Во времена, когда наука делала первые шаги, гипотезы нередко строились на основании недостаточной и недостоверной информации. Нехватка исходных данных заставляла исследователей напрягать воображение. Авторы не скупились на невероятные, ошеломляющие допущения, ведь не было предшественников, которые ограничивали бы полёт мысли. Положив на стол чистый лист, учёный брал в руки перо и описывал устройство мироздания как ему вздумается. Зачастую получалась удивительная ерунда. Но у истинного гения даже ошибки приводили к гениальным выводам.
Полая Земля
У гипотезы полой Земли сейчас мало сторонников даже среди ценителей паранаучных концепций. Умерла она и в фантастике, даже по меркам фэнтези полая Земля слишком оскорбляет законы физики. Но ещё век назад подземному миру отдали должное лучшие авторы: Эдгар По, Жюль Верн, Говард Лавкрафт, Эдгар Берроуз, Владимир Обручев.
Гипотеза полой Земли никогда не была общепринятой, но в разряд антинаучных попала сравнительно недавно. Был период, когда она пользовалась популярностью, во многом из-за благородного происхождения. В XVII веке её выдвинул Рене Декарт — великий французский философ и математик.
Декарт сформулировал научный метод познания мира и, естественно, не мог опираться на труды предшественников. За отсутствием лучшего он строил гипотезы на базе «Аристотелевой физики», следы которой мы можем до сих пор видеть в фэнтезийных мирах. По Аристотелю, любое вещество состоит из смешанных в разных пропорциях четырёх стихий — земли, воды, воздуха и огня. Стихии же появились от разложения протоматерии Вселенной, пятой стихии — эфира.
Декарт:
человек, который придумал современную науку.
Да,
и он тоже ошибался
|
Пытаясь объяснить, как возникла Солнечная система, Декарт пришёл к выводам, которые были недалеки от истины. Светило и планеты, по его мнению, возникли в результате сжатия и закручивания первичного вещества. Только не газо-пылевой туманности, а эфира. Именно его распад , сопровождавшийся выделением флогистона (огненной материи), заставил звёзды сиять! Солнечные же пятна Декарт считал то застывающими, то вновь плавящимися каменными островами.
Земля, по мнению Декарта, тоже была маленьким светилом, но эфир в её недрах распался тысячи лет назад. Каменные острова слились и превратились в кору, вода, освободившись от улетучившихся в пространство лёгких стихий — флогистона и воздуха, — наполнила океаны. Но пятна на Солнце доказывали, что космические тела застывают начиная с поверхности. И ко времени возникновения коры внутри ещё должен оставаться не распавшийся эфир…
Будучи смесью всех четырёх стихий, эфир должен иметь втрое меньшую плотность, чем самая тяжёлая стихия — земля. Следовательно, после распада эфира камень займёт лишь треть внутреннего объёма планеты. Земля будет представлять собой «матрёшку» из нескольких твёрдых сфер, разделённых слоями воздуха и воды.
Земля, по мнению Декарта, тоже была маленьким светилом, но эфир в её недрах распался тысячи лет назад. Каменные острова слились и превратились в кору, вода, освободившись от улетучившихся в пространство лёгких стихий — флогистона и воздуха, — наполнила океаны. Но пятна на Солнце доказывали, что космические тела застывают начиная с поверхности. И ко времени возникновения коры внутри ещё должен оставаться не распавшийся эфир…
Будучи смесью всех четырёх стихий, эфир должен иметь втрое меньшую плотность, чем самая тяжёлая стихия — земля. Следовательно, после распада эфира камень займёт лишь треть внутреннего объёма планеты. Земля будет представлять собой «матрёшку» из нескольких твёрдых сфер, разделённых слоями воздуха и воды.
Даже
в фильме 2008 года «Путешествие к центру Земли» светящийся флогістон всё ещё заполняет недра планеты. Что уж
говорить про XVII—XIX века?
|
Гипотеза подвергалась критике в научной среде, но обрела и немало сторонников. Не вставая с кресел, они основательно «исследовали» подземный мир и совершили массу потрясающих «открытий». Например, объявили, что недра планеты ярко освещены, так как сияющий флогистон скапливается под сводами. Климат там тёплый и влажный из-за преобладания стихий воздуха и воды. А ещё именно в недрах Земли обитают… десять потерянных колен Израиля. Почему нет? Эпоха Великих географических открытий уже завершилась, а иудеи, уведённые, согласно Библии, в ассирийский плен, так и не нашлись.
В 1692 году гипотеза получила поддержку великого английского астронома Эдмонда Галлея. Он рассчитал, что, помимо ядра размером с Меркурий, у Земли есть три концентрических оболочки толщиной по 800 километров. Расчёты, по обычаю того времени, делались на основе философских соображений. Но Галлей привёл в пользу гипотезы и довод, сохранявший актуальность ещё два века: магнитные полюса Земли не совпадают с географическими! Значит, внутри планеты должно быть массивное тело, вращающееся независимо от коры. Заодно Галлей объяснил и полярные сияния, возложив ответственность за них на флогистон: он якобы покидает «внутренние атмосферы» через дырки у полюсов.
