За последние несколько тысячелетий наука сильно изменилась. Теории приходили и уходили, и многие «факты» старой науки сегодня выглядели бы достаточно странно. И хотя некоторые дебаты разрешились довольно быстро, другие затянулись на десятилетия, если не века.
Странная наука не хочет уходить без боя. Некоторые теории до последнего отстаивали право на жизнь, бросая вызов здравому смыслу.
Континентальный дрейф
Спросите случайных людей о том, как разделились континенты, и по крайней мере несколько из них расскажут вам о Пангее и континентальном дрейфе. В начале 20 века Альфред Вегенер опубликовал свою работу на тему континентального дрейфа и движения суши в мире. Изучая животных и растений, которые жили вдоль побережья, сравнивая окаменелости и камни, а также повсеместные доказательства вроде мезозавров, пресноводных рептилий, которые были обнаружены и в Южной Америке, и на юге Африки, он пришел к выводу, что когда-то все было одним большим участком суши. Нам известно название Пангея, но Вегенер называл его континентом Ур.
Как ни странно, в теории континентального дрейфа Вегенера не было самого важного: механики того, как все это произошло. Его предположения были относительно туманными, он даже связывал дрейф с силами, связанными с вращением Земли.
Теория континентального дрейфа серьезно устарела по сегодняшним меркам, и этот термин сейчас используется для описания лишь небольшой части тектоники плит. Новейшая теория описывает, что континенты пребывают в постоянном движении из-за литосферных плит, которые взаимодействуют друг с другом. Они поднимаются, опускаются, сближаются и расходятся.
Также устарела идея и единого преобладающего участка суши Пангеи — отчасти. Сегодня ученые ссылаются не только на существование Пангеи, но и другого суперконтинента, образованного 600 миллионов лет назад, под названием Паннотия, а также и еще одного, образованного больше миллиарда лет назад — Родиния.
Эмиссионная теория зрения
Более 2000 лет одной из преобладающих теорий на тему работы зрения была теория своеобразного Циклопа из «Людей Икс». В 450 г. до н. э. Алкмеон Кротонский заявил, что зрение возникает оттого, что глаз содержит некий «огонь», посылающий лучи, которые регистрируют объекты и возвращаются обратно в мозг. Платон был с ним согласен, отмечая, что огонь рождается в самом глазу и работает с уже присутствующим светом, посылая картинки обратно в мозг. Далее Платон развил тему врожденного огня, который присутствует у всех нас, но не сжигает, а освещает нам путь. Все это подтверждалось и физическими доказательствами. Надавите на глаз и вы увидите не что иное, как огонь, который стремится вырваться наружу.
Число врачей и ученых, подписавшихся под этой теорией, довольно внушительно, включая Евклида, который работал над геометрией, объясняющей пределы нашего зрения, и поэта Лукреция, который описывал картинки, которые мы видим, как вещи, отдельные от самих объектов, вроде кожи, которую сбрасывает змея.
Эта теория оставалась популярной вплоть до 13 века, пока до остального мира не начали доходить переводы писаний исламского ученого 10 века Ибн аль-Хайтема (он же Альхазен). Среди его аргументов, которые положили конец эмиссионной теории, было и то, что когда вы смотрите на солнце, глаза начинают болеть. Этого бы не было, если бы глаза были пронизаны лучами огня. Он также утверждал, что было бы невозможно видеть звезды, если бы мы полагались только на огонь глаз; одна пара глаз никак не могла бы удержать так много огня. Уничтожив одну теорию, он предложил свою, утверждая, что глаза получают информацию в зависимости от света, который в них попадает. Эта теория в конце концов привела к развитию современной теории зрения.
Гравитационная теория Лесажа
Жорж-Луи Лесаж видел проблему в самой идее гравитации. Хотя гравитация отлично применялась в масштабах Вселенной, Лесаж не считал, что широко признанная теория Ньютона может объяснить силу притяжения между двумя массами, разделенными огромными расстояниями в пространстве. Он разработал собственную теорию, и хотя ее в значительной степени развенчали, до сих пор в мире находятся ученые, которые ее придерживаются.
Теория Лесажа утверждала, что сила притяжения существует не ввиду прямого взаимодействия между двумя телами, а, наоборот, вызвана тем, что происходит с невидимыми частицами, которые заполняют пространство между этими двумя телами. Это пространство заполнено частицами, которые движутся относительно свободно, пока два тела не бросают тень друг на друга. Тень уменьшает количество частиц, двигающихся между двумя телами, вследствие чего они смещаются ближе друг к другу.
