Как известно, книга Дарвина "Происхождение видов" была принята далеко не всеми, причём противники у него были не только среди далёких от науки священников или обывателей, но и среди учёных, всемирно известных и уважаемых. Среди них оказался и лорд Уильям Томсон Кельвин, тот самый, в честь которого названа физическая единица. Так с чем же он был не согласен?
Для начала стоит упомянуть, что Кельвин, в отличие от условных священников, не кидался голословными обвинениями, крича, что раз "обезьяны не слезают с деревьев, то эволюции нет". Он знал, как работает научный метод, что у научной теории должна быть предсказательная сила, что для подтверждения теории неплохо бы проверить результаты несколько раз и так далее. Но вот только в 19 веке шла борьба теорий и учёных, иногда - нечестная, в ход шло всё - от заведомой подтасовки до саботажа противников (да, Марш и Коуп, я это о вас). Как только появлялась новая теория, конкуренты сразу выискивали в ней слабые места, чтобы разгромить её создателя. В теории это идёт только на пользу науке, но на практике так было не всегда.
Итак, Кельвин. В 22 года он уже был профессором кафедры теоретической физики в Глазго, работал с электростатикой, а в 25 лет - разрабатывал Второе начало термодинамики, которое гласит, что в закрытой системе энтропия (количество хаоса) обязана увеличиваться. Одной из главных проблем, волновавших Кельвина, было... Солнце! Астрономы уже имели представление о том, что это - гигантский огненный шар, но только возникал вопрос: а почему он до сих пор светит, ведь по ВНТ он уже давным-давно должен был остыть.
Учёные тех лет предположили, что внутри солнца происходят какие-то процессы горения какого-то вещества, наподобие угля. Однако, естественно, подсчёты показали, что этот уголь уже давным-давно должен был полностью выгореть. Однако была и другая идея: в 1843 году Джоуль доказал, что столкновение двух тел может породить тепло.
В целом-то, гипотеза внутреннего источника имела разумное зерно, особенно при совмещении с идеей Джоуля: мы знаем, что энергия рождается внутри солнца благодаря столкновению ядер водорода, которые рождают гелий, и так далее. Но в то время учёные имели крайне скудные представления о субатомных частицах, не говоря о ядерных реакциях. Поэтому Кельвин предположил, что солнце разогревают падающие на него метеориты. Лорд провёл расчёты, согласно которым Солнце выделяет столько же тепла, сколько фиксируется на Земле с учётом рассеивания через эфир (да-да, ту самую отменённую субстанцию, столь любимую у альтернативщиков). Получившееся число было до абсурдного большим: чтобы наше светило функционировало нормально, на него должны было падать 45 тонн камней в час.
Если хоть немного поразмыслить над этой идеей, мы сразу выясним три слабых места. Во-первых, откуда в Солнечной системе столько метеоритов? Во-вторых, почему мы не видим их, хотя видим прохождение планет по диску звезды. В-третьих, количество упавших метеоритов за всё время существования человечества, должно было серьёзно изменить массу светила, следовательно - и гравитационный баланс в системе.
Кельвин тоже подумал об этом, и вскоре отказался от данной затеи. Однако его заинтересовала другая теория: в 1856 году Герман Гельмгольц предположил, что Солнце светится из-за того, что оно постепенно сжимается, что вызывает нагрев. И, зная размеры звезды, мы можем примерно высчитать, когда оно сожмётся до критической точки, когда уже не сможет светиться. Кельвину эта идея приглянулась, и он высчитал, что при таком процессе Солнце может существовать всего 20-100 млн лет. На тот момент это было вполне адекватной идеей, однако сейчас, зная о термоядерных процессах, скажи сейчас кто-нибудь подобное, его бы осмеяли.
Естественно, что вместе с вопросом о возрасте Солнца нужно было решить и вопрос у возрасте Земли. На тот момент люди уже знали, что Земля сформировались из расплавленного шара горных пород, и Кельвин предположил, что наша планета - однородный твёрдый шар, который имел определённое количество энергии в начале. Часть этой энергии была рассеяна в процессе остывания коры. Кельвин пришёл к логичному выводу, что если температура планеты уменьшается по мере удаления от ядра, то мы можем вычислить и температуру самого ядра, и скорость остывания. Результатом его работы стала оценка ядра в 5000 градусов Цельсия (и его оценка не претерпела существенных изменений даже спустя столько времени) при возрасте в 20-400 млн лет.