По мере накопления знаний к гипотезе полой Земли возникало всё больше вопросов. Флогистон и эфир выветрились из физики. После открытия приливных сил Солнца и Луны невозможно было объяснить, как система вложенных сфер Земли сохраняет устойчивость. Но ещё в начале XIX века главной целью экспедиций к полюсам считался поиск отверстий, через которые можно пролезть внутрь глобуса.
Только на рубеже XX столетия гипотеза полой Земли окончательно стала маргинальной. Вместо потерянных колен Израилевых на внутренних сферах теперь «проживает» Гитлер, сбежавший через полярную дырку в Антарктиде, летающие на блюдцах пришельцы и ещё, кажется, гиганты с утонувшей Лемурии.
В 1692 году гипотеза получила поддержку великого английского астронома Эдмонда Галлея. Он рассчитал, что, помимо ядра размером с Меркурий, у Земли есть три концентрических оболочки толщиной по 800 километров. Расчёты, по обычаю того времени, делались на основе философских соображений. Но Галлей привёл в пользу гипотезы и довод, сохранявший актуальность ещё два века: магнитные полюса Земли не совпадают с географическими! Значит, внутри планеты должно быть массивное тело, вращающееся независимо от коры. Заодно Галлей объяснил и полярные сияния, возложив ответственность за них на флогистон: он якобы покидает «внутренние атмосферы» через дырки у полюсов.
Предвидя,
что фантастам потребуется много места для подземных монстров,
Галлей
разделил подземный мир на верхний, средний и нижний
|
Только на рубеже XX столетия гипотеза полой Земли окончательно стала маргинальной. Вместо потерянных колен Израилевых на внутренних сферах теперь «проживает» Гитлер, сбежавший через полярную дырку в Антарктиде, летающие на блюдцах пришельцы и ещё, кажется, гиганты с утонувшей Лемурии.
Гипотеза
Галлея, объясняющая магнитные полюса, подтвердилась.
Железно-никелевое
ядро планеты и правда вращается не синхронно с корой
|
Всемирный потоп
Если в полую Землю учёные не очень-то верили, несмотря на поддержку Декарта и Галлея, то реальность Всемирного потопа в XVII—XIX веках сомнений не вызывала. Все учёные тех лет уделяли внимание причинам и обстоятельствам потопа.
Работы в этой области продолжаются и по сей день «учёными-креационистами» и научными фриками. Они изучают мифические события с таким же увлечением, с каким «британские учёные» ставят Голлуму диагноз по фотографии. Но между старыми и новыми исследованиями потопа есть принципиальная разница. В отличие от современных креационистов, учёные XVIII века рассматривали Всемирный потоп не как гипотезу, которую нужно проверить, а как бесспорный факт. А факты наука призвана объяснять рационально.
Учёные не считали, что речь идёт о нарушающем законы физики чуде. Чудеса происходят мгновенно. Вода же, согласно Писанию, прибывала в течение долгого времени. Значит, Господь не обрушил её на Землю разом, а лишь запустил некий физический механизм.
Изучение потопа имело огромное значение для тогдашней науки. В то время считалось, что Земле лишь несколько тысяч лет. За такое время извержения вулканов, эррозия и прочие процессы не успели бы серьёзно повлиять на облик планеты. А значит, за все шрамы на лице Земли, все осадочные формации, появление которых нельзя было объяснить воздействием стихий, нёс ответственность только потоп!
Работы в этой области продолжаются и по сей день «учёными-креационистами» и научными фриками. Они изучают мифические события с таким же увлечением, с каким «британские учёные» ставят Голлуму диагноз по фотографии. Но между старыми и новыми исследованиями потопа есть принципиальная разница. В отличие от современных креационистов, учёные XVIII века рассматривали Всемирный потоп не как гипотезу, которую нужно проверить, а как бесспорный факт. А факты наука призвана объяснять рационально.
Учёные не считали, что речь идёт о нарушающем законы физики чуде. Чудеса происходят мгновенно. Вода же, согласно Писанию, прибывала в течение долгого времени. Значит, Господь не обрушил её на Землю разом, а лишь запустил некий физический механизм.
Изучение потопа имело огромное значение для тогдашней науки. В то время считалось, что Земле лишь несколько тысяч лет. За такое время извержения вулканов, эррозия и прочие процессы не успели бы серьёзно повлиять на облик планеты. А значит, за все шрамы на лице Земли, все осадочные формации, появление которых нельзя было объяснить воздействием стихий, нёс ответственность только потоп!
С самого начала потоповедение раскололось на два конкурирующих течения. Часть учёных, ссылаясь на Библию, где говорится о чудовищном ливне, полагала, что источником затопившей Землю воды была атмосфера. Но они не могли объяснить ни откуда вода взялась в облаках, ни куда она затем девалась.
Другие исследователи, приводя в пример гейзеры, доказывали, что воды излились из недр планеты и, охладившись, ушли в них же. «Разверзшиеся небеса» в рамках этой гипотезы были эффектом вторичным. Подземные полости извергали кипящую воду, которая затем испарялась и проливалась дождём.
