К сожалению, мы очень мало пока еще знаем об эволюции тех или иных понятий.
ТЕСНЫЙ КОСМОС
Тем интереснее исследовать историю понятий. Выберем для примера некоторые аспекты понятия «Вселенная».
Известно, что наиболее доступны для изучения и наблюдения те объекты, которые соизмеримы с размерами человека. Ну, а что должно было бы произойти с исследователем, который так вот запросто захотел бы потрогать атомное ядро? Очевидно, для реализации этого фантастического намерения наблюдателю пришлось бы уменьшиться в миллион миллиардов раз.
Но это еще не все. Ведь атом – одна крайняя область поисков. Другая – космос. Представим себе, что человек решил вырасти до космических масштабов – прогуляться по Млечному Пути и передвинуть галактики. Для этого он должен увеличиться в такое число раз, какое и общепонятного названия не имеет: единица с двадцатью нулями.
А теперь сопоставим эти фантастические цифры. Оказывается, к микромиру атома человек значительно ближе, чем к макромиру космоса.
Видимо, этим и объясняется, что революция в физике произошла раньше революции в астрономии.
10 миллиардов лет назад размеры окружающей нас части Вселенной – Метагалактики – были значительно меньше, чем сейчас, а плотность ее во много тысяч раз больше плотности атомного ядра (которое в миллион миллиардов раз плотнее воды). Потом началось расширение. В результате образовались галактики и звезды. Вещество тогда имело огромную температуру. Не претендуя на абсолютную точность, расширение можно сравнить с гигантским взрывом.
Эта гипотеза, высказанная американскими физиками Альфером и Гамовым – так называемая «горячая модель Вселенной», не встретила поддержки при своем рождении.
Для проверки существовал один-единственный путь. Излучение, сопровождавшее начало расширения Вселенной, должно было вызвать электромагнитные колебания, которые могут быть и сейчас зарегистрированы в виде определенных радиосигналов. Обнаружить эти сигналы в эфире значило доказать реальность «горячей модели».
Советские ученые провели своеобразную «инвентаризацию» неба: они рассчитали величину всех известных во Вселенной электромагнитных колебаний.
Эта работа была выполнена, и ученые сделали следующий шаг: они рассчитали, каким должно быть сейчас радиоизлучение, возникшее 10 миллиардов лет назад, когда вещество было сверхплотное и горячее. Итак, величина излучения была рассчитана. Оставалось найти эти радиосигналы.
На решение наткнулись случайно американские радиоинженеры. При отработке системы связи со спутниками они обнаружили загадочное радиоизлучение. Оно оказалось точно совпадающим с расчетами советских ученых.
Теперь «горячая модель Вселенной» признана. Получено еще одно подтверждение возможности гигантских взрывов в космосе.
Чтобы представить себе величину выделяемой энергии, сравним ее с тайфуном. При этом окажется, что самый сильный земной тайфун меньше космического взрыва в фантастическое количество раз – единица с тридцатью шестью нулями.
Это одна сторона вопроса. Посмотрим теперь на понятие «Вселенная» с другой стороны.
«В невообразимо огромной бесконечности пылающих звезд и черного космоса, на столь небольшом каменистом кусочке, что смешно даже упомянуть о нем, слабые создания, которые называются людьми, пытаются точно определить, где они находятся. Они дали имя той звездной бесконечности, в которой вращается их планета. Они зовут ее Вселенной. Они узнали о ней совсем немного, ровно столько, чтобы поражаться все больше и больше. Как она появилась? Что с ней будет? Что она собой представляет?»
Эти строчки взяты не из беллетристики, а из научной статьи.
В «звездные часы разума», когда на смену периоду накопления сведений приходит период переработки этих разрозненных данных в стройную теорию, язык науки становится поразительно красочным, образным. Так было уже на нашей памяти с генетикой и кибернетикой. Нечто подобное происходит сейчас с космогонией – наукой о происхождении и развитии небесных тел и их систем.
