Джон Грант - Отвергнутая наука. Самые невероятные теории, гипотезы, предположения.

• Название: Отвергнутая наука. Самые невероятные теории, гипотезы, предположения.
• Автор: Джон Грант
• Издательство: Мартин
• Жанр: Прочая научная литература
• Год: 2012
• ISBN: 978-5-8475-0659-5

«Отвергнутая наука» Джона Гранта — увлекательное и полное собрание самых невероятных теорий, гипотез и предположений, которые были популярны в разные периоды мировой истории. Это представления о плоской или полой Земле, о затерянных мирах и неизвестных планетах, самые невероятные идеи об эволюции, а также алхимия, пришельцы, гомункулы…

Книга содержит информацию об исследованиях в медицине, геологии, биологии, химии, многих других областях и адресована всем, кто интересуется историей научной мысли, эволюцией идей и теорий.

---

Есть ли «что-то такое» в астрологии? Конечно, излияния газетных астрологов и настоящих «профессиональных» астрологов бесполезны и переполнены невообразимым количеством псевдонаучных сведений. Вот всего один пример: Альфред Витте (1878–1941), основавший астрологический кружок под названием «Гамбургская школа», видимо, так вдохновился предположениями астрономов о том, что должна существовать планета за Нептуном, что нашел аж шесть таких планет — хотя, как ни удивительно, это был не Плутон, который Клайд Томбау (1906–1997) открыл только в 1930 году. Астрономы пока не торопятся подтвердить эпохальные открытия Витте, и все же члены «Гамбургской школы» при составлении гороскопов используют все восемь планет.

Слова о том, что астрология породила астрономию, банальны, но ее влияние было куда большим. Франц Месмер (1734–1815) в своих попытках объяснить принципы астрологии решил, что между далекими телами во Вселенной есть невидимые взаимодействующие силовые поля. Позднее он определился с этой идей и вывел важную концепцию животного магнетизма (см. стр. 327).

Флогистон

В 1700 году немецкий физик Георг Эрнст Шталь (1660–1734) ввел в науку понятие «флогистон», чтобы объяснить, что происходит при сгорании и коррозии (он полагал, что эти процессы по сути одинаковы). Он предположил, что горящее вещество утрачивает элементарный и неопределимый принцип. К сожалению, это хорошо объясняло, почему исходное вещество (богатое флогистоном) было тяжелее получившейся из него золы (в которой не было флогистона), но совершенно не объясняло, почему окалина (в которой не было флогистона) была тяжелее прокаленного металла (богатого флогистоном). В наши дни люди изумленно подняли бы брови, услышав о веществе, которое в некоторых (но не во всех) случаях обладает «отрицательным весом», но во времена Шталя большинство физиков и химиков (как и их предшественников — алхимиков) такие мелочи еще не особенно волновали. Тот факт, что воздух был необходим как для горения, так и для коррозии, объяснялся просто: воздух нужен, чтобы вывести флогистон из вещества.

Теория флогистона была весьма важна на протяжении первых трех четвертей XVIII века, поскольку процессы, происходящие во время сгорания, в те времена представляли особый интерес: это была заря паровой эпохи.

По иронии судьбы, английский химик Джозеф Пристли (1733–1804), ярый сторонник теории флогистона, внес вклад в ее развенчание. Он нагрел на открытом воздухе ртуть, чтобы образовать красный оксид ртути (конечно, он не понимал, чем на самом деле было это вещество). Затем Пристли сильно нагрел оксид и заметил, что тот вновь образовал ртуть и выделил странный газ, который горел ярко и причудливо; он пришел к выводу, что, конечно же, этот газ не содержит флогистона. Несколько ранее шотландский физик Даниэль Рутерфорд (1749–1819) обнаружил, что если держать мышь в закрытом пространстве, пока она не умрет от недостатка кислорода, а потом что-нибудь сжигать в этом воздухе до тех пор, пока огонь не перестанет гореть, то образуется вид воздуха, в котором живые существа не могут дышать, а вещества — гореть. Конечно, этот воздух был так насыщен флогистоном, что больше в него не вмещалось. Рутерфорд назвал его «флогистонным воздухом», и потому Пристли назвал свой новый газ «дефлогистонным воздухом».

В 1774 году Пристли посетил в Париже французского химика Антуана Лавуазье (1743–1794) и рассказал ему об экспериментах. Лавуазье повторил их и быстро сообразил, в чем дело: воздух состоял из смеси двух газов, один из которых способствовал горению, а второй — нет. Было понятно, что и горящее, и ржавеющее вещества потребляли один из этих газов, забирая его из воздуха; Лавуазье дал этому газу название «оксиген», что означало «окисляющий элемент», потому что полагал, что этот элемент присутствует во всех кислотах (он ошибался). Другому газу, «дефлогистонному воздуху» Рутерфорда, Лавуазье дал название «азот» («без жизни»); это название впоследствии изменилось на «нитроген» («порождающий селитру»).