Обе версии имели слабые места. Если вода поступала сверху, грандиозные потоки, несущиеся с незатопленных ещё возвышенностей к морям, должны были оставить следы, заметные даже тысячи лет спустя. Их искали и не нашли. Ударившие же со дна океанов фонтаны непременно погнали бы к берегам колоссальные приливные волны. А цунами уничтожило бы Ноев Ковчег!
Оставалось проработать детали — например, рассчитать скорость течения воды, способной нести валун размером с трёхэтажный дом… Но результат каждый раз оказывался одинаковым: так быть не могло. Наступающие, а затем отступающие воды потопа должны были оставить единообразный отпечаток на всей поверхности Земли. Натуралисты, изучавшие отложения морских и речных наводнений, отлично представляли, как именно должны выглядеть геологические последствия потопа. И не находили ничего похожего. В итоге сначала сомнения возникли в точности библейского описания катастрофы, а потом и в реальности этого события.
Впрочем, пытаясь постичь механизм потопа и обнаружить его следы, учёные совершили много открытий, изменивших представления о прошлом планеты. Изучая осадочные породы, геологи установили, что возраст Земли исчисляется миллиардами лет. А принесённые потопом валуны оказались следами покрывавшего Европу ледника.
Другие исследователи, приводя в пример гейзеры, доказывали, что воды излились из недр планеты и, охладившись, ушли в них же. «Разверзшиеся небеса» в рамках этой гипотезы были эффектом вторичным. Подземные полости извергали кипящую воду, которая затем испарялась и проливалась дождём.
Обе версии имели слабые места. Если вода поступала сверху, грандиозные потоки, несущиеся с незатопленных ещё возвышенностей к морям, должны были оставить следы, заметные даже тысячи лет спустя. Их искали и не нашли. Ударившие же со дна океанов фонтаны непременно погнали бы к берегам колоссальные приливные волны. А цунами уничтожило бы Ноев Ковчег!
Оставалось проработать детали — например, рассчитать скорость течения воды, способной нести валун размером с трёхэтажный дом… Но результат каждый раз оказывался одинаковым: так быть не могло. Наступающие, а затем отступающие воды потопа должны были оставить единообразный отпечаток на всей поверхности Земли. Натуралисты, изучавшие отложения морских и речных наводнений, отлично представляли, как именно должны выглядеть геологические последствия потопа. И не находили ничего похожего. В итоге сначала сомнения возникли в точности библейского описания катастрофы, а потом и в реальности этого события.
Впрочем, пытаясь постичь механизм потопа и обнаружить его следы, учёные совершили много открытий, изменивших представления о прошлом планеты. Изучая осадочные породы, геологи установили, что возраст Земли исчисляется миллиардами лет. А принесённые потопом валуны оказались следами покрывавшего Европу ледника.
Ламаркизм
Пока в геологии шли баталии между сторонниками разных гипотез Потопа, в биологии стояла подозрительная тишина. Ибо если геологи рассматривали потоп как событие, поддающееся научному познанию, то сотворение живого мира, согласно Библии, было чудом, и изучать тут нечего. Но Библия не объясняла, почему Земля населена именно такими видами животных.
Свои крамольные выводы биологи обнародовать не спешили, но недоверие к Писанию возникло у них рано и укоренилось глубоко. Ещё в 1735 году Карл Линней в труде «Система природы» предложил классификацию животного мира, которую с небольшими изменениями используют по сей день. И хотя в предисловии он упоминал, что все звери и птицы сотворены-де одновременно и остаются неизменными, в самой работе виды делились на роды и семейства. Что прозрачно намекало на наличие общего предка у похожих видов.
Свои крамольные выводы биологи обнародовать не спешили, но недоверие к Писанию возникло у них рано и укоренилось глубоко. Ещё в 1735 году Карл Линней в труде «Система природы» предложил классификацию животного мира, которую с небольшими изменениями используют по сей день. И хотя в предисловии он упоминал, что все звери и птицы сотворены-де одновременно и остаются неизменными, в самой работе виды делились на роды и семейства. Что прозрачно намекало на наличие общего предка у похожих видов.
Ископаемые кости долгое время
считались останками погибших во время потопа исполинов. Ведь о других вымерших
видах Библия не упоминала
|
Претензий к терминологии Линнея никто не высказал. Уже тогда казалось очевидным, что сходство живых существ вызвано родством. Но научная мысль забуксовала, столкнувшись с препятствием более серьёзным, чем авторитет церкви. Мыслители XVIII столетия не могли постичь саму идею эволюции.
В тогдашней философии считалось, что мир не развивается, а деградирует. Адам и Ева изгнаны из Рая. Золотой век сменился жестоким Железным. Божественная мудрость, открытая первопредкам, забыта. Каждое следующее поколение хуже предыдущего, что охотно мог подтвердить любой старик… До XVIII века люди не понимали идеи прогресса. Даже новые изобретения считались «переоткрытием» того, что непогрешимый Аристотель наверняка знал, просто пергамент не сохранился.
