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

Новые открытия

Начало конца вычислениям Кельвина положило открытие радиоактивности, которое в 1896 году совершил французский физик Антуан Анри Беккерель. Хотя до окончательного понимания процесса прошло еще несколько лет, Пьер Кюри и Альбер Лабор в 1903 году доказали, что благодаря своей радиоактивности радий обладает поразительной способностью постоянно испускать тепло. В результате это вещество не остывает до температуры более холодного окружения, в отличие от того, как обычно ведут себя теплые объекты. Позже было обнаружено, что различные радиоактивные элементы не являются независимыми, а определенным образом могут превращаться один в другой. Например, радий получается из урана, а свинец — последний стабильный продукт распада урана. В 1907 году американский химик и физик Бертрам Борден Болтвуд предположил, что поскольку нам известна скорость превращения урановой руды в свинец, то, если мы знаем количество свинца в определенном образце руды, значит, можно определить возраст скальной породы, в которой эта руда была обнаружена. Чем выше процентное содержание свинца, тем старше руда.

Дальнейшее развитие этого метода привело к значительно более точному определению возраста объектов в наши дни. Старейший образец скальной породы, обнаруженный на Земле, имеет возраст около 4,3 миллиарда лет. Кажется разумным предположить, что Земля старше, чем самый древний образец скалы на ней. Насколько старше?

Доказательства, полученные на метеоритах, позволяют говорить, что Солнечная система начала формироваться около 4,6 миллиарда лет назад. Новейшие исследования с помощью другого оборудования, например лазера или ионных приборов, пока подтверждают результаты более ранних подсчетов.

Другие открытия пролили свет на такие факты о Земле, о которых во времена Кельвина можно было лишь догадываться. Например, мы знаем, что тепло по некоторым причинам — вследствие энергии гравитации, падения метеоритов и внутренней радиоактивности — стало причиной частичного расплавления вещества внутри Земли. В результате возник мощный конвекционный процесс, смешивание и подъем расплавленной горной породы, а также передача тепла изнутри наружу, которую и исследовал Кельвин. Кроме того, имеет место химическая сегрегация, о которой Кельвин еще не мог знать. Все эти; процессы, продолжающиеся по сей день, привели к тому,; что на поверхности появилась тонкая кора, под ней — более плотная мантия, а внутри — еще более тяжелое ядро] из железа и никеля.;

Кроме того, мощные конвекционные процессы действуют на разные части нашей планеты с огромной силой, вследствие чего огромные участки на поверхности Земли; сминаются, проваливаются, разрываются и поднимаются. Поэтому едва ли могли сохраниться самые первые горные породы, что объясняет, почему старейшие из имеющихся образцов не могут рассказать всей истории.

Новые исследования дают основание предполагать, что: при этом задействованы дополнительные мощные силы, что еще больше повлияет на научные результаты. Дебра С. Стейкс, геохимик из исследовательского института: Монтерей Бей Аквариум, утверждает, что «большинство геологических процессов на самых глобальных этапах были непосредственно связаны с биологическими, что ставит под сомнение наши взгляды на неорганическую термодинамику и движущие реакции. Было обнаружено, что микробы живут на глубине четырех километров при температуре 110°С. Общая масса этих организмов может превышать массу всей неорганической материи в составе нашей планеты. Все чаще появляется мысль, что микробы, живущие на многие мили вглубь земной коры, сыграли заметную, а возможно, и ведущую роль в создании горных пород, почвы, металлов и минералов, а также морей и газов»{202}. Другими словами, нам предстоит еще многое узнать о происхождении и функционировании Земли.

Развязка

Но как бы Кельвин ни ошибался, его репутация от этого не пострадала. Хотя новые методы определения возраста убедительно доказали, что вычисления Кельвина неверны, и хотя он отказывался признавать существование радиоактивности, он оставался влиятельной и уважаемой фигурой в науке. В 1904 году в возрасте 80 лет он стал президентом Университета Глазго.

Известность лорда Кельвина поставила Эрнеста Резерфорда в очень неловкое положение, когда в том же году его пригласили выступить с приветственной речью на заседании Королевского общества. Резерфорд занимался крайне важной работой по изучению атома и уже доказал, что радиоактивные атомы, а может быть, и все атомы, содержат огромные запасы скрытой энергии. Он прекрасно понимал, что такая информация приведет к острому конфликту между ним и Кельвином, присутствующим в аудитории, в вопросе о возрасте Земли.

