Хал Хеллман - Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов

• Название: Великие противостояния в науке. Десять самых захватывающих диспутов
• Автор: Хал Хеллман
• Издательство: Диалектика
• Жанр: Научпоп
• Год: 2007
• ISBN: 978-5-8459-1152-0

Настоящая история науки представляет собой отнюдь не триумфальное шествие. На этом пути встречаются бесчисленные ответвления, боковые пути и даже тупики. К тому же те, кто движет науку вперед, ученые, руководствуются не только стремлением открыть вечные истины. Будучи прежде всего людьми, они бывают обуреваемы страстями, заблуждаются, ревнуют к успеху коллег.

В книге Великие противостояния в науке рассказывается о десяти самых захватывающих диспутах в ее истории: это и процесс над Галилеем, инициированный Папой Урбаном VIII, и непримиримая полемика между великим английским математиком Джоном Валлисом и не менее великим философом Томасом Гоббсом, и всколыхнувшая весь научный мир вражда Ньютона и Лейбница, и многое, многое другое.

Написанная в увлекательной манере но при этом очень содержательная, книга будет интересна широкому кругу читателей.

---

Некоторые студенты, в первую очередь слабые, жаловались, что Томсон был плохим лектором. Но для тех, кто успевал следить за его мыслью, каждая лекция превращалась в незабываемое событие. Хотя Томсон тщательно подготовился к первой лекции, в дальнейшем он отказался от этой практики. Один из первых его биографов сказал так: «Всегда великолепный поиск!.. Лекцию нельзя было назвать удовлетворительной, если из нее не извлекался новый факт или принцип»{181}. Если он читал лекцию по одному вопросу, скажем, о силах упругости, но вдруг начиналась гроза, то моментально доставались электрометры и разговор шел в новом направлении.

Однажды студенты решили разыграть его. Томсон подготовил сырое и вареное яйца и собирался продемонстрировать разницу в их вращении. Студенты тайком сварили сырое яйцо. Но когда Томсон начал демонстрацию, он сразу же заметил, что произошло: «Оба вареные, джентльмены», — сказал он с улыбкой{182}.

Когда Томсон начинал преподавать, ни в одном университете Англии или Шотландии не было такой исследовательской лаборатории, какая сегодня имеется в любом учебном заведении, где изучаются естественные науки. Даже прославленный Кембридж не мог похвалиться убедительными экспериментами, и позже Томсон проводил опыты в лабораториях других ученых. В Глазго он основал первую настоящую лабораторию, которой могли пользоваться студенты.

Хотя он более полувека работал в Университете Глазго, слава о его поразительных способностях быстро распространялась, и большую часть жизни Томсона считали ведущим физиком и инженером-электриком в мире. Он был президентом Лондонского Королевского общества в течение пяти сроков.

В престижной энциклопедии Dictionary of Scientific Biography («Словарь биографий ученых») сказано: «Наряду с Гельмгольцем в Германии он сыграл главнейшую роль в трансформации — и даже более того — в создании — физики как науки в том виде, в каком она была известна в 1900 году»{183}.

Однажды внимание Томсона к измерительным процессам и приборам спасло ему жизнь. Во время одного из опытов на лекции, может быть, с тем же ружьем, о котором уже говорилось, из-за путаницы между драхмой в английской системе мер веса (около 1,8 грамма) и аптекарской драхмой (около 3,9 грамма) студент зарядил в ружье Томсона в два раза больше пороха, чем нужно, и этого было бы достаточно, чтобы снести Томсону голову. К счастью, повышенное внимание ученого к деталям заставило его перед проведением опыта проверить количество заряженного пороха.

Более того, точность измерений представляла для него принципиальный интерес. «Вы можете это измерить? — писал он. — Вы можете выразить это в цифрах? Можете создать модель? Если нет, то ваша теория наверняка базируется не на знаниях, а на воображении»{184}. Можно также утверждать, что именно он ввел в обращение термин прикладная наука, а кроме того, сделал массу изобретений, в том числе усовершенствовал морской компас, лот, определители приливов и множество других чувствительных измерительных приборов.

Благодаря одному из них Томсон руководил успешной прокладкой трансатлантического телеграфного кабеля между Великобританией и США в 1866 году после провала первой попытки. Правительство выразило свою признательность в виде предоставления Томсону звания пэра. В 1892 году он стал лордом Кельвином, первым среди британских ученых удостоенным подобной чести. Вот почему еще одно его достижение, шкала абсолютных температур, которая оказалась крайне полезной в физике низких температур, называется шкалой Кельвина.

Другими словами, это был колосс, глыба. На научных собраниях он руководил всем происходящим. Но все возрастающий авторитет Томсона оказал особое влияние на спор, продолжавшийся ни много ни мало 60 лет.