В XVIII веке игнорировать прогресс стало невозможно. Побушевав в военном деле и производстве, он перекинулся на гуманитарные сферы. Поднатужившись, философы сформулировали идею неогуманизма, по которой движение к совершенству всё-таки возможно. Но только как результат волевой деятельности человека. Биологии это открытие, казалось, ничего не дало. Различия между современными и ископаемыми видами по-прежнему объясняли с помощью гипотезы Кювье: все виды неизменны и существуют с начала времён, но с каждым потопом число видов сокращается.
В тогдашней философии считалось, что мир не развивается, а деградирует. Адам и Ева изгнаны из Рая. Золотой век сменился жестоким Железным. Божественная мудрость, открытая первопредкам, забыта. Каждое следующее поколение хуже предыдущего, что охотно мог подтвердить любой старик… До XVIII века люди не понимали идеи прогресса. Даже новые изобретения считались «переоткрытием» того, что непогрешимый Аристотель наверняка знал, просто пергамент не сохранился.
В XVIII веке игнорировать прогресс стало невозможно. Побушевав в военном деле и производстве, он перекинулся на гуманитарные сферы. Поднатужившись, философы сформулировали идею неогуманизма, по которой движение к совершенству всё-таки возможно. Но только как результат волевой деятельности человека. Биологии это открытие, казалось, ничего не дало. Различия между современными и ископаемыми видами по-прежнему объясняли с помощью гипотезы Кювье: все виды неизменны и существуют с начала времён, но с каждым потопом число видов сокращается.
В начале XIX века стало ясно, что
ископаемые располагаются в разных слоях, а значит, допотопные звери погибли не
в один миг. Из-за этого учёные насчитали целых двадцать семь Всемирных потопов!
|
Лишь в 1809 году «Философия зоологии» Жана-Батиста Ламарка указала науке выход из тупика. Натуралист, обосновывая свою точку зрения безграмотными даже по меркам XIX века доводами, доказывал: стремление к совершенству и усложнению — неотъемлемое свойство материи, в том числе живой. Именно Ламарк впервые ввёл идеи эволюции видов и самозарождения жизни. Он же предложил и механизм эволюционных изменений. Происходили они, по мнению автора, в результате упражнений. Например, частый бег приводил к удлинению ног, а затем это качество передавалось по наследству.
Слабость гипотезы Ламарка была очевидна с самого начала. Ноги, сколько не бегай, длиннее не становились, и по наследству приобретённые качества не передавались. А многие наследственные качества — например, окраску, — вообще нельзя совершенствовать упражнением. Но справедливая критика не помешала ламаркизму приобрести множество сторонников. Ибо идея совершенствования путём упражнения идеально подходила философии гуманизма.
Слабость гипотезы Ламарка была очевидна с самого начала. Ноги, сколько не бегай, длиннее не становились, и по наследству приобретённые качества не передавались. А многие наследственные качества — например, окраску, — вообще нельзя совершенствовать упражнением. Но справедливая критика не помешала ламаркизму приобрести множество сторонников. Ибо идея совершенствования путём упражнения идеально подходила философии гуманизма.
По Ламарку, если шею долго
вытягивать, она станет длиннее.
А если много махать руками,
вырастут крылья
|
Может показаться странным, но гипотеза Ламарка, отвергающая разумного Творца, не вызвала возмущения. Образованная общественность легко приняла идею эволюции как метафизического «стремления к совершенству». Но публикация в 1853 году «Происхождения видов» Дарвина имела эффект разорвавшейся бомбы. Сторонники Ламарка и Дарвина накинулись друг на друга с такой яростью, что очнувшиеся креационисты не успевали вставить слово.
Выжил в этом противостоянии, как и полагается по Дарвину, сильнейший. Точка была поставлена в начала XX века благодаря генетике. Открытие механизма наследственности показало, что прижизненные упражнения не могут отразиться на потомстве.
Марсианские каналы
История с марсианскими каналами — хрестоматийный пример того, как легко учёные могут поддаваться романтическим побуждениям. Впервые геометрически правильные линии на поверхности Марса увидел астроном Джованни Скиапарелли в 1877 году. Открытие зоркого итальянца с самого начала восприняли скептически. Существование неких структур на Марсе можно было допустить — фантастикой было то, что Скиапарелли их увидел.
Даже в идеальных условиях телескопы конца XIX столетия позволяли различить на поверхности Марса только очень контрастные детали шириной не менее 200 километров. Этого хватило, чтобы открыть полярные шапки, убедиться в отсутствии океанов и наблюдать смену времён года, но маловато для обнаружения даже горных цепей. Тем не менее Скиапарелли утверждал, что видит каналы.
И тут начались проблемы. Поначалу лишь немногие астрономы подтвердили правоту Скиапарелли. Большинству наблюдателей увидеть рассекающие марсианские пустыни линии не удавалось. Но если каналов не видно, это не значит, что их нет! Неудачу объясняли недостаточной остротой зрения, неумелым обращением с телескопом и погодой, влияющей на прозрачность атмосферы. Единственным аргументом скептиков оставалось то, что, если каналы и существуют, увидеть их с Земли невозможно.