«К моему облегчению, — писал он позже, — Кельвин почти уснул, но когда я подошел к этому важному моменту, то увидел, как старик распрямился, открыл глаза и метнул в меня недобрый взгляд! Меня внезапно осенило, и я сказал: «Лорд Кельвин ограничивал возраст Земли, если не будет найден новый источник тепла. Это пророческое высказывание относится именно к тому, о чем мы говорим сегодня, — к радию!» И вот старик уже сияет улыбкой».

Возможно, старик и улыбался Резерфорду; возможно, как уже говорилось выше, у него даже были некоторые сомнения по поводу своих подсчетов возраста Земли, но это не значит, что он на самом деле изменил мнение. Еще в 1906 году он утверждал, что радиоактивность не может влиять на теплоту Земли. Многие геологи точно так же не могли перестроить свое мышление. Прошло еще 10 лет, прежде чем новое поколение ученых освободилось от влияния Кельвина.

Хотя вычисления Кельвина оказались ошибочными, его основная мысль — что Солнечная система когда-нибудь прекратит свое существование — остается в основе своей правильной. К счастью, до этого конца остается намного больше времени, чем полагал Кельвин.

Когда в 1907 году он умер, его похоронили в Вестминстерском аббатстве рядом с Ньютоном, недалеко от его давнего противника Дарвина.

ГЛАВА 7.

Коуп против Марша

Спор из-за окаменелостей

Утром 12 января 1890 года научная общественность пережила невиданное потрясение. Спор, о котором давно знали многие ее представители, попал на первую страницу крупнейшей газеты Нью-Йорка Herald. Заголовок гласил:

УЧЕНЫЕ ВЕДУТ ОЖЕСТОЧЕННУЮ ВОЙНУ В статье огромной смаковались подробности того, как Эдвард Дринкер Коуп из Университета Пенсильвании выдвинул серьезные обвинения против Отниела Чарльза Марша, который был не только профессором палеонтологии в Йельском университете, но еще и президентом Национальной академии наук и видным деятелем Геологического комитета США. Среди множества обвинений были плагиат, некомпетентность и даже уничтожение окаменелостей, с тем чтобы другие ученые не смогли их изучить.

Внезапно вражда, которая кипела и бурлила в течение 20 лет, была предана огласке, что привело к самым разным последствиям.

Было распродано множество экземпляров Herald. В новых выпусках в последующие две недели по-прежнему появлялись новые обвинения и контробвинения. Марш ответил тем, что среди прочего обвинил Коупа в краже некоторых окаменелостей, проникновении в его частную лабораторию и даже в сумасшествии. Ясно, что и Коуп, и Марш много лет собирали друг на друга компромат, и каждый предоставил газете много фактов о сопернике.

Некоторые ученые, в том числе сам Март, утверждали, что рады наконец познакомить общественность с этим делом.

Но множество исследователей, особенно специалистов по палеонтологии и геологии, были растеряны, если не сказать больше. Большинство ученых, к которым обращался репортер газеты Herald, работавший над этой темой, просто отказывались что-либо комментировать.

Хотя в ходе своего противостояния Марш и Коуп все же не дошли до физической драки, каждый из них использовал все другие средства, чтобы сломить соперника, в том числе при каждом удобном случае оспаривая первенство и выводы оппонента. Кроме того, хотя каждый из них стремился стать ведущим коллекционером окаменелостей и специалистом по этому вопросу в стране, казалось, их гонка была скорее направлена на очернение друг друга, чем на развитие палеонтологии позвоночных. На широких просторах Западной Америки, где происходило большинство раскопок, для них двоих было мало места. Но, как вы увидите, дело было в другом.

Окружающая обстановка

Коуп и Марш ни в коем случае не были первыми людьми, обнаружившими останки динозавров. Разрозненные находки костей динозавров в Европе с конца 20-х годов XIX века помогли исследователям осознать, что у них под ногами кроется кое-что интересное. Ричард Оуэн, британский специалист по сравнительной анатомии и один из первых палеонтологов (о котором как о противнике Гексли и Дарвина говорилось в главе 5), в 1842 году предположил, что множество костей рептилий, обнаруженных на юге Англии, принадлежат несуществующей группе животных. Он и предложил термин динозавр, от греческого deinos — ужасный и sauros — ящер. Кое в чем он ошибался, но все же узнал в этих животных крупных сухопутных рептилий, которые отличались от всех живущих в наши дни на Земле.