Большая проблема всего этого, конечно, заключается в том, что из теории вытекает то, что размер будет иметь большее влияние на силу тяготения, чем масса. Чем больше объект, тем больше тень и тем больше притяжение. Лесаж обходил это, настаивая на том, что масса представлена по большей части пустым пространством и является практически тем же, что и относительно большая область пустоты, наполненная россыпью сгустков вещества. Чем больше объект, тем больше будут сгустки массы, и поскольку сгустки массы единственное, что вызывает гравитационную тень, очевидно, что большой объект будет больше воздействовать на гравитацию.
Хотя эта теория канула в небытие вместе с вкладом Эйнштейна в виде общей теории относительности, в качестве маргинальной идеи она оставалась жутко популярной. В 1954 году были проведены эксперименты с маятником Фуко и эффектом Алле, которые якобы привели свидетельства в пользу сторонников теневой гравитации, но ученое сообщество остается непреклонным.
Дождь следует за плугом
После Гражданской войны в США, на Среднем Западе возникло массивное движение, которое в основном было известно своими сельхозугодиями и ничем больше. Но прежде чем земли были распаханы, они — как, впрочем, и всегда — были засушливыми и пустынными. Продолжающееся движение в «землю обетованную» было обусловлено отчасти мифологией, которая подавалась как научный факт: дождь будет следовать за плугом.
В 1860-х годах было широко распространено заблуждение, что вспашка ранее необработанных земель вздымает свежую почву в воздух и приносит дождь. Научным фактом его сделал Фердинанд Хайден, директор американского геолого-географического исследования территорий. По мнению Хайдена, область в центре страны была такой сухой, поскольку влага не могла выйти из почвы. Посадите несколько деревьев, и они вернут влагу в воздух, что привлечет больше дождя. Другие подхватят. В 1870-х годах Kansas Pacific Railway начала продвигать идею того, что железнодорожные пути и линии электропередач привлекут больше дождя в эту область. Университет Небраски также утверждал, что долг людей — работать на земле и высвобождать ее полный потенциал.
Результатом стало то, что многие люди начали испытывать так называемые методы «сухого сельского хозяйства» в надежде, что их действия привлекут внимание Бога и придут дожди. По странной случайности, это работало (некоторое время). Тяжелые дожди в 1870-х и начале 1880-х годов — весьма необычные для этой области — убедили порядка двух миллионов человек переехать в равнины. К тому времени, как в 1887 году началась засуха, бесчисленные семьи поставили все на научные теории, движимые убеждениями не столько ученых, сколько агентств недвижимости, владельцев железных дорог и остальных, желающих срубить куш на поселенцах.
Даже тогда идея того, что работа с землей вызывает дождь, не угасла. Следующие попытки вызвать дождь предпринимались уже с использованием динамита и верой в то, что вибрации от взрывов вызовут дождь. Даже в конце 1930-х годов сохранялись убеждения, что деятельность человека влияет на погоду. По иронии судьбы, сегодня мы знаем, что это действительно так; просто не так, как того хотели фермеры.
Нептунизм
Еще в Древней Греции люди знали, что вода обладает невероятной силой и, вероятнее всего, приложила свою руку ко всему, что есть в мире. В 1770-х годах прусский геолог Абрахам Готтлоб Вернер разработал теорию нептунизма и втянул геологическую общественность буквально в кулачные бои, растянувшиеся на десятилетия.
Вернер предположил, что сначала планета была полностью покрыта водой. Из взвешенных в мутных океанах образовались первые камни и осели на дно. Океан начал отступать. (Вернер так и не объяснил, почему). Камни, осевшие на дно, стали сушей. По мере отложения осадков образовалось все больше и больше камней, старые камни размывались и укладывались в новые места. В конце концов, массовые потоки вымыли крупную область поверхности и образовали совершенно новый слой отложений. Эта теория была особенно популярна среди тех, кто пытался увязать библейский потоп с научным знанием, но когда Джеймс Хаттон сформулировал свою теорию плутонизма, возникли проблемы.
Хаттон, который был врачом, а после фермером, производителем химической промышленности и геологом, работал над своей теорией в течение двух десятилетий, прежде чем выставить ее против теории Вернера. В своей основе его теория утверждала, что поверхность Земли образовалась под действием природных сил, эрозии и вулканической активности. Что более важно, она продолжает формироваться до сих пор, и эти процессы в действии мы можем наблюдать. Он предоставил глубокие объяснения того, как работают давление и тепло, разбивая камни, как поднимается морское дно, как осколки суши переносятся ветром и водой и откладываются в областях вроде устьев рек. Свою теорию он назвал теорией плутонизма, в честь римского бога подземного мира.