Скиапарелли вышел из положения, предположив, что увидел он не сами реки, а широкие полосы растительности по берегам оросительных артерий, различимые на фоне песков. За 18 лет он нанёс на карту Марса сто оросительных каналов, по которым земледельцы Марса доставляли воду от полярных шапок к экватору. К 1908 году последователи астронома «открыли» ещё пятьсот каналов. Правда, схемы, составленные разными исследователями, не совпадали… Но это лишь считалось доводом в пользу «ирригационной» версии — ведь после сбора урожая «канал» должен становиться невидимым.
Скептики, впрочем, не дремали. Уже в 1907 году было доказано, что атмосфера Марса лишена кислорода, а её температура и плотность недостаточны для удержания жидкой воды. То есть по ирригационной системе нечему течь, да и строить её некому — потому что жизни на планете нет и быть не может.
Ответ «скиапареллианцев» оказался внезапно мощным: в 1924 году Роберт Трюмплер сфотографировал каналы. А ведь фотоаппарат не подвержен иллюзиям! И дискуссия пошла на второй круг. Астрономы пытались запечатлеть каналы на плёнке, в основном безуспешно — но это объясняли мутной атмосферой Земли. А положительные результаты хоть редко, но наблюдались! В 1939 году Весто Слайфер получил снимок с дефектами съёмки похожими на сеть каналов, а в 1956 году это удалось советскому астроному Виталию Бронштену.
Точку в споре поставили лишь фотографии поверхности Марса, сделанные межпланетной станцией «Маринер-9». Каналы, в которых не сомневалось множество авторитетных астрономов, оказались выдумкой.
Скиапарелли пал жертвой самовнушения. Есть ли более желанное открытие для астронома, чем внеземной разум? Страстно желая обнаружить его на нечётком пятнышке Марса, астроном «увидел» колоссальную сеть ирригационных каналов. Остальные же, не исключая и скептиков, просто слишком хотели, чтобы Скиапарелли оказался прав. Ведь обитаемый Марс куда более ценен для исследования. И не только для учёных — окажись каналы реальностью, денег на изучение Марса не пожалели бы и военные.
К Аристотелю в средние века и начале Нового времени относились почти как к святому, хотя древнегреческий учёный писал немало очевидной чуши. Например, по Аристотелевой механике скорость падения тела зависела только от плотности среды, хотя, подбросив перо и гирю, каждый мог убедиться в обратном. И эта ошибка влекла другую. Из принципа ничего не подбрасывая, а только рассуждая, как и подобает философу, Аристотель пришёл к выводу, что пустоты нет. Ибо в пустоте скорость падения будет бесконечной. Значит, небесные тела должны двигаться в некой среде — эфире. Эфир стал «пятой стихией», наряду с Водой, Огнём, Воздухом и Землёй, четырьмя первоосновами всего.
К счастью, Аристотель крайне мало писал о свойствах «стихий», и появившаяся в XVII столетии рациональная наука смогла сама во всём разобраться, не посягая на авторитет великого мыслителя. Химикам достались Земля, Вода и Воздух. Физики же взялись изучать материю Огня (флогистон) и неуловимый «пятый элемент» — квинтэссенцию, или эфир.
Михаил Ломоносов, впрочем, считал эти рассуждения глупостью, объясняя теплоту движением образующих материю молекул. Но долгое время его точка зрения отвергалась научным сообществом. Лишь в 1787 году, когда Антуан Лавуазье, пытаясь в ходе эксперимента выделить чистый флогистон, открыл водород, молекулярная гипотеза восторжествовала.
Эфир же обосновался в физике всерьёз и надолго. Ещё в начале XVII века Декарт пришёл к выводу о волновой сущности света. А для распространения волн требуется упругая среда. Декарту оппонировали учёные, полагавшие, что как материя, так и свет состоят из мельчайших частиц — «молекул» или «корпускул». В конце XVII века вопрос всё ещё был дискуссионным: Христиан Гюйгенс и Роберт Гук привели весомые доводы в пользу правоты Декарта, Ньютон же отмечал, что свет не огибает препятствия, а распространяется прямолинейно, как и подобает потоку корпускул. Но в 1800 году Томас Юнг, как тогда казалось, забил последний гвоздь в гроб корпускулярной гипотезы, показав на примере интерференции свойства света, объяснимые лишь с «волновых» позиций.
В XIX веке изучение электромагнетизма, а затем и изобретение беспроводного телеграфа — радио — лишь укрепляли всеобщую уверенность в реальности эфира. Но неспособность учёных сказать что-либо о природе «пятого элемента» начала казаться странной даже им самим. Упругая среда должна состоять из колеблющихся частиц… Каких? Почему эфир не препятствует движению космических тел? Почему не поглощает энергию излучений? И если уж сама среда неуловима, то и распространяющиеся в ней волны не должны оказывать влияния на материю. Свет же явно оказывал — его можно было заметить невооружённым глазом!
В 1881 году Альберт Морли пытался обнаружить признаки движения Земли относительно галактического эфира. Безуспешно. Появилось предположение, что Земля увлекает ближайшие слои эфира за собой… Но с какой стати увлекает и как «околоземное» скопление выдерживает напор остального эфира (ведь частицы «тонкой материи» должны отталкиваться друг от друга, раз среда упругая), эта гипотеза не объясняла.