Возраст Земли

Дело касалось возраста Земли. За 100 лет до этого такой вопрос практически не обсуждался. Многие утверждали, что в Священном Писании четко сказано — Земле около «6000 лет. Самым ярым сторонником этой точки зрения был ирландский епископ XVII века Джеймс Ашер. С помощью сложной комбинации библейской хронологии, исторических свидетельств и астрономических циклов он уточнил первые оценки и в середине 50-х годов XVII века установил 4004 год до н.э. как год творения. Эта цифра в течение 200 лет использовалась в английских изданиях Библии.

Наука во времена Ашера во многом поддерживала такую идею, а многие натуралисты были к тому же еще и церковниками. Хороший пример — Уильям Уистон (1667–1752), английский теолог, математик и астроном. Он одним из первых начал применять эксперименты на своих лекциях в Лондоне и тем не менее использовал собственное понимание науки и вычислил, что библейский потоп, который пережил Ной, начался в среду, 28 ноября, в год, определенный Ашером. Он (и другие церковники) сделали множество подобных подсчетов.

Еще одним следствием изучения Писания было принятие мысли, что такие катаклизмы и катастрофы, как потоп времен Ноя, играли важнейшую роль при формировании поверхности Земли. Считалось, что последствия этих катастроф объясняют многие поразительные детали земного ландшафта. Согласно учению о катастрофах, Земля молода и неизменна (если не обращать внимания на такие незначительные события, как извержения вулканов и землетрясения).

Проблема заключалась в том, что последние наблюдения и теории противоречили таким основанным на Библии идеям. Бюффон, с которым мы встречались в главе 4, наверное, первым в эту добропорядочную христианскую эпоху попытался отодвинуть момент возникновения Земли на более ранний период, чем 4004 год до н.э. Высчитав скорость остывания Земли из предполагаемого расплавленного состояния, он получил результат в 70 тысяч лет. Но важнее, чем само число, которое он позже значительно уточнил, и даже важнее, чем противоречивый характер таких результатов, было предположение, что природа рациональна и раскроет свои секреты тем, кто научится читать и понимать ее язык.

Еще одним из первых исследователей возраста Земли был француз Бенуа де Майе (1656–1738). Натуралист-любитель, он в своих вычислениях исходил из наблюдений за понижением уровня моря. Интересно, что у него получился результат в два миллиарда лет, что приближается к современным оценкам.

Чтобы защититься от нападок, де Майе представил свои открытия в виде вымышленных бесед французского миссионера и индийского философа по имени Теллиамед (прочитанная наоборот французская транскрипция фамилии де Майе). Возможно, помня о судьбе Галилея, он не спешил с публикацией работы, которая вышла в свет только в 1748 году, через 10 лет после его смерти, и мало повлияла на ситуацию.

Делались и другие попытки определить истинный возраст Земли, и к эпохе Томсона было выдвинуто уже множество предположений, основанных на самых разных методах. Самым авторитетным и эффективным опровержением христианской идеи об очень молодой Земле, формирующейся благодаря катастрофам, была мысль, которую высказал уважаемый британский геолог Чарльз Лайель (1797–1875). Лайель утверждал, что катастрофы не играли заметной роли, а особенности земного рельефа можно объяснить действием все еще работающих сил. Более того, он считал, что все, что есть на Земле, — это результат совместного действия обычных сил и агентов (теория униформизма[18]).

С современной точки зрения важнейшее значение теории униформизма заключается в том, что исчезает необходимость в таких катастрофах, как потоп или любое другое сверхъестественное воздействие. Если Лайель был прав, то буквальное прочтение Библии больше не могло служить руководством для науки. Кроме того, согласно этому учению, подобные силы должны были действовать неограниченное время!

К середине XIX века униформизм (как ни странно, этот термин ввел сторонник катастрофизма Уильям Хьюэлл) стал доминирующей доктриной в английской геологии. Хотя теологов такое учение не радовало, для большинства из нас стабильность — намного привлекательнее мысли о том, что в любой момент мы можем исчезнуть с лица Земли. В главе 3 мы видели, как Ньютон и Лейбниц спорили о роли Бога в стабильности Солнечной системы. В начале XIX века французский математик Лаплас доказал, что Богу совсем не обязательно выступать в качестве смотрителя-часовщика, потому что система сама по себе достаточно стабильна. Многие вздохнули с глубоким облегчением.

Хотя Лаплас думал, что такая стабильность установилась случайно, в результате удачного стечения обстоятельств, многие ученые были с этим не согласны, считая, что в ней ясно видна божественная длань. Одним из них был и Томсон. Но в то же время наблюдения за кометой Энке свидетельствовали о том, что в межпланетном пространстве существует некая сопротивляющаяся среда. В результате Томсон предположил, что для всей системы наступит конец, — и эта идея прекрасно согласовывалась с другими работами, которыми он активно интересовался и в которых объединились различные аспекты его интересов.