Еще сравнительно недавно космос казался людям пустым, безграничным пространством, в котором небесные тела удерживаются за счет гравитационных сил. Считалось также, что этим одним законом можно объяснить все то, что происходит в галактиках и скоплениях галактик.
Доказательства возможности колоссальных взрывов во Вселенной изменили наши взгляды на окружающий мир. Космос оказался ареной самых различных процессов. Космос в нашем представлении стал тесным.
Ну, а если Вселенная возникла из единого центра, не логично ли будет допустить, что нас ждет открытие не изученных ранее взаимосвязей между все еще разлетающимися частицами некогда единой трудновообразимой «глыбы»?
Наука отвечает на этот вопрос утвердительно.
Однако от столь общей формулировки до всеобъемлющей космогонической теории еще очень далеко.
Наиболее пристальное внимание ученых приковано сейчас к Солнцу, к нашей звезде, о которой, несмотря на ее близость, мы располагаем весьма скудными сведениями.
Исследования, проведенные во время Международного геофизического года (когда солнечная активность была наибольшей), а также наблюдения во время Года спокойного Солнца показали, что взаимосвязь земных явлений с процессами на Солнце глубока и многообразна. Мы ограничимся разговором о влиянии космических причин на земной магнетизм.
Совершим небольшой исторический экскурс...
Колумб открыл Америку. Эта хрестоматийная истина документально подтверждается многочисленными географическими картами. Другое открытие Колумба пользуется значительно меньшей популярностью, хотя и не менее важно. Колумб открыл магнитное склонение. Во время плавания он однажды заметил, что стрелка компаса ведет себя странно – отклоняется от магнитного меридиана. В те времена безусловно установленным считалось магнитное притяжение Полярной звезды, и всякое иное положение путеводного указателя считалось противоестественным. По преданию, Колумб засунул под компас топор, чтобы выровнять положение стрелки и успокоить команду. Когда же на горизонте показалась земля, топор был извлечен и стрелка обрела то положение, которое диктовалось законами земного магнетизма.
Трудно сказать, чего больше в этой легенде – правды или вымысла. Но одно очевидно: на рубеже XV и XVI столетий люди заколебались в существовавшем убеждении, что причина земного магнетизма таится в притяжении Полярной звезды.
Вслед за магнитным склонением в 1576 году английский инструментальный мастер Норман открыл магнитное наклонение – изменение положения стрелки компаса относительно горизонтальной плоскости в разных местах земного шара. Он же впервые высказал мысль, что причина магнетизма не есть влияние небесных тел, а имеет свои истоки в строении Земли. Вывод: величина магнитной силы зависит от географических факторов.
Однако вывод этот был далеко не исчерпывающим.
В джунглях Сиама священник Гюи Ташар наблюдал любопытнейшее явление. В устроенной им примитивной обсерватории большая магнитная стрелка, подвешенная на прочной нити, непрерывно колебалась в течение суток. Так было открыто явление, позднее получившее название суточных вариаций магнитного поля Земли.
Следовательно, магнитные явления зависят и от факторов географических и от каких-то иных причин, связанных с внеземными процессами.
На первый взгляд это взаимоисключалось. Действительно, если источник магнитного притяжения лежит вне Земли, если на магнитную силу оказывают влияние планеты и Солнце, то как объяснить значительные изменения склонения и наклонения в разных точках земного шара? (Забегая вперед, скажем, что позднее ученые обнаружили резкие колебания магнитной силы в точках Земли, лежащих по космическим масштабам буквально рядом – на расстоянии 200–300 километров друг от друга). Можно было бы допустить, что источник магнетизма находится внутри нашей планеты. Это объяснит влияние географических факторов на магнитную силу: ведь Земля неоднородна, по образному выражению М. В. Ломоносова, она состоит из частиц «различной доброты», имеющих разные магнитные свойства. Но тогда чем объяснить суточные вариации, открытые Гюи Ташаром (и открытые позже годичные и вековые изменения магнитного поля), цикличность которых может быть объяснена только причинами космическими?