Только в 1923 году Луи де Бройль сформулировал концепцию корпускулярно-волнового дуализма: элементарные частицы (в том числе фотоны) проявляют одновременно и волновые, и корпускулярные свойства. После чего Шрёдингер и Гейзенберг разработали квантовую механику, объясняющую, как это у частиц получается. Потребность в эфире пропала, и мистический пятый элемент оказался предан забвению…
Но был ещё и Эйнштейн, который наблюдал за побоищем и отметил, что спор, в сущности, ни о чём. Учёные лишь переименовали эфир в «физический вакуум». По современным представлениям, именно вакуум, вибрируя в 11 измерениях, порождает всё, что мы именуем «материей». И если назвать пустоту «эфиром», получится, что Аристотель был прав!
Если гипотеза ошибочна, как правило, её что рано или поздно опровергнут. Но в астрономии догадки, основанные на ошибочных гипотезах, удивительно часто оказываются верными. Один из лучших примеров — история открытия Фобоса и Деймоса, спутников Марса.
Ещё в 1610 году Иоганн Кеплер предположил, что у Марса есть два крошечных, вращающихся на низких орбитах спутника. Почему два? Потому что число спутников у планет должно возрастать в геометрической прогрессии. У Земли — один, у Юпитера — четыре (как тогда считали), значит, у Марса — два. А почему маленьких? Если бы спутники Марса были велики, их бы удалось рассмотреть с Земли. А раз они малы, то должны пролетать очень низко, чтобы освещать планету по ночам. Ведь если они не светят марсианам, то зачем бы Господь их создал?
Гипотеза Кеплера была основана на неверных данных (сейчас у Юпитера открыто уже 67 спутников) и абсурдных для современного учёного допущениях. Но почти три века она рассматривалась в качестве рабочей — о двух спутниках Марса пишет, например, Джонатан Свифт в «Путешествиях Гулливера». А в 1877 году американский астроном Асаф Холл обнаружил у Марса спутники, точно соответствующие описанию Кеплера.
Другой пример — выведенное в 1772 году правило Тициуса-Боде, по которому каждая следующая планета вдвое дальше от Меркурия, чем предыдущая. С точки зрения физики нет причины, по которой радиусы орбит бы соотносились именно так. И на практике это правило нарушает орбита Нептуна, которая не соответствует предсказаниям. Но именно руководствуясь гипотезой Тициуса-Боде, Уильям Гершель в 1781 году обнаружил Уран, а спустя 20 лет Джузеппе Пиацци открыл Цереру и в целом пояс астероидов.
Математическая мистика продолжалась и в XIX–XX веках. Исследования орбиты Урана позволили в 1846 году открыть следующую по счёту планету — Нептун. Но и в его орбите нашлись несоответствия, для объяснения которых в 1915 году математик Персивать Лоуэлл выдвинул гипотезу о «планете Х». Она якобы массой превосходит Землю и вращается в 40 астрономических единицах от Солнца. И в 1930 году Клайд Томбо обнаружил в предсказанной Лоуэллом точке неизвестное космическое тело.
Казалось бы, всё хорошо, но… для «планеты Х» Плутон был маловат. Когда в 1977 году его массу удалось вычислить, стало ясно, что влиять на орбиту Нептуна такой карлик не способен. А в 1989 году обнаружилось, что с орбитой Нептуна всё в порядке. Лоуэлл просто обсчитался.
Получается, уже третью планету открыли при помощи ошибочной гипотезы! Но астрономы уже верили не в магию чисел, а в статистику. Успех Томбо оказался случайным, но такая случайность возможна лишь если за орбитой Нептуна вращается много подобных Плутону тел. Так и вышло. Уже в 1992 году был открыт пояс Койпера, состоящий из множества карликовых планет — иные даже больше Плутона.
Обосновывая искусственное происхождение Фобоса, Шкловский, помимо низкой плотности, привёл и некоторые доводы, остающиеся актуальными до сих пор. Спутники Марса не могли ни сформироваться на столь низких орбитах, ни попасть на них при захвате планетой тел из пояса астероидов. Кто знает, может, ошибка астронома приведёт в будущем к ещё более удивительным открытиям?
Выжил в этом противостоянии, как и полагается по Дарвину, сильнейший. Точка была поставлена в начала XX века благодаря генетике. Открытие механизма наследственности показало, что прижизненные упражнения не могут отразиться на потомстве.
***
Что ж, все эти гипотезы оказалась неверными. Но в науке правильно поставленный вопрос ценнее найденного ответа. Учёные, которые постигали загадки строения Земли с позиций сгущения эфира, объясняли ледниковые отложения мировым потопом и развивали идею «эволюции упражнением», двигались в ошибочном направлении. Но по дороге совершили много великих открытий.
По мнению
«научных фриков», главное, а то и единственное занятие представителей
«официальной науки» — замалчивание сенсационных открытий. В реальности учёные
не меньше простых смертных склонны из всех возможных объяснений предпочитать
наиболее интригующие. Но лишь до тех пор, пока речь идёт о предположениях —
гипотезах. И экспериментальная проверка регулярно подрезает крылья фантазии… И
всё же бывает очень трудно доказать, что в тёмной комнате нет чёрной кошки
Марсианские каналы
История с марсианскими каналами — хрестоматийный пример того, как легко учёные могут поддаваться романтическим побуждениям. Впервые геометрически правильные линии на поверхности Марса увидел астроном Джованни Скиапарелли в 1877 году. Открытие зоркого итальянца с самого начала восприняли скептически. Существование неких структур на Марсе можно было допустить — фантастикой было то, что Скиапарелли их увидел.
Даже в идеальных условиях телескопы конца XIX столетия позволяли различить на поверхности Марса только очень контрастные детали шириной не менее 200 километров. Этого хватило, чтобы открыть полярные шапки, убедиться в отсутствии океанов и наблюдать смену времён года, но маловато для обнаружения даже горных цепей. Тем не менее Скиапарелли утверждал, что видит каналы.
И тут начались проблемы. Поначалу лишь немногие астрономы подтвердили правоту Скиапарелли. Большинству наблюдателей увидеть рассекающие марсианские пустыни линии не удавалось. Но если каналов не видно, это не значит, что их нет! Неудачу объясняли недостаточной остротой зрения, неумелым обращением с телескопом и погодой, влияющей на прозрачность атмосферы. Единственным аргументом скептиков оставалось то, что, если каналы и существуют, увидеть их с Земли невозможно.
Скиапарелли вышел из положения, предположив, что увидел он не сами реки, а широкие полосы растительности по берегам оросительных артерий, различимые на фоне песков. За 18 лет он нанёс на карту Марса сто оросительных каналов, по которым земледельцы Марса доставляли воду от полярных шапок к экватору. К 1908 году последователи астронома «открыли» ещё пятьсот каналов. Правда, схемы, составленные разными исследователями, не совпадали… Но это лишь считалось доводом в пользу «ирригационной» версии — ведь после сбора урожая «канал» должен становиться невидимым.
Сочиняя приключения Джона Картера
на Марсе, Эдгар Берроуз описывал условия на планете на основе известных ему
научных данных и пользовался составленной астрономами картой каналов
|
Ответ «скиапареллианцев» оказался внезапно мощным: в 1924 году Роберт Трюмплер сфотографировал каналы. А ведь фотоаппарат не подвержен иллюзиям! И дискуссия пошла на второй круг. Астрономы пытались запечатлеть каналы на плёнке, в основном безуспешно — но это объясняли мутной атмосферой Земли. А положительные результаты хоть редко, но наблюдались! В 1939 году Весто Слайфер получил снимок с дефектами съёмки похожими на сеть каналов, а в 1956 году это удалось советскому астроному Виталию Бронштену.
Точку в споре поставили лишь фотографии поверхности Марса, сделанные межпланетной станцией «Маринер-9». Каналы, в которых не сомневалось множество авторитетных астрономов, оказались выдумкой.
Скиапарелли пал жертвой самовнушения. Есть ли более желанное открытие для астронома, чем внеземной разум? Страстно желая обнаружить его на нечётком пятнышке Марса, астроном «увидел» колоссальную сеть ирригационных каналов. Остальные же, не исключая и скептиков, просто слишком хотели, чтобы Скиапарелли оказался прав. Ведь обитаемый Марс куда более ценен для исследования. И не только для учёных — окажись каналы реальностью, денег на изучение Марса не пожалели бы и военные.
На современных фотографиях Марса
каналов нет,
но можно видеть древние русла рек
|
Мировой эфир
К Аристотелю в средние века и начале Нового времени относились почти как к святому, хотя древнегреческий учёный писал немало очевидной чуши. Например, по Аристотелевой механике скорость падения тела зависела только от плотности среды, хотя, подбросив перо и гирю, каждый мог убедиться в обратном. И эта ошибка влекла другую. Из принципа ничего не подбрасывая, а только рассуждая, как и подобает философу, Аристотель пришёл к выводу, что пустоты нет. Ибо в пустоте скорость падения будет бесконечной. Значит, небесные тела должны двигаться в некой среде — эфире. Эфир стал «пятой стихией», наряду с Водой, Огнём, Воздухом и Землёй, четырьмя первоосновами всего.
К счастью, Аристотель крайне мало писал о свойствах «стихий», и появившаяся в XVII столетии рациональная наука смогла сама во всём разобраться, не посягая на авторитет великого мыслителя. Химикам достались Земля, Вода и Воздух. Физики же взялись изучать материю Огня (флогистон) и неуловимый «пятый элемент» — квинтэссенцию, или эфир.
Михаил Ломоносов, впрочем, считал эти рассуждения глупостью, объясняя теплоту движением образующих материю молекул. Но долгое время его точка зрения отвергалась научным сообществом. Лишь в 1787 году, когда Антуан Лавуазье, пытаясь в ходе эксперимента выделить чистый флогистон, открыл водород, молекулярная гипотеза восторжествовала.