Если говорить о том, кто прав, а кто нет, Хаттон был значительно ближе к истине. Его работа была опубликована в 1795 году, но только в 19 веке Чарльз Лайель подхватил идею, слегка очистил, отполировал и переписал.
Планета Вулкан
Когда астрономы смотрели на Меркурий, они не могли объяснить его орбиту. В 1846 году один из самых известных астрономов поставил перед собой задачу выяснить, почему Меркурий ведет себя не так, как положено. Урбен Жан Жозеф Леверье был хорошо известен в своей области, наслаждаясь известностью после вычислений, которые привели к наблюдениям Нептуна. Поскольку Меркурий, как казалось, вращается немного быстрее, чем ожидалось, Леверье предположил, что в игре участвует еще одна планета — планета за Меркурием. Его заявление, что там что-то есть, было встречено с волнением; в конце концов, с Нептуном он угадал.
12 лет он безуспешно искал Вулкан. Пока астроном-любитель Эдмонд Модест Лекарболь не заявил, что видел неуловимую планету 26 марта 1859 года. После встречи с Лекарболем, Леверье решил, что астроном не лжет. Он был настолько впечатлен работой Лекарболя, что ходатайствовал о присуждении этому человеку ордена Почетного легиона перед Наполеоном III.
В последующие годы Вулкан не появился там, где должен был, следуя вычислениям, основанным на наблюдениях Лекарболя. Между тем, Леверье становился все более и более угрюмым ввиду отсутствия подтверждений Вулкана, пока коллега не сказал о нем следующее: «Я не знаю, является ли Леверье самым отвратительным человеком во Франции, но я совершенно уверен, что ненавидят его больше остальных». Леверье умер в годовщину наблюдения Нептуна в 1877 году, но Вулкана так и не дождался.
Во время затмения 1878 года астрономы по всем США были готовы и ожидали увидеть появление Вулкана. Джеймс Крейг «Табби» Уотсон сообщил, что видел Вулкан, хотя другие утверждали, что он ошибается. Уотсон стал одержим идеей настолько, что выкопал шахту, в которую поместил телескоп, в надежде, что это поможет ему видеть тела, обращающиеся вокруг Солнца, при свете бела дня. (Эта идея была настолько древней, что астрономы уже знали, что она не работает).
Уотсон умер прежде, чем его план по созданию подземной обсерватории был завершен, интерес к Вулкану иссяк. Спустя 35 лет все надежды найти таинственную планету были разбиты, когда Альберт Эйнштейн объяснил странное движение Меркурия с помощью ОТО.
Невесомая материя
Викторианская одержимость призраками и оккультизмом была хорошо известна, но для этого не было необходимости верить во что-то сверхъестественное. Призраки состояли из чего-то совершенно реального, из так называемого одила. Одил был определен химиком бароном Карлом фон Рейхенбахом как вещество, производимое в процессе тепловых и химических реакций, которое заменяет место разлагающегося тела. Некоторые люди более чувствительны к нему, чем другие. Генри Морли писал, что призраки не были чем-то спиритическим или сверхъестественным, а скорее состояли из вполне реального и распространенного вещества. Это вещество было невесомым и обладало схожими свойствами с электричеством — теплом и светом. В 1839 году Голдринг Берд определил «невесомую материю» как вещество, которое заполняет пространства между другими телами. Оно почти невесомо и очень эластично, проводит свет, тепло и магнитные силы.
По мере распространения этих теорией, они вступали в игру, когда нужно было объяснить и описать что-то, объяснению не поддающееся. Предполагалось не только существование различных типов невесомой материи, но и то, что вся Вселенная из нее состоит.
Эти теории в немалой степени опирались на работы Ньютона, в которых он подразумевал существование эфира, объясняющего гравитацию. Майкл Фарадей читал лекции о свойствах невесомой материи, утверждая, что одним из крупнейших ее источников является Солнце. Психолог Герберт Спенсер говорил о том, что изучая и понимая поведение невесомой материи, ученые могут проникнуть в тайны другой загадочной области — человеческого сознания.
Викторианские физики зашли еще дальше и попытались объяснить загробную жизнь с помощью невесомой материи. Бальфур Стюарт и П. Дж. Тейт писали, что невесомая материя была признаком того, что существует невидимый мир, параллельно тому, что мы наблюдаем, и когда наш мир перестанет существовать, испущенная им энергия окажется во Вселенной, которую мы не видим, но которая будет жить.