На время Кельвина эти оценки были вполне адекватными, причём выглядели они очень красиво. Авторитет лорда был почти неоспорим... Почти. Дело в том, что не все приняли его концепцию, и геологи - в первую очередь. Они утверждали, что для геологических процессов нужны сотни миллионов лет, а Кельвину лучше оставить стратиграфию в покое и заниматься тем, что он знает лучше. Между геологами и физиками тогда была настоящая холодная война, в которой первые временно терпели поражение: на тот момент геологи не могли объяснить, как Земля существует миллиарды лет при выполнении закона сохранения энергии и постоянном охлаждении.
Поэтому несложно представить, какой физический процесс вызвала публикация "Происхождения видов" у Кельвина. Какой-то там Дарвин осмелился оспорить его, гения от мира физики, сказав, что процессы эволюции занимают даже не миллионы, а миллиарды лет. Так что Уильям Томсон задействовал весь арсенал против своего оппонента, а ответить на это Дарвин не мог.
К 1870-ым годам сложились две концепции о возрасте мира: Дарвина, биологически-геологическая, и Кельвина, чисто физическая. Было понятно, что кто-то где-то ошибается, но никто не хотел признавать своих ошибок. Взаимные уступки со стороны Дарвина и Кельвина в виде сокращения времени эволюции и увеличения возраста Земли и Солнца (естественно, в рамках версии о сжатии звезды) ни к чему не привели: всё равно геологическая картина никак не хотела влезать в эти 100-400 млн лет. На тот момент, к слову, геологическая летопись была не до конца заполненной, и даже страшно представить, что было бы, если бы тогда нашли вендобионтов или каких-то тонийских губок.
В конечном счёте Кельвин решил разбить своих оппонентов, использовав против них же геологию. Если раньше планета была расплавленным шаром, то из-за вращения она должна была принять приплюснутую форму и сохранить её при затвердевании. Логично? Логично. Добавим к этому Луну, которая своим гравитационным воздействием тормозит Землю, и попытаемся выяснить первоначальную скорость нашей планеты. Сравним полученный результат с оценкой степени влияния Луны на Землю. Таким образом мы сможем вычислить крайне приблизительный возраст Земли.
Идея эта была очень красивой и удобной, хотя получившееся число было бы очень-очень-очень неточным, однако Кельвин не сомневался, что она даст схожий с предыдущими результат. И тут гению физики, если так можно выразится, отомстил сын противника. Джордж Дарвин, родной сын Чарльза Дарвина, был хорошим математиком и не благоговел перед Кельвином из-за нападок на отца. Так что он решил опровергнуть его утверждения.
В ряде работ 1877-1878 года Джордж доказал, что Земля бы меняла форму даже при затвердевании, ведь она не бесконечно прочная. А из-за того, что внутреннее строение планеты не было точно установлено на тот момент, да и сейчас по этому поводу есть ряд спорных моментов, проверить возраст Земли по методу Кельвина не получилось бы. Лорд был разбит, Дарвин-старший ликовал. Это было первое крупное поражение кельвиновоской модели.
Падение Кельвина продолжилось, ведь на него теперь уже гнало новое поколение физиков, желавшее найти такой результат, который бы удовлетворил всех. Причём одним из первых "нож в спину" лорду всадил его собственный ассистент Джон Перри. Он заявил, что идея Кельвина о полностью твёрдой Земле неверна. Основываясь на данных геологов, Перри предположил, что под твёрдой корой находится расплавленное ядро, и тепло передаётся не только с помощью простой проводимости, но и конвекции.
Такого гений уже стерпеть не мог. В 1896-1897 годах он выступил с ещё большими нападками и на Перри, и на этих клятых геологов-эволюционистов, а заодно сказал, что Земле всего 24 млн лет. Но Кельвин был уже не торт: его идеи находили всё меньше и меньше поддержки, а эволюция и геология - всё больше и больше подтверждений. Причём новые аргументы для них находили... физики.
В 1903 году Мария и Пьер Кюри открыли, что радиоактивные вещества в процессе распада выделяют тепло, что ставило жирный крест на модели закона сохранения энергии, которую продвигал Кельвин. Актиноиды в процессе распада вполне спокойно нагревали Землю, разрушая все концепции термодинамиков. А появление первых методов радиоизотопного датирования в 1907 году, изучение радиоактивных материалов и ядерного синтеза поставили крест на идеях Кельвина и его последователей.
Чему научить эта история? Наверное тому, что наука никогда и ничего не принимает на веру, что в ней нет места догмам, и что любое самое авторитетное и уважаемое мнение может быть разрушено новыми, проверенными данными. В истории есть ещё много подобных примеров, начиная от отрицания гелиоцентрической системы и заканчивая безумными идеями Алана Федуччи о происхождении динозавров от птиц. Какие-то мы уже разбирали, какие-то - разберём в будущем.
Источник
Читайте также
