserts that they are equal in power. For on this view it
  118. is certain amounts of each that are equal in power, just as would be
  119. the case if they actually originated from one another.
  120.   So it is clear that neither air nor fire alone fills the
  121. intermediate space.
  122.   It remains to explain, after a preliminary discussion of
  123. difficulties, the relation of the two elements air and fire to the
  124. position of the first element, and the reason why the stars in the
  125. upper region impart heat to the earth and its neighbourhood. Let us
  126. first treat of the air, as we proposed, and then go on to these
  127. questions.
  128.   Since water is generated from air, and air from water, why are
  129. clouds not formed in the upper air? They ought to form there the more,
  130. the further from the earth and the colder that region is. For it is
  131. neither appreciably near to the heat of the stars, nor to the rays
  132. relected from the earth. It is these that dissolve any formation by
  133. their heat and so prevent clouds from forming near the earth. For
  134. clouds gather at the point where the reflected rays disperse in the
  135. infinity of space and are lost. To explain this we must suppose either
  136. that it is not all air which water is generated, or, if it is produced
  137. from all air alike, that what immediately surrounds the earth is not
  138. mere air, but a sort of vapour, and that its vaporous nature is the
  139. reason why it condenses back to water again. But if the whole of
  140. that vast region is vapour, the amount of air and of water will be
  141. disproportionately great. For the spaces left by the heavenly bodies
  142. must be filled by some element. This cannot be fire, for then all
  143. the rest would have been dried up. Consequently, what fills it must be
  144. air and the water that surrounds the whole earth-vapour being water
  145. dissolved.
  146.   After this exposition of the difficulties involved, let us go on
  147. to lay down the truth, with a view at once to what follows and to what
  148. has already been said. The upper region as far as the moon we affirm
  149. to consist of a body distinct both from fire and from air, but varying
  150. degree of purity and in kind, especially towards its limit on the side
  151. of the air, and of the world surrounding the earth. Now the circular
  152. motion of the first element and of the bodies it contains dissolves,
  153. and inflames by its motion, whatever part of the lower world is
  154. nearest to it, and so generates heat. From another point of view we
  155. may look at the motion as follows. The body that lies below the
  156. circular motion of the heavens is, in a sort, matter, and is
  157. potentially hot, cold, dry, moist, and possessed of whatever other
  158. qualities are derived from these. But it actually acquires or
  159. retains one of these in virtue of motion or rest, the cause and
  160. principle of which has already been explained. So at the centre and
  161. round it we get earth and water, the heaviest and coldest elements, by
  162. themselves; round them and contiguous with them, air and what we
  163. commonly call fire. It is not really fire, for fire is an excess of
  164. heat and a sort of ebullition; but in reality, of what we call air,
  165. the part surrounding the earth is moist and warm, because it
  166. contains both vapour and a dry exhalation from the earth. But the next
  167. part, above that, is warm and dry. For vapour is naturally moist and
  168. cold, but the exhalation warm and dry; and vapour is potentially
  169. like water, the exhalation potentially like fire. So we must take
  170. the reason why clouds are not formed in the upper region to be this:
  171. that it is filled not with mere air but rather with a sort of fire.
  172.   However, it may well be that the formation of clouds in that upper
  173. region is also prevented by the circular motion. For the air round the
  174. earth is necessarily all of it in motion, except that which is cut off
  175. inside the circumference which makes the earth a complete sphere. In
  176. the case of winds it is actually observable that they originate in
  177. marshy districts of the earth; and they do not seem to blow above
  178. the level of the highest mountains. It is the revolution of the heaven
  179. which carries the air with it and causes its circular motion, fire
  180. being continuous with the upper element and air with fire. Thus its
  181. motion is a second reason why that air is not condensed into water.
  182.   But whenever a particle of air grows heavy, the warmth in it is
  183. squeezed out into the upper region and it sinks, and other particles
  184. in turn are carried up together with the fiery exhalation. Thus the
  185. one region is always full of air and the other of fire, and each of
  186. them is perpetually in a state of change.
  187.   So much to explain why clouds are not formed and why the air is
  188. not condensed into water, and what account must be given of the
  189. space between the stars and the earth, and what is the body that fills
  190. it.
  191.   As for the heat derived from the sun, the right place for a
  192. special and scientific account of it is in the treatise about sense,
  193. since heat is an affection of sense, but we may now explain how it can
  194. be produced by the heavenly bodies which are not themselves hot.
  195.   We see that motion is able to dissolve and inflame the air;
  196. indeed, moving bodies are often actually found to melt. Now the
  197. sun's motion alone is sufficient to account for the origin of
  198. terrestrial warmth and heat. For a motion that is to have this
  199. effect must be rapid and near, and that of the stars is rapid but
  200. distant, while that of the moon is near but slow, whereas the sun's
  201. motion combines both conditions in a sufficient degree. That most heat
  202. should be generated where the sun is present is easy to understand
  203. if we consider the analogy of terrestrial phenomena, for here, too, it
  204. is the air that is nearest to a thing in rapid motion which is
  205. heated most. This is just what we should expect, as it is the
  206. nearest air that is most dissolved by the motion of a solid body.
  207.   This then is one reason why heat reaches our world. Another is
  208. that the fire surrounding the air is often scattered by the motion
  209. of the heavens and driven downwards in spite of itself.
  210.   Shooting-stars further suffix to prove that the celestial sphere
  211. is not hot or fiery: for they do not occur in that upper region but
  212. below: yet the more and the faster a thing moves, the more apt it is
  213. to take fire. Besides, the sun, which most of all the stars is
  214. considered to be hot, is really white and not fiery in colour.
  215.  
  216.                                  4
  217.  
  218.   Having determined these principles let us explain the cause of the
  219. appearance in the sky of burning flames and of shooting-stars, and
  220. of 'torches', and 'goats', as some people call them. All these
  221. phenomena are one and the same thing, and are due to the same cause,
  222. the difference between them being one of degree.
  223.   The explanation of these and many other phenomena is this. When
  224. the sun warms the earth the evaporation which takes place is
  225. necessarily of two kinds, not of one only as some think. One kind is
  226. rather of the nature of vapour, the other of the nature of a windy
  227. exhalation. That which rises from the moisture contained in the
  228. earth and on its surface is vapour, while that rising from the earth
  229. itself, which is dry, is like smoke. Of these the windy exhalation,
  230. being warm, rises above the moister vapour, which is heavy and sinks
  231. below the other. Hence the world surrounding the earth is ordered as
  232. follows. First below the circular motion comes the warm and dry
  233. element, which we call fire, for there is no word fully adequate to
  234. every state of the fumid evaporation: but we must use this terminology
  235. since this element is the most inflammable of all bodies. Below this
  236. comes air. We must think of what we just called fire as being spread
  237. round the terrestrial sphere on the outside like a kind of fuel, so
  238. that a little motion often makes it burst into flame just as smoke
  239. does: for flame is the ebullition of a dry exhalation. So whenever the
  240. circular motion stirs this stuff up in any way, it catches fire at the
  241. point at which it is most inflammable. The result differs according to
  242. the disposition and quantity of the combustible material. If this is
  243. broad and long, we often see a flame burning as in a field of stubble:
  244. if it burns lengthwise only, we see what are called 'torches' and
  245. 'goats' and shooting-stars. Now when the inflammable material is
  246. longer than it is broad sometimes it seems to throw off sparks as it
  247. burns. (This happens because matter catches fire at the sides in small
  248. portions but continuously with the main body.) Then it is called a
  249. 'goat'. When this does not happen it is a 'torch'. But if the whole
  250. length of the exhalation is scattered in small parts and in many
  251. directions and in breadth and depth alike, we get what are called
  252. shooting-stars.
  253.   The cause of these shooting-stars is sometimes the motion which
  254. ignites the exhalation. At other times the air is condensed by cold
  255. and squeezes out and ejects the hot element; making their motion
  256. look more like that of a thing thrown than like a running fire. For
  257. the question might be raised whether the 'shooting' of a 'star' is the
  258. same thing as when you put an exhalation below a lamp and it lights
  259. the lower lamp from the flame above. For here too the flame passes
  260. wonderfully quickly and looks like a thing thrown, and not as if one
  261. thing after another caught fire. Or is a 'star' when it 'shoots' a
  262. single body that is thrown? Apparently both cases occur: sometimes
  263. it is like the flame from the lamp and sometimes bodies are
  264. projected by being squeezed out (like fruit stones from one's fingers)
  265. and so are seen to fall into the sea and on the dry land, both by
  266. night and by day when the sky is clear. They are thrown downwards
  267. because the condensation which propels them inclines downwards.
  268. Thunderbolts fall downwards for the same reason: their origin is never
  269. combustion but ejection under pressure, since naturally all heat tends
  270. upwards.
  271.   When the phenomenon is formed in the upper region it is due to the
  272. combustion of the exhalation. When it takes place at a lower level
  273. it is due to the ejection of the exhalation by the condensing and
  274. cooling of the moister evaporation: for this latter as it condenses
  275. and inclines downward contracts, and thrusts out the hot element and
  276. causes it to be thrown downwards. The motion is upwards or downwards
  277. or sideways according to the way in which the evaporation lies, and
  278. its disposition in respect of breadth and depth. In most cases the
  279. direction is sideways because two motions are involved, a compulsory
  280. motion downwards and a natural motion upwards, and under these
  281. circumstances an object always moves obliquely. Hence the motion of
  282. 'shooting-stars' is generally oblique.
  283.   So the material cause of all these phenomena is the exhalation,
  284. the efficient cause sometimes the upper motion, sometimes the
  285. contraction and condensation of the air. Further, all these things
  286. happen below the moon. This is shown by their apparent speed, which is
  287. equal to that of things thrown by us; for it is because they are close
  288. to us, that these latter seem far to exceed in speed the stars, the
  289. sun, and the moon.
  290.  
  291.                                  5
  292.  
  293.   Sometimes on a fine night we see a variety of appearances that
  294. form in the sky: 'chasms' for instance and 'trenches' and blood-red
  295. colours. These, too, have the same cause. For we have seen that the
  296. upper air condenses into an inflammable condition and that the
  297. combustion sometimes takes on the appearance of a burning flame,
  298. sometimes that of moving torches and stars. So it is not surprising
  299. that this same air when condensing should assume a variety of colours.
  300. For a weak light shining through a dense air, and the air when it acts
  301. as a mirror, will cause all kinds of colours to appear, but especially
  302. crimson and purple. For these colours generally appear when
  303. fire-colour and white are combined by superposition. Thus on a hot
  304. day, or through a smoky, medium, the stars when they rise and set look
  305. crimson. The light will also create colours by reflection when the
  306. mirror is such as to reflect colour only and not shape.
  307.   These appearances do not persist long, because the condensation of
  308. the air is transient.
  309.   'Chasms' get their appearance of depth from light breaking out of
  310. a dark blue or black mass of air. When the process of condensation
  311. goes further in such a case we often find 'torches' ejected. When
  312. the 'chasm' contracts it presents the appearance of a 'trench'.
  313.   In general, white in contrast with black creates a variety of
  314. colours; like flame, for instance, through a medium of smoke. But by
  315. day the sun obscures them, and, with the exception of crimson, the
  316. colours are not seen at night because they are dark.
  317.   These then must be taken to be the causes of 'shooting-stars' and
  318. the phenomena of combustion and also of the other transient
  319. appearances of this kind.
  320.  
  321.                                  6
  322.  
  323.   Let us go on to explain the nature of comets and the 'milky way',
  324. after a preliminary discussion of the views of others.
  325.   Anaxagoras and Democritus declare that comets are a conjunction of
  326. the planets approaching one another and so appearing to touch one
  327. another.
  328.   Some of the Italians called Pythagoreans say that the comet is one
  329. of the planets, but that it appears at great intervals of time and
  330. only rises a little above the horizon. This is the case with Mercury
  331. too; because it only rises a little above the horizon it often fails
  332. to be seen and consequently appears at great intervals of time.
  333.   A view like theirs was also expressed by Hippocrates of Chios and
  334. his pupil Aeschylus. Only they say that the tail does not belong to
  335. the comet iself, but is occasionally assumed by it on its course in
  336. certain situations, when our sight is reflected to the sun from the
  337. moisture attracted by the comet. It appears at greater intervals
  338. than the other stars because it is slowest to get clear of the sun and
  339. has been left behind by the sun to the extent of the whole of its
  340. circle before it reappears at the same point. It gets clear of the sun
  341. both towards the north and towards the south. In the space between the
  342. tropics it does not draw water to itself because that region is
  343. dried up by the sun on its course. When it moves towards the south
  344. it has no lack of the necessary moisture, but because the segment of
  345. its circle which is above the horizon is small, and that below it many
  346. times as large, it is impossible for the sun to be reflected to our
  347. sight, either when it approaches the southern tropic, or at the summer
  348. solstice. Hence in these regions it does not develop a tail at all.
  349. But when it is visible in the north it assumes a tail because the
  350. arc above the horizon is large and that below it small. For under
  351. these circumstances there is nothing to prevent our vision from
  352. being reflected to the sun.
  353.   These views involve impossibilities, some of which are common to all
  354. of them, while others are peculiar to some only.
  355.   This is the case, first, with those who say that the comet is one of
  356. the planets. For all the planets appear in the circle of the zodiac,
  357. whereas many comets have been seen outside that circle. Again more
  358. comets than one have often appeared simultaneously. Besides, if
  359. their tail is due to reflection, as Aeschylus and Hippocrates say,
  360. this planet ought sometimes to be visible without a tail since, as
  361. they it does not possess a tail in every place in which it appears.
  362. But, as a matter of fact, no planet has been observed besides the
  363. five. And all of them are often visible above the horizon together
  364. at the same time. Further, comets are often found to appear, as well
  365. when all the planets are visible as when some are not, but are
  366. obscured by the neighbourhood of the sun. Moreover the statement
  367. that a comet only appears in the north, with the sun at the summer
  368. solstice, is not true either. The great comet which appeared at the
  369. time of the earthquake in Achaea and the tidal wave rose due west; and
  370. many have been known to appear in the south. Again in the archonship
  371. of Euclees, son of Molon, at Athens there appeared a comet in the
  372. north in the month Gamelion, the sun being about the winter
  373. solstice. Yet they themselves admit that reflection over so great a
  374. space is an impossibility.
  375.   An objection that tells equally against those who hold this theory
  376. and those who say that comets are a coalescence of the planets is,
  377. first, the fact that some of the fixed stars too get a tail. For
  378. this we must not only accept the authority of the Egyptians who assert
  379. it, but we have ourselves observed the fact. For a star in the thigh
  380. of the Dog had a tail, though a faint one. If you fixed your sight
  381. on it its light was dim, but if you just glanced at it, it appeared
  382. brighter. Besides, all the comets that have been seen in our day
  383. have vanished without setting, gradually fading away above the
  384. horizon; and they have not left behind them either one or more
  385. stars. For instance the great comet we mentioned before appeared to
  386. the west in winter in frosty weather when the sky was clear, in the
  387. archonship of Asteius. On the first day it set before the sun and
  388. was then not seen. On the next day it was seen, being ever so little
  389. behind the sun and immediately setting. But its light extended over
  390. a third part of the sky like a leap, so that people called it a
  391. 'path'. This comet receded as far as Orion's belt and there dissolved.
  392. Democritus however, insists upon the truth of his view and affirms
  393. that certain stars have been seen when comets dissolve. But on his
  394. theory this ought not to occur occasionally but always. Besides, the
  395. Egyptians affirm that conjunctions of the planets with one another,
  396. and with the fixed stars, take place, and we have ourselves observed
  397. Jupiter coinciding with one of the stars in the Twins and hiding it,
  398. and yet no comet was formed. Further, we can also give a rational
  399. proof of our point. It is true that some stars seem to be bigger
  400. than others, yet each one by itself looks indivisible. Consequently,
  401. just as, if they really had been indivisible, their conjunction
  402. could not have created any greater magnitude, so now that they are not
  403. in fact indivisible but look as if they were, their conjunction will
  404. not make them look any bigger.
  405.   Enough has been said, without further argument, to show that the
  406. causes brought forward to explain comets are false.
  407.  
  408.                                  7
  409.  
  410.   We consider a satisfactory explanation of phenomena inaccessible
  411. to observation to have been given when our account of them is free
  412. from impossibilities. The observations before us suggest the following
  413. account of the phenomena we are now considering. We know that the
  414. dry and warm exhalation is the outermost part of the terrestrial world
  415. which falls below the circular motion. It, and a great part of the air
  416. that is continuous with it below, is carried round the earth by the
  417. motion of the circular revolution. In the course of this motion it
  418. often ignites wherever it may happen to be of the right consistency,
  419. and this we maintain to be the cause of the 'shooting' of scattered
  420. 'stars'. We may say, then, that a comet is formed when the upper
  421. motion introduces into a gathering of this kind a fiery principle
  422. not of such excessive strength as to burn up much of the material
  423. quickly, nor so weak as soon to be extinguished, but stronger and
  424. capable of burning up much material, and when exhalation of the
  425. right consistency rises from below and meets it. The kind of comet
  426. varies according to the shape which the exhalation happens to take. If
  427. it is diffused equally on every side the star is said to be fringed,
  428. if it stretches out in one direction it is called bearded. We have
  429. seen that when a fiery principle of this kind moves we seem to have
  430. a shooting-star: similarly when it stands still we seem to have a star
  431. standing still. We may compare these phenomena to a heap or mass of
  432. chaff into which a torch is thrust, or a spark thrown. That is what
  433. a shooting-star is like. The fuel is so inflammable that the fire runs
  434. through it quickly in a line. Now if this fire were to persist instead
  435. of running through the fuel and perishing away, its course through the
  436. fuel would stop at the point where the latter was densest, and then
  437. the whole might begin to move. Such is a comet-like a shooting-star
  438. that contains its beginning and end in itself.
  439.   When the matter begins to gather in the lower region independently
  440. the comet appears by itself. But when the exhalation is constituted by
  441. one of the fixed stars or the planets, owing to their motion, one of
  442. them becomes a comet. The fringe is not close to the stars themselves.
  443. Just as haloes appear to follow the sun and the moon as they move, and
  444. encircle them, when the air is dense enough for them to form along
  445. under the sun's course, so too the fringe. It stands in the relation
  446. of a halo to the stars, except that the colour of the halo is due to
  447. reflection, whereas in the case of comets the colour is something that
  448. appears actually on them.
  449.   Now when this matter gathers in relation to a star the comet
  450. necessarily appears to follow the same course as the star. But when
  451. the comet is formed independently it falls behind the motion of the
  452. universe, like the rest of the terrestrial world. It is this fact,
  453. that a comet often forms independently, indeed oftener than round
  454. one of the regular stars, that makes it impossible to maintain that
  455. a comet is a sort of reflection, not indeed, as Hippocrates and his
  456. school say, to the sun, but to the very star it is alleged to
  457. accompany-in fact, a kind of halo in the pure fuel of fire.
  458.   As for the halo we shall explain its cause later.
  459.   The fact that comets when frequent foreshadow wind and drought
  460. must be taken as an indication of their fiery constitution. For
  461. their origin is plainly due to the plentiful supply of that secretion.
  462. Hence the air is necessarily drier and the moist evaporation is so
  463. dissolved and dissipated by the quantity of the hot exhalation as
  464. not readily to condense into water.-But this phenomenon too shall be
  465. explained more clearly later when the time comes to speak of the
  466. winds.-So when there are many comets and they are dense, it is as we
  467. say, and the years are clearly dry and windy. When they are fewer
  468. and fainter this effect does not appear in the same degree, though
  469. as a rule the is found to be excessive either in duration or strength.
  470. For instance when the stone at Aegospotami fell out of the air-it
  471. had been carried up by a wind and fell down in the daytime-then too
  472. a comet happened to have appeared in the west. And at the time of
  473. the great comet the winter was dry and north winds prevailed, and
  474. the wave was due to an opposition of winds. For in the gulf a north
  475. wind blew and outside it a violent south wind. Again in the archonship
  476. of Nicomachus a comet appeared for a few days about the equinoctial
  477. circle (this one had not risen in the west), and simultaneously with
  478. it there happened the storm at Corinth.
  479.   That there are few comets and that they appear rarely and outside
  480. the tropic circles more than within them is due to the motion of the
  481. sun and the stars. For this motion does not only cause the hot
  482. principle to be secreted but also dissolves it when it is gathering.
  483. But the chief reason is that most of this stuff collects in the region
  484. of the milky way.
  485.  
  486.                                  8
  487.  
  488.   Let us now explain the origin, cause, and nature of the milky way.
  489. And here too let us begin by discussing the statements of others on
  490. the subject.
  491.   (1) Of the so-called Pythagoreans some say that this is the path
  492. of one of the stars that fell from heaven at the time of Phaethon's
  493. downfall. Others say that the sun used once to move in this circle and
  494. that this region was scorched or met with some other affection of this
  495. kind, because of the sun and its motion.
  496.   But it is absurd not to see that if this were the reason the
  497. circle of the Zodiac ought to be affected in the same way, and
  498. indeed more so than that of the milky way, since not the sun only
  499. but all the planets move in it. We can see the whole of this circle
  500. (half of it being visible at any time of the night), but it shows no
  501. signs of any such affection except where a part of it touches the
  502. circle of the milky way.
  503.   (2) Anaxagoras, Democritus, and their schools say that the milky way
  504. is the light of certain stars. For, they say, when the sun passes
  505. below the earth some of the stars are hidden from it. Now the light of
  506. those on which the sun shines is invisible, being obscured by the of
  507. the sun. But the milky way is the peculiar light of those stars
  508. which are shaded by the earth from the sun's rays.
  509.   This, too, is obviously impossible. The milky way is always
  510. unchanged and among the same constellations (for it is clearly a
  511. greatest circle), whereas, since the sun does not remain in the same
  512. place, what is hidden from it differs at different times. Consequently
  513. with the change of the sun's position the milky way ought to change
  514. its position too: but we find that this does not happen. Besides, if
  515. astronomical demonstrations are correct and the size of the sun is
  516. greater than that of the earth and the distance of the stars from
  517. the earth many times greater than that of the sun (just as the sun
  518. is further from the earth than the moon), then the cone made by the
  519. rays of the sun would terminate at no great distance from the earth,
  520. and the shadow of the earth (what we call night) would not reach the
  521. stars. On the contrary, the sun shines on all the stars and the
  522. earth screens none of them.
  523.   (3) There is a third theory about the milky way. Some say that it is
  524. a reflection of our sight to the sun, just as they say that the
  525. comet is.
  526.   But this too is impossible. For if the eye and the mirror and the
  527. whole of the object were severally at rest, then the same part of
  528. the image would appear at the same point in the mirror. But if the
  529. mirror and the object move, keeping the same distance from the eye
  530. which is at rest, but at different rates of speed and so not always at
  531. the same interval from one another, then it is impossible for the same
  532. image always to appear in the same part of the mirror. Now the
  533. constellations included in the circle of the milky way move; and so
  534. does the sun, the object to which our sight is reflected; but we stand
  535. still. And the distance of those two from us is constant and
  536. uniform, but their distance from one another varies. For the Dolphin
  537. sometimes rises at midnight, sometimes in the morning. But in each
  538. case the same parts of the milky way are found near it. But if it were
  539. a reflection and not a genuine affection of these this ought not to be
  540. the case.
  541.   Again, we can see the milky way reflected at night in water and
  542. similar mirrors. But under these circumstances it is impossible for
  543. our sight to be reflected to the sun.
  544.   These considerations show that the milky way is not the path of
  545. one of the planets, nor the light of imperceptible stars, nor a
  546. reflection. And those are the chief theories handed down by others
  547. hitherto.
  548.   Let us recall our fundamental principle and then explain our
  549. views. We have already laid down that the outermost part of what is
  550. called the air is potentially fire and that therefore when the air
  551. is dissolved by motion, there is separated off a kind of matter-and of
  552. this matter we assert that comets consist. We must suppose that what
  553. happens is the same as in the case of the comets when the matter
  554. does not form independently but is formed by one of the fixed stars or
  555. the planets. Then these stars appear to be fringed, because matter
  556. of this kind follows their course. In the same way, a certain kind
  557. of matter follows the sun, and we explain the halo as a reflection
  558. from it when the air is of the right constitution. Now we must
  559. assume that what happens in the case of the stars severally happens in
  560. the case of the whole of the heavens and all the upper motion. For
  561. it is natural to suppose that, if the motion of a single star
  562. excites a flame, that of all the stars should have a similar result,
  563. and especially in that region in which the stars are biggest and
  564. most numerous and nearest to one another. Now the circle of the zodiac
  565. dissolves this kind of matter because of the motion of the sun and the
  566. planets, and for this reason most comets are found outside the
  567. tropic circles. Again, no fringe appears round the sun or moon: for
  568. they dissolve such matter too quickly to admit of its formation. But
  569. this circle in which the milky way appears to our sight is the
  570. greatest circle, and its position is such that it extends far
  571. outside the tropic circles. Besides the region is full of the
  572. biggest and brightest constellations and also of what called
  573. 'scattered' stars (you have only to look to see this clearly). So
  574. for these reasons all this matter is continually and ceaselessly
  575. collecting there. A proof of the theory is this: In the circle
  576. itself the light is stronger in that half where the milky way is
  577. divided, and in it the constellations are more numerous and closer
  578. to one another than in the other half; which shows that the cause of
  579. the light is the motion of the constellations and nothing else. For if
  580. it is found in the circle in which there are most constellations and
  581. at that point in the circle at which they are densest and contain
  582. the biggest and the most stars, it is natural to suppose that they are
  583. the true cause of the affection in question. The circle and the
  584. constellations in it may be seen in the diagram. The so-called
  585. 'scattered' stars it is not possible to set down in the same way on
  586. the sphere because none of them have an evident permanent position;
  587. but if you look up to the sky the point is clear. For in this circle
  588. alone are the intervals full of these stars: in the other circles
  589. there are obvious gaps. Hence if we accept the cause assigned for
  590. the appearance of comets as plausible we must assume that the same
  591. kind of thing holds good of the milky way. For the fringe which in the
  592. former case is an affection of a single star here forms in the same
  593. way in relation to a whole circle. So if we are to define the milky
  594. way we may call it 'a fringe attaching to the greatest circle, and due
  595. to the matter secreted'. This, as we said before, explains why there
  596. are few comets and why they appear rarely; it is because at each
  597. revolution of the heavens this matter has always been and is always
  598. being separated off and gathered into this region.