Гораздо менее изящная теория сгорания относится ко II в. н. э., когда Филон Византийский в свете аристотелевских элементов представил, что, возможно, сгорание превращает частицы воздуха в частицы огня, меньшие по размеру. Он заметил, что если жечь свечу в перевернутом вверх дном сосуде (например в чаше), открытая сторона которого находится под водой, то когда свеча сгорала, вода внутри сосуда немного поднималась. Он правильно предположил, что причина этого в том, что при горении использовалось некоторое количество воздуха, но решил, что эта часть воздуха на самом деле превратилась в более маленькие частицы огня, которые могут выйти через поры в стенках сосуда.

Теплота

Во многом подобная флогистону, теплота была невесомым флюидом — качеством, которое могло передаваться от одного вещества другому, так что первое согревало второе. Сегодня мы пониманием, что на самом деле передается не теплота, а тепловая энергия.

Все вещества содержат теплоту — задача заключалась в том, чтобы извлечь ее. Два куска дерева при трении друг об друга давали тепло, потому что маленькие частицы дерева расщеплялись, высвобождая запертую в них теплоту. Когда чайник нагревали на огне, топливо отдавало свою теплоту огню, который передавал ее металлу, а тот передавал ее воде.

Бенджамин Томпсон, граф Румфорд (1753–1814), ближе к концу XVIII века положил конец этой теории. Наблюдая за высверливанием канала в пушечном стволе для курфюрста Баварии, он заметил, что выделяется огромное количества тепла. По существовавшей тепловой теории, это происходило из-за удаления стружки, которая высвобождала из пушки некоторое количество теплоты; но Румфорд заметил, что если инструменты были тупыми и снимали небольшое количество металла или не снимали его вообще, образовывалось больше тепла, а не меньше, то есть происходило нечто совершенно противоположное тому, что предсказывала теория.

Он измерил объем полученной теплоты и обнаружил, что если ее вместить обратно в пушечный ствол, то металл расплавится. Так стало понятно, что пушка не могла изначально вмещать столько теплоты. Румфорд пришел к заключению, что содержание теплоты в объекте — это мера своего рода вибрации в нем, а вибрация эта в случае с пушкой была вызвана трением инструментом. Другими словами, он понял связь между тепловой энергией и физической концепцией «работы». Если вы трете палочку о палочку, то совершаете работу и выделяете тепло.

Позднее Румфорд провел еще один эксперимент: он взвешивал воду как в жидком виде, так и в виде льда и не выявил существенной разницы в весе. Согласно тепловой теории, лед содержит меньше теплоты, чем вода, и естественным выводом было то, что теплота, если она вообще существует, не имеет веса. Случись то несколько десятилетий назад, такая мысль была бы вполне возможной, но 25 годами ранее Лавуазье доказал, что невесомый флогистон был мифом, и казалось, что теплота тоже вот-вот исчезнет из учебников. Тем не менее прошло полвека, прежде чем в 1849 году Джеймс Джоуль (1818–1889) прочел перед Королевским обществом доклад об открытии «механического эквивалента тепла».

Последний гвоздь в крышку гроба тепловой теории был забит спустя несколько лет работой Джеймса Клерка Максвелла (1831–1879) и официальным принятием кинетической теории, которая до сих пор является краеугольным камнем физики. Эта теория заключается в том, что содержание в теле тепла равно сумме индивидуальных энергий движения (то есть кинетических энергий) составляющих его атомов и молекул.

Летучесть

Если сказать, что летучесть противоположна силе тяжести, то в буквальном смысле это будет правдой, но может ввести в заблуждение: летучесть нельзя приравнять к антигравитации. Очевидно, что все объекты притягиваются вниз, к Земле, хотя и в разной степени: перья «притягиваются» меньше молотков. В древности считалось разумным, что по степени притяжения объекта книзу (или, в более сложное постньютоновское время, по сопротивлению изменениям в состоянии движения) можно измерить силу притяжения, содержащуюся в этом объекте. Сила притяжения в этом случае была принципом, во многом схожим например с теплотой.

Но если объекты могут содержать в себе силу притяжения, они, конечно, могут содержать и противоположную силу — летучесть? Чем больше летучести содержится в объекте, тем легче он должен быть.

Этот вопрос к закату великой теории флогистона стал достаточно важным. Шталь, изобретатель теории флогистона, провел связь между горением и коррозией, которая доказывала, что в обоих случаях исходное вещество «теряло флогистон»; но, в то время как зола была легче исходного материала, ржавые металлы были тяжелее нержавых. Позднее ученые предположили, что какая-то часть флогистона обладала тяжестью (при потере флогистона вещество становилось легче), а какая-то — летучестью (потеря этой части утяжеляла вещество).