Эфир же обосновался в физике всерьёз и надолго. Ещё в начале XVII века Декарт пришёл к выводу о волновой сущности света. А для распространения волн требуется упругая среда. Декарту оппонировали учёные, полагавшие, что как материя, так и свет состоят из мельчайших частиц — «молекул» или «корпускул». В конце XVII века вопрос всё ещё был дискуссионным: Христиан Гюйгенс и Роберт Гук привели весомые доводы в пользу правоты Декарта, Ньютон же отмечал, что свет не огибает препятствия, а распространяется прямолинейно, как и подобает потоку корпускул. Но в 1800 году Томас Юнг, как тогда казалось, забил последний гвоздь в гроб корпускулярной гипотезы, показав на примере интерференции свойства света, объяснимые лишь с «волновых» позиций.
В XIX веке изучение электромагнетизма, а затем и изобретение беспроводного телеграфа — радио — лишь укрепляли всеобщую уверенность в реальности эфира. Но неспособность учёных сказать что-либо о природе «пятого элемента» начала казаться странной даже им самим. Упругая среда должна состоять из колеблющихся частиц… Каких? Почему эфир не препятствует движению космических тел? Почему не поглощает энергию излучений? И если уж сама среда неуловима, то и распространяющиеся в ней волны не должны оказывать влияния на материю. Свет же явно оказывал — его можно было заметить невооружённым глазом!
Дмитрий Менделеев считал, что в его
таблице эфир — «ньютоний» — со временем займёт место элемента номер ноль
|
Только в 1923 году Луи де Бройль сформулировал концепцию корпускулярно-волнового дуализма: элементарные частицы (в том числе фотоны) проявляют одновременно и волновые, и корпускулярные свойства. После чего Шрёдингер и Гейзенберг разработали квантовую механику, объясняющую, как это у частиц получается. Потребность в эфире пропала, и мистический пятый элемент оказался предан забвению…
Но был ещё и Эйнштейн, который наблюдал за побоищем и отметил, что спор, в сущности, ни о чём. Учёные лишь переименовали эфир в «физический вакуум». По современным представлениям, именно вакуум, вибрируя в 11 измерениях, порождает всё, что мы именуем «материей». И если назвать пустоту «эфиром», получится, что Аристотель был прав!
Гипотеза эфира оставила глубокий
след в языке.
Мы до сих пор говорим «выход в
эфир», «на волне радиостанции»
|
Полезные ошибки
Если гипотеза ошибочна, как правило, её что рано или поздно опровергнут. Но в астрономии догадки, основанные на ошибочных гипотезах, удивительно часто оказываются верными. Один из лучших примеров — история открытия Фобоса и Деймоса, спутников Марса.
Ещё в 1610 году Иоганн Кеплер предположил, что у Марса есть два крошечных, вращающихся на низких орбитах спутника. Почему два? Потому что число спутников у планет должно возрастать в геометрической прогрессии. У Земли — один, у Юпитера — четыре (как тогда считали), значит, у Марса — два. А почему маленьких? Если бы спутники Марса были велики, их бы удалось рассмотреть с Земли. А раз они малы, то должны пролетать очень низко, чтобы освещать планету по ночам. Ведь если они не светят марсианам, то зачем бы Господь их создал?
Гипотеза Кеплера была основана на неверных данных (сейчас у Юпитера открыто уже 67 спутников) и абсурдных для современного учёного допущениях. Но почти три века она рассматривалась в качестве рабочей — о двух спутниках Марса пишет, например, Джонатан Свифт в «Путешествиях Гулливера». А в 1877 году американский астроном Асаф Холл обнаружил у Марса спутники, точно соответствующие описанию Кеплера.
«Путешествия Гулливера», конечно,
известнее трудов Кеплера, поэтому «открытие» Фобоса и Деймоса пресса вечно
приписывает Свифту
|
Математическая мистика продолжалась и в XIX–XX веках. Исследования орбиты Урана позволили в 1846 году открыть следующую по счёту планету — Нептун. Но и в его орбите нашлись несоответствия, для объяснения которых в 1915 году математик Персивать Лоуэлл выдвинул гипотезу о «планете Х». Она якобы массой превосходит Землю и вращается в 40 астрономических единицах от Солнца. И в 1930 году Клайд Томбо обнаружил в предсказанной Лоуэллом точке неизвестное космическое тело.
Плутон
|
Получается, уже третью планету открыли при помощи ошибочной гипотезы! Но астрономы уже верили не в магию чисел, а в статистику. Успех Томбо оказался случайным, но такая случайность возможна лишь если за орбитой Нептуна вращается много подобных Плутону тел. Так и вышло. Уже в 1992 году был открыт пояс Койпера, состоящий из множества карликовых планет — иные даже больше Плутона.
Обосновывая искусственное происхождение Фобоса, Шкловский, помимо низкой плотности, привёл и некоторые доводы, остающиеся актуальными до сих пор. Спутники Марса не могли ни сформироваться на столь низких орбитах, ни попасть на них при захвате планетой тел из пояса астероидов. Кто знает, может, ошибка астронома приведёт в будущем к ещё более удивительным открытиям?