  599.   We have now explained the phenomena that occur in that part of the
  600. terrestrial world which is continuous with the motions of the heavens,
  601. namely, shooting-stars and the burning flame, comets and the milky
  602. way, these being the chief affections that appear in that region.
  603.  
  604.                                  9
  605.  
  606.   Let us go on to treat of the region which follows next in order
  607. after this and which immediately surrounds the earth. It is the region
  608. common to water and air, and the processes attending the formation
  609. of water above take place in it. We must consider the principles and
  610. causes of all these phenomena too as before. The efficient and chief
  611. and first cause is the circle in which the sun moves. For the sun as
  612. it approaches or recedes, obviously causes dissipation and
  613. condensation and so gives rise to generation and destruction. Now
  614. the earth remains but the moisture surrounding it is made to evaporate
  615. by the sun's rays and the other heat from above, and rises. But when
  616. the heat which was raising it leaves it, in part dispersing to the
  617. higher region, in part quenched through rising so far into the upper
  618. air, then the vapour cools because its heat is gone and because the
  619. place is cold, and condenses again and turns from air into water.
  620. And after the water has formed it falls down again to the earth.
  621.   The exhalation of water is vapour: air condensing into water is
  622. cloud. Mist is what is left over when a cloud condenses into water,
  623. and is therefore rather a sign of fine weather than of rain; for
  624. mist might be called a barren cloud. So we get a circular process that
  625. follows the course of the sun. For according as the sun moves to
  626. this side or that, the moisture in this process rises or falls. We
  627. must think of it as a river flowing up and down in a circle and made
  628. up partly of air, partly of water. When the sun is near, the stream of
  629. vapour flows upwards; when it recedes, the stream of water flows down:
  630. and the order of sequence, at all events, in this process always
  631. remains the same. So if 'Oceanus' had some secret meaning in early
  632. writers, perhaps they may have meant this river that flows in a circle
  633. about the earth.
  634.   So the moisture is always raised by the heat and descends to the
  635. earth again when it gets cold. These processes and, in some cases,
  636. their varieties are distinguished by special names. When the water
  637. falls in small drops it is called a drizzle; when the drops are larger
  638. it is rain.
  639.  
  640.                                 10
  641.  
  642.   Some of the vapour that is formed by day does not rise high
  643. because the ratio of the fire that is raising it to the water that
  644. is being raised is small. When this cools and descends at night it
  645. is called dew and hoar-frost. When the vapour is frozen before it
  646. has condensed to water again it is hoar-frost; and this appears in
  647. winter and is commoner in cold places. It is dew when the vapour has
  648. condensed into water and the heat is not so great as to dry up the
  649. moisture that has been raised nor the cold sufficient (owing to the
  650. warmth of the climate or season) for the vapour itself to freeze.
  651. For dew is more commonly found when the season or the place is warm,
  652. whereas the opposite, as has been said, is the case with hoar-frost.
  653. For obviously vapour is warmer than water, having still the fire
  654. that raised it: consequently more cold is needed to freeze it.
  655.   Both dew and hoar-frost are found when the sky is clear and there is
  656. no wind. For the vapour could not be raised unless the sky were clear,
  657. and if a wind were blowing it could not condense.
  658.   The fact that hoar-frost is not found on mountains contributes to
  659. prove that these phenomena occur because the vapour does not rise
  660. high. One reason for this is that it rises from hollow and watery
  661. places, so that the heat that is raising it, bearing as it were too
  662. heavy a burden cannot lift it to a great height but soon lets it
  663. fall again. A second reason is that the motion of the air is more
  664. pronounced at a height, and this dissolves a gathering of this kind.
  665.   Everywhere, except in Pontus, dew is found with south winds and
  666. not with north winds. There the opposite is the case and it is found
  667. with north winds and not with south. The reason is the same as that
  668. which explains why dew is found in warm weather and not in cold. For
  669. the south wind brings warm, and the north, wintry weather. For the
  670. north wind is cold and so quenches the heat of the evaporation. But in
  671. Pontus the south wind does not bring warmth enough to cause
  672. evaporation, whereas the coldness of the north wind concentrates the
  673. heat by a sort of recoil, so that there is more evaporation and not
  674. less. This is a thing which we can often observe in other places
  675. too. Wells, for instance, give off more vapour in a north than in a
  676. south wind. Only the north winds quench the heat before any
  677. considerable quantity of vapour has gathered, while in a south wind
  678. the evaporation is allowed to accumulate.
  679.   Water, once formed, does not freeze on the surface of the earth,
  680. in the way that it does in the region of the clouds.
  681.  
  682.                                 11
  683.  
  684.   From the latter there fall three bodies condensed by cold, namely
  685. rain, snow, hail. Two of these correspond to the phenomena on the
  686. lower level and are due to the same causes, differing from them only
  687. in degree and quantity.
  688.   Snow and hoar-frost are one and the same thing, and so are rain
  689. and dew: only there is a great deal of the former and little of the
  690. latter. For rain is due to the cooling of a great amount of vapour,
  691. for the region from which and the time during which the vapour is
  692. collected are considerable. But of dew there is little: for the vapour
  693. collects for it in a single day and from a small area, as its quick
  694. formation and scanty quantity show.
  695.   The relation of hoar-frost and snow is the same: when cloud
  696. freezes there is snow, when vapour freezes there is hoar-frost.
  697. Hence snow is a sign of a cold season or country. For a great deal
  698. of heat is still present and unless the cold were overpowering it
  699. the cloud would not freeze. For there still survives in it a great
  700. deal of the heat which caused the moisture to rise as vapour from
  701. the earth.
  702.   Hail on the other hand is found in the upper region, but the
  703. corresponding phenomenon in the vaporous region near the earth is
  704. lacking. For, as we said, to snow in the upper region corresponds
  705. hoar-frost in the lower, and to rain in the upper region, dew in the
  706. lower. But there is nothing here to correspond to hail in the upper
  707. region. Why this is so will be clear when we have explained the nature
  708. of hail.
  709.  
  710.                                 12
  711.  
  712.   But we must go on to collect the facts bearing on the origin of
  713. it, both those which raise no difficulties and those which seem
  714. paradoxical.
  715.   Hail is ice, and water freezes in winter; yet hailstorms occur
  716. chiefly in spring and autumn and less often in the late summer, but
  717. rarely in winter and then only when the cold is less intense. And in
  718. general hailstorms occur in warmer, and snow in colder places.
  719. Again, there is a difficulty about water freezing in the upper region.
  720. It cannot have frozen before becoming water: and water cannot remain
  721. suspended in the air for any space of time. Nor can we say that the
  722. case is like that of particles of moisture which are carried up
  723. owing to their small size and rest on the iar (the water swimming on
  724. the air just as small particles of earth and gold often swim on
  725. water). In that case large drops are formed by the union of many
  726. small, and so fall down. This cannot take place in the case of hail,
  727. since solid bodies cannot coalesce like liquid ones. Clearly then
  728. drops of that size were suspended in the air or else they could not
  729. have been so large when frozen.
  730.   Some think that the cause and origin of hail is this. The cloud is
  731. thrust up into the upper atmosphere, which is colder because the
  732. reflection of the sun's rays from the earth ceases there, and upon its
  733. arrival there the water freezes. They think that this explains why
  734. hailstorms are commoner in summer and in warm countries; the heat is
  735. greater and it thrusts the clouds further up from the earth. But the
  736. fact is that hail does not occur at all at a great height: yet it
  737. ought to do so, on their theory, just as we see that snow falls most
  738. on high mountains. Again clouds have often been observed moving with a
  739. great noise close to the earth, terrifying those who heard and saw
  740. them as portents of some catastrophe. Sometimes, too, when such clouds
  741. have been seen, without any noise, there follows a violent
  742. hailstorm, and the stones are of incredible size, and angular in
  743. shape. This shows that they have not been falling for long and that
  744. they were frozen near to the earth, and not as that theory would
  745. have it. Moreover, where the hailstones are large, the cause of
  746. their freezing must be present in the highest degree: for hail is
  747. ice as every one can see. Now those hailstones are large which are
  748. angular in shape. And this shows that they froze close to the earth,
  749. for those that fall far are worn away by the length of their fall
  750. and become round and smaller in size.
  751.   It clearly follows that the congelation does not take place
  752. because the cloud is thrust up into the cold upper region.
  753.   Now we see that warm and cold react upon one another by recoil.
  754. Hence in warm weather the lower parts of the earth are cold and in a
  755. frost they are warm. The same thing, we must suppose, happens in the
  756. air, so that in the warmer seasons the cold is concentrated by the
  757. surrounding heat and causes the cloud to go over into water
  758. suddenly. (For this reason rain-drops are much larger on warm days
  759. than in winter, and showers more violent. A shower is said to be
  760. more violent in proportion as the water comes down in a body, and this
  761. happens when the condensation takes place quickly,-though this is just
  762. the opposite of what Anaxagoras says. He says that this happens when
  763. the cloud has risen into the cold air; whereas we say that it
  764. happens when the cloud has descended into the warm air, and that the
  765. more the further the cloud has descended). But when the cold has
  766. been concentrated within still more by the outer heat, it freezes
  767. the water it has formed and there is hail. We get hail when the
  768. process of freezing is quicker than the descent of the water. For if
  769. the water falls in a certain time and the cold is sufficient to freeze
  770. it in less, there is no difficulty about its having frozen in the air,
  771. provided that the freezing takes place in a shorter time than its
  772. fall. The nearer to the earth, and the more suddenly, this process
  773. takes place, the more violent is the rain that results and the
  774. larger the raindrops and the hailstones because of the shortness of
  775. their fall. For the same reason large raindrops do not fall thickly.
  776. Hail is rarer in summer than in spring and autumn, though commoner
  777. than in winter, because the air is drier in summer, whereas in
  778. spring it is still moist, and in autumn it is beginning to grow moist.
  779. It is for the same reason that hailstorms sometimes occur in the
  780. late summer as we have said.
  781.   The fact that the water has previously been warmed contributes to
  782. its freezing quickly: for so it cools sooner. Hence many people,
  783. when they want to cool hot water quickly, begin by putting it in the
  784. sun. So the inhabitants of Pontus when they encamp on the ice to
  785. fish (they cut a hole in the ice and then fish) pour warm water
  786. round their reeds that it may freeze the quicker, for they use the ice
  787. like lead to fix the reeds. Now it is in hot countries and seasons
  788. that the water which forms soon grows warm.
  789.   It is for the same reason that rain falls in summer and not in
  790. winter in Arabia and Ethiopia too, and that in torrents and repeatedly
  791. on the same day. For the concentration or recoil due to the extreme
  792. heat of the country cools the clouds quickly.
  793.   So much for an account of the nature and causes of rain, dew,
  794. snow, hoar-frost, and hail.
  795.  
  796.                                 13
  797.  
  798.   Let us explain the nature of winds, and all windy vapours, also of
  799. rivers and of the sea. But here, too, we must first discuss the
  800. difficulties involved: for, as in other matters, so in this no
  801. theory has been handed down to us that the most ordinary man could not
  802. have thought of.
  803.   Some say that what is called air, when it is in motion and flows, is
  804. wind, and that this same air when it condenses again becomes cloud and
  805. water, implying that the nature of wind and water is the same. So they
  806. define wind as a motion of the air. Hence some, wishing to say a
  807. clever thing, assert that all the winds are one wind, because the
  808. air that moves is in fact all of it one and the same; they maintain
  809. that the winds appear to differ owing to the region from which the air
  810. may happen to flow on each occasion, but really do not differ at
  811. all. This is just like thinking that all rivers are one and the same
  812. river, and the ordinary unscientific view is better than a
  813. scientific theory like this. If all rivers flow from one source, and
  814. the same is true in the case of the winds, there might be some truth
  815. in this theory; but if it is no more true in the one case than in
  816. the other, this ingenious idea is plainly false. What requires
  817. investigation is this: the nature of wind and how it originates, its
  818. efficient cause and whence they derive their source; whether one ought
  819. to think of the wind as issuing from a sort of vessel and flowing
  820. until the vessel is empty, as if let out of a wineskin, or, as
  821. painters represent the winds, as drawing their source from themselves.
  822.   We find analogous views about the origin of rivers. It is thought
  823. that the water is raised by the sun and descends in rain and gathers
  824. below the earth and so flows from a great reservoir, all the rivers
  825. from one, or each from a different one. No water at all is
  826. generated, but the volume of the rivers consists of the water that
  827. is gathered into such reservoirs in winter. Hence rivers are always
  828. fuller in winter than in summer, and some are perennial, others not.
  829. Rivers are perennial where the reservoir is large and so enough
  830. water has collected in it to last out and not be used up before the
  831. winter rain returns. Where the reservoirs are smaller there is less
  832. water in the rivers, and they are dried up and their vessel empty
  833. before the fresh rain comes on.
  834.   But if any one will picture to himself a reservoir adequate to the
  835. water that is continuously flowing day by day, and consider the amount
  836. of the water, it is obvious that a receptacle that is to contain all
  837. the water that flows in the year would be larger than the earth, or,
  838. at any rate, not much smaller.
  839.   Though it is evident that many reservoirs of this kind do exist in
  840. many parts of the earth, yet it is unreasonable for any one to
  841. refuse to admit that air becomes water in the earth for the same
  842. reason as it does above it. If the cold causes the vaporous air to
  843. condense into water above the earth we must suppose the cold in the
  844. earth to produce this same effect, and recognize that there not only
  845. exists in it and flows out of it actually formed water, but that water
  846. is continually forming in it too.
  847.   Again, even in the case of the water that is not being formed from
  848. day to day but exists as such, we must not suppose as some do that
  849. rivers have their source in definite subterranean lakes. On the
  850. contrary, just as above the earth small drops form and these join
  851. others, till finally the water descends in a body as rain, so too we
  852. must suppose that in the earth the water at first trickles together
  853. little by little, and that the sources of the rivers drip, as it were,
  854. out of the earth and then unite. This is proved by facts. When men
  855. construct an aqueduct they collect the water in pipes and trenches, as
  856. if the earth in the higher ground were sweating the water out.
  857. Hence, too, the head-waters of rivers are found to flow from
  858. mountains, and from the greatest mountains there flow the most
  859. numerous and greatest rivers. Again, most springs are in the
  860. neighbourhood of mountains and of high ground, whereas if we except
  861. rivers, water rarely appears in the plains. For mountains and high
  862. ground, suspended over the country like a saturated sponge, make the
  863. water ooze out and trickle together in minute quantities but in many
  864. places. They receive a great deal of water falling as rain (for it
  865. makes no difference whether a spongy receptacle is concave and
  866. turned up or convex and turned down: in either case it will contain
  867. the same volume of matter) and, they also cool the vapour that rises
  868. and condense it back into water.
  869.   Hence, as we said, we find that the greatest rivers flow from the
  870. greatest mountains. This can be seen by looking at itineraries: what
  871. is recorded in them consists either of things which the writer has
  872. seen himself or of such as he has compiled after inquiry from those
  873. who have seen them.
  874.   In Asia we find that the most numerous and greatest rivers flow from
  875. the mountain called Parnassus, admittedly the greatest of all
  876. mountains towards the south-east. When you have crossed it you see the
  877. outer ocean, the further limit of which is unknown to the dwellers
  878. in our world. Besides other rivers there flow from it the Bactrus, the
  879. Choaspes, the Araxes: from the last a branch separates off and flows
  880. into lake Maeotis as the Tanais. From it, too, flows the Indus, the
  881. volume of whose stream is greatest of all rivers. From the Caucasus
  882. flows the Phasis, and very many other great rivers besides. Now the
  883. Caucasus is the greatest of the mountains that lie to the northeast,
  884. both as regards its extent and its height. A proof of its height is
  885. the fact that it can be seen from the so-called 'deeps' and from the
  886. entrance to the lake. Again, the sun shines on its peaks for a third
  887. part of the night before sunrise and again after sunset. Its extent is
  888. proved by the fact that thought contains many inhabitable regions
  889. which are occupied by many nations and in which there are said to be
  890. great lakes, yet they say that all these regions are visible up to the
  891. last peak. From Pyrene (this is a mountain towards the west in
  892. Celtice) there flow the Istrus and the Tartessus. The latter flows
  893. outside the pillars, while the Istrus flows through all Europe into
  894. the Euxine. Most of the remaining rivers flow northwards from the
  895. Hercynian mountains, which are the greatest in height and extent about
  896. that region. In the extreme north, beyond furthest Scythia, are the
  897. mountains called Rhipae. The stories about their size are altogether
  898. too fabulous: however, they say that the most and (after the Istrus)
  899. the greatest rivers flow from them. So, too, in Libya there flow
  900. from the Aethiopian mountains the Aegon and the Nyses; and from the
  901. so-called Silver Mountain the two greatest of named rivers, the
  902. river called Chremetes that flows into the outer ocean, and the main
  903. source of the Nile. Of the rivers in the Greek world, the Achelous
  904. flows from Pindus, the Inachus from the same mountain; the Strymon,
  905. the Nestus, and the Hebrus all three from Scombrus; many rivers,
  906. too, flow from Rhodope.
  907.   All other rivers would be found to flow in the same way, but we have
  908. mentioned these as examples. Even where rivers flow from marshes,
  909. the marshes in almost every case are found to lie below mountains or
  910. gradually rising ground.
  911.   It is clear then that we must not suppose rivers to originate from
  912. definite reservoirs: for the whole earth, we might almost say, would
  913. not be sufficient (any more than the region of the clouds would be) if
  914. we were to suppose that they were fed by actually existing water
  915. only and it were not the case that as some water passed out of
  916. existence some more came into existence, but rivers always drew
  917. their stream from an existing store. Secondly, the fact that rivers
  918. rise at the foot of mountains proves that a place transmits the
  919. water it contains by gradual percolation of many drops, little by
  920. little, and that this is how the sources of rivers originate. However,
  921. there is nothing impossible about the existence of such places
  922. containing a quantity of water like lakes: only they cannot be big
  923. enough to produce the supposed effect. To think that they are is
  924. just as absurd as if one were to suppose that rivers drew all their
  925. water from the sources we see (for most rivers do flow from
  926. springs). So it is no more reasonable to suppose those lakes to
  927. contain the whole volume of water than these springs.
  928.   That there exist such chasms and cavities in the earth we are taught
  929. by the rivers that are swallowed up. They are found in many parts of
  930. the earth: in the Peloponnesus, for instance, there are many such
  931. rivers in Arcadia. The reason is that Arcadia is mountainous and there
  932. are no channels from its valleys to the sea. So these places get
  933. full of water, and this, having no outlet, under the pressure of the
  934. water that is added above, finds a way out for itself underground.
  935. In Greece this kind of thing happens on quite a small scale, but the
  936. lake at the foot of the Caucasus, which the inhabitants of these parts
  937. call a sea, is considerable. Many great rivers fall into it and it has
  938. no visible outlet but issues below the earth off the land of the
  939. Coraxi about the so-called 'deeps of Pontus'. This is a place of
  940. unfathomable depth in the sea: at any rate no one has yet been able to
  941. find bottom there by sounding. At this spot, about three hundred
  942. stadia from land, there comes up sweet water over a large area, not
  943. all of it together but in three places. And in Liguria a river equal
  944. in size to the Rhodanus is swallowed up and appears again elsewhere:
  945. the Rhodanus being a navigable river.
  946.  
  947.                                 14
  948.  
  949.   The same parts of the earth are not always moist or dry, but they
  950. change according as rivers come into existence and dry up. And so
  951. the relation of land to sea changes too and a place does not always
  952. remain land or sea throughout all time, but where there was dry land
  953. there comes to be sea, and where there is now sea, there one day comes
  954. to be dry land. But we must suppose these changes to follow some order
  955. and cycle. The principle and cause of these changes is that the
  956. interior of the earth grows and decays, like the bodies of plants
  957. and animals. Only in the case of these latter the process does not
  958. go on by parts, but each of them necessarily grows or decays as a
  959. whole, whereas it does go on by parts in the case of the earth. Here
  960. the causes are cold and heat, which increase and diminish on account
  961. of the sun and its course. It is owing to them that the parts of the
  962. earth come to have a different character, that some parts remain moist
  963. for a certain time, and then dry up and grow old, while other parts in
  964. their turn are filled with life and moisture. Now when places become
  965. drier the springs necessarily give out, and when this happens the
  966. rivers first decrease in size and then finally become dry; and when
  967. rivers change and disappear in one part and come into existence
  968. correspondingly in another, the sea must needs be affected.
  969.   If the sea was once pushed out by rivers and encroached upon the
  970. land anywhere, it necessarily leaves that place dry when it recedes;
  971. again, if the dry land has encroached on the sea at all by a process
  972. of silting set up by the rivers when at their full, the time must come
  973. when this place will be flooded again.
  974.   But the whole vital process of the earth takes place so gradually
  975. and in periods of time which are so immense compared with the length
  976. of our life, that these changes are not observed, and before their
  977. course can be recorded from beginning to end whole nations perish
  978. and are destroyed. Of such destructions the most utter and sudden
  979. are due to wars; but pestilence or famine cause them too. Famines,
  980. again, are either sudden and severe or else gradual. In the latter
  981. case the disappearance of a nation is not noticed because some leave
  982. the country while others remain; and this goes on until the land is
  983. unable to maintain any inhabitants at all. So a long period of time is
  984. likely to elapse from the first departure to the last, and no one
  985. remembers and the lapse of time destroys all record even before the
  986. last inhabitants have disappeared. In the same way a nation must be
  987. supposed to lose account of the time when it first settled in a land
  988. that was changing from a marshy and watery state and becoming dry.
  989. Here, too, the change is gradual and lasts a long time and men do
  990. not remember who came first, or when, or what the land was like when
  991. they came. This has been the case with Egypt. Here it is obvious
  992. that the land is continually getting drier and that the whole
  993. country is a deposit of the river Nile. But because the neighbouring
  994. peoples settled in the land gradually as the marshes dried, the
  995. lapse of time has hidden the beginning of the process. However, all
  996. the mouths of the Nile, with the single exception of that at
  997. Canopus, are obviously artificial and not natural. And Egypt was
  998. nothing more than what is called Thebes, as Homer, too, shows,
  999. modern though he is in relation to such changes. For Thebes is the
  1000. place that he mentions; which implies that Memphis did not yet
  1001. exist, or at any rate was not as important as it is now. That this
  1002. should be so is natural, since the lower land came to be inhabited
  1003. later than that which lay higher. For the parts that lie nearer to the
  1004. place where the river is depositing the silt are necessarily marshy
  1005. for a longer time since the water always lies most in the newly formed
  1006. land. But in time this land changes its character, and in its turn
  1007. enjoys a period of prosperity. For these places dry up and come to
  1008. be in good condition while the places that were formerly well-tempered
  1009. some day grow excessively dry and deteriorate. This happened to the
  1010. land of Argos and Mycenae in Greece. In the time of the Trojan wars
  1011. the Argive land was marshy and could only support a small
  1012. population, whereas the land of Mycenae was in good condition (and for
  1013. this reason Mycenae was the superior). But now the opposite is the
  1014. case, for the reason we have mentioned: the land of Mycenae has become
  1015. completely dry and barren, while the Argive land that was formerly
  1016. barren owing to the water has now become fruitful. Now the same
  1017. process that has taken place in this small district must be supposed
  1018. to be going on over whole countries and on a large scale.
  1019.   Men whose outlook is narrow suppose the cause of such events to be
  1020. change in the universe, in the sense of a coming to be of the world as
  1021. a whole. Hence they say that the sea being dried up and is growing
  1022. less, because this is observed to have happened in more places now
  1023. than formerly. But this is only partially true. It is true that many
  1024. places are now dry, that formerly were covered with water. But the
  1025. opposite is true too: for if they look they will find that there are
  1026. many places where the sea has invaded the land. But we must not
  1027. suppose that the cause of this is that the world is in process of
  1028. becoming. For it is absurd to make the universe to be in process
  1029. because of small and trifling changes, when the bulk and size of the
  1030. earth are surely as nothing in comparison with the whole world. Rather
  1031. we must take the cause of all these changes to be that, just as winter
  1032. occurs in the seasons of the year, so in determined periods there
  1033. comes a great winter of a great year and with it excess of rain. But
  1034. this excess does not always occur in the same place. The deluge in the
  1035. time of Deucalion, for instance, took place chiefly in the Greek world
  1036. and in it especially about ancient Hellas, the country about Dodona
  1037. and the Achelous, a river which has often changed its course. Here the
  1038. Selli dwelt and those who were formerly called Graeci and now
  1039. Hellenes. When, therefore, such an excess of rain occurs we must
  1040. suppose that it suffices for a long time. We have seen that some say
  1041. that the size of the subterranean cavities is what makes some rivers
  1042. perennial and others not, whereas we maintain that the size of the
  1043. mountains is the cause, and their density and coldness; for great,
  1044. dense, and cold mountains catch and keep and create most water:
  1045. whereas if the mountains that overhang the sources of rivers are small
  1046. or porous and stony and clayey, these rivers run dry earlier. We
  1047. must recognize the same kind of thing in this case too. Where such
  1048. abundance of rain falls in the great winter it tends to make the
  1049. moisture of those places almost everlasting. But as time goes on
  1050. places of the latter type dry up more, while those of the former,
  1051. moist type, do so less: until at last the beginning of the same
  1052. cycle returns.
  1053.   Since there is necessarily some change in the whole world, but not
  1054. in the way of coming into existence or perishing (for the universe
  1055. is permanent), it must be, as we say, that the same places are not for
  1056. ever moist through the presence of sea and rivers, nor for ever dry.
  1057. And the facts prove this. The whole land of the Egyptians, whom we
  1058. take to be the most ancient of men, has evidently gradually come
  1059. into existence and been produced by the river. This is clear from an
  1060. observation of the country, and the facts about the Red Sea suffice to
  1061. prove it too. One of their kings tried to make a canal to it (for it
  1062. would have been of no little advantage to them for the whole region to
  1063. have become navigable; Sesostris is said to have been the first of the
  1064. ancient kings to try), but he found that the sea was higher than the
  1065. land. So he first, and Darius afterwards, stopped making the canal,
  1066. lest the sea should mix with the river water and spoil it. So it is
  1067. clear that all this part was once unbroken sea. For the same reason
  1068. Libya-the country of Ammon-is, strangely enough, lower and hollower
  1069. than the land to the seaward of it. For it is clear that a barrier
  1070. of silt was formed and after it lakes and dry land, but in course of
  1071. time the water that was left behind in the lakes dried up and is now
  1072. all gone. Again the silting up of the lake Maeotis by the rivers has
  1073. advanced so much that the limit to the size of the ships which can now
  1074. sail into it to trade is much lower than it was sixty years ago. Hence
  1075. it is easy to infer that it, too, like most lakes, was originally
  1076. produced by the rivers and that it must end by drying up entirely.
  1077.   Again, this process of silting up causes a continuous current
  1078. through the Bosporus; and in this case we can directly observe the
  1079. nature of the process. Whenever the current from the Asiatic shore
  1080. threw up a sandbank, there first formed a small lake behind it.
  1081. Later it dried up and a second sandbank formed in front of the first
  1082. and a second lake. This process went on uniformly and without
  1083. interruption. Now when this has been repeated often enough, in the
  1084. course of time the strait must become like a river, and in the end the
  1085. river itself must dry up.
  1086.   So it is clear, since there will be no end to time and the world
  1087. is eternal, that neither the Tanais nor the Nile has always been
  1088. flowing, but that the region whence they flow was once dry: for
  1089. their effect may be fulfilled, but time cannot. And this will be
  1090. equally true of all other rivers. But if rivers come into existence
  1091. and perish and the same parts of the earth were not always moist,
  1092. the sea must needs change correspondingly. And if the sea is always
  1093. advancing in one place and receding in another it is clear that the
  1094. same parts of the whole earth are not always either sea or land, but
  1095. that all this changes in course of time.
  1096.   So we have explained that the same parts of the earth are not always
  1097. land or sea and why that is so: and also why some rivers are perennial
  1098. and others not.
  1099.                               Book II
  1100.                                  1
  1101.  
  1102.   LET us explain the nature of the sea and the reason why such a large
  1103. mass of water is salt and the way in which it originally came to be.
  1104.   The old writers who invented theogonies say that the sea has
  1105. springs, for they want earth and sea to have foundations and roots
  1106. of their own. Presumably they thought that this view was grander and
  1107. more impressive as implying that our earth was an important part of
  1108. the universe. For they believed that the whole world had been built up
  1109. round our earth and for its sake, and that the earth was the most
  1110. important and primary part of it. Others, wiser in human knowledge,
  1111. give an account of its origin. At first, they say, the earth was
  1112. surrounded by moisture. Then the sun began to dry it up, part of it
  1113. evaporated and is the cause of winds and the turnings back of the
  1114. sun and the moon, while the remainder forms the sea. So the sea is
  1115. being dried up and is growing less, and will end by being some day
  1116. entirely dried up. Others say that the sea is a kind of sweat exuded
  1117. by the earth when the sun heats it, and that this explains its
  1118. saltness: for all sweat is salt. Others say that the saltness is due
  1119. to the earth. Just as water strained through ashes becomes salt, so
  1120. the sea owes its saltness to the admixture of earth with similar
  1121. properties.
  1122.   We must now consider the facts which prove that the sea cannot
  1123. possibly have springs. The waters we find on the earth either flow
  1124. or are stationary. All flowing water has springs. (By a spring, as
  1125. we have explained above, we must not understand a source from which
  1126. waters are ladled as it were from a vessel, but a first point at which
  1127. the water which is continually forming and percolating gathers.)
  1128. Stationary water is either that which has collected and has been
  1129. left standing, marshy pools, for instance, and lakes, which differ
  1130. merely in size, or else it comes from springs. In this case it is
  1131. always artificial, I mean as in the case of wells, otherwise the
  1132. spring would have to be above the outlet. Hence the water from
  1133. fountains and rivers flows of itself, whereas wells need to be
  1134. worked artificially. All the waters that exist belong to one or
  1135. other of these classes.
  1136.   On the basis of this division we can sec that the sea cannot have
  1137. springs. For it falls under neither of the two classes; it does not
  1138. flow and it is not artificial; whereas all water from springs must
  1139. belong to one or other of them. Natural standing water from springs is
  1140. never found on such a large scale.
  1141.   Again, there are several seas that have no communication with one
  1142. another at all. The Red Sea, for instance, communicates but slightly
  1143. with the ocean outside the straits, and the Hyrcanian and Caspian seas
  1144. are distinct from this ocean and people dwell all round them. Hence,
  1145. if these seas had had any springs anywhere they must have been
  1146. discovered.
  1147.   It is true that in straits, where the land on either side
  1148. contracts an open sea into a small space, the sea appears to flow. But
  1149. this is because it is swinging to and fro. In the open sea this motion
  1150. is not observed, but where the land narrows and contracts the sea
  1151. the motion that was imperceptible in the open necessarily strikes
  1152. the attention.
  1153.   The whole of the Mediterranean does actually flow. The direction
  1154. of this flow is determined by the depth of the basins and by the
  1155. number of rivers. Maeotis flows into Pontus and Pontus into the
  1156. Aegean. After that the flow of the remaining seas is not so easy to
  1157. observe. The current of Maeotis and Pontus is due to the number of
  1158. rivers (more rivers flow into the Euxine and Maeotis than into the
  1159. whole Mediterranean with its much larger basin), and to their own
  1160. shallowness. For we find the sea getting deeper and deeper. Pontus
  1161. is deeper than Maeotis, the Aegean than Pontus, the Sicilian sea
  1162. than the Aegean; the Sardinian and Tyrrhenic being the deepest of all.
  1163. (Outside the pillars of Heracles the sea is shallow owing to the
  1164. mud, but calm, for it lies in a hollow.) We see, then, that just as
  1165. single rivers flow from mountains, so it is with the earth as a whole:
  1166. the greatest volume of water flows from the higher regions in the
  1167. north. Their alluvium makes the northern seas shallow, while the outer
  1168. seas are deeper. Some further evidence of the height of the northern
  1169. regions of the earth is afforded by the view of many of the ancient
  1170. meteorologists. They believed that the sun did not pass below the
  1171. earth, but round its northern part, and that it was the height of this
  1172. which obscured the sun and caused night.
  1173.   So much to prove that there cannot be sources of the sea and to
  1174. explain its observed flow.
  1175.                                  2
  1176.  
  1177.   We must now discuss the origin of the sea, if it has an origin,
  1178. and the cause of its salt and bitter taste.
  1179.   What made earlier writers consider the sea to be the original and
  1180. main body of water is this. It seems reasonable to suppose that to
  1181. be the case on the analogy of the other elements. Each of them has a
  1182. main bulk which by reason of its mass is the origin of that element,
  1183. and any parts which change and mix with the other elements come from
  1184. it. Thus the main body of fire is in the upper region; that of air
  1185. occupies the place next inside the region of fire; while the mass of
  1186. the earth is that round which the rest of the elements are seen to
  1187. lie. So we must clearly look for something analogous in the case of
  1188. water. But here we can find no such single mass, as in the case of the
  1189. other elements, except the sea. River water is not a unity, nor is
  1190. it stable, but is seen to be in a continuous process of becoming
  1191. from day to day. It was this difficulty which made people regard the
  1192. sea as the origin and source of moisture and of all water. And so we
  1193. find it maintained that rivers not only flow into the sea but
  1194. originate from it, the salt water becoming sweet by filtration.
  1195.   But this view involves another difficulty. If this body of water
  1196. is the origin and source of all water, why is it salt and not sweet?
  1197. The reason for this, besides answering this question, will ensure
  1198. our having a right first conception of the nature of the sea.
  1199.   The earth is surrounded by water, just as that is by the sphere of
  1200. air, and that again by the sphere called that of fire (which is the
  1201. outermost both on the common view and on ours). Now the sun, moving as
  1202. it does, sets up processes of change and becoming and decay, and by
  1203. its agency the finest and sweetest water is every day carried up and
  1204. is dissolved into vapour and rises to the upper region, where it is
  1205. condensed again by the cold and so returns to the earth. This, as we
  1206. have said before, is the regular course of nature.
  1207.   Hence all my predecessors who supposed that the sun was nourished by
  1208. moisture are absurdly mistaken. Some go on to say that the solstices
  1209. are due to this, the reason being that the same places cannot always
  1210. supply the sun with nourishment and that without it he must perish.
  1211. For the fire we are familiar with lives as long as it is fed, and
  1212. the only food for fire is moisture. As if the moisture that is
  1213. raised could reach the sun! or this ascent were really like that
  1214. performed by flame as it comes into being, and to which they
  1215. supposed the case of the sun to be analogous! Really there is no
  1216. similarity. A flame is a process of becoming, involving a constant
  1217. interchange of moist and dry. It cannot be said to be nourished
  1218. since it scarcely persists as one and the same for a moment. This
  1219. cannot be true of the sun; for if it were nourished like that, as they
  1220. say it is, we should obviously not only have a new sun every day, as
  1221. Heraclitus says, but a new sun every moment. Again, when the sun
  1222. causes the moisture to rise, this is like fire heating water. So, as
  1223. the fire is not fed by the water above it, it is absurd to suppose
  1224. that the sun feeds on that moisture, even if its heat made all the
  1225. water in the world evaporate. Again, it is absurd, considering the
  1226. number and size of the stars, that these thinkers should consider
  1227. the sun only and overlook the question how the rest of the heavenly
  1228. bodies subsist. Again, they are met by the same difficulty as those
  1229. who say that at first the earth itself was moist and the world round
  1230. the earth was warmed by the sun, and so air was generated and the
  1231. whole firmament grew, and the air caused winds and solstices. The
  1232. objection is that we always plainly see the water that has been
  1233. carried up coming down again. Even if the same amount does not come
  1234. back in a year or in a given country, yet in a certain period all that
  1235. has been carried up is returned. This implies that the celestial
  1236. bodies do not feed on it, and that we cannot distinguish between
  1237. some air which preserves its character once it is generated and some
  1238. other which is generated but becomes water again and so perishes; on
  1239. the contrary, all the moisture alike is dissolved and all of it
  1240. condensed back into water.
  1241.   The drinkable, sweet water, then, is light and is all of it drawn
  1242. up: the salt water is heavy and remains behind, but not in its natural
  1243. place. For this is a question which has been sufficiently discussed (I
  1244. mean about the natural place that water, like the other elements, must
  1245. in reason have), and the answer is this. The place which we see the
  1246. sea filling is not its natural place but that of water. It seems to
  1247. belong to the sea because the weight of the salt water makes it remain
  1248. there, while the sweet, drinkable water which is light is carried
  1249. up. The same thing happens in animal bodies. Here, too, the food
  1250. when it enters the body is sweet, yet the residuum and dregs of liquid
  1251. food are found to be bitter and salt. This is because the sweet and
  1252. drinkable part of it has been drawn away by the natural animal heat
  1253. and has passed into the flesh and the other parts of the body
  1254. according to their several natures. Now just as here it would be wrong
  1255. for any one to refuse to call the belly the place of liquid food
  1256. because that disappears from it soon, and to call it the place of
  1257. the residuum because this is seen to remain, so in the case of our
  1258. present subject. This place, we say, is the place of water. Hence
  1259. all rivers and all the water that is generated flow into it: for water
  1260. flows into the deepest place, and the deepest part of the earth is
  1261. filled by the sea. Only all the light and sweet part of it is
  1262. quickly carried off by the sun, while herest remains for the reason we
  1263. have explained. It is quite natural that some people should have
  1264. been puzzled by the old question why such a mass of water leaves no
  1265. trace anywhere (for the sea does not increase though innumerable and
  1266. vast rivers are flowing into it every day.) But if one considers the
  1267. matter the solution is easy. The same amount of water does not take as
  1268. long to dry up when it is spread out as when it is gathered in a body,
  1269. and indeed the difference is so great that in the one case it might
  1270. persist the whole day long while in the other it might all disappear
  1271. in a moment-as for instance if one were to spread out a cup of water
  1272. over a large table. This is the case with the rivers: all the time
  1273. they are flowing their water forms a compact mass, but when it arrives
  1274. at a vast wide place it quickly and imperceptibly evaporates.
  1275.   But the theory of the Phaedo about rivers and the sea is impossible.
  1276. There it is said that the earth is pierced by intercommunicating
  1277. channels and that the original head and source of all waters is what
  1278. is called Tartarus-a mass of water about the centre, from which all
  1279. waters, flowing and standing, are derived. This primary and original
  1280. water is always surging to and fro, and so it causes the rivers to
  1281. flow on this side of the earth's centre and on that; for it has no
  1282. fixed seat but is always oscillating about the centre. Its motion up
  1283. and down is what fills rivers. Many of these form lakes in various
  1284. places (our sea is an instance of one of these), but all of them
  1285. come round again in a circle to the original source of their flow,
  1286. many at the same point, but some at a point opposite to that from
  1287. which they issued; for instance, if they started from the other side
  1288. of the earth's centre, they might return from this side of it. They
  1289. descend only as far as the centre, for after that all motion is
  1290. upwards. Water gets its tastes and colours from the kind of earth
  1291. the rivers happened to flow through.
  1292.   But on this theory rivers do not always flow in the same sense.
  1293. For since they flow to the centre from which they issue forth they
  1294. will not be flowing down any more than up, but in whatever direction
  1295. the surging of Tartarus inclines to. But at this rate we shall get the
  1296. proverbial rivers flowing upwards, which is impossible. Again, where
  1297. is the water that is generated and what goes up again as vapour to
  1298. come from? For this must all of it simply be ignored, since the
  1299. quantity of water is always the same and all the water that flows
  1300. out from the original source flows back to it again. This itself is
  1301. not true, since all rivers are seen to end in the sea except where one
  1302. flows into another. Not one of them ends in the earth, but even when
  1303. one is swallowed up it comes to the surface again. And those rivers
  1304. are large which flow for a long distance through a lowying country,
  1305. for by their situation and length they cut off the course of many
  1306. others and swallow them up. This is why the Istrus and the Nile are
  1307. the greatest of the rivers which flow into our sea. Indeed, so many
  1308. rivers fall into them that there is disagreement as to the sources
  1309. of them both. All of which is plainly impossible on the theory, and
  1310. the more so as it derives the sea from Tartarus.
  1311.   Enough has been said to prove that this is the natural place of
  1312. water and not of the sea, and to explain why sweet water is only found
  1313. in rivers, while salt water is stationary, and to show that the sea is
  1314. the end rather than the source of water, analogous to the residual
  1315. matter of all food, and especially liquid food, in animal bodies.
  1316.  
  1317.                                  3
  1318.  
  1319.   We must now explain why the sea is salt, and ask whether it
  1320. eternally exists as identically the same body, or whether it did not
  1321. exist at all once and some day will exist no longer, but will dry up
  1322. as some people think.
  1323.   Every one admits this, that if the whole world originated the sea
  1324. did too; for they make them come into being at the same time. It
  1325. follows that if the universe is eternal the same must be true of the
  1326. sea. Any one who thinks like Democritus that the sea is diminishing
  1327. and will disappear in the end reminds us of Aesop's tales. His story
  1328. was that Charybdis had twice sucked in the sea: the first time she
  1329. made the mountains visible; the second time the islands; and when
  1330. she sucks it in for the last time she will dry it up entirely. Such
  1331. a tale is appropriate enough to Aesop in a rage with the ferryman, but
  1332. not to serious inquirers. Whatever made the sea remain at first,
  1333. whether it was its weight, as some even of those who hold these
  1334. views say (for it is easy to see the cause here), or some other
  1335. reason-clearly the same thing must make it persist for ever. They must
  1336. either deny that the water raised by the sun will return at all, or,
  1337. if it does, they must admit that the sea persists for ever or as
  1338. long as this process goes on, and again, that for the same period of
  1339. time that sweet water must have been carried up beforehand. So the sea
  1340. will never dry up: for before that can happen the water that has
  1341. gone up beforehand will return to it: for if you say that this happens
  1342. once you must admit its recurrence. If you stop the sun's course there
  1343. is no drying agency. If you let it go on it will draw up the sweet
  1344. water as we have said whenever it approaches, and let it descend again
  1345. when it recedes. This notion about the sea is derived from the fact
  1346. that many places are found to be drier now than they once were. Why
  1347. this is so we have explained. The phenomenon is due to temporary
  1348. excess of rain and not to any process of becoming in which the
  1349. universe or its parts are involved. Some day the opposite will take
  1350. place and after that the earth will grow dry once again. We must
  1351. recognize that this process always goes on thus in a cycle, for that
  1352. is more satisfactory than to suppose a change in the whole world in
  1353. order to explain these facts. But we have dwelt longer on this point
  1354. than it deserves.
  1355.   To return to the saltness of the sea: those who create the sea
  1356. once for all, or indeed generate it at all, cannot account for its
  1357. saltness. It makes no difference whether the sea is the residue of all
  1358. the moisture that is about the earth and has been drawn up by the sun,
  1359. or whether all the flavour existing in the whole mass of sweet water
  1360. is due to the admixture of a certain kind of earth. Since the total
  1361. volume of the sea is the same once the water that evaporated has
  1362. returned, it follows that it must either have been salt at first
  1363. too, or, if not at first, then not now either. If it was salt from the
  1364. very beginning, then we want to know why that was so; and why, if salt
  1365. water was drawn up then, that is not the case now.
  1366.   Again, if it is maintained that an admixture of earth makes the
  1367. sea salt (for they say that earth has many flavours and is washed down
  1368. by the rivers and so makes the sea salt by its admixture), it is
  1369. strange that rivers should not be salt too. How can the admixture of
  1370. this earth have such a striking effect in a great quantity of water
  1371. and not in each river singly? For the sea, differing in nothing from
  1372. rivers but in being salt, is evidently simply the totality of river
  1373. water, and the rivers are the vehicle in which that earth is carried
  1374. to their common destination.
  1375.   It is equally absurd to suppose that anything has been explained
  1376. by calling the sea 'the sweat of the earth', like Empedicles.
  1377. Metaphors are poetical and so that expression of his may satisfy the
  1378. requirements of a poem, but as a scientific theory it is
  1379. unsatisfactory. Even in the case of the body it is a question how
  1380. the sweet liquid drunk becomes salt sweat whether it is merely by
  1381. the departure of some element in it which is sweetest, or by the
  1382. admixture of something, as when water is strained through ashes.
  1383. Actually the saltness seems to be due to the same cause as in the case
  1384. of the residual liquid that gathers in the bladder. That, too, becomes
  1385. bitter and salt though the liquid we drink and that contained in our
  1386. food is sweet. If then the bitterness is due in these cases (as with
  1387. the water strained through lye) to the presence of a certain sort of
  1388. stuff that is carried along by the urine (as indeed we actually find a
  1389. salt deposit settling in chamber-pots) and is secreted from the
  1390. flesh in sweat (as if the departing moisture were washing the stuff
  1391. out of the body), then no doubt the admixture of something earthy with
  1392. the water is what makes the sea salt.
  1393.   Now in the body stuff of this kind, viz. the sediment of food, is
  1394. due to failure to digest: but how there came to be any such thing in
  1395. the earth requires explanation. Besides, how can the drying and
  1396. warming of the earth cause the secretion such a great quantity of
  1397. water; especially as that must be a mere fragment of what is left in
  1398. the earth? Again, waiving the question of quantity, why does not the
  1399. earth sweat now when it happens to be in process of drying? If it
  1400. did so then, it ought to do so now. But it does not: on the
  1401. contrary, when it is dry it graws moist, but when it is moist it
  1402. does not secrete anything at all. How then was it possible for the
  1403. earth at the beginning when it was moist to sweat as it grew dry?
  1404. Indeed, the theory that maintains that most of the moisture departed
  1405. and was drawn up by the sun and that what was left over is the sea
  1406. is more reasonable; but for the earth to sweat when it is moist is
  1407. impossible.
  1408.   Since all the attempts to account for the saltness of the sea seem
  1409. unsuccessful let us explain it by the help of the principle we have
  1410. used already.
  1411.   Since we recognize two kinds of evaporation, one moist, the other
  1412. dry, it is clear that the latter must be recognized as the source of
  1413. phenomena like those we are concerned with.
  1414.   But there is a question which we must discuss first. Does the sea
  1415. always remain numerically one and consisting of the same parts, or
  1416. is it, too, one in form and volume while its parts are in continual
  1417. change, like air and sweet water and fire? All of these are in a
  1418. constant state of change, but the form and the quantity of each of
  1419. them are fixed, just as they are in the case of a flowing river or a
  1420. burning flame. The answer is clear, and there is no doubt that the
  1421. same account holds good of all these things alike. They differ in that
  1422. some of them change more rapidly or more slowly than others; and
  1423. they all are involved in a process of perishing and becoming which yet
  1424. affects them all in a regular course.
  1425.   This being so we must go on to try to explain why the sea is salt.
  1426. There are many facts which make it clear that this taste is due to the
  1427. admixture of something. First, in animal bodies what is least
  1428. digested, the residue of liquid food, is salt and bitter, as we said
  1429. before. All animal excreta are undigested, but especially that which
  1430. gathers in the bladder (its extreme lightness proves this; for
  1431. everything that is digested is condensed), and also sweat; in these
  1432. then is excreted (along with other matter) an identical substance to
  1433. which this flavour is due. The case of things burnt is analogous. What
  1434. heat fails to assimilate becomes the excrementary residue in animal
  1435. bodies, and, in things burnt, ashes. That is why some people say
  1436. that it was burnt earth that made the sea salt. To say that it was
  1437. burnt earth is absurd; but to say that it was something like burnt
  1438. earth is true. We must suppose that just as in the cases we have
  1439. described, so in the world as a whole, everything that grows and is
  1440. naturally generated always leaves an undigested residue, like that
  1441. of things burnt, consisting of this sort of earth. All the earthy
  1442. stuff in the dry exhalation is of this nature, and it is the dry
  1443. exhalation which accounts for its great quantity. Now since, as we
  1444. have said, the moist and the dry evaporations are mixed, some quantity
  1445. of this stuff must always be included in the clouds and the water that
  1446. are formed by condensation, and must redescend to the earth in rain.
  1447. This process must always go on with such regularity as the sublunary
  1448. world admits of. and it is the answer to the question how the sea
  1449. comes to be salt.
  1450.   It also explains why rain that comes from the south, and the first
  1451. rains of autumn, are brackish. The south is the warmest of winds and
  1452. it blows from dry and hot regions. Hence it carries little moist
  1453. vapour and that is why it is hot. (It makes no difference even if this
  1454. is not its true character and it is originally a cold wind, for it
  1455. becomes warm on its way by incorporating with itself a great
  1456. quantity of dry evaporation from the places it passes over.) The north
  1457. wind, on the other hand, comb ing from moist regions, is full of
  1458. vapour and therefore cold. It is dry in our part of the world
  1459. because it drives the clouds away before it, but in the south it is
  1460. rainy; just as the south is a dry wind in Libya. So the south wind
  1461. charges the rain that falls with a great quantity of this stuff.
  1462. Autumn rain is brackish because the heaviest water must fall first; so
  1463. that that which contains the greatest quantity of this kind of earth
  1464. descends quickest.
  1465.   This, too, is why the sea is warm. Everything that has been
  1466. exposed to fire contains heat potentially, as we see in the case of
  1467. lye and ashes and the dry and liquid excreta of animals. Indeed
  1468. those animals which are hottest in the belly have the hottest excreta.
  1469.   The action of this cause is continually making the sea more salt,
  1470. but some part of its saltness is always being drawn up with the
  1471. sweet water. This is less than the sweet water in the same ratio in
  1472. which the salt and brackish element in rain is less than the sweet,
  1473. and so the saltness of the sea remains constant on the whole. Salt
  1474. water when it turns into vapour becomes sweet, and the vapour does not
  1475. form salt water when it condenses again. This I know by experiment.
  1476. The same thing is true in every case of the kind: wine and all
  1477. fluids that evaporate and condense back into a liquid state become
  1478. water. They all are water modified by a certain admixture, the
  1479. nature of which determines their flavour. But this subject must be
  1480. considered on another more suitable occasion.
  1481.   For the present let us say this. The sea is there and some of it
  1482. is continually being drawn up and becoming sweet; this returns from
  1483. above with the rain. But it is now different from what it was when
  1484. it was drawn up, and its weight makes it sink below the sweet water.
  1485. This process prevents the sea, as it does rivers, from drying up
  1486. except from local causes (this must happen to sea and rivers alike).
  1487. On the other hand the parts neither of the earth nor of the sea remain
  1488. constant but only their whole bulk. For the same thing is true of
  1489. the earth as of the sea: some of it is carried up and some comes
  1490. down with the rain, and both that which remains on the surface and
  1491. that which comes down again change their situations.
  1492.   There is more evidence to prove that saltness is due to the
  1493. admixture of some substance, besides that which we have adduced.
  1494. Make a vessel of wax and put it in the sea, fastening its mouth in
  1495. such a way as to prevent any water getting in. Then the water that
  1496. percolates through the wax sides of the vessel is sweet, the earthy
  1497. stuff, the admixture of which makes the water salt, being separated
  1498. off as it were by a filter. It is this stuff which make salt water
  1499. heavy (it weighs more than fresh water) and thick. The difference in
  1500. consistency is such that ships with the same cargo very nearly sink in
  1501. a river when they are quite fit to navigate in the sea. This
  1502. circumstance has before now caused loss to shippers freighting their
  1503. ships in a river. That the thicker consistency is due to an
  1504. admixture of something is proved by the fact that if you make strong
  1505. brine by the admixture of salt, eggs, even when they are full, float
  1506. in it. It almost becomes like mud; such a quantity of earthy matter is
  1507. there in the sea. The same thing is done in salting fish.
  1508.   Again if, as is fabled, there is a lake in Palestine, such that if
  1509. you bind a man or beast and throw it in it floats and does not sink,
  1510. this would bear out what we have said. They say that this lake is so
  1511. bitter and salt that no fish live in it and that if you soak clothes
  1512. in it and shake them it cleans them. The following facts all of them
  1513. support our theory that it is some earthy stuff in the water which
  1514. makes it salt. In Chaonia there is a spring of brackish water that
  1515. flows into a neighbouring river which is sweet but contains no fish.
  1516. The local story is that when Heracles came from Erytheia driving the
  1517. oxen and gave the inhabitants the choice, they chose salt in
  1518. preference to fish. They get the salt from the spring. They boil off
  1519. some of the water and let the rest stand; when it has cooled and the
  1520. heat and moisture have evaporated together it gives them salt, not
  1521. in lumps but loose and light like snow. It is weaker than ordinary
  1522. salt and added freely gives a sweet taste, and it is not as white as
  1523. salt generally is. Another instance of this is found in Umbria.
  1524. There is a place there where reeds and rushes grow. They burn some
  1525. of these, put the ashes into water and boil it off. When a little
  1526. water is left and has cooled it gives a quantity of salt.
  1527.   Most salt rivers and springs must once have been hot. Then the
  1528. original fire in them was extinguished but the earth through which
  1529. they percolate preserves the character of lye or ashes. Springs and
  1530. rivers with all kinds of flavours are found in many places. These
  1531. flavours must in every case be due to the fire that is or was in them,
  1532. for if you expose earth to different degrees of heat it assumes
  1533. various kinds and shades of flavour. It becomes full of alum and lye
  1534. and other things of the kind, and the fresh water percolates through
  1535. these and changes its character. Sometimes it becomes acid as in
  1536. Sicania, a part of Sicily. There they get a salt and acid water
  1537. which they use as vinegar to season some of their dishes. In the
  1538. neighbourhood of Lyncus, too, there is a spring of acid water, and
  1539. in Scythia a bitter spring. The water from this makes the whole of the
  1540. river into which it flows bitter. These differences are explained by a
  1541. knowledge of the particular mixtures that determine different savours.
  1542. But these have been explained in another treatise.
  1543.   We have now given an account of waters and the sea, why they
  1544. persist, how they change, what their nature is, and have explained
  1545. most of their natural operations and affections.
  1546.  
  1547.                                  4
  1548.  
  1549.   Let us proceed to the theory of winds. Its basis is a distinction we
  1550. have already made. We recognize two kinds of evaporation, one moist,
  1551. the other dry. The former is called vapour: for the other there is
  1552. no general name but we must call it a sort of smoke, applying to the
  1553. whole of it a word that is proper to one of its forms. The moist
  1554. cannot exist without the dry nor the dry without the moist: whenever
  1555. we speak of either we mean that it predominates. Now when the sun in
  1556. its circular course approaches, it draws up by its heat the moist
  1557. evaporation: when it recedes the cold makes the vapour that had been
  1558. raised condense back into water which falls and is distributed through
  1559. the earth. (This explains why there is more rain in winter and more by
  1560. night than by day: though the fact is not recognized because rain by
  1561. night is more apt to escape observation than by day.) But there is a
  1562. great quantity of fire and heat in the earth, and the sun not only
  1563. draws up the moisture that lies on the surface of it, but warms and
  1564. dries the earth itself. Consequently, since there are two kinds of
  1565. evaporation, as we have said, one like vapour, the other like smoke,
  1566. both of them are necessarily generated. That in which moisture
  1567. predominates is the source of rain, as we explained before, while
  1568. the dry evaporation is the source and substance of all winds. That
  1569. things must necessarily take this course is clear from the resulting
  1570. phenomena themselves, for the evaporation that is to produce them must
  1571. necessarily differ; and the sun and the warmth in the earth not only
  1572. can but must produce these evaporations.
  1573.   Since the two evaporations are specifically distinct, wind and
  1574. rain obviously differ and their substance is not the same, as those
  1575. say who maintain that one and the same air when in motion is wind, but
  1576. when it condenses again is water. Air, as we have explained in an
  1577. earlier book, is made up of these as constituents. Vapour is moist
  1578. and cold (for its fluidity is due to its moistness, and because it
  1579. derives from water it is naturally cold, like water that has not
  1580. been warmed): whereas the smoky evaporation is hot and dry. Hence each
  1581. contributes a part, and air is moist and hot. It is absurd that this
  1582. air that surrounds us should become wind when in motion, whatever be
  1583. the source of its motion on the contrary the case of winds is like
  1584. that of rivers. We do not call water that flows anyhow a river, even
  1585. if there is a great quantity of it, but only if the flow comes from
  1586. a spring. So too with the winds; a great quantity of air might be
  1587. moved by the fall of some large object without flowing from any source
  1588. or spring.
  1589.   The facts bear out our theory. It is because the evaporation takes
  1590. place uninterruptedly but differs in degree and quantity that clouds
  1591. and winds appear in their natural proportion according to the
  1592. season; and it is because there is now a great excess of the vaporous,
  1593. now of the dry and smoky exhalation, that some years are rainy and
  1594. wet, others windy and dry. Sometimes there is much drought or rain,
  1595. and it prevails over a great and continuous stretch of country. At
  1596. other times it is local; the surrounding country often getting
  1597. seasonable or even excessive rains while there is drought in a certain
  1598. part; or, contrariwise, all the surrounding country gets little or
  1599. even no rain while a certain part gets rain in abundance. The reason
  1600. for all this is that while the same affection is generally apt to
  1601. prevail over a considerable district because adjacent places (unless
  1602. there is something special to differentiate them) stand in the same
  1603. relation to the sun, yet on occasion the dry evaporation will
  1604. prevail in one part and the moist in another, or conversely. Again the
  1605. reason for this latter is that each evaporation goes over to that of
  1606. the neighbouring district: for instance, the dry evaporation
  1607. circulates in its own place while the moist migrates to the next
  1608. district or is even driven by winds to some distant place: or else the
  1609. moist evaporation remains and the dry moves away. Just as in the
  1610. case of the body when the stomach is dry the lower belly is often in
  1611. the contrary state, and when it is dry the stomach is moist and
  1612. cold, so it often happens that the evaporations reciprocally take
  1613. one another's place and interchange.
  1614.   Further, after rain wind generally rises in those places where the
  1615. rain fell, and when rain has come on the wind ceases. These are
  1616. necessary effects of the principles we have explained. After rain
  1617. the earth is being dried by its own heat and that from above and gives
  1618. off the evaporation which we saw to be the material cause of. wind.
  1619. Again, suppose this secretion is present and wind prevails; the heat
  1620. is continually being thrown off, rising to the upper region, and so
  1621. the wind ceases; then the fall in temperature makes vapour form and
  1622. condense into water. Water also forms and cools the dry evaporation
  1623. when the clouds are driven together and the cold concentrated in them.
  1624. These are the causes that make wind cease on the advent of rain, and
  1625. rain fall on the cessation of wind.
  1626.   The cause of the predominance of winds from the north and from the
  1627. south is the same. (Most winds, as a matter of fact, are north winds
  1628. or south winds.) These are the only regions which the sun does not
  1629. visit: it approaches them and recedes from them, but its course is
  1630. always over the-west and the east. Hence clouds collect on either
  1631. side, and when the sun approaches it provokes the moist evaporation,
  1632. and when it recedes to the opposite side there are storms and rain. So
  1633. summer and winter are due to the sun's motion to and from the
  1634. solstices, and water ascends and falls again for the same reason.
  1635. Now since most rain falls in those regions towards which and from
  1636. which the sun turns and these are the north and the south, and since
  1637. most evaporation must take place where there is the greatest rainfall,
  1638. just as green wood gives most smoke, and since this evaporation is
  1639. wind, it is natural that the most and most important winds should come
  1640. from these quarters. (The winds from the north are called Boreae,
  1641. those from the south Noti.)
  1642.   The course of winds is oblique: for though the evaporation rises
  1643. straight up from the earth, they blow round it because all the
  1644. surrounding air follows the motion of the heavens. Hence the
  1645. question might be asked whether winds originate from above or from
  1646. below. The motion comes from above: before we feel the wind blowing
  1647. the air betrays its presence if there are clouds or a mist, for
  1648. their motion shows that the wind has begun to blow before it has
  1649. actually reached us; and this implies that the source of winds is
  1650. above. But since wind is defined as 'a quantity of dry evaporation
  1651. from the earth moving round the earth', it is clear that while the
  1652. origin of the motion is from above, the matter and the generation of
  1653. wind come from below. The oblique movement of the rising evaporation
  1654. is caused from above: for the motion of the heavens determines the
  1655. processes that are at a distance from the earth, and the motion from
  1656. below is vertical and every cause is more active where it is nearest
  1657. to the effect; but in its generation and origin wind plainly derives
  1658. from the earth.
  1659.   The facts bear out the view that winds are formed by the gradual
  1660. union of many evaporations just as rivers derive their sources from
  1661. the water that oozes from the earth. Every wind is weakest in the spot
  1662. from which it blows; as they proceed and leave their source at a
  1663. distance they gather strength. Thus the winter in the north is
  1664. windless and calm: that is, in the north itself; but, the breeze
  1665. that blows from there so gently as to escape observation becomes a
  1666. great wind as it passes on.
  1667.   We have explained the nature and origin of wind, the occurrence of
  1668. drought and rains, the reason why rain stops wind and wind rises after
  1669. rain, the prevalence of north and south winds and also why wind
  1670. moves in the way it does.
  1671.  
  1672.                                  5
  1673.  
  1674.   The sun both checks the formation of winds and stimulates it. When
  1675. the evaporation is small in amount and faint the sun wastes it and
  1676. dissipates by its greater heat the lesser heat contained in the
  1677. evaporation. It also dries up the earth, the source of the
  1678. evaporation, before the latter has appeared in bulk: just as, when you
  1679. throw a little fuel into a great fire, it is often burnt up before
  1680. giving off any smoke. In these ways the sun checks winds and
  1681. prevents them from rising at all: it checks them by wasting the
  1682. evaporation, and prevents their rising by drying up the earth quickly.
  1683. Hence calm is very apt to prevail about the rising of Orion and
  1684. lasts until the coming of the Etesiae and their 'forerunners'.
  1685.   Calm is due to two causes. Either cold quenches the evaporation, for
  1686. instance a sharp frost: or excessive heat wastes it. In the
  1687. intermediate periods, too, the causes are generally either that the
  1688. evaporation has not had time to develop or that it has passed away and
  1689. there is none as yet to replace it.
  1690.   Both the setting and the rising of Orion are considered to be
  1691. treacherous and stormy, because they place at a change of season
  1692. (namely of summer or winter; and because the size of the constellation
  1693. makes its rise last over many days) and a state of change is always
  1694. indefinite and therefore liable to disturbance.
  1695.   The Etesiae blow after the summer solstice and the rising of the
  1696. dog-star: not at the time when the sun is closest nor when it is
  1697. distant; and they blow by day and cease at night. The reason is that
  1698. when the sun is near it dries up the earth before evaporation has
  1699. taken place, but when it has receded a little its heat and the
  1700. evaporation are present in the right proportion; so the ice melts
  1701. and the earth, dried by its own heat and that of the sun, smokes and
  1702. vapours. They abate at night because the cold pf the nights checks the
  1703. melting of the ice. What is frozen gives off no evaporation, nor
  1704. does that which contains no dryness at all: it is only where something
  1705. dry contains moisture that it gives off evaporation under the
  1706. influence of heat.
  1707.   The question is sometimes asked: why do the north winds which we
  1708. call the Etesiae blow continuously after the summer solstice, when
  1709. there are no corresponding south winds after the winter solstice?
  1710. The facts are reasonable enough: for the so-called 'white south winds'
  1711. do blow at the corresponding season, though they are not equally
  1712. continuous and so escape observation and give rise to this inquiry.
  1713. The reason for this is that the north wind I from the arctic regions
  1714. which are full of water and snow. The sun thaws them and so the
  1715. Etesiae blow: after rather than at the summer solstice. (For the
  1716. greatest heat is developed not when the sun is nearest to the north,
  1717. but when its heat has been felt for a considerable period and it has
  1718. not yet receded far. The 'bird winds' blow in the same way after the
  1719. winter solstice. They, too, are weak Etesiae, but they blow less and
  1720. later than the Etesiae. They begin to blow only on the seventieth
  1721. day because the sun is distant and therefore weaker. They do not
  1722. blow so continuously because only things on the surface of the earth
  1723. and offering little resistance evaporate then, the thoroughly frozen
  1724. parts requiring greater heat to melt them. So they blow intermittently
  1725. till the true Etesiae come on again at the summer solstice: for from
  1726. that time onwards the wind tends to blow continuously.) But the
  1727. south wind blows from the tropic of Cancer and not from the
  1728. antarctic region.
  1729.   There are two inhabitable sections of the earth: one near our upper,
  1730. or nothern pole, the other near the other or southern pole; and
  1731. their shape is like that of a tambourine. If you draw lines from the
  1732. centre of the earth they cut out a drum-shaped figure. The lines
  1733. form two cones; the base of the one is the tropic, of the other the
  1734. ever visible circle, their vertex is at the centre of the earth. Two
  1735. other cones towards the south pole give corresponding segments of
  1736. the earth. These sections alone are habitable. Beyond the tropics no
  1737. one can live: for there the shade would not fall to the north, whereas
  1738. the earth is known to be uninhabitable before the sun is in the zenith
  1739. or the shade is thrown to the south: and the regions below the Bear
  1740. are uninhabitable because of the cold.
  1741.   (The Crown, too, moves over this region: for it is in the zenith
  1742. when it is on our meridian.)
  1743.   So we see that the way in which they now describe the geography of
  1744. the earth is ridiculous. They depict the inhabited earth as round, but
  1745. both ascertained facts and general considerations show this to be
  1746. impossible. If we reflect we see that the inhabited region is
  1747. limited in breadth, while the climate admits of its extending all
  1748. round the earth. For we meet with no excessive heat or cold in the
  1749. direction of its length but only in that of its breadth; so that there
  1750. is nothing to prevent our travelling round the earth unless the extent
  1751. of the sea presents an obstacle anywhere. The records of journeys by
  1752. sea and land bear this out. They make the length far greater than
  1753. the breadth. If we compute these voyages and journeys the distance
  1754. from the Pillars of Heracles to India exceeds that from Aethiopia to
  1755. Maeotis and the northernmost Scythians by a ratio of more than 5 to 3,
  1756. as far as such matters admit of accurate statement. Yet we know the
  1757. whole breadth of the region we dwell in up to the uninhabited parts:
  1758. in one direction no one lives because of the cold, in the other
  1759. because of the heat.
  1760.   But it is the sea which divides as it seems the parts beyond India
  1761. from those beyond the Pillars of Heracles and prevents the earth
  1762. from being inhabited all round.
  1763.   Now since there must be a region bearing the same relation to the
  1764. southern pole as the place we live in bears to our pole, it will
  1765. clearly correspond in the ordering of its winds as well as in other
  1766. things. So just as we have a north wind here, they must have a
  1767. corresponding wind from the antarctic. This wind cannot reach us since
  1768. our own north wind is like a land breeze and does not even reach the
  1769. limits of the region we live in. The prevalence of north winds here is
  1770. due to our lying near the north. Yet even here they give out and
  1771. fail to penetrate far: in the southern sea beyond Libya east and
  1772. west winds are always blowing alternately, like north and south
  1773. winds with us. So it is clear that the south wind is not the wind that
  1774. blows from the south pole. It is neither that nor the wind from the
  1775. winter tropic. For symmetry would require another wind blowing from
  1776. the summer tropic, which there is not, since we know that only one
  1777. wind blows from that quarter. So the south wind clearly blows from the
  1778. torrid region. Now the sun is so near to that region that it has no
  1779. water, or snow which might melt and cause Etesiae. But because that
  1780. place is far more extensive and open the south wind is greater and
  1781. stronger and warmer than the north and penetrates farther to the north
  1782. than the north wind does to the south.
  1783.   The origin of these winds and their relation to one another has
  1784. now been explained.
  1785.  
  1786.                                  6
  1787.  
  1788.   Let us now explain the position of the winds, their oppositions,
  1789. which can blow simultaneously with which, and which cannot, their
  1790. names and number, and any other of their affections that have not been
  1791. treated in the 'particular questions'. What we say about their
  1792. position must be followed with the help of the figure. For
  1793. clearness' sake we have drawn the circle of the horizon, which is
  1794. round, but it represents the zone in which we live; for that can be
  1795. divided in the same way. Let us also begin by laying down that those
  1796. things are locally contrary which are locally most distant from one
  1797. another, just as things specifically most remote from one another
  1798. are specific contraries. Now things that face one another from
  1799. opposite ends of a diameter are locally most distant from one another.
  1800. (See diagram.)
  1801.   Let A be the point where the sun sets at the equinox and B, the
  1802. point opposite, the place where it rises at the equinox. Let there
  1803. be another diameter cutting this at right angles, and let the point
  1804. H on it be the north and its diametrical opposite O the south. Let Z
  1805. be the rising of the sun at the summer solstice and E its setting at
  1806. the summer solstice; D its rising at the winter solstice, and G its
  1807. setting at the winter solstice. Draw a diameter from Z to G from D
  1808. to E. Then since those things are locally contrary which are most
  1809. distant from one another in space, and points diametrically opposite
  1810. are most distant from one another, those winds must necessarily be
  1811. contrary to one another that blow from opposite ends of a diameter.
  1812.   The names of the winds according to their position are these.
  1813. Zephyrus is the wind that blows from A, this being the point where the
  1814. sun sets at the equinox. Its contrary is Apeliotes blowing from B
  1815. the point where the sun rises at the equinox. The wind blowing from H,
  1816. the north, is the true north wind, called Aparctias: while Notus
  1817. blowing from O is its contrary; for this point is the south and O is
  1818. contrary to H, being diametrically opposite to it. Caecias blows
  1819. from Z, where the sun rises at the summer solstice. Its contrary is
  1820. not the wind blowing from E but Lips blowing from G. For Lips blows
  1821. from the point where the sun sets at the winter solstice and is
  1822. diametrically opposite to Caecias: so it is its contrary. Eurus
  1823. blows from D, coming from the point where the sun rises at the
  1824. winter solstice. It borders on Notus, and so we often find that people
  1825. speak of 'Euro-Noti'. Its contrary is not Lips blowing from G but
  1826. the wind that blows from E which some call Argestes, some Olympias,
  1827. and some Sciron. This blows from the point where the sun sets at the
  1828. summer solstice, and is the only wind that is diametrically opposite
  1829. to Eurus. These are the winds that are diametrically opposite to one
  1830. another and their contraries.
  1831.   There are other winds which have no contraries. The wind they call
  1832. Thrascias, which lies between Argestes and Aparctias, blows from I;
  1833. and the wind called Meses, which lies between Caecias and Aparctias,
  1834. from K. (The line IK nearly coincides with the ever visible circle,
  1835. but not quite.) These winds have no contraries. Meses has not, or else
  1836. there would be a wind blowing from the point M which is
  1837. diametrically opposite. Thrascias corresponding to the point I has
  1838. not, for then there would be a wind blowing from N, the point which is
  1839. diametrically opposite. (But perhaps a local wind which the
  1840. inhabitants of those parts call Phoenicias blows from that point.)
  1841.   These are the most important and definite winds and these their
  1842. places.
  1843.   There are more winds from the north than from the south. The
  1844. reason for this is that the region in which we live lies nearer to the
  1845. north. Also, much more water and snow is pushed aside into this
  1846. quarter because the other lies under the sun and its course. When this
  1847. thaws and soaks into the earth and is exposed to the heat of the sun
  1848. and the earth it necessarily causes evaporation to rise in greater
  1849. quantities and over a greater space.
  1850.   Of the winds we have described Aparctias is the north wind in the
  1851. strict sense. Thrascias and Meses are north winds too. (Caecias is
  1852. half north and half east.) South are that which blows from due south
  1853. and Lips. East, the wind from the rising of the sun at the equinox and
  1854. Eurus. Phoenicias is half south and half east. West, the wind from the
  1855. true west and that called Argestes. More generally these winds are
  1856. classified as northerly or southerly. The west winds are counted as
  1857. northerly, for they blow from the place of sunset and are therefore
  1858. colder; the east winds as southerly, for they are warmer because
  1859. they blow from the place of sunrise. So the distinction of cold and
  1860. hot or warm is the basis for the division of the winds into
  1861. northerly and southerly. East winds are warmer than west winds because
  1862. the sun shines on the east longer, whereas it leaves the west sooner
  1863. and reaches it later.
  1864.   Since this is the distribution of the winds it is clear that
  1865. contrary winds cannot blow simultaneously. They are diametrically
  1866. opposite to one another and one of the two must be overpowered and
  1867. cease. Winds that are not diametrically opposite to one another may
  1868. blow simultaneously: for instance the winds from Z and from D. Hence
  1869. it sometimes happens that both of them, though different winds and
  1870. blowing from different quarters, are favourable to sailors making
  1871. for the same point.
  1872.   Contrary winds commonly blow at opposite seasons. Thus Caecias and
  1873. in general the winds north of the summer solstice blow about the
  1874. time of the spring equinox, but about the autumn equinox Lips; and
  1875. Zephyrus about the summer solstice, but about the winter solstice
  1876. Eurus.
  1877.   Aparctias, Thrascias, and Argestes are the winds that fall on others
  1878. most and stop them. Their source is so close to us that they are
  1879. greater and stronger than other winds. They bring fair weather most of
  1880. all winds for the same reason, for, blowing as they do, from close
  1881. at hand, they overpower the other winds and stop them; they also
  1882. blow away the clouds that are forming and leave a clear sky-unless
  1883. they happen to be very cold. Then they do not bring fair weather,
  1884. but being colder than they are strong they condense the clouds
  1885. before driving them away.
  1886.   Caecias does not bring fair weather because it returns upon
  1887. itself. Hence the saying: 'Bringing it on himself as Caecias does
  1888. clouds.'
  1889.   When they cease, winds are succeeded by their neighbours in the
  1890. direction of the movement of the sun. For an effect is most apt to
  1891. be produced in the neighbourhood of its cause, and the cause of
  1892. winds moves with the sun.
  1893.   Contrary winds have either the same or contrary effects. Thus Lips
  1894. and Caecias, sometimes called Hellespontias, are both rainy gestes and
  1895. Eurus are dry: the latter being dry at first and rainy afterwards.
  1896. Meses and Aparctias are coldest and bring most snow. Aparctias,
  1897. Thrascias, and Argestes bring hail. Notus, Zephyrus, and Eurus are
  1898. hot. Caecias covers the sky with heavy clouds, Lips with lighter ones.
  1899. Caecias does this because it returns upon itself and combines the
  1900. qualities of Boreas and Eurus. By being cold it condenses and
  1901. gathers the vaporous air, and because it is easterly it carries with
  1902. it and drives before it a great quantity of such matter. Aparctias,
  1903. Thrascias, and Argestes bring fair weather for the reason we have
  1904. explained before. These winds and Meses are most commonly
  1905. accompanied by lightning. They are cold because they blow from the
  1906. north, and lightning is due to cold, being ejected when the clouds
  1907. contract. Some of these same bring hail with them for the same reason;
  1908. namely, that they cause a sudden condensation.
  1909.     Hurricanes are commonest in autumn, and next in spring: Aparctias,
  1910. Thrascias, and Argestes give rise to them most. This is because
  1911. hurricanes are generally formed when some winds are blowing and others
  1912. fall on them; and these are the winds which are most apt to fall on
  1913. others that are blowing; the reason for which, too, we have
  1914. explained before.
  1915.   The Etesiae veer round: they begin from the north, and become for
  1916. dwellers in the west Thrasciae, Argestae, and Zephyrus (for Zephyrus
  1917. belongs to the north). For dwellers in the east they veer round as far
  1918. as Apeliotes.
  1919.   So much for the winds, their origin and nature and the properties
  1920. common to them all or peculiar to each.
  1921.  
  1922.                                  7
  1923.  
  1924.   We must go on to discuss earthquakes next, for their cause is akin
  1925. to our last subject.
  1926.   The theories that have been put forward up to the present date are
  1927. three, and their authors three men, Anaxagoras of Clazomenae, and
  1928. before him Anaximenes of Miletus, and later Democritus of Abdera.
  1929.   Anaxagoras says that the ether, which naturally moves upwards, is
  1930. caught in hollows below the earth and so shakes it, for though the
  1931. earth is really all of it equally porous, its surface is clogged up by
  1932. rain. This implies that part of the whole sphere is 'above' and part
  1933. 'below': 'above' being the part on which we live, 'below' the other.
  1934.   This theory is perhaps too primitive to require refutation. It is
  1935. absurd to think of up and down otherwise than as meaning that heavy
  1936. bodies move to the earth from every quarter, and light ones, such as
  1937. fire, away from it; especially as we see that, as far as our knowledge
  1938. of the earth goes, the horizon always changes with a change in our
  1939. position, which proves that the earth is convex and spherical. It is
  1940. absurd, too, to maintain that the earth rests on the air because of
  1941. its size, and then to say that impact upwards from below shakes it
  1942. right through. Besides he gives no account of the circumstances
  1943. attendant on earthquakes: for not every country or every season is
  1944. subject to them.
  1945.   Democritus says that the earth is full of water and that when a
  1946. quantity of rain-water is added to this an earthquake is the result.
  1947. The hollows in the earth being unable to admit the excess of water
  1948. it forces its way in and so causes an earthquake. Or again, the
  1949. earth as it dries draws the water from the fuller to the emptier
  1950. parts, and the inrush of the water as it changes its place causes
  1951. the earthquake.
  1952.   Anaximenes says that the earth breaks up when it grows wet or dry,
  1953. and earthquakes are due to the fall of these masses as they break
  1954. away. Hence earthquakes take place in times of drought and again of
  1955. heavy rain, since, as we have explained, the earth grows dry in time
  1956. of drought and breaks up, whereas the rain makes it sodden and
  1957. destroys its cohesion.
  1958.   But if this were the case the earth ought to be found to be
  1959. sinking in many places. Again, why do earthquakes frequently occur
  1960. in places which are not excessively subject to drought or rain, as
  1961. they ought to be on the theory? Besides, on this view, earthquakes
  1962. ought always to be getting fewer, and should come to an end entirely
  1963. some day: the notion of contraction by packing together implies
  1964. this. So this is impossible the theory must be impossible too.
  1965.  
  1966.                                  8
  1967.  
  1968.     We have already shown that wet and dry must both give rise to an
  1969. evaporation: earthquakes are a necessary consequence of this fact. The
  1970. earth is essentially dry, but rain fills it with moisture. Then the
  1971. sun and its own fire warm it and give rise to a quantity of wind
  1972. both outside and inside it. This wind sometimes flows outwards in a
  1973. single body, sometimes inwards, and sometimes it is divided. All these
  1974. are necessary laws. Next we must find out what body has the greatest
  1975. motive force. This will certainly be the body that naturally moves
  1976. farthest and is most violent. Now that which has the most rapid motion
  1977. is necessarily the most violent; for its swiftness gives its impact
  1978. the greatest force. Again, the rarest body, that which can most
  1979. readily pass through every other body, is that which naturally moves
  1980. farthest. Wind satisfies these conditions in the highest degree
  1981. (fire only becomes flame and moves rapidly when wind accompanies
  1982. it): so that not water nor earth is the cause of earthquakes but
  1983. wind-that is, the inrush of the external evaporation into the earth.
  1984.   Hence, since the evaporation generally follows in a continuous
  1985. body in the direction in which it first started, and either all of
  1986. it flows inwards or all outwards, most earthquakes and the greatest
  1987. are accompanied by calm. It is true that some take place when a wind
  1988. is blowing, but this presents no difficulty. We sometimes find several
  1989. winds blowing simultaneously. If one of these enters the earth we
  1990. get an earthquake attended by wind. Only these earthquakes are less
  1991. severe because their source and cause is divided.
  1992.   Again, most earthquakes and the severest occur at night or, if by
  1993. day, about noon, that being generally the calmest part of the day. For
  1994. when the sun exerts its full power (as it does about noon) it shuts
  1995. the evaporation into the earth. Night, too, is calmer than day. The
  1996. absence of the sun makes the evaporation return into the earth like
  1997. a sort of ebb tide, corresponding to the outward flow; especially
  1998. towards dawn, for the winds, as a rule, begin to blow then, and if
  1999. their source changes about like the Euripus and flows inwards the
  2000. quantity of wind in the earth is greater and a more violent earthquake
  2001. results.
  2002.   The severest earthquakes take place where the sea is full of
  2003. currents or the earth spongy and cavernous: so they occur near the
  2004. Hellespont and in Achaea and Sicily, and those parts of Euboea which
  2005. correspond to our description-where the sea is supposed to flow in
  2006. channels below the earth. The hot springs, too, near Aedepsus are
  2007. due to a cause of this kind. It is the confined character of these
  2008. places that makes them so liable to earthquakes. A great and therefore
  2009. violent wind is developed, which would naturally blow away from the
  2010. earth: but the onrush of the sea in a great mass thrusts it back
  2011. into the earth. The countries that are spongy below the surface are
  2012. exposed to earthquakes because they have room for so much wind.
  2013.   For the same reason earthquakes usually take place in spring and
  2014. autumn and in times of wet and of drought-because these are the
  2015. windiest seasons. Summer with its heat and winter with its frost cause
  2016. calm: winter is too cold, summer too dry for winds to form. In time of
  2017. drought the air is full of wind; drought is just the predominance of
  2018. the dry over the moist evaporation. Again, excessive rain causes
  2019. more of the evaporation to form in the earth. Then this secretion is
  2020. shut up in a narrow compass and forced into a smaller space by the
  2021. water that fills the cavities. Thus a great wind is compressed into
  2022. a smaller space and so gets the upper hand, and then breaks out and
  2023. beats against the earth and shakes it violently.
  2024.   We must suppose the action of the wind in the earth to be
  2025. analogous to the tremors and throbbings caused in us by the force of
  2026. the wind contained in our bodies. Thus some earthquakes are a sort
  2027. of tremor, others a sort of throbbing. Again, we must think of an
  2028. earthquake as something like the tremor that often runs through the
  2029. body after passing water as the wind returns inwards from without in
  2030. one volume.
  2031.   The force wind can have may be gathered not only from what happens
  2032. in the air (where one might suppose that it owed its power to
  2033. produce such effects to its volume), but also from what is observed in
  2034. animal bodies. Tetanus and spasms are motions of wind, and their force
  2035. is such that the united efforts of many men do not succeed in
  2036. overcoming the movements of the patients. We must suppose, then (to
  2037. compare great things with small), that what happens in the earth is
  2038. just like that. Our theory has been verified by actual observation
  2039. in many places. It has been known to happen that an earthquake has
  2040. continued until the wind that caused it burst through the earth into
  2041. the air and appeared visibly like a hurricane. This happened lately
  2042. near Heracleia in Pontus and some time past at the island Hiera, one
  2043. of the group called the Aeolian islands. Here a portion of the earth
  2044. swelled up and a lump like a mound rose with a noise: finally it
  2045. burst, and a great wind came out of it and threw up live cinders and
  2046. ashes which buried the neighbouring town of Lipara and reached some of
  2047. the towns in Italy. The spot where this eruption occurred is still
  2048. to be seen.
  2049.   Indeed, this must be recognized as the cause of the fire that is
  2050. generated in the earth: the air is first broken up in small
  2051. particles and then the wind is beaten about and so catches fire.
  2052.   A phenomenon in these islands affords further evidence of the fact
  2053. that winds move below the surface of the earth. When a south wind is
  2054. going to blow there is a premonitory indication: a sound is heard in
  2055. the places from which the eruptions issue. This is because the sea
  2056. is being pushed on from a distance and its advance thrusts back into
  2057. the earth the wind that was issuing from it. The reason why there is a
  2058. noise and no earthquake is that the underground spaces are so
  2059. extensive in proportion to the quantity of the air that is being
  2060. driven on that the wind slips away into the void beyond.
  2061.   Again, our theory is supported by the facts that the sun appears
  2062. hazy and is darkened in the absence of clouds, and that there is
  2063. sometimes calm and sharp frost before earthquakes at sunrise. The
  2064. sun is necessarily obscured and darkened when the evaporation which
  2065. dissolves and rarefies the air begins to withdraw into the earth.
  2066. The calm, too, and the cold towards sunrise and dawn follow from the
  2067. theory. The calm we have already explained. There must as a rule be
  2068. calm because the wind flows back into the earth: again, it must be
  2069. most marked before the more violent earthquakes, for when the wind
  2070. is not part outside earth, part inside, but moves in a single body,
  2071. its strength must be greater. The cold comes because the evaporation
  2072. which is naturally and essentially hot enters the earth. (Wind is
  2073. not recognized to be hot, because it sets the air in motion, and
  2074. that is full of a quantity of cold vapour. It is the same with the
  2075. breath we blow from our mouth: close by it is warm, as it is when we
  2076. breathe out through the mouth, but there is so little of it that it is
  2077. scarcely noticed, whereas at a distance it is cold for the same reason
  2078. as wind.) Well, when this evaporation disappears into the earth the
  2079. vaporous exhalation concentrates and causes cold in any place in which
  2080. this disappearance occurs.
  2081.   A sign which sometimes precedes earthquakes can be explained in
  2082. the same way. Either by day or a little after sunset, in fine weather,
  2083. a little, light, long-drawn cloud is seen, like a long very straight
  2084. line. This is because the wind is leaving the air and dying down.
  2085. Something analogous to this happens on the sea-shore. When the sea
  2086. breaks in great waves the marks left on the sand are very thick and
  2087. crooked, but when the sea is calm they are slight and straight
  2088. (because the secretion is small). As the sea is to the shore so the
  2089. wind is to the cloudy air; so, when the wind drops, this very straight
  2090. and thin cloud is left, a sort of wave-mark in the air.
  2091.   An earthquake sometimes coincides with an eclipse of the moon for
  2092. the same reason. When the earth is on the point of being interposed,
  2093. but the light and heat of the sun has not quite vanished from the
  2094. air but is dying away, the wind which causes the earthquake before the
  2095. eclipse, turns off into the earth, and calm ensues. For there often
  2096. are winds before eclipses: at nightfall if the eclipse is at midnight,
  2097. and at midnight if the eclipse is at dawn. They are caused by the
  2098. lessening of the warmth from the moon when its sphere approaches the
  2099. point at which the eclipse is going to take place. So the influence
  2100. which restrained and quieted the air weakens and the air moves again
  2101. and a wind rises, and does so later, the later the eclipse.
  2102.   A severe earthquake does not stop at once or after a single shock,
  2103. but first the shocks go on, often for about forty days; after that,
  2104. for one or even two years it gives premonitory indications in the same
  2105. place. The severity of the earthquake is determined by the quantity of
  2106. wind and the shape of the passages through which it flows. Where it is
  2107. beaten back and cannot easily find its way out the shocks are most
  2108. violent, and there it must remain in a cramped space like water that
  2109. cannot escape. Any throbbing in the body does not cease suddenly or
  2110. quickly, but by degrees according as the affection passes off. So here
  2111. the agency which created the evaporation and gave it an impulse to
  2112. motion clearly does not at once exhaust the whole of the material from
  2113. which it forms the wind which we call an earthquake. So until the rest
  2114. of this is exhausted the shocks must continue, though more gently, and
  2115. they must go on until there is too little of the evaporation left to
  2116. have any perceptible effect on the earth at all.
  2117.   Subterranean noises, too, are due to the wind; sometimes they
  2118. portend earthquakes but sometimes they have been heard without any
  2119. earthquake following. Just as the air gives off various sounds when it
  2120. is struck, so it does when it strikes other things; for striking
  2121. involves being struck and so the two cases are the same. The sound
  2122. precedes the shock because sound is thinner and passes through
  2123. things more readily than wind. But when the wind is too weak by reason
  2124. of thinness to cause an earthquake the absence of a shock is due to
  2125. its filtering through readily, though by striking hard and hollow
  2126. masses of different shapes it makes various noises, so that the
  2127. earth sometimes seems to 'bellow' as the portentmongers say.
  2128.   Water has been known to burst out during an earthquake. But that
  2129. does not make water the cause of the earthquake. The wind is the
  2130. efficient cause whether it drives the water along the surface or up
  2131. from below: just as winds are the causes of waves and not waves of
  2132. winds. Else we might as well say that earth was the cause; for it is
  2133. upset in an earthquake, just like water (for effusion is a form of
  2134. upsetting). No, earth and water are material causes (being patients,
  2135. not agents): the true cause is the wind.
  2136.   The combination of a tidal wave with an earthquake is due to the
  2137. presence of contrary winds. It occurs when the wind which is shaking
  2138. the earth does not entirely succeed in driving off the sea which
  2139. another wind is bringing on, but pushes it back and heaps it up in a
  2140. great mass in one place. Given this situation it follows that when
  2141. this wind gives way the whole body of the sea, driven on by the
  2142. other wind, will burst out and overwhelm the land. This is what
  2143. happened in Achaea. There a south wind was blowing, but outside a
  2144. north wind; then there was a calm and the wind entered the earth,
  2145. and then the tidal wave came on and simultaneously there was an
  2146. earthquake. This was the more violent as the sea allowed no exit to
  2147. the wind that had entered the earth, but shut it in. So in their
  2148. struggle with one another the wind caused the earthquake, and the wave
  2149. by its settling down the inundation.
  2150.   Earthquakes are local and often affect a small district only;
  2151. whereas winds are not local. Such phenomena are local when the
  2152. evaporations at a given place are joined by those from the next and
  2153. unite; this, as we explained, is what happens when there is drought or
  2154. excessive rain locally. Now earthquakes do come about in this way
  2155. but winds do not. For earthquakes, rains, and droughts have their
  2156. source and origin inside the earth, so that the sun is not equally
  2157. able to direct all the evaporations in one direction. But on the
  2158. evaporations in the air the sun has more influence so that, when
  2159. once they have been given an impulse by its motion, which is
  2160. determined by its various positions, they flow in one direction.
  2161.   When the wind is present in sufficient quantity there is an
  2162. earthquake. The shocks are horizontal like a tremor; except
  2163. occasionally, in a few places, where they act vertically, upwards from
  2164. below, like a throbbing. It is the vertical direction which makes this
  2165. kind of earthquake so rare. The motive force does not easily
  2166. accumulate in great quantity in the position required, since the
  2167. surface of the earth secretes far more of the evaporation than its
  2168. depths. Wherever an earthquake of this kind does occur a quantity of
  2169. stones comes to the surface of the earth (as when you throw up
  2170. things in a winnowing fan), as we see from Sipylus and the
  2171. Phlegraean plain and the district in Liguria, which were devastated by
  2172. this kind of earthquake.
  2173.   Islands in the middle of the sea are less exposed to earthquakes
  2174. than those near land. First, the volume of the sea cools the
  2175. evaporations and overpowers them by its weight and so crushes them.
  2176. Then, currents and not shocks are produced in the sea by the action of
  2177. the winds. Again, it is so extensive that evaporations do not
  2178. collect in it but issue from it, and these draw the evaporations
  2179. from the earth after them. Islands near the continent really form part
  2180. of it: the intervening sea is not enough to make any difference; but
  2181. those in the open sea can only be shaken if the whole of the sea
  2182. that surrounds them is shaken too.
  2183.   We have now explained earthquakes, their nature and cause, and the
  2184. most important of the circumstances attendant on their appearance.
  2185.  
  2186.                                  9
  2187.  
  2188.   Let us go on to explain lightning and thunder, and further
  2189. whirlwind, fire-wind, and thunderbolts: for the cause of them all is
  2190. the same.
  2191.   As we have said, there are two kinds of exhalation, moist and dry,
  2192. and the atmosphere contains them both potentially. It, as we have said
  2193. before, condenses into cloud, and the density of the clouds is highest
  2194. at their upper limit. (For they must be denser and colder on the
  2195. side where the heat escapes to the upper region and leaves them.
  2196. This explains why hurricanes and thunderbolts and all analogous
  2197. phenomena move downwards in spite of the fact that everything hot
  2198. has a natural tendency upwards. Just as the pips that we squeeze
  2199. between our fingers are heavy but often jump upwards: so these
  2200. things are necessarily squeezed out away from the densest part of
  2201. the cloud.) Now the heat that escapes disperses to the up region.
  2202. But if any of the dry exhalation is caught in the process as the air
  2203. cools, it is squeezed out as the clouds contract, and collides in
  2204. its rapid course with the neighbouring clouds, and the sound of this
  2205. collision is what we call thunder. This collision is analogous, to
  2206. compare small with great, to the sound we hear in a flame which men
  2207. call the laughter or the threat of Hephaestus or of Hestia. This
  2208. occurs when the wood dries and cracks and the exhalation rushes on the
  2209. flame in a body. So in the clouds, the exhalation is projected and its
  2210. impact on dense clouds causes thunder: the variety of the sound is due
  2211. to the irregularity of the clouds and the hollows that intervene where
  2212. their density is interrupted. This then, is thunder, and this its
  2213. cause.
  2214.   It usually happens that the exhalation that is ejected is inflamed
  2215. and burns with a thin and faint fire: this is what we call
  2216. lightning, where we see as it were the exhalation coloured in the
  2217. act of its ejection. It comes into existence after the collision and
  2218. the thunder, though we see it earlier because sight is quicker than
  2219. hearing. The rowing of triremes illustrates this: the oars are going
  2220. back again before the sound of their striking the water reaches us.
  2221.   However, there are some who maintain that there is actually fire
  2222. in the clouds. Empedocles says that it consists of some of the sun's
  2223. rays which are intercepted: Anaxagoras that it is part of the upper
  2224. ether (which he calls fire) which has descended from above. Lightning,
  2225. then, is the gleam of this fire, and thunder the hissing noise of
  2226. its extinction in the cloud.
  2227.   But this involves the view that lightning actually is prior to
  2228. thunder and does not merely appear to be so. Again, this
  2229. intercepting of the fire is impossible on either theory, but
  2230. especially it is said to be drawn down from the upper ether. Some
  2231. reason ought to be given why that which naturally ascends should
  2232. descend, and why it should not always do so, but only when it is
  2233. cloudy. When the sky is clear there is no lightning: to say that there
  2234. is, is altogether wanton.
  2235.   The view that the heat of the sun's rays intercepted in the clouds
  2236. is the cause of these phenomena is equally unattractive: this, too, is
  2237. a most careless explanation. Thunder, lightning, and the rest must
  2238. have a separate and determinate cause assigned to them on which they
  2239. ensue. But this theory does nothing of the sort. It is like
  2240. supposing that water, snow, and hail existed all along and were
  2241. produced when the time came and not generated at all, as if the
  2242. atmosphere brought each to hand out of its stock from time to time.
  2243. They are concretions in the same way as thunder and lightning are
  2244. discretions, so that if it is true of either that they are not
  2245. generated but pre-exist, the same must be true of the other. Again,
  2246. how can any distinction be made about the intercepting between this
  2247. case and that of interception in denser substances such as water?
  2248. Water, too, is heated by the sun and by fire: yet when it contracts
  2249. again and grows cold and freezes no such ejection as they describe
  2250. occurs, though it ought on their the. to take place on a proportionate
  2251. scale. Boiling is due to the exhalation generated by fire: but it is
  2252. impossible for it to exist in the water beforehand; and besides they
  2253. call the noise 'hissing', not 'boiling'. But hissing is really boiling
  2254. on a small scale: for when that which is brought into contact with
  2255. moisture and is in process of being extinguished gets the better of
  2256. it, then it boils and makes the noise in question. Some-Cleidemus is
  2257. one of them-say that lightning is nothing objective but merely an
  2258. appearance. They compare it to what happens when you strike the sea
  2259. with a rod by night and the water is seen to shine. They say that
  2260. the moisture in the cloud is beaten about in the same way, and that
  2261. lightning is the appearance of brightness that ensues.
  2262.   This theory is due to ignorance of the theory of reflection, which
  2263. is the real cause of that phenomenon. The water appears to shine
  2264. when struck because our sight is reflected from it to some bright
  2265. object: hence the phenomenon occurs mainly by night: the appearance is
  2266. not seen by day because the daylight is too in, tense and obscures it.
  2267.   These are the theories of others about thunder and lightning: some
  2268. maintaining that lightning is a reflection, the others that
  2269. lightning is fire shining through the cloud and thunder its
  2270. extinction, the fire not being generated in each case but existing
  2271. beforehand. We say that the same stuff is wind on the earth, and
  2272. earthquake under it, and in the clouds thunder. The essential
  2273. constituent of all these phenomena is the same: namely, the dry
  2274. exhalation. If it flows in one direction it is wind, in another it
  2275. causes earthquakes; in the clouds, when they are in a process of
  2276. change and contract and condense into water, it is ejected and
  2277. causes thunder and lightning and the other phenomena of the same
  2278. nature.
  2279.   So much for thunder and lightning.
  2280.  
  2281.                               Book III
  2282.                                  1
  2283.  
  2284.   LET us explain the remaining operations of this secretion in the
  2285. same way as we have treated the rest. When this exhalation is secreted
  2286. in small and scattered quantities and frequently, and is transitory,
  2287. and its constitution rare, it gives rise to thunder and lightning. But
  2288. if it is secreted in a body and is denser, that is, less rare, we
  2289. get a hurricane. The fact that it issues in body explains its
  2290. violence: it is due to the rapidity of the secretion. Now when this
  2291. secretion issues in a great and continuous current the result
  2292. corresponds to what we get when the opposite development takes place
  2293. and rain and a quantity of water are produced. As far as the matter
  2294. from which they are developed goes both sets of phenomena are the
  2295. same. As soon as a stimulus to the development of either
  2296. potentiality appears, that of which there is the greater quantity
  2297. present in the cloud is at once secreted from it, and there results
  2298. either rain, or, if the other exhalation prevails, a hurricane.
  2299.   Sometimes the exhalation in the cloud, when it is being secreted,
  2300. collides with another under circumstances like those found when a wind
  2301. is forced from an open into a narrow space in a gateway or a road.
  2302. It often happens in such cases that the first part of the moving
  2303. body is deflected because of the resistance due either to the
  2304. narrowness or to a contrary current, and so the wind forms a circle
  2305. and eddy. It is prevented from advancing in a straight line: at the
  2306. same time it is pushed on from behind; so it is compelled to move
  2307. sideways in the direction of least resistance. The same thing
  2308. happens to the next part, and the next, and so on, till the series
  2309. becomes one, that is, till a circle is formed: for if a figure is
  2310. described by a single motion that figure must itself be one. This is
  2311. how eddies are generated on the earth, and the case is the same in the
  2312. clouds as far as the beginning of them goes. Only here (as in the case
  2313. of the hurricane which shakes off the cloud without cessation and
  2314. becomes a continuous wind) the cloud follows the exhalation
  2315. unbroken, and the exhalation, failing to break away from the cloud
  2316. because of its density, first moves in a circle for the reason given
  2317. and then descends, because clouds are always densest on the side where
  2318. the heat escapes. This phenomenon is called a whirlwind when it is
  2319. colourless; and it is a sort of undigested hurricane. There is never a
  2320. whirlwind when the weather is northerly, nor a hurricane when there is
  2321. snow. The reason is that all these phenomena are 'wind', and wind is a
  2322. dry and warm evaporation. Now frost and cold prevail over this
  2323. principle and quench it at its birth: that they do prevail is clear or
  2324. there could be no snow or northerly rain, since these occur when the
  2325. cold does prevail.
  2326.   So the whirlwind originates in the failure of an incipient hurricane
  2327. to escape from its cloud: it is due to the resistance which
  2328. generates the eddy, and it consists in the spiral which descends to
  2329. the earth and drags with it the cloud which it cannot shake off. It
  2330. moves things by its wind in the direction in which it is blowing in
  2331. a straight line, and whirls round by its circular motion and
  2332. forcibly snatches up whatever it meets.
  2333.   When the cloud burns as it is drawn downwards, that is, when the
  2334. exhalation becomes rarer, it is called a fire-wind, for its fire
  2335. colours the neighbouring air and inflames it.
  2336.   When there is a great quantity of exhalation and it is rare and is
  2337. squeezed out in the cloud itself we get a thunderbolt. If the
  2338. exhalation is exceedingly rare this rareness prevents the
  2339. thunderbolt from scorching and the poets call it 'bright': if the
  2340. rareness is less it does scorch and they call it 'smoky'. The former
  2341. moves rapidly because of its rareness, and because of its rapidity
  2342. passes through an object before setting fire to it or dwelling on it
  2343. so as to blacken it: the slower one does blacken the object, but
  2344. passes through it before it can actually burn it. Further, resisting
  2345. substances are affected, unresisting ones are not. For instance, it
  2346. has happened that the bronze of a shield has been melted while the
  2347. woodwork remained intact because its texture was so loose that the
  2348. exhalation filtered through without affecting it. So it has passed
  2349. through clothes, too, without burning them, and has merely reduced
  2350. them to shreds.
  2351.   Such evidence is enough by itself to show that the exhalation is
  2352. at work in all these cases, but we sometimes get direct evidence as
  2353. well, as in the case of the conflagration of the temple at Ephesus
  2354. which we lately witnessed. There independent sheets of flame left
  2355. the main fire and were carried bodily in many directions. Now that
  2356. smoke is exhalation and that smoke burns is certain, and has been
  2357. stated in another place before; but when the flame moves bodily,
  2358. then we have ocular proof that smoke is exhalation. On this occasion
  2359. what is seen in small fires appeared on a much larger scale because of
  2360. the quantity of matter that was burning. The beams which were the
  2361. source of the exhalation split, and a quantity of it rushed in a
  2362. body from the place from which it issued forth and went up in a blaze:
  2363. so that the flame was actually seen moving through the air away and
  2364. falling on the houses. For we must recognize that exhalation
  2365. accompanies and precedes thunderbolts though it is colourless and so
  2366. invisible. Hence, where the thunderbolt is going to strike, the object
  2367. moves before it is struck, showing that the exhalation leads the way
  2368. and falls on the object first. Thunder, too, splits things not by
  2369. its noise but because the exhalation that strikes the object and
  2370. that which makes the noise are ejected simultaneously. This exhalation
  2371. splits the thing it strikes but does not scorch it at all.
  2372.   We have now explained thunder and lightning and hurricane, and
  2373. further firewinds, whirlwinds, and thunderbolts, and shown that they
  2374. are all of them forms of the same thing and wherein they all differ.
  2375.  
  2376.                                  2
  2377.  
  2378.   Let us now explain the nature and cause of halo, rainbow, mock suns,
  2379. and rods, since the same account applies to them all.
  2380.   We must first describe the phenomena and the circumstances in
  2381. which each of them occurs. The halo often appears as a complete
  2382. circle: it is seen round the sun and the moon and bright stars, by
  2383. night as well as by day, and at midday or in the afternoon, more
  2384. rarely about sunrise or sunset.
  2385.   The rainbow never forms a full circle, nor any segment greater
  2386. than a semicircle. At sunset and sunrise the circle is smallest and
  2387. the segment largest: as the sun rises higher the circle is larger
  2388. and the segment smaller. After the autumn equinox in the shorter
  2389. days it is seen at every hour of the day, in the summer not about
  2390. midday. There are never more than two rainbows at one time. Each of
  2391. them is three-coloured; the colours are the same in both and their
  2392. number is the same, but in the outer rainbow they are fainter and
  2393. their position is reversed. In the inner rainbow the first and largest
  2394. band is red; in the outer rainbow the band that is nearest to this one
  2395. and smallest is of the same colour: the other bands correspond on
  2396. the same principle. These are almost the only colours which painters
  2397. cannot manufacture: for there are colours which they create by mixing,
  2398. but no mixing will give red, green, or purple. These are the colours
  2399. of the rainbow, though between the red and the green an orange
  2400. colour is often seen.
  2401.   Mock suns and rods are always seen by the side of the sun, not above
  2402. or below it nor in the opposite quarter of the sky. They are not
  2403. seen at night but always in the neighbourhood of the sun, either as it
  2404. is rising or setting but more commonly towards sunset. They have
  2405. scarcely ever appeared when the sun was on the meridian, though this
  2406. once happened in Bosporus where two mock suns rose with the sun and
  2407. followed it all through the day till sunset.
  2408.   These are the facts about each of these phenomena: the cause of them
  2409. all is the same, for they are all reflections. But they are
  2410. different varieties, and are distinguished by the surface from which
  2411. and the way in which the reflection to the sun or some other bright
  2412. object takes place.
  2413.   The rainbow is seen by day, and it was formerly thought that it
  2414. never appeared by night as a moon rainbow. This opinion was due to the
  2415. rarity of the occurrence: it was not observed, for though it does
  2416. happen it does so rarely. The reason is that the colours are not so
  2417. easy to see in the dark and that many other conditions must
  2418. coincide, and all that in a single day in the month. For if there is
  2419. to be one it must be at full moon, and then as the moon is either
  2420. rising or setting. So we have only met with two instances of a moon
  2421. rainbow in more than fifty years.
  2422.   We must accept from the theory of optics the fact that sight is
  2423. reflected from air and any object with a smooth surface just as it
  2424. is from water; also that in some mirrors the forms of things are
  2425. reflected, in others only their colours. Of the latter kind are
  2426. those mirrors which are so small as to be indivisible for sense. It is
  2427. impossible that the figure of a thing should be reflected in them, for
  2428. if it is the mirror will be sensibly divisible since divisibility is
  2429. involved in the notion of figure. But since something must be
  2430. reflected in them and figure cannot be, it remains that colour alone
  2431. should be reflected. The colour of a bright object sometimes appears
  2432. bright in the reflection, but it sometimes, either owing to the
  2433. admixture of the colour of the mirror or to weakness of sight, gives
  2434. rise to the appearance of another colour.
  2435.   However, we must accept the account we have given of these things in
  2436. the theory of sensation, and take some things for granted while we
  2437. explain others.
  2438.  
  2439.                                  3
  2440.  
  2441.   Let us begin by explaining the shape of the halo; why it is a circle
  2442. and why it appears round the sun or the moon or one of the other
  2443. stars: the explanation being in all these cases the same.
  2444.   Sight is reflected in this way when air and vapour are condensed
  2445. into a cloud and the condensed matter is uniform and consists of small
  2446. parts. Hence in itself it is a sign of rain, but if it fades away,
  2447. of fine weather, if it is broken up, of wind. For if it does not
  2448. fade away and is not broken up but is allowed to attain its normal
  2449. state, it is naturally a sign of rain since it shows that a process of
  2450. condensation is proceeding which must, when it is carried to an end,
  2451. result in rain. For the same reason these haloes are the darkest. It
  2452. is a sign of wind when it is broken up because its breaking up is
  2453. due to a wind which exists there but has not reached us. This view
  2454. finds support in the fact that the wind blows from the quarter in
  2455. which the main division appears in the halo. Its fading away is a sign
  2456. of fine weather because if the air is not yet in a state to get the
  2457. better of the heat it contains and proceed to condense into water,
  2458. this shows that the moist vapour has not yet separated from the dry
  2459. and firelike exhalation: and this is the cause of fine weather.
  2460.   So much for the atmospheric conditions under which the reflection
  2461. takes place. The reflection is from the mist that forms round the
  2462. sun or the moon, and that is why the halo is not seen opposite the sun
  2463. like the rainbow.
  2464.   Since the reflection takes place in the same way from every point
  2465. the result is necessarily a circle or a segment of a circle: for if
  2466. the lines start from the same point and end at the same point and
  2467. are equal, the points where they form an angle will always lie on a
  2468. circle.
  2469.   Let AGB and AZB and ADB be lines each of which goes from the point A
  2470. to the point B and forms an angle. Let the lines AG, AZ, AD be equal
  2471. and those at B, GB, ZB, DB equal too. (See diagram.)
  2472.   Draw the line AEB. Then the triangles are equal; for their base
  2473. AEB is equal. Draw perpendiculars to AEB from the angles; GE from G,
  2474. ZE from Z, DE from D. Then these perpendiculars are equal, being in
  2475. equal triangles. And they are all in one plane, being all at right
  2476. angles to AEB and meeting at a single point E. So if you draw the line
  2477. it will be a circle and E its centre. Now B is the sun, A the eye, and
  2478. the circumference passing through the points GZD the cloud from
  2479. which the line of sight is reflected to the sun.
  2480.   The mirrors must be thought of as contiguous: each of them is too
  2481. small to be visible, but their contiguity makes the whole made up of
  2482. them all to seem one. The bright band is the sun, which is seen as a
  2483. circle, appearing successively in each of the mirrors as a point
  2484. indivisible to sense. The band of cloud next to it is black, its
  2485. colour being intensified by contrast with the brightness of the
  2486. halo. The halo is formed rather near the earth because that is calmer:
  2487. for where there is wind it is clear that no halo can maintain its
  2488. position.
  2489.   Haloes are commoner round the moon because the greater heat of the
  2490. sun dissolves the condensations of the air more rapidly.
  2491.   Haloes are formed round stars for the same reasons, but they are not
  2492. prognostic in the same way because the condensation they imply is so
  2493. insignificant as to be barren.
  2494.  
  2495.                                  4
  2496.  
  2497.   We have already stated that the rainbow is a reflection: we have now
  2498. to explain what sort of reflection it is, to describe its various
  2499. concomitants, and to assign their causes.
  2500.   Sight is reflected from all smooth surfaces, such as are air and
  2501. water among others. Air must be condensed if it is to act as a mirror,
  2502. though it often gives a reflection even uncondensed when the sight
  2503. is weak. Such was the case of a man whose sight was faint and
  2504. indistinct. He always saw an image in front of him and facing him as
  2505. he walked. This was because his sight was reflected back to him. Its
  2506. morbid condition made it so weak and delicate that the air close by
  2507. acted as a mirror, just as distant and condensed air normally does,
  2508. and his sight could not push it back. So promontories in the sea
  2509. 'loom' when there is a south-east wind, and everything seems bigger,
  2510. and in a mist, too, things seem bigger: so, too, the sun and the stars
  2511. seem bigger when rising and setting than on the meridian. But things
  2512. are best reflected from water, and even in process of formation it
  2513. is a better mirror than air, for each of the particles, the union of
  2514. which constitutes a raindrop, is necessarily a better mirror than
  2515. mist. Now it is obvious and has already been stated that a mirror of
  2516. this kind renders the colour of an object only, but not its shape.
  2517. Hence it follows that when it is on the point of raining and the air
  2518. in the clouds is in process of forming into raindrops but the rain
  2519. is not yet actually there, if the sun is opposite, or any other object
  2520. bright enough to make the cloud a mirror and cause the sight to be
  2521. reflected to the object then the reflection must render the colour
  2522. of the object without its shape. Since each of the mirrors is so small
  2523. as to be invisible and what we see is the continuous magnitude made up
  2524. of them all, the reflection necessarily gives us a continuous
  2525. magnitude made up of one colour; each of the mirrors contributing
  2526. the same colour to the whole. We may deduce that since these
  2527. conditions are realizable there will be an appearance due to
  2528. reflection whenever the sun and the cloud are related in the way
  2529. described and we are between them. But these are just the conditions
  2530. under which the rainbow appears. So it is clear that the rainbow is
  2531. a reflection of sight to the sun.
  2532.   So the rainbow always appears opposite the sun whereas the halo is
  2533. round it. They are both reflections, but the rainbow is
  2534. distinguished by the variety of its colours. The reflection in the one
  2535. case is from water which is dark and from a distance; in the other
  2536. from air which is nearer and lighter in colour. White light through
  2537. a dark medium or on a dark surface (it makes no difference) looks red.
  2538. We know how red the flame of green wood is: this is because so much
  2539. smoke is mixed with the bright white firelight: so, too, the sun
  2540. appears red through smoke and mist. That is why in the rainbow
  2541. reflection the outer circumference is red (the reflection being from
  2542. small particles of water), but not in the case of the halo. The
  2543. other colours shall be explained later. Again, a condensation of
  2544. this kind cannot persist in the neighbourhood of the sun: it must
  2545. either turn to rain or be dissolved, but opposite to the sun there
  2546. is an interval during which the water is formed. If there were not
  2547. this distinction haloes would be coloured like the rainbow. Actually
  2548. no complete or circular halo presents this colour, only small and
  2549. fragmentary appearances called 'rods'. But if a haze due to water or
  2550. any other dark substance formed there we should have had, as we
  2551. maintain, a complete rainbow like that which we do find lamps. A
  2552. rainbow appears round these in winter, generally with southerly winds.
  2553. Persons whose eyes are moist see it most clearly because their sight
  2554. is weak and easily reflected. It is due to the moistness of the air
  2555. and the soot which the flame gives off and which mixes with the air
  2556. and makes it a mirror, and to the blackness which that mirror
  2557. derives from the smoky nature of the soot. The light of the lamp
  2558. appears as a circle which is not white but purple. It shows the
  2559. colours of the rainbow; but because the sight that is reflected is too
  2560. weak and the mirror too dark, red is absent. The rainbow that is
  2561. seen when oars are raised out of the sea involves the same relative
  2562. positions as that in the sky, but its colour is more like that round
  2563. the lamps, being purple rather than red. The reflection is from very
  2564. small particles continuous with one another, and in this case the
  2565. particles are fully formed water. We get a rainbow, too, if a man
  2566. sprinkles fine drops in a room turned to the sun so that the sun is
  2567. shining in part of the room and throwing a shadow in the rest. Then if
  2568. one man sprinkles in the room, another, standing outside, sees a
  2569. rainbow where the sun's rays cease and make the shadow. Its nature and
  2570. colour is like that from the oars and its cause is the same, for the
  2571. sprinkling hand corresponds to the oar.
  2572.   That the colours of the rainbow are those we described and how the
  2573. other colours come to appear in it will be clear from the following
  2574. considerations. We must recognize, as we have said, and lay down:
  2575. first, that white colour on a black surface or seen through a black
  2576. medium gives red; second, that sight when strained to a distance
  2577. becomes weaker and less; third, that black is in a sort the negation
  2578. of sight: an object is black because sight fails; so everything at a
  2579. distance looks blacker, because sight does not reach it. The theory of
  2580. these matters belongs to the account of the senses, which are the
  2581. proper subjects of such an inquiry; we need only state about them what
  2582. is necessary for us. At all events, that is the reason why distant
  2583. objects and objects seen in a mirror look darker and smaller and
  2584. smoother, why the reflection of clouds in water is darker than the
  2585. clouds themselves. This latter is clearly the case: the reflection
  2586. diminishes the sight that reaches them. It makes no difference whether
  2587. the change is in the object seen or. in the sight, the result being in
  2588. either case the same. The following fact further is worth noticing.
  2589. When there is a cloud near the sun and we look at it does not look
  2590. coloured at all but white, but when we look at the same cloud in water
  2591. it shows a trace of rainbow colouring. Clearly, then, when sight is
  2592. reflected it is weakened and, as it makes dark look darker, so it
  2593. makes white look less white, changing it and bringing it nearer to
  2594. black. When the sight is relatively strong the change is to red; the
  2595. next stage is green, and a further degree of weakness gives violet. No
  2596. further change is visible, but three completes the series of colours
  2597. (as we find three does in most other things), and the change into
  2598. the rest is imperceptible to sense. Hence also the rainbow appears
  2599. with three colours; this is true of each of the two, but in a contrary
  2600. way. The outer band of the primary rainbow is red: for the largest
  2601. band reflects most sight to the sun, and the outer band is largest.
  2602. The middle band and the third go on the same principle. So if the
  2603. principles we laid down about the appearance of colours are true the
  2604. rainbow necessarily has three colours, and these three and no
  2605. others. The appearance of yellow is due to contrast, for the red is
  2606. whitened by its juxtaposition with green. We can see this from the
  2607. fact that the rainbow is purest when the cloud is blackest; and then
  2608. the red shows most yellow. (Yellow in the rainbow comes between red
  2609. and green.) So the whole of the red shows white by contrast with the
  2610. blackness of the cloud around: for it is white compared to the cloud
  2611. and the green. Again, when the rainbow is fading away and the red is
  2612. dissolving, the white cloud is brought into contact with the green and
  2613. becomes yellow. But the moon rainbow affords the best instance of this
  2614. colour contrast. It looks quite white: this is because it appears on
  2615. the dark cloud and at night. So, just as fire is intensified by
  2616. added fire, black beside black makes that which is in some degree
  2617. white look quite white. Bright dyes too show the effect of contrast.
  2618. In woven and embroidered stuffs the appearance of colours is
  2619. profoundly affected by their juxtaposition with one another (purple,
  2620. for instance, appears different on white and on black wool), and
  2621. also by differences of illumination. Thus embroiderers say that they
  2622. often make mistakes in their colours when they work by lamplight,
  2623. and use the wrong ones.
  2624.   We have now shown why the rainbow has three colours and that these
  2625. are its only colours. The same cause explains the double rainbow and
  2626. the faintness of the colours in the outer one and their inverted
  2627. order. When sight is strained to a great distance the appearance of
  2628. the distant object is affected in a certain way: and the same thing
  2629. holds good here. So the reflection from the outer rainbow is weaker
  2630. because it takes place from a greater distance and less of it
  2631. reaches the sun, and so the colours seen are fainter. Their order is
  2632. reversed because more reflection reaches the sun from the smaller,
  2633. inner band. For that reflection is nearer to our sight which is
  2634. reflected from the band which is nearest to the primary rainbow. Now
  2635. the smallest band in the outer rainbow is that which is nearest, and
  2636. so it will be red; and the second and the third will follow the same
  2637. principle. Let B be the outer rainbow, A the inner one; let R stand
  2638. for the red colour, G for green, V for violet; yellow appears at the
  2639. point Y. Three rainbows or more are not found because even the
  2640. second is fainter, so that the third reflection can have no strength
  2641. whatever and cannot reach the sun at all. (See diagram.)
  2642.  
  2643.                                  5
  2644.  
  2645.   The rainbow can never be a circle nor a segment of a circle
  2646. greater than a semicircle. The consideration of the diagram will prove
  2647. this and the other properties of the rainbow. (See diagram.)
  2648.   Let A be a hemisphere resting on the circle of the horizon, let
  2649. its centre be K and let H be another point appearing on the horizon.
  2650. Then, if the lines that fall in a cone from K have HK as their axis,
  2651. and, K and M being joined, the lines KM are reflected from the
  2652. hemisphere to H over the greater angle, the lines from K will fall
  2653. on the circumference of a circle. If the reflection takes place when
  2654. the luminous body is rising or setting the segment of the circle above
  2655. the earth which is cut off by the horizon will be a semi-circle; if
  2656. the luminous body is above the horizon it will always be less than a
  2657. semicircle, and it will be smallest when the luminous body culminates.
  2658. First let the luminous body be appearing on the horizon at the point
  2659. H, and let KM be reflected to H, and let the plane in which A is,
  2660. determined by the triangle HKM, be produced. Then the section of the
  2661. sphere will be a great circle. Let it be A (for it makes no difference
  2662. which of the planes passing through the line HK and determined by
  2663. the triangle KMH is produced). Now the lines drawn from H and K to a
  2664. point on the semicircle A are in a certain ratio to one another, and
  2665. no lines drawn from the same points to another point on that
  2666. semicircle can have the same ratio. For since both the points H and
  2667. K and the line KH are given, the line MH will be given too;
  2668. consequently the ratio of the line MH to the line MK will be given
  2669. too. So M will touch a given circumference. Let this be NM. Then the
  2670. intersection of the circumferences is given, and the same ratio cannot
  2671. hold between lines in the same plane drawn from the same points to any
  2672. other circumference but MN.
  2673.   Draw a line DB outside of the figure and divide it so that
  2674. D:B=MH:MK. But MH is greater than MK since the reflection of the
  2675. cone is over the greater angle (for it subtends the greater angle of
  2676. the triangle KMH). Therefore D is greater than B. Then add to B a line
  2677. Z such that B+Z:D=D:B. Then make another line having the same ratio to
  2678. B as KH has to Z, and join MI.
  2679.   Then I is the pole of the circle on which the lines from K fall. For
  2680. the ratio of D to IM is the same as that of Z to KH and of B to KI. If
  2681. not, let D be in the same ratio to a line indifferently lesser or
  2682. greater than IM, and let this line be IP. Then HK and KI and IP will
  2683. have the same ratios to one another as Z, B, and D. But the ratios
  2684. between Z, B, and D were such that Z+B:D=D: B. Therefore
  2685. IH:IP=IP:IK. Now, if the points K, H be joined with the point P by the
  2686. lines HP, KP, these lines will be to one another as IH is to IP, for
  2687. the sides of the triangles HIP, KPI about the angle I are
  2688. homologous. Therefore, HP too will be to KP as HI is to IP. But this
  2689. is also the ratio of MH to MK, for the ratio both of HI to IP and of
  2690. MH to MK is the same as that of D to B. Therefore, from the points
  2691. H, K there will have been drawn lines with the same ratio to one
  2692. another, not only to the circumference MN but to another point as
  2693. well, which is impossible. Since then D cannot bear that ratio to
  2694. any line either lesser or greater than IM (the proof being in either
  2695. case the same), it follows that it must stand in that ratio to MI
  2696. itself. Therefore as MI is to IK so IH will be to MI and finally MH to
  2697. MK.
  2698.   If, then, a circle be described with I as pole at the distance MI it
  2699. will touch all the angles which the lines from H and K make by their
  2700. reflection. If not, it can be shown, as before, that lines drawn to
  2701. different points in the semicircle will have the same ratio to one
  2702. another, which was impossible. If, then, the semicircle A be
  2703. revolved about the diameter HKI, the lines reflected from the points
  2704. H, K at the point M will have the same ratio, and will make the
  2705. angle KMH equal, in every plane. Further, the angle which HM and MI
  2706. make with HI will always be the same. So there are a number of
  2707. triangles on HI and KI equal to the triangles HMI and KMI. Their
  2708. perpendiculars will fall on HI at the same point and will be equal.
  2709. Let O be the point on which they fall. Then O is the centre of the
  2710. circle, half of which, MN, is cut off by the horizon. (See diagram.)
  2711.   Next let the horizon be ABG but let H have risen above the
  2712. horizon. Let the axis now be HI. The proof will be the same for the
  2713. rest as before, but the pole I of the circle will be below the horizon
  2714. AG since the point H has risen above the horizon. But the pole, and
  2715. the centre of the circle, and the centre of that circle (namely HI)
  2716. which now determines the position of the sun are on the same line. But
  2717. since KH lies above the diameter AG, the centre will be at O on the
  2718. line KI below the plane of the circle AG determined the position of
  2719. the sun before. So the segment YX which is above the horizon will be
  2720. less than a semicircle. For YXM was a semicircle and it has now been
  2721. cut off by the horizon AG. So part of it, YM, will be invisible when
  2722. the sun has risen above the horizon, and the segment visible will be
  2723. smallest when the sun is on the meridian; for the higher H is the
  2724. lower the pole and the centre of the circle will be.
  2725.   In the shorter days after the autumn equinox there may be a
  2726. rainbow at any time of the day, but in the longer days from the spring
  2727. to the autumn equinox there cannot be a rainbow about midday. The
  2728. reason for this is that when the sun is north of the equator the
  2729. visible arcs of its course are all greater than a semicircle, and go
  2730. on increasing, while the invisible arc is small, but when the sun is
  2731. south of the equator the visible arc is small and the invisible arc
  2732. great, and the farther the sun moves south of the equator the
  2733. greater is the invisible arc. Consequently, in the days near the
  2734. summer solstice, the size of the visible arc is such that before the
  2735. point H reaches the middle of that arc, that is its point of
  2736. culmination, the point is well below the horizon; the reason for
  2737. this being the great size of the visible arc, and the consequent
  2738. distance of the point of culmination from the earth. But in the days
  2739. near the winter solstice the visible arcs are small, and the
  2740. contrary is necessarily the case: for the sun is on the meridian
  2741. before the point H has risen far.
  2742.  
  2743.                                  6
  2744.  
  2745.   Mock suns, and rods too, are due to the causes we have described.
  2746. A mock sun is caused by the reflection of sight to the sun. Rods are
  2747. seen when sight reaches the sun under circumstances like those which
  2748. we described, when there are clouds near the sun and sight is
  2749. reflected from some liquid surface to the cloud. Here the clouds
  2750. themselves are colourless when you look at them directly, but in the
  2751. water they are full of rods. The only difference is that in this
  2752. latter case the colour of the cloud seems to reside in the water,
  2753. but in the case of rods on the cloud itself. Rods appear when the
  2754. composition of the cloud is uneven, dense in part and in part rare,
  2755. and more and less watery in different parts. Then the sight is
  2756. reflected to the sun: the mirrors are too small for the shape of the
  2757. sun to appear, but, the bright white light of the sun, to which the
  2758. sight is reflected, being seen on the uneven mirror, its colour
  2759. appears partly red, partly green or yellow. It makes no difference
  2760. whether sight passes through or is reflected from a medium of that
  2761. kind; the colour is the same in both cases; if it is red in the
  2762. first case it must be the same in the other.
  2763.   Rods then are occasioned by the unevenness of the mirror-as
  2764. regards colour, not form. The mock sun, on the contrary, appears
  2765. when the air is very uniform, and of the same density throughout. This
  2766. is why it is white: the uniform character of the mirror gives the
  2767. reflection in it a single colour, while the fact that the sight is
  2768. reflected in a body and is thrown on the sun all together by the mist,
  2769. which is dense and watery though not yet quite water, causes the sun's
  2770. true colour to appear just as it does when the reflection is from
  2771. the dense, smooth surface of copper. So the sun's colour being
  2772. white, the mock sun is white too. This, too, is the reason why the
  2773. mock sun is a surer sign of rain than the rods; it indicates, more
  2774. than they do, that the air is ripe for the production of water.
  2775. Further a mock sun to the south is a surer sign of rain than one to
  2776. the north, for the air in the south is readier to turn into water than
  2777. that in the north.
  2778.   Mock suns and rods are found, as we stated, about sunset and
  2779. sunrise, not above the sun nor below it, but beside it. They are not
  2780. found very close to the sun, nor very far from it, for the sun
  2781. dissolves the cloud if it is near, but if it is far off the reflection
  2782. cannot take place, since sight weakens when it is reflected from a
  2783. small mirror to a very distant object. (This is why a halo is never
  2784. found opposite to the sun.) If the cloud is above the sun and close to
  2785. it the sun will dissolve it; if it is above the sun but at a
  2786. distance the sight is too weak for the reflection to take place, and
  2787. so it will not reach the sun. But at the side of the sun, it is
  2788. possible for the mirror to be at such an interval that the sun does
  2789. not dissolve the cloud, and yet sight reaches it undiminished
  2790. because it moves close to the earth and is not dissipated in the
  2791. immensity of space. It cannot subsist below the sun because close to
  2792. the earth the sun's rays would dissolve it, but if it were high up and
  2793. the sun in the middle of the heavens, sight would be dissipated.
  2794. Indeed, even by the side of the sun, it is not found when the sun is
  2795. in the middle of the sky, for then the line of vision is not close
  2796. to the earth, and so but little sight reaches the mirror and the
  2797. reflection from it is altogether feeble.
  2798.   Some account has now been given of the effects of the secretion
  2799. above the surface of the earth; we must go on to describe its
  2800. operations below, when it is shut up in the parts of the earth.
  2801.   Just as its twofold nature gives rise to various effects in the
  2802. upper region, so here it causes two varieties of bodies. We maintain
  2803. that there are two exhalations, one vaporous the other smoky, and
  2804. there correspond two kinds of bodies that originate in the earth,
  2805. 'fossiles' and metals. The heat of the dry exhalation is the cause
  2806. of all 'fossiles'. Such are the kinds of stones that cannot be melted,
  2807. and realgar, and ochre, and ruddle, and sulphur, and the other
  2808. things of that kind, most 'fossiles' being either coloured lye or,
  2809. like cinnabar, a stone compounded of it. The vaporous exhalation is
  2810. the cause of all metals, those bodies which are either fusible or
  2811. malleable such as iron, copper, gold. All these originate from the
  2812. imprisonment of the vaporous exhalation in the earth, and especially
  2813. in stones. Their dryness compresses it, and it congeals just as dew or
  2814. hoar-frost does when it has been separated off, though in the
  2815. present case the metals are generated before that segregation
  2816. occurs. Hence, they are water in a sense, and in a sense not. Their
  2817. matter was that which might have become water, but it can no longer do
  2818. so: nor are they, like savours, due to a qualitative change in
  2819. actual water. Copper and gold are not formed like that, but in every
  2820. case the evaporation congealed before water was formed. Hence, they
  2821. all (except gold) are affected by fire, and they possess an
  2822. admixture of earth; for they still contain the dry exhalation.
  2823.   This is the general theory of all these bodies, but we must take
  2824. up each kind of them and discuss it separately.
  2825.  
  2826.                               Book IV
  2827.                                  1
  2828.  
  2829.   WE have explained that the qualities that constitute the elements
  2830. are four, and that their combinations determine the number of the
  2831. elements to be four.
  2832.   Two of the qualities, the hot and the cold, are active; two, the dry
  2833. and the moist, passive. We can satisfy ourselves of this by looking at
  2834. instances. In every case heat and cold determine, conjoin, and
  2835. change things of the same kind and things of different kinds,
  2836. moistening, drying, hardening, and softening them. Things dry and
  2837. moist, on the other hand, both in isolation and when present
  2838. together in the same body are the subjects of that determination and
  2839. of the other affections enumerated. The account we give of the
  2840. qualities when we define their character shows this too. Hot and
  2841. cold we describe as active, for 'congregating' is essentially a
  2842. species of 'being active': moist and dry are passive, for it is in
  2843. virtue of its being acted upon in a certain way that a thing is said
  2844. to be 'easy to determine' or 'difficult to determine'. So it is
  2845. clear that some of the qualities are active and some passive.
  2846.   Next we must describe the operations of the active qualities and the
  2847. forms taken by the passive. First of all, true becoming, that is,
  2848. natural change, is always the work of these powers and so is the
  2849. corresponding natural destruction; and this becoming and this
  2850. destruction are found in plants and animals and their parts. True
  2851. natural becoming is a change introduced by these powers into the
  2852. matter underlying a given thing when they are in a certain ratio to
  2853. that matter, which is the passive qualities we have mentioned. When
  2854. the hot and the cold are masters of the matter they generate a
  2855. thing: if they are not, and the failure is partial, the object is
  2856. imperfectly boiled or otherwise unconcocted. But the strictest general
  2857. opposite of true becoming is putrefaction. All natural destruction
  2858. is on the way to it, as are, for instance, growing old or growing dry.
  2859. Putrescence is the end of all these things, that is of all natural
  2860. objects, except such as are destroyed by violence: you can burn, for
  2861. instance, flesh, bone, or anything else, but the natural course of
  2862. their destruction ends in putrefaction. Hence things that putrefy
  2863. begin by being moist and end by being dry. For the moist and the dry
  2864. were their matter, and the operation of the active qualities caused
  2865. the dry to be determined by the moist.
  2866.   Destruction supervenes when the determined gets the better of the
  2867. determining by the help of the environment (though in a special
  2868. sense the word putrefaction is applied to partial destruction, when
  2869. a thing's nature is perverted). Hence everything, except fire, is
  2870. liable to putrefy; for earth, water, and air putrefy, being all of
  2871. them matter relatively to fire. The definition of putrefaction is: the
  2872. destruction of the peculiar and natural heat in any moist subject by
  2873. external heat, that is, by the heat of the environment. So since
  2874. lack of heat is the ground of this affection and everything in as
  2875. far as it lacks heat is cold, both heat and cold will be the causes of
  2876. putrefaction, which will be due indifferently to cold in the
  2877. putrefying subject or to heat in the environment.
  2878.   This explains why everything that putrefies grows drier and ends
  2879. by becoming earth or dung. The subject's own heat departs and causes
  2880. the natural moisture to evaporate with it, and then there is nothing
  2881. left to draw in moisture, for it is a thing's peculiar heat that
  2882. attracts moisture and draws it in. Again, putrefaction takes place
  2883. less in cold that in hot seasons, for in winter the surrounding air
  2884. and water contain but little heat and it has no power, but in summer
  2885. there is more. Again, what is frozen does not putrefy, for its cold is
  2886. greater that the heat of the air and so is not mastered, whereas
  2887. what affects a thing does master it. Nor does that which is boiling or
  2888. hot putrefy, for the heat in the air being less than that in the
  2889. object does not prevail over it or set up any change. So too
  2890. anything that is flowing or in motion is less apt to putrefy than a
  2891. thing at rest, for the motion set up by the heat in the air is
  2892. weaker than that pre-existing in the object, and so it causes no
  2893. change. For the same reason a great quantity of a thing putrefies less
  2894. readily than a little, for the greater quantity contains too much
  2895. proper fire and cold for the corresponding qualities in the
  2896. environment to get the better of. Hence, the sea putrefies quickly
  2897. when broken up into parts, but not as a whole; and all other waters
  2898. likewise. Animals too are generated in putrefying bodies, because
  2899. the heat that has been secreted, being natural, organizes the
  2900. particles secreted with it.
  2901.   So much for the nature of becoming and of destruction.
  2902.                                  2
  2903.  
  2904.   We must now describe the next kinds of processes which the qualities
  2905. already mentioned set up in actually existing natural objects as
  2906. matter.
  2907.   Of these concoction is due to heat; its species are ripening,
  2908. boiling, broiling. Inconcoction is due to cold and its species are
  2909. rawness, imperfect boiling, imperfect broiling. (We must recognize
  2910. that the things are not properly denoted by these words: the various
  2911. classes of similar objects have no names universally applicable to
  2912. them; consequently we must think of the species enumerated as being
  2913. not what those words denote but something like it.) Let us say what
  2914. each of them is. Concoction is a process in which the natural and
  2915. proper heat of an object perfects the corresponding passive qualities,
  2916. which are the proper matter of any given object. For when concoction
  2917. has taken place we say that a thing has been perfected and has come to
  2918. be itself. It is the proper heat of a thing that sets up this
  2919. perfecting, though external influences may contribute in some
  2920. degrees to its fulfilment. Baths, for instance, and other things of
  2921. the kind contribute to the digestion of food, but the primary cause is
  2922. the proper heat of the body. In some cases of concoction the end of
  2923. the process is the nature of the thing-nature, that is, in the sense
  2924. of the formal cause and essence. In other cases it leads to some
  2925. presupposed state which is attained when the moisture has acquired
  2926. certain properties or a certain magnitude in the process of being
  2927. broiled or boiled or of putrefying, or however else it is being
  2928. heated. This state is the end, for when it has been reached the
  2929. thing has some use and we say that concoction has taken place. Must is
  2930. an instance of this, and the matter in boils when it becomes purulent,
  2931. and tears when they become rheum, and so with the rest.
  2932.     Concoction ensues whenever the matter, the moisture, is
  2933. mastered. For the matter is what is determined by the heat
  2934. connatural to the object, and as long as the ratio between them exists
  2935. in it a thing maintains its nature. Hence things like the liquid and
  2936. solid excreta and ejecta in general are signs of health, and
  2937. concoction is said to have taken place in them, for they show that the
  2938. proper heat has got the better of the indeterminate matter.
  2939.   Things that undergo a process of concoction necessarily become
  2940. thicker and hotter, for the action of heat is to make things more
  2941. compact, thicker, and drier.
  2942.   This then is the nature of concoction: but inconcoction is an
  2943. imperfect state due to lack of proper heat, that is, to cold. That
  2944. of which the imperfect state is, is the corresponding passive
  2945. qualities which are the natural matter of anything.
  2946.   So much for the definition of concoction and inconcoction.
  2947.  
  2948.                                  3
  2949.  
  2950.   Ripening is a sort of concoction; for we call it ripening when there
  2951. is a concoction of the nutriment in fruit. And since concoction is a
  2952. sort of perfecting, the process of ripening is perfect when the
  2953. seeds in fruit are able to reproduce the fruit in which they are
  2954. found; for in all other cases as well this is what we mean by
  2955. 'perfect'. This is what 'ripening' means when the word is applied to
  2956. fruit. However, many other things that have undergone concoction are
  2957. said to be 'ripe', the general character of the process being the
  2958. same, though the word is applied by an extension of meaning. The
  2959. reason for this extension is, as we explained before, that the various
  2960. modes in which natural heat and cold perfect the matter they determine
  2961. have not special names appropriated to them. In the case of boils
  2962. and phlegm, and the like, the process of ripening is the concoction of
  2963. the moisture in them by their natural heat, for only that which gets
  2964. the better of matter can determine it. So everything that ripens is
  2965. condensed from a spirituous into a watery state, and from a watery
  2966. into an earthy state, and in general from being rare becomes dense. In
  2967. this process the nature of the thing that is ripening incorporates
  2968. some of the matter in itself, and some it rejects. So much for the
  2969. definition of ripening.
  2970.   Rawness is its opposite and is therefore an imperfect concoction
  2971. of the nutriment in the fruit, namely, of the undetermined moisture.
  2972. Consequently a raw thing is either spirituous or watery or contains
  2973. both spirit and water. Ripening being a kind of perfecting, rawness
  2974. will be an imperfect state, and this state is due to a lack of natural
  2975. heat and its disproportion to the moisture that is undergoing the
  2976. process of ripening. (Nothing moist ripens without the admixture of
  2977. some dry matter: water alone of liquids does not thicken.) This
  2978. disproportion may be due either to defect of heat or to excess of
  2979. the matter to be determined: hence the juice of raw things is thin,
  2980. cold rather than hot, and unfit for food or drink. Rawness, like
  2981. ripening, is used to denote a variety of states. Thus the liquid and
  2982. solid excreta and catarrhs are called raw for the same reason, for
  2983. in every case the word is applied to things because their heat has not
  2984. got the mastery in them and compacted them. If we go further, brick is
  2985. called raw and so is milk and many other things too when they are such
  2986. as to admit of being changed and compacted by heat but have remained
  2987. unaffected. Hence, while we speak of 'boiled' water, we cannot speak
  2988. of raw water, since it does not thicken. We have now defined
  2989. ripening and rawness and assigned their causes.
  2990.   Boiling is, in general, a concoction by moist heat of the
  2991. indeterminate matter contained in the moisture of the thing boiled,
  2992. and the word is strictly applicable only to things boiled in the way
  2993. of cooking. The indeterminate matter, as we said, will be either
  2994. spirituous or watery. The cause of the concoction is the fire
  2995. contained in the moisture; for what is cooked in a frying-pan is
  2996. broiled: it is the heat outside that affects it and, as for the
  2997. moisture in which it is contained, it dries this up and draws it
  2998. into itself. But a thing that is being boiled behaves in the
  2999. opposite way: the moisture contained in it is drawn out of it by the
  3000. heat in the liquid outside. Hence boiled meats are drier than broiled;
  3001. for, in boiling, things do not draw the moisture into themselves,
  3002. since the external heat gets the better of the internal: if the
  3003. internal heat had got the better it would have drawn the moisture to
  3004. itself. Not every body admits of the process of boiling: if there is
  3005. no moisture in it, it does not (for instance, stones), nor does it
  3006. if there is moisture in it but the density of the body is too great
  3007. for it-to-be mastered, as in the case of wood. But only those bodies
  3008. can be boiled that contain moisture which can be acted on by the
  3009. heat contained in the liquid outside. It is true that gold and wood
  3010. and many other things are said to be 'boiled': but this is a stretch
  3011. of the meaning of the word, though the kind of thing intended is the
  3012. same, the reason for the usage being that the various cases have no
  3013. names appropriated to them. Liquids too, like milk and must, are
  3014. said to undergo a process of 'boiling' when the external fire that
  3015. surrounds and heats them changes the savour in the liquid into a given
  3016. form, the process being thus in a way like what we have called
  3017. boiling.
  3018.   The end of the things that undergo boiling, or indeed any form of
  3019. concoction, is not always the same: some are meant to be eaten, some
  3020. drunk, and some are intended for other uses; for instance dyes, too,
  3021. are said to be 'boiled'.
  3022.   All those things then admit of 'boiling' which can grow denser,
  3023. smaller, or heavier; also those which do that with a part of
  3024. themselves and with a part do the opposite, dividing in such a way
  3025. that one portion thickens while the other grows thinner, like milk
  3026. when it divides into whey and curd. Oil by itself is affected in
  3027. none of these ways, and therefore cannot be said to admit of
  3028. 'boiling'. Such then is the pfcies of concoction known as 'boiling',
  3029. and the process is the same in an artificial and in a natural
  3030. instrument, for the cause will be the same in every case.
  3031.   Imperfect boiling is the form of inconcoction opposed to boiling.
  3032. Now the opposite of boiling properly so called is an inconcoction of
  3033. the undetermined matter in a body due to lack of heat in the
  3034. surrounding liquid. (Lack of heat implies, as we have pointed out, the
  3035. presence of cold.) The motion which causes imperfect boiling is
  3036. different from that which causes boiling, for the heat which
  3037. operates the concoction is driven out. The lack of heat is due
  3038. either to the amount of cold in the liquid or to the quantity of
  3039. moisture in the object undergoing the process of boiling. Where either
  3040. of these conditions is realized the heat in the surrounding liquid
  3041. is too great to have no effect at all, but too small to carry out
  3042. the process of concocting uniformly and thoroughly. Hence things are
  3043. harder when they are imperfectly boiled than when they are boiled, and
  3044. the moisture in them more distinct from the solid parts. So much for
  3045. the definition and causes of boiling and imperfect boiling.
  3046.   Broiling is concoction by dry foreign heat. Hence if a man were to
  3047. boil a thing but the change and concoction in it were due, not to
  3048. the heat of the liquid but to that of the fire, the thing will have
  3049. been broiled and not boiled when the process has been carried to
  3050. completion: if the process has gone too far we use the word 'scorched'
  3051. to describe it. If the process leaves the thing drier at the end the
  3052. agent has been dry heat. Hence the outside is drier than the inside,
  3053. the opposite being true of things boiled. Where the process is
  3054. artificial, broiling is more difficult than boiling, for it is
  3055. difficult to heat the inside and the outside uniformly, since the
  3056. parts nearer to the fire are the first to get dry and consequently get
  3057. more intensely dry. In this way the outer pores contract and the
  3058. moisture in the thing cannot be secreted but is shut in by the closing
  3059. of the pores. Now broiling and boiling are artificial processes, but
  3060. the same general kind of thing, as we said, is found in nature too.
  3061. The affections produced are similar though they lack a name; for art
  3062. imitates nature. For instance, the concoction of food in the body is
  3063. like boiling, for it takes place in a hot and moist medium and the
  3064. agent is the heat of the body. So, too, certain forms of indigestion
  3065. are like imperfect boiling. And it is not true that animals are
  3066. generated in the concoction of food, as some say. Really they are
  3067. generated in the excretion which putrefies in the lower belly, and
  3068. they ascend afterwards. For concoction goes on in the upper belly
  3069. but the excretion putrefies in the lower: the reason for this has been
  3070. explained elsewhere.
  3071.   We have seen that the opposite of boiling is imperfect boiling:
  3072. now there is something correspondingly opposed to the species of
  3073. concoction called broiling, but it is more difficult to find a name
  3074. for it. It would be the kind of thing that would happen if there
  3075. were imperfect broiling instead of broiling proper through lack of
  3076. heat due to deficiency in the external fire or to the quantity of
  3077. water in the thing undergoing the process. For then we should get
  3078. too much heat for no effect to be produced, but too little for
  3079. concoction to take place.
  3080.   We have now explained concoction and inconcoction, ripening and
  3081. rawness, boiling and broiling, and their opposites.
  3082.  
  3083.                                  4
  3084.  
  3085.   We must now describe the forms taken by the passive qualities the
  3086. moist and the dry. The elements of bodies, that is, the passive
  3087. ones, are the moist and the dry; the bodies themselves are
  3088. compounded of them and whichever predominates determines the nature of
  3089. the body; thus some bodies partake more of the dry, others of the
  3090. moist. All the forms to be described will exist either actually, or
  3091. potentially and in their opposite: for instance, there is actual
  3092. melting and on the other hand that which admits of being melted.
  3093.   Since the moist is easily determined and the dry determined with
  3094. difficulty, their relation to one another is like that of a dish and
  3095. its condiments. The moist is what makes the dry determinable, and each
  3096. serves as a sort of glue to the other-as Empedocles said in his poem
  3097. on Nature, 'glueing meal together by means of water.' Thus the
  3098. determined body involves them both. Of the elements earth is
  3099. especially representative of the dry, water of the moist, and
  3100. therefore all determinate bodies in our world involve earth and water.
  3101. Every body shows the quality of that element which predominates in it.
  3102. It is because earth and water are the material elements of all
  3103. bodies that animals live in them alone and not in air or fire.
  3104.   Of the qualities of bodies hardness and softness are those which
  3105. must primarily belong to a determined thing, for anything made up of
  3106. the dry and the moist is necessarily either hard or soft. Hard is that
  3107. the surface of which does not yield into itself; soft that which
  3108. does yield but not by interchange of place: water, for instance, is
  3109. not soft, for its surface does not yield to pressure or sink in but
  3110. there is an interchange of place. Those things are absolutely hard and
  3111. soft which satisfy the definition absolutely, and those things
  3112. relatively so which do so compared with another thing. Now
  3113. relatively to one another hard and soft are indefinable, because it is
  3114. a matter of degree, but since all the objects of sense are
  3115. determined by reference to the faculty of sense it is clearly the
  3116. relation to touch which determines that which is hard and soft
  3117. absolutely, and touch is that which we use as a standard or mean. So
  3118. we call that which exceeds it hard and that which falls short of it
  3119. soft.
  3120.  
  3121.                                  5
  3122.  
  3123.   A body determined by its own boundary must be either hard or soft;
  3124. for it either yields or does not.
  3125.   It must also be concrete: or it could not be so determined. So since
  3126. everything that is determined and solid is either hard or soft and
  3127. these qualities are due to concretion, all composite and determined
  3128. bodies must involve concretion. Concretion therefore must be
  3129. discussed.
  3130.   Now there are two causes besides matter, the agent and the quality
  3131. brought about, the agent being the efficient cause, the quality the
  3132. formal cause. Hence concretion and disaggregation, drying and
  3133. moistening, must have these two causes.
  3134.   But since concretion is a form of drying let us speak of the
  3135. latter first.
  3136.   As we have explained, the agent operates by means of two qualities
  3137. and the patient is acted on in virtue of two qualities: action takes
  3138. place by means of heat or cold, and the quality is produced either
  3139. by the presence or by the absence of heat or cold; but that which is
  3140. acted upon is moist or dry or a compound of both. Water is the element
  3141. characterized by the moist, earth that characterized by the dry, for
  3142. these among the elements that admit the qualities moist and dry are
  3143. passive. Therefore cold, too, being found in water and earth (both
  3144. of which we recognize to be cold), must be reckoned rather as a
  3145. passive quality. It is active only as contributing to destruction or
  3146. incidentally in the manner described before; for cold is sometimes
  3147. actually said to burn and to warm, but not in the same way as heat
  3148. does, but by collecting and concentrating heat.
  3149.   The subjects of drying are water and the various watery fluids and
  3150. those bodies which contain water either foreign or connatural. By
  3151. foreign I mean like the water in wool, by connatural, like that in
  3152. milk. The watery fluids are wine, urine, whey, and in general those
  3153. fluids which have no sediment or only a little, except where this
  3154. absence of sediment is due to viscosity. For in some cases, in oil and
  3155. pitch for instance, it is the viscosity which prevents any sediment
  3156. from appearing.
  3157.   It is always a process of heating or cooling that dries things,
  3158. but the agent in both cases is heat, either internal or external.
  3159. For even when things are dried by cooling, like a garment, where the
  3160. moisture exists separately it is the internal heat that dries them. It
  3161. carries off the moisture in the shape of vapour (if there is not too
  3162. much of it), being itself driven out by the surrounding cold. So
  3163. everything is dried, as we have said, by a process either of heating
  3164. or cooling, but the agent is always heat, either internal or external,
  3165. carrying off the moisture in vapour. By external heat I mean as
  3166. where things are boiled: by internal where the heat breathes out and
  3167. takes away and uses up its moisture. So much for drying.
  3168.  
  3169.                                  6
  3170.  
  3171.   Liquefaction is, first, condensation into water; second, the melting
  3172. of a solidified body. The first, condensation, is due to the cooling
  3173. of vapour: what melting is will appear from the account of
  3174. solidification.
  3175.   Whatever solidifies is either water or a mixture of earth and water,
  3176. and the agent is either dry heat or cold. Hence those of the bodies
  3177. solidified by heat or cold which are soluble at all are dissolved by
  3178. their opposites. Bodies solidified by the dry-hot are dissolved by
  3179. water, which is the moist-cold, while bodies solidified by cold are
  3180. dissolved by fire, which is hot. Some things seem to be solidified
  3181. by water, e.g. boiled honey, but really it is not the water but the
  3182. cold in the water which effects the solidification. Aqueous bodies are
  3183. not solidified by fire: for it is fire that dissolves them, and the
  3184. same cause in the same relation cannot have opposite effects upon
  3185. the same thing. Again, water solidifies owing to the departure of
  3186. heat; so it will clearly be dissolved by the entry into it of heat:
  3187. cold, therefore, must be the agent in solidifying it.
  3188.   Hence aqueous bodies do not thicken when they solidify; for
  3189. thickening occurs when the moisture goes off and the dry matter
  3190. comes together, but water is the only liquid that does not thicken.
  3191. Those bodies that are made up of both earth and water are solidified
  3192. both by fire and by cold and in either case are thickened. The
  3193. operation of the two is in a way the same and in a way different. Heat
  3194. acts by drawing off the moisture, and as the moisture goes off in
  3195. vapour the dry matter thickens and collects. Cold acts by driving
  3196. out the heat, which is accompanied by the moisture as this goes off in
  3197. vapour with it. Bodies that are soft but not liquid do not thicken but
  3198. solidify when the moisture leaves them, e.g. potter's clay in
  3199. process of baking: but those mixed bodies that are liquid thicken
  3200. besides solidifying, like milk. Those bodies which have first been
  3201. thickened or hardened by cold often begin by becoming moist: thus
  3202. potter's clay at first in the process of baking steams and grows
  3203. softer, and is liable to distortion in the ovens for that reason.
  3204.   Now of the bodies solidified by cold which are made up both of earth
  3205. and water but in which the earth preponderates, those which solidify
  3206. by the departure of heat melt by heat when it enters into them
  3207. again; this is the case with frozen mud. But those which solidify by
  3208. refrigeration, where all the moisture has gone off in vapour with
  3209. the heat, like iron and horn, cannot be dissolved except by
  3210. excessive heat, but they can be softened-though manufactured iron does
  3211. melt, to the point of becoming fluid and then solidifying again.
  3212. This is how steel is made. The dross sinks to the bottom and is
  3213. purged away: when this has been done often and the metal is pure we
  3214. have steel. The process is not repeated often because the purification
  3215. of the metal involves great waste and loss of weight. But the iron
  3216. that has less dross is the better iron. The stone pyrimachus, too,
  3217. melts and forms into drops and becomes fluid; after having been in a
  3218. fluid state it solidifies and becomes hard again. Millstones, too,
  3219. melt and become fluid: when the fluid mass begins to solidify it is
  3220. black but its consistency comes to be like that of lime. and earth,
  3221. too
  3222.   Of the bodies which are solidified by dry heat some are insoluble,
  3223. others are dissolved by liquid. Pottery and some kinds of stone that
  3224. are formed out of earth burnt up by fire, such as millstones, cannot
  3225. be dissolved. Natron and salt are soluble by liquid, but not all
  3226. liquid but only such as is cold. Hence water and any of its
  3227. varieties melt them, but oil does not. For the opposite of the dry-hot
  3228. is the cold-moist and what the one solidified the other will dissolve,
  3229. and so opposites will have opposite effects.
  3230.  
  3231.                                  7
  3232.  
  3233.   If a body contains more water than earth fire only thickens it: if
  3234. it contains more earth fire solidifies it. Hence natron and salt and
  3235. stone and potter's clay must contain more earth.
  3236.   The nature of oil presents the greatest problem. If water
  3237. preponderated in it, cold ought to solidify it; if earth
  3238. preponderated, then fire ought to do so. Actually neither
  3239. solidifies, but both thicken it. The reason is that it is full of
  3240. air (hence it floats on the top of water, since air tends to rise).
  3241. Cold thickens it by turning the air in it into water, for any
  3242. mixture of oil and water is thicker than either. Fire and the lapse of
  3243. time thicken and whiten it. The whitening follows on the evaporation
  3244. of any water that may have been in it; the is due to the change of the
  3245. air into water as the heat in the oil is dissipated. The effect in
  3246. both cases is the same and the cause is the same, but the manner of
  3247. its operation is different. Both heat and cold thicken it, but neither
  3248. dries it (neither the sun nor cold dries oil), not only because it
  3249. is glutinous but because it contains air. Its glutinous nature
  3250. prevents it from giving off vapour and so fire does not dry it or boil
  3251. it off.
  3252.   Those bodies which are made up of earth and water may be
  3253. classified according to the preponderance of either. There is a kind
  3254. of wine, for instance, which both solidifies and thickens by boiling-I
  3255. mean, must. All bodies of this kind lose their water as they That it
  3256. is their water may be seen from the fact that the vapour from them
  3257. condenses into water when collected. So wherever some sediment is left
  3258. this is of the nature of earth. Some of these bodies, as we have said,
  3259. are also thickened and dried by cold. For cold not only solidifies but
  3260. also dries water, and thickens things by turning air into water.
  3261. (Solidifying, as we have said, is a form of drying.) Now those
  3262. things that are not thickened by cold, but solidified, belong rather
  3263. to water, e.g.. wine, urine, vinegar, lye, whey. But those things that
  3264. are thickened (not by evaporation due to fire) are made up either of
  3265. earth or of water and air: honey of earth, while oil contains air.
  3266. Milk and blood, too, are made up of both water and earth, though earth
  3267. generally predominates in them. So, too, are the liquids out of
  3268. which natron and salt are formed; and stones are also formed from some
  3269. mixtures of this kind. Hence, if the whey has not been separated, it
  3270. burns away if you boil it over a fire. But the earthy element in
  3271. milk can also be coagulated by the help of fig-juice, if you boil it
  3272. in a certain way as doctors do when they treat it with fig-juice,
  3273. and this is how the whey and the cheese are commonly separated.
  3274. Whey, once separated, does not thicken, as the milk did, but boils
  3275. away like water. Sometimes, however, there is little or no cheese in
  3276. milk, and such milk is not nutritive and is more like water. The
  3277. case of blood is similar: cold dries and so solidifies it. Those kinds
  3278. of blood that do not solidify, like that of the stag, belong rather to
  3279. water and are very cold. Hence they contain no fibres: for the
  3280. fibres are of earth and solid, and blood from which they have been
  3281. removed does not solidify. This is because it cannot dry; for what
  3282. remains is water, just as what remains of milk when cheese has been
  3283. removed is water. The fact that diseased blood will not solidify is
  3284. evidence of the same thing, for such blood is of the nature of serum
  3285. and that is phlegm and water, the nature of the animal having failed
  3286. to get the better of it and digest it.
  3287.   Some of these bodies are soluble, e.g. natron, some insoluble,
  3288. e.g. pottery: of the latter, some, like horn, can be softened by heat,
  3289. others, like pottery and stone, cannot. The reason is that opposite
  3290. causes have opposite effects: consequently, if solidification is due
  3291. to two causes, the cold and the dry, solution must be due to the hot
  3292. and the moist, that is, to fire and to water (these being
  3293. opposites): water dissolving what was solidified by fire alone, fire
  3294. what was solidified by cold alone. Consequently, if any things
  3295. happen to be solidified by the action of both, these are least apt
  3296. to be soluble. Such a case we find where things have been heated and
  3297. are then solidified by cold. When the heat in leaving them has
  3298. caused most of the moisture to evaporate, the cold so compacts these
  3299. bodies together again as to leave no entrance even for moisture.
  3300. Therefore heat does not dissolve them (for it only dissolves those
  3301. bodies that are solidified by cold alone), nor does water (for it does
  3302. not dissolve what cold solidifies, but only what is solidified by
  3303. dry heat). But iron is melted by heat and solidified by cold. Wood
  3304. consists of earth and air and is therefore combustible but cannot be
  3305. melted or softened by heat. (For the same reason it floats in
  3306. water-all except ebony. This does not, for other kinds of wood contain
  3307. a preponderance of air, but in black ebony the air has escaped and
  3308. so earth preponderates in it.) Pottery consists of earth alone because
  3309. it solidified gradually in the process of drying. Water cannot get
  3310. into it, for the pores were only large enough to admit of vapour
  3311. escaping: and seeing that fire solidified it, that cannot dissolve
  3312. it either.
  3313.   So solidification and melting, their causes, and the kinds of
  3314. subjects in which they occur have been described.
  3315.  
  3316.                                  8
  3317.  
  3318.   All this makes it clear that bodies are formed by heat and cold
  3319. and that these agents operate by thickening and solidifying. It is
  3320. because these qualities fashion bodies that we find heat in all of
  3321. them, and in some cold in so far as heat is absent. These qualities,
  3322. then, are present as active, and the moist and the dry as passive, and
  3323. consequently all four are found in mixed bodies. So water and earth
  3324. are the constituents of homogeneous bodies both in plants and in
  3325. animals and of metals such as gold, silver, and the rest-water and
  3326. earth and their respective exhalations shut up in the compound bodies,
  3327. as we have explained elsewhere.
  3328.   All these mixed bodies are distinguished from one another, firstly
  3329. by the qualities special to the various senses, that is, by their
  3330. capacities of action. (For a thing is white, fragrant, sonant,
  3331. sweet, hot, cold in virtue of a power of acting on sense). Secondly by
  3332. other more characteristic affections which express their aptitude to
  3333. be affected: I mean, for instance, the aptitude to melt or solidify or
  3334. bend and so forth, all these qualities, like moist and dry, being
  3335. passive. These are the qualities that differentiate bone, flesh,
  3336. sinew, wood, bark, stone and all other homogeneous natural bodies. Let
  3337. us begin by enumerating these qualities expressing the aptitude or
  3338. inaptitude of a thing to be affected in a certain way. They are as
  3339. follows: to be apt or inapt to solidify, melt, be softened by heat, be
  3340. softened by water, bend, break, be comminuted, impressed, moulded,
  3341. squeezed; to be tractile or non-tractile, malleable or
  3342. non-malleable, to be fissile or non-fissile, apt or inapt to be cut;
  3343. to be viscous or friable, compressible or incompressible,
  3344. combustible or incombustible; to be apt or inapt to give off fumes.
  3345. These affections differentiate most bodies from one another. Let us go
  3346. on to explain the nature of each of them. We have already given a
  3347. general account of that which is apt or inapt to solidify or to
  3348. melt, but let us return to them again now. Of all the bodies that
  3349. admit of solidification and hardening, some are brought into this
  3350. state by heat, others by cold. Heat does this by drying up their
  3351. moisture, cold by driving out their heat. Consequently some bodies are
  3352. affected in this way by defect of moisture, some by defect of heat:
  3353. watery bodies by defect of heat, earthy bodies of moisture. Now
  3354. those bodies that are so affected by defect of moisture are
  3355. dissolved by water, unless like pottery they have so contracted that
  3356. their pores are too small for the particles of water to enter. All
  3357. those bodies in which this is not the case are dissolved by water,
  3358. e.g. natron, salt, dry mud. Those bodies that solidified through
  3359. defect of heat are melted by heat, e.g. ice, lead, copper. So much for
  3360. the bodies that admit of solidification and of melting, and those that
  3361. do not admit of melting.
  3362.   The bodies which do not admit of solidification are those which
  3363. contain no aqueous moisture and are not watery, but in which heat
  3364. and earth preponderate, like honey and must (for these are in a sort
  3365. of state of effervescence), and those which do possess some water
  3366. but have a preponderance of air, like oil and quicksilver, and all
  3367. viscous substances such as pitch and birdlime.
  3368.  
  3369.                                  9
  3370.  
  3371.   Those bodies admit of softening which are not (like ice) made up
  3372. of water, but in which earth predominates. All their moisture must not
  3373. have left them (as in the case of natron and salt), nor must the
  3374. relation of dry to moist in them be incongruous (as in the case of
  3375. pottery). They must be tractile (without admitting water) or malleable
  3376. (without consisting of water), and the agent in softening them is
  3377. fire. Such are iron and horn.
  3378.   Both of bodies that can melt and of bodies that cannot, some do
  3379. and some do not admit of softening in water. Copper, for instance,
  3380. which can be melted, cannot be softened in water, whereas wool and
  3381. earth can be softened in water, for they can be soaked. (It is true
  3382. that though copper can be melted the agent in its case is not water,
  3383. but some of the bodies that can be melted by water too such as
  3384. natron and salt cannot be softened in water: for nothing is said to be
  3385. so affected unless the water soaks into it and makes it softer.)
  3386. Some things, on the other hand, such as wool and grain, can be
  3387. softened by water though they cannot be melted. Any body that is to be
  3388. softened by water must be of earth and must have its pores larger than
  3389. the particles of water, and the pores themselves must be able to
  3390. resist the action of water, whereas bodies that can be 'melted' by
  3391. water must have pores throughout.
  3392.   (Why is it that earth is both 'melted' and softened by moisture,
  3393. while natron is 'melted' but not softened? Because natron is
  3394. pervaded throughout by pores so that the parts are immediately divided
  3395. by the water, but earth has also pores which do not connect and is
  3396. therefore differently affected according as the water enters by one or
  3397. the other set of pores.)
  3398.   Some bodies can be bent or straightened, like the reed or the withy,
  3399. some cannot, like pottery and stone. Those bodies are apt to be bent
  3400. and straightened which can change from being curved to being
  3401. straight and from being straight to being curved, and bending and
  3402. straightening consist in the change or motion to the straight or to
  3403. a curve, for a thing is said to be in process of being bent whether it
  3404. is being made to assume a convex or a concave shape. So bending is
  3405. defined as motion to the convex or the concave without a change of
  3406. length. For if we added 'or to the straight', we should have a thing
  3407. bent and straight at once, and it is impossible for that which is
  3408. straight to be bent. And if all bending is a bending back or a bending
  3409. down, the former being a change to the convex, the latter to the
  3410. concave, a motion that leads to the straight cannot be called bending,
  3411. but bending and straightening are two different things. These, then,
  3412. are the things that can, and those that cannot be bent, and be
  3413. straightened.
  3414.   Some things can be both broken and comminuted, others admit only one
  3415. or the other. Wood, for instance, can be broken but not comminuted,
  3416. ice and stone can be comminuted but not broken, while pottery may
  3417. either be comminuted or broken. The distinction is this: breaking is a
  3418. division and separation into large parts, comminution into parts of
  3419. any size, but there must be more of them than two. Now those solids
  3420. that have many pores not communicating with one another are
  3421. comminuible (for the limit to their subdivision is set by the
  3422. pores), but those whose pores stretch continuously for a long way
  3423. are breakable, while those which have pores of both kinds are both
  3424. comminuible and breakable.
  3425.   Some things, e.g. copper and wax, are impressible, others, e.g.
  3426. pottery and water, are not. The process of being impressed is the
  3427. sinking of a part of the surface of a thing in response to pressure or
  3428. a blow, in general to contact. Such bodies are either soft, like
  3429. wax, where part of the surface is depressed while the rest remains, or
  3430. hard, like copper. Non-impressible bodies are either hard, like
  3431. pottery (its surface does not give way and sink in), or liquid, like
  3432. water (for though water does give way it is not in a part of it, for
  3433. there is a reciprocal change of place of all its parts). Those
  3434. impressibles that retain the shape impressed on them and are easily
  3435. moulded by the hand are called 'plastic'; those that are not easily
  3436. moulded, such as stone or wood, or are easily moulded but do not
  3437. retain the shape impressed, like wool or a sponge, are not plastic.
  3438. The last group are said to be 'squeezable'. Things are 'squeezable'
  3439. when they can contract into themselves under pressure, their surface
  3440. sinking in without being broken and without the parts interchanging
  3441. position as happens in the case of water. (We speak of pressure when
  3442. there is movement and the motor remains in contact with the thing
  3443. moved, of impact when the movement is due to the local movement of the
  3444. motor.) Those bodies are subject to squeezing which have empty
  3445. pores-empty, that is, of the stuff of which the body itself
  3446. consists-and that can sink upon the void spaces within them, or rather
  3447. upon their pores. For sometimes the pores upon which a body sinks in
  3448. are not empty (a wet sponge, for instance, has its pores full). But
  3449. the pores, if full, must be full of something softer than the body
  3450. itself which is to contract. Examples of things squeezable are the
  3451. sponge, wax, flesh. Those things are not squeezable which cannot be
  3452. made to contract upon their own pores by pressure, either because they
  3453. have no pores or because their pores are full of something too hard.
  3454. Thus iron, stone, water and all liquids are incapable of being
  3455. squeezed.
  3456.   Things are tractile when their surface can be made to elongate,
  3457. for being drawn out is a movement of the surface, remaining
  3458. unbroken, in the direction of the mover. Some things are tractile,
  3459. e.g. hair, thongs, sinew, dough, birdlime, and some are not, e.g.
  3460. water, stone. Some things are both tractile and squeezable, e.g. wool;
  3461. in other cases the two qualities do not coincide; phlegm, for
  3462. instance, is tractile but not squeezable, and a sponge squeezable
  3463. but not tractile.
  3464.   Some things are malleable, like copper. Some are not, like stone and
  3465. wood. Things are malleable when their surface can be made to move (but
  3466. only in part) both downwards and sideways with one and the same
  3467. blow: when this is not possible a body is not malleable. All malleable
  3468. bodies are impressible, but not all impressible bodies are
  3469. malleable, e.g. wood, though on the whole the two go together. Of
  3470. squeezable things some are malleable and some not: wax and mud are
  3471. malleable, wool is not. Some things are fissile, e.g. wood, some are
  3472. not, e.g. potter's clay. A thing is fissile when it is apt to divide
  3473. in advance of the instrument dividing it, for a body is said to
  3474. split when it divides to a further point than that to which the
  3475. dividing instrument divides it and the act of division advances: which
  3476. is not the case with cutting. Those bodies which cannot behave like
  3477. this are non-fissile. Nothing soft is fissile (by soft I mean
  3478. absolutely soft and not relatively: for iron itself may be
  3479. relatively soft); nor are all hard things fissile, but only such as
  3480. are neither liquid nor impressible nor comminuible. Such are the
  3481. bodies that have the pores along which they cohere lengthwise and
  3482. not crosswise.
  3483.   Those hard or soft solids are apt to be cut which do not necessarily
  3484. either split in advance of the instrument or break into minute
  3485. fragments when they are being divided. Those that necessarily do so
  3486. and liquids cannot be cut. Some things can be both split and cut, like
  3487. wood, though generally it is lengthwise that a thing can be split
  3488. and crosswise that it can be cut. For, a body being divided into
  3489. many parts fin so far as its unity is made up of many lengths it is
  3490. apt to be split, in so far as it is made up of many breadths it is apt
  3491. to be cut.
  3492.   A thing is viscous when, being moist or soft, it is tractile. Bodies
  3493. owe this property to the interlocking of their parts when they are
  3494. composed like chains, for then they can be drawn out to a great length
  3495. and contracted again. Bodies that are not like this are friable.
  3496. Bodies are compressible when they are squeezable and retain the
  3497. shape they have been squeezed into; incompressible when they are
  3498. either inapt to be squeezed at all or do not retain the shape they
  3499. have been squeezed into.
  3500.   Some bodies are combustible and some are not. Wood, wool, bone are
  3501. combustible; stone, ice are not. Bodies are combustible when their
  3502. pores are such as to admit fire and their longitudinal pores contain
  3503. moisture weaker than fire. If they have no moisture, or if, as in
  3504. ice or very green wood, the moisture is stronger than fire, they are
  3505. not combustible.
  3506.   Those bodies give off fumes which contain moisture, but in such a
  3507. form that it does not go off separately in vapour when they are
  3508. exposed to fire. For vapour is a moist secretion tending to the nature
  3509. of air produced from a liquid by the agency of burning heat. Bodies
  3510. that give off fumes give off secretions of the nature of air by the
  3511. lapse of time: as they perish away they dry up or become earth. But
  3512. the kind of secretion we are concerned with now differs from others in
  3513. that it is not moist nor does it become wind (which is a continuous
  3514. flow of air in a given direction). Fumes are common secretion of dry
  3515. and moist together caused by the agency of burning heat. Hence they do
  3516. not moisten things but rather colour them.
  3517.   The fumes of a woody body are called smoke. (I mean to include bones
  3518. and hair and everything of this kind in the same class. For there is
  3519. no name common to all the objects that I mean, but, for all that,
  3520. these things are all in the same class by analogy. Compare what
  3521. Empedocles says: They are one and the same, hair and leaves and the
  3522. thick wings of birds and scales that grow on stout limbs.) The fumes
  3523. of fat are a sooty smoke and those of oily substances a greasy
  3524. steam. Oil does not boil away or thicken by evaporation because it
  3525. does not give off vapour but fumes. Water on the other hand does not
  3526. give off fumes, but vapour. Sweet wine does give off fumes, for it
  3527. contains fat and behaves like oil. It does not solidify under the
  3528. influence of cold and it is apt to burn. Really it is not wine at
  3529. all in spite of its name: for it does not taste like wine and
  3530. consequently does not inebriate as ordinary wine does. It contains but
  3531. little fumigable stuff and consequently is inflammable.
  3532.   All bodies are combustible that dissolve into ashes, and all
  3533. bodies do this that solidify under the influence either of heat or
  3534. of both heat and cold; for we find that all these bodies are
  3535. mastered by fire. Of stones the precious stone called carbuncle is
  3536. least amenable to fire.
  3537.   Of combustible bodies some are inflammable and some are not, and
  3538. some of the former are reduced to coals. Those are called
  3539. 'inflammable' which produce flame and those which do not are called
  3540. 'non-inflammable'. Those fumigable bodies that are not liquid are
  3541. inflammable, but pitch, oil, wax are inflammable in conjunction with
  3542. other bodies rather than by themselves. Most inflammable are those
  3543. bodies that give off smoke. Of bodies of this kind those that
  3544. contain more earth than smoke are apt to be reduced to coals. Some
  3545. bodies that can be melted are not inflammable, e.g. copper; and some
  3546. bodies that cannot be melted are inflammable, e.g. wood; and some
  3547. bodies can be melted and are also inflammable, e.g. frankincense.
  3548. The reason is that wood has its moisture all together and this is
  3549. continuous throughout and so it burns up: whereas copper has it in
  3550. each part but not continuous, and insufficient in quantity to give
  3551. rise to flame. In frankincense it is disposed in both of these ways.
  3552. Fumigable bodies are inflammable when earth predominates in them and
  3553. they are consequently such as to be unable to melt. These are
  3554. inflammable because they are dry like fire. When this dry comes to
  3555. be hot there is fire. This is why flame is burning smoke or dry
  3556. exhalation. The fumes of wood are smoke, those of wax and frankincense
  3557. and such-like, and pitch and whatever contains pitch or such-like
  3558. are sooty smoke, while the fumes of oil and oily substances are a
  3559. greasy steam; so are those of all substances which are not at all
  3560. combustible by themselves because there is too little of the dry in
  3561. them (the dry being the means by which the transition to fire is
  3562. effected), but burn very readily in conjunction with something else.
  3563. (For the fat is just the conjunction of the oily with the dry.) So
  3564. those bodies that give off fumes, like oil and pitch, belong rather to
  3565. the moist, but those that burn to the dry.
  3566.  
  3567.                                 10
  3568.  
  3569.   Homogeneous bodies differ to touch-by these affections and
  3570. differences, as we have said. They also differ in respect of their
  3571. smell, taste, and colour.
  3572.   By homogeneous bodies I mean, for instance, 'metals', gold,
  3573. copper, silver, tin, iron, stone, and everything else of this kind and
  3574. the bodies that are extracted from them; also the substances found
  3575. in animals and plants, for instance, flesh, bones, sinew, skin,
  3576. viscera, hair, fibres, veins (these are the elements of which the
  3577. non-homogeneous bodies like the face, a hand, a foot, and everything
  3578. of that kind are made up), and in plants, wood, bark, leaves, roots,
  3579. and the rest like them.
  3580.   The homogeneous bodies, it is true, are constituted by a different
  3581. cause, but the matter of which they are composed is the dry and the
  3582. moist, that is, water and earth (for these bodies exhibit those
  3583. qualities most clearly). The agents are the hot and the cold, for they
  3584. constitute and make concrete the homogeneous bodies out of earth and
  3585. water as matter. Let us consider, then, which of the homogeneous
  3586. bodies are made of earth and which of water, and which of both.
  3587.   Of organized bodies some are liquid, some soft, some hard. The
  3588. soft and the hard are constituted by a process of solidification, as
  3589. we have already explained.
  3590.   Those liquids that go off in vapour are made of water, those that do
  3591. not are either of the nature of earth, or a mixture either of earth
  3592. and water, like milk, or of earth and air, like wood, or of water
  3593. and air, like oil. Those liquids which are thickened by heat are a
  3594. mixture. (Wine is a liquid which raises a difficulty: for it is both
  3595. liable to evaporation and it also thickens; for instance new wine
  3596. does. The reason is that the word 'wine' is ambiguous and different
  3597. 'wines' behave in different ways. New wine is more earthy than old,
  3598. and for this reason it is more apt to be thickened by heat and less
  3599. apt to be congealed by cold. For it contains much heat and a great
  3600. proportion of earth, as in Arcadia, where it is so dried up in its
  3601. skins by the smoke that you scrape it to drink. If all wine has some
  3602. sediment in it then it will belong to earth or to water according to
  3603. the quantity of the sediment it possesses.) The liquids that are
  3604. thickened by cold are of the nature of earth; those that are thickened
  3605. either by heat or by cold consist of more than one element, like oil
  3606. and honey, and 'sweet wine'.
  3607.   Of solid bodies those that have been solidified by cold are of
  3608. water, e.g. ice, snow, hail, hoar-frost. Those solidified by heat
  3609. are of earth, e.g. pottery, cheese, natron, salt. Some bodies are
  3610. solidified by both heat and cold. Of this kind are those solidified by
  3611. refrigeration, that is by the privation both of heat and of the
  3612. moisture which departs with the heat. For salt and the bodies that are
  3613. purely of earth solidify by the privation of moisture only, ice by
  3614. that of heat only, these bodies by that of both. So both the active
  3615. qualities and both kinds of matter were involved in the process. Of
  3616. these bodies those from which all the moisture has gone are all of
  3617. them of earth, like pottery or amber. (For amber, also, and the bodies
  3618. called 'tears' are formed by refrigeration, like myrrh,
  3619. frankincense, gum. Amber, too, appears to belong to this class of
  3620. things: the animals enclosed in it show that it is formed by
  3621. solidification. The heat is driven out of it by the cold of the
  3622. river and causes the moisture to evaporate with it, as in the case
  3623. of honey when it has been heated and is immersed in water.) Some of
  3624. these bodies cannot be melted or softened; for instance, amber and
  3625. certain stones, e.g. the stalactites in caves. (For these stalactites,
  3626. too, are formed in the same way: the agent is not fire, but cold which
  3627. drives out the heat, which, as it leaves the body, draws out the
  3628. moisture with it: in the other class of bodies the agent is external
  3629. fire.) In those from which the moisture has not wholly gone earth
  3630. still preponderates, but they admit of softening by heat, e.g. iron
  3631. and horn.
  3632.   Now since we must include among 'meltables' those bodies which are
  3633. melted by fire, these contain some water: indeed some of them, like
  3634. wax, are common to earth and water alike. But those that are melted by
  3635. water are of earth. Those that are not melted either by fire or
  3636. water are of earth, or of earth and water.
  3637.   Since, then, all bodies are either liquid or solid, and since the
  3638. things that display the affections we have enumerated belong to
  3639. these two classes and there is nothing intermediate, it follows that
  3640. we have given a complete account of the criteria for distinguishing
  3641. whether a body consists of earth or of water or of more elements
  3642. than one, and whether fire was the agent in its formation, or cold, or
  3643. both.
  3644.   Gold, then, and silver and copper and tin and lead and glass and
  3645. many nameless stone are of water: for they are all melted by heat.
  3646. Of water, too, are some wines and urine and vinegar and lye and whey
  3647. and serum: for they are all congealed by cold. In iron, horn, nails,
  3648. bones, sinews, wood, hair, leaves, bark, earth preponderates. So, too,
  3649. in amber, myrrh, frankincense, and all the substances called
  3650. 'tears', and stalactites, and fruits, such as leguminous plants and
  3651. corn. For things of this kind are, to a greater or less degree, of
  3652. earth. For of all these bodies some admit of softening by heat, the
  3653. rest give off fumes and are formed by refrigeration. So again in
  3654. natron, salt, and those kinds of stones that are not formed by
  3655. refrigeration and cannot be melted. Blood, on the other hand, and
  3656. semen, are made up of earth and water and air. If the blood contains
  3657. fibres, earth preponderates in it: consequently its solidifies by
  3658. refrigeration and is melted by liquids; if not, it is of water and
  3659. therefore does not solidify. Semen solidifies by refrigeration, its
  3660. moisture leaving it together with its heat.
  3661.  
  3662.                                 11
  3663.  
  3664.   We must investigate in the light of the results we have arrived at
  3665. what solid or liquid bodies are hot and what cold.
  3666.   Bodies consisting of water are commonly cold, unless (like lye,
  3667. urine, wine) they contain foreign heat. Bodies consisting of earth, on
  3668. the other hand, are commonly hot because heat was active in forming
  3669. them: for instance lime and ashes.
  3670.   We must recognize that cold is in a sense the matter of bodies.
  3671. For the dry and the moist are matter (being passive) and earth and
  3672. water are the elements that primarily embody them, and they are
  3673. characterized by cold. Consequently cold must predominate in every
  3674. body that consists of one or other of the elements simply, unless such
  3675. a body contains foreign heat as water does when it boils or when it
  3676. has been strained through ashes. This latter, too, has acquired heat
  3677. from the ashes, for everything that has been burnt contains more or
  3678. less heat. This explains the generation of animals in putrefying
  3679. bodies: the putrefying body contains the heat which destroyed its
  3680. proper heat.
  3681.   Bodies made up of earth and water are hot, for most of them derive
  3682. their existence from concoction and heat, though some, like the
  3683. waste products of the body, are products of putrefaction. Thus
  3684. blood, semen, marrow, figjuice, and all things of the kinds are hot as
  3685. long as they are in their natural state, but when they perish and fall
  3686. away from that state they are so no longer. For what is left of them
  3687. is their matter and that is earth and water. Hence both views are held
  3688. about them, some people maintaining them to be cold and others to be
  3689. warm; for they are observed to be hot when they are in their natural
  3690. state, but to solidify when they have fallen away from it. That, then,
  3691. is the case of mixed bodies. However, the distinction we laid down
  3692. holds good: if its matter is predominantly water a body is cold (water
  3693. being the complete opposite of fire), but if earth or air it tends
  3694. to be warm.
  3695.   It sometimes happens that the coldest bodies can be raised to the
  3696. highest temperature by foreign heat; for the most solid and the
  3697. hardest bodies are coldest when deprived of heat and most burning
  3698. after exposure to fire: thus water is more burning than smoke and
  3699. stone than water.
  3700.                                 12
  3701.  
  3702.   Having explained all this we must describe the nature of flesh,
  3703. bone, and the other homogeneous bodies severally.
  3704.   Our account of the formation of the homogeneous bodies has given
  3705. us the elements out of which they are compounded and the classes
  3706. into which they fall, and has made it clear to which class each of
  3707. those bodies belongs. The homogeneous bodies are made up of the
  3708. elements, and all the works of nature in turn of the homogeneous
  3709. bodies as matter. All the homogeneous bodies consist of the elements
  3710. described, as matter, but their essential nature is determined by
  3711. their definition. This fact is always clearer in the case of the later
  3712. products of those, in fact, that are instruments, as it were, and have
  3713. an end: it is clearer, for instance, that a dead man is a man only
  3714. in name. And so the hand of a dead man, too, will in the same way be a
  3715. hand in name only, just as stone flutes might still be called
  3716. flutes: for these members, too, are instruments of a kind. But in
  3717. the case of flesh and bone the fact is not so clear to see, and in
  3718. that of fire and water even less. For the end is least obvious there
  3719. where matter predominates most. If you take the extremes, matter is
  3720. pure matter and the essence is pure definition; but the bodies
  3721. intermediate between the two are matter or definition in proportion as
  3722. they are near to either. For each of those elements has an end and
  3723. is not water or fire in any and every condition of itself, just as
  3724. flesh is not flesh nor viscera viscera, and the same is true in a
  3725. higher degree with face and hand. What a thing is always determined by
  3726. its function: a thing really is itself when it can perform its
  3727. function; an eye, for instance, when it can see. When a thing cannot
  3728. do so it is that thing only in name, like a dead eye or one made of
  3729. stone, just as a wooden saw is no more a saw than one in a picture.
  3730. The same, then, is true of flesh, except that its function is less
  3731. clear than that of the tongue. So, too, with fire; but its function is
  3732. perhaps even harder to specify by physical inquiry than that of flesh.
  3733. The parts of plants, and inanimate bodies like copper and silver,
  3734. are in the same case. They all are what they are in virtue of a
  3735. certain power of action or passion-just like flesh and sinew. But we
  3736. cannot state their form accurately, and so it is not easy to tell when
  3737. they are really there and when they are not unless the body is
  3738. thoroughly corrupted and its shape only remains. So ancient corpses
  3739. suddenly become ashes in the grave and very old fruit preserves its
  3740. shape only but not its taste: so, too, with the solids that form
  3741. from milk.
  3742.   Now heat and cold and the motions they set up as the bodies are
  3743. solidified by the hot and the cold are sufficient to form all such
  3744. parts as are the homogeneous bodies, flesh, bone, hair, sinew, and the
  3745. rest. For they are all of them differentiated by the various qualities
  3746. enumerated above, tension, tractility, comminuibility, hardness,
  3747. softness, and the rest of them: all of which are derived from the
  3748. hot and the cold and the mixture of their motions. But no one would go
  3749. as far as to consider them sufficient in the case of the
  3750. non-homogeneous parts (like the head, the hand, or the foot) which
  3751. these homogeneous parts go to make up. Cold and heat and their
  3752. motion would be admitted to account for the formation of copper or
  3753. silver, but not for that of a saw, a bowl, or a box. So here, save
  3754. that in the examples given the cause is art, but in the nonhomogeneous
  3755. bodies nature or some other cause.
  3756.   Since, then, we know to what element each of the homogeneous
  3757. bodies belongs, we must now find the definition of each of them, the
  3758. answer, that is, to the question, 'what is' flesh, semen, and the
  3759. rest? For we know the cause of a thing and its definition when we know
  3760. the material or the formal or, better, both the material and the
  3761. formal conditions of its generation and destruction, and the efficient
  3762. cause of it.
  3763.   After the homogeneous bodies have been explained we must consider
  3764. the non-homogeneous too, and lastly the bodies made up of these,
  3765. such as man, plants, and the rest.
  3766.  
  3767.  
  3768.                                    -THE END-
  3769.