Впоследствии возникли предположения, что невесомая материя является не чем иным, как светоносным эфиром. На протяжении викторианской эпохи практически все науки зависели от невесомой материи, а точнее ее твердых форм, «весомой материи». Вся эта ересь распространялась в области экономики, промышленности и культуры.
Невесомая материя пронизала настолько широкий спектр наук, что почти невозможно сказать точно, когда произошло ее развенчание. К 1860-м годам, впрочем, физики переосмыслили понятие материи, и невесомая материя начала медленно соскальзывать в прошлое.
Открытое полярное море
На протяжении веков человечество интересовалось тем, что лежит над горизонтом, и полярные концы Земли долгое время оставались величайшими тайнами мира. В 16 веке было несколько научных теорий, построенных на том, что считалось научным фактом, предполагающих, что на Северном полюсе будет обнаружено теплое открытое море. Эти верования появились еще в 1360-х годах с рукописи под названием Inventio Fortunata. Из нее следовало, что мужчина по имени Николас из Линна отплыл на Северный полюс и описал его как место с теплой погодой, как в Амстердаме.
Среди поддерживающих идей было и допущение британского исследователя Джона Дэвиса на тему того, что только пресноводные среды могут поддерживать наличие огромных кусков льда. Поскольку он был уверен, что вода в море соленая сверху донизу, можно было предположить также, что она свободна ото льда. Географы также знали, что на Северном полюсе также бывало тепло — в летние месяцы — а значит, любые льды точно должны были таять вместе с их наступлением.
Исследователи и их спонсоры были настолько уверены в науке этих допущений, что потратили огромное количество денег, пытаясь проложить торговые маршруты между Европой и Азией, основанные на идее открытого полярного моря. Британские исследователи убедили поддержать эту идею Генриха VIII, и хотя все экспедиции возвращались и рассказывали о сплошных ледниках, вера в открытое море оставалась стабильной.
В 1850 году экспедиция под руководством Уильяма Мортона якобы нашла пробой во льдах и открытое море. Конечно, ничего такого обнаружено не было, но разогрело интерес к открытому морю. В 1853 году американец Элиша Кент Кейн отправился на поиски британского исследователя Джона Франклина и его команды в 128 человек, которые без вести пропали восемью годами ранее, пытаясь проложить северо-западный путь между Европой и Азией. Восемь лет казались довольно большим промежутком времени, но даже тогда оставались те, кто верил, что Франклин и его экипаж нашли убежище на благоухающем зеленом острове в открытом полярном море. Последняя экспедиция по поиску полярного моря была предпринята в 1879 году, и спустя 14 месяцев пресмыкания в настоящих полярных льдах идея умерла окончательно.
Небосвод
На протяжение веков идеи библейской теории и астрономии неизбежно связывали с идеей небесной тверди, небосвода. Идею небесной тверди популяризовали писатели вроде Святого Августина, который буквально трактовал библейское описание создания Земли. Согласно Книге Бытия 1:7, «И создал Бог твердь, и отделил воду, которая под твердью, от тех, которые были над твердью, и было так». Бытие 1:8 гласит: «И нарек Бог твердь небом».
В трудах Августина прослеживается задача описания того, чем является эта твердь. Во-первых, он обращался к разнице между физическими водами на Земле и своего рода духовным морем выше нас, но позже изменил свое мнение и описал небесную твердь как пространство, простирающееся в воздухе, которое поддерживает облака на сфере огня за ним.
Идея небосвода как реальной вещи существовала на протяжении удивительно долгого времени и получила поддержку весьма именитых астрономов. Коперник писали, что хотя Земля не была центром Вселенной, она была центром тяжести для своей собственной сферы. Он также определил расстояние от Земли до Солнца по отношению к небосводу, написав, что пространство, которое разделяет эти два тела, было сущим пустяком по сравнению с высотой небосвода, который он определил местоположением всех других звезд во Вселенной.
Первым, кто предположил, что, возможно, нет никакой гигантской сферы вокруг планеты, был немецкий ученый 15 века Николай Кузанский. Он первым допустил бесконечность Вселенной, но имел под этим не научное обоснование, а религиозное. В конце концов, Бог всемогущ, почему бы ему не создать бесконечную Вселенную?
Тем не менее небосвод оставался довольно популярной идеей, пока Джордано Бруно не взял на себя смелость заявить, что никакой небесной тверди нет. Он начал писать о своих теориях о бесконