Вселенная внутри нас: что общего у камней, планет и людей - Шубин Нил (читать книги онлайн полностью без регистрации .txt) 📗
Незадолго до визита Агассиса директор шахты и его знакомый обнаружили в горах кое-что загадочное и теперь страстно желали узнать мнение знаменитого гостя по поводу своих находок. Они нашли гигантские валуны, некоторые размером с фургон. Причем эти валуны состояли совсем не из той породы, из которой были сложены окрестные горы. Ближайшие горы, в которых можно было найти такие камни, отстояли на сотни километров. Валуны как-то переместились, но как? При внимательном изучении валунов обнаружились интересные детали.
Луи Агассис
Поверхность камней была покрыта отметинами, как будто сделанными киркой. И отметины эти шли не вкривь и вкось, а параллельно. Еще более загадочная картина открывалась на окрестные долины с высоты. Каждая долина была окружена грядами гальки, смятыми, как будто по ним прошлись плугом. Какая-то сила двигала эти камни. Но какая?
Потоки воды не могли этого сделать. Такой сильный разлив рек, который передвинул бы валуны, оставил бы в местном пейзаже и другие недвусмысленные следы. Версию о человеческом вмешательстве также следовало отбросить. Оставалась одна возможная причина: лед.
Во время визита Агассиса лед в этих местах имелся только в высокогорных ледниках. Но что если раньше все было иначе и когда-то лед покрывал и долины? Если лед поднимался и опускался, валуны могли двигаться вместе с ним, а галька могла собираться в груды и оставлять на валунах царапины.
Для Агассиса, чьим девизом было: «Учись, наблюдая», та поездка стала настоящим откровением. Движение льда прекрасно объясняло загадки швейцарских гор: борозды на камнях рассказывали ту же историю, что и горы гравия, да и сама форма долин. Но Агассиса вдохновила идея еще более глобальная. Путешествуя, он обнаружил, что подобная картина наблюдается не только в Альпах, но и в других уголках Европы, даже на Средиземноморье. Движение льда не ограничивалось кантонами Швейцарии, а охватывало практически всю Европу.
Без ведома своих знакомых из Бекса Агассис решил проверить их догадку. В 1840 году он опубликовал книгу «Учение о ледниках», которую посвятил им. В книге он утверждал, что в какой-то момент ледники распространились от Северного полюса до Средиземного моря, а затем отступили, но лишь для того, чтобы вернуться. Один из друзей предложил назвать периоды похолодания «ледниковыми».
Личное обаяние Агассиса помогло ему убедить научные светила того времени в справедливости своей идеи. Он отвозил желающих посмотреть на камни, как когда-то его знакомые отвели его самого, побуждая увидеть ледниковое прошлое. Потребовалось множество поездок и еще больше аргументов, но Агассис не отступил. Постепенно теория ледниковых периодов завоевала широкое признание.
Красота этой теории в том, что, как и большинство значительных научных идей, она позволяет делать специфические предсказания. Идею Агассиса можно проверить путем изучения горных пород в разных точках планеты. Экзотические валуны, насыпи и борозды на камнях должны встречаться достаточно часто. Но задача не только в том, чтобы обнаружить закономерности, но и в том, чтобы их объяснить.
Проблема как раз и состояла в том, что никто из последователей Агассиса не мог объяснить механизм возникновения ледниковых периодов. Более того, эта идея не согласовывалась с догмой об охлаждении Земли с течением времени. Если Земля охлаждается, ледники должны не сокращаться, а расширяться. А слои гравия и валуны, обнаруженные Агассисом, указывали не на единичное событие, а на многократное повышение и понижение температуры на Земле. Почему же ледники то наступали, то отступали?
Танцы со звездами
Джеймс Кролл (1821–1890) родился и вырос на ферме в Шотландии. Он не получил формального образования. Подобно Агассису, он жил, чтобы мыслить. Его занимали великие идеи и загадки. Чтобы как-то существовать, он пытался продавать страховые полисы, но, поскольку он не умел ладить с людьми, с работой он не справлялся. Тогда он открыл чайный магазин. Хотя и здесь ему не удалось совершенно оградить себя от общения, теперь у него оставалось много времени для учебы. А учиться он любил.
Взгляните на известную фотографию: мысли этого человека очень далеко, голова занята решением сложнейшей математической задачи. Его рот, с характерным выражением шотландского упрямства, не способен улыбаться. Шуток от такого человека не дождаться. Зато Кролл умел сосредоточиться, и это умение вкупе со страстью к учению позволяло ему целый год читать одну книгу. Нередко он целый день просиживал над одной страницей, вникая в какую-нибудь проблему. Им двигало желание докопаться до самой сути. Он не мог просто разглядывать мир. Он должен был понять, как мир устроен.
Джеймс Кролл. Думает он явно не о чае.
Ледниковые периоды Агассиса представляли собой прекрасную задачу. Подход Кролла к ее решению полностью отличался от подхода Агассиса. Кролл любил ставить фундаментальные вопросы, как то: «В чем причина?» И вот он взял блокнот и перо. В поисках причины ледниковых периодов он задумался о тех факторах, которые влияют на количество тепла на Земле. Источником большей части тепла является Солнце. Может быть, какие-то регулярные изменения солнечного света способствуют наступлению ледниковых периодов?
Вскоре Кролл прочел статью одного блестящего французского ученого, которая навела его на мысль. Регулярное изменение земной орбиты могло изменять количество поступающего на Землю тепла. Земля вращается вокруг Солнца, и от оси ее наклона зависит смена времен года. На орбиту Земли также влияет расположение других крупных небесных объектов, таких как Марс, Юпитер, Венера и Сатурн, которые вращаются вокруг Солнца. Когда они приближаются к Земле, изменяется орбита и наклон оси нашей планеты. За период в несколько тысячелетий орбита Земли изменяется, влияя на количество солнечного света, обогревающего планету. Кролл решил, что ледниковые периоды происходят периодически в те моменты, когда из-за изменения своей орбиты Земля получает меньше тепла от Солнца.
Так была выдвинута предсказательная гипотеза: ледниковые периоды наступают через определенные интервалы, зависящие от изменения орбиты планеты. К сожалению для Кролла, его гипотеза не получила развития. У него не было никакой возможности соотнести время наступления ледниковых периодов с изменением земной орбиты, и его гипотеза осталась лишь гипотезой.
Спустя несколько десятилетий после смерти Кролла молодой сербский инженер решил применить свои блестящие математические способности, которые очень помогали ему в строительстве, к устройству Вселенной. Свою цель он сформулировал в виде тоста, который произнес, попивая с другом-поэтом вино в белградском кафе. Когда поэт поднял бокал и заявил: «Я хочу описать наше общество, нашу страну и нашу душу», инженер ответил: «Я хочу большего. Я хочу понять всю Вселенную и осветить ее самые отдаленные уголки».
Вскоре после этого гордого заявления Милутин Миланкович сменил работу. Он оставил свою строительную фирму и начал преподавать в Белградском университете. Скромностью он не отличался и объявил во всеуслышание, что объяснит все загадки планеты исключительно с помощью математики. Его ближайшая задача заключалась в расчете глобального климата.
Милутин Миланкович
И не только климата Земли: он хотел создать математическую теорию, описывающую климат во всех точках на поверхности Земли и других планет Солнечной системы.
Такое заявление удивило некоторых его коллег: зачем рассчитывать температуру на Земле, если ее можно просто измерить с помощью метеорологических станций? Миланкович отвечал, что если с помощью карандаша, бумаги и математики ему удастся предсказать температуру, то станут полностью понятны причины, вызывающие ее изменение. И занялся изучением планетарных ритмов, так привлекавших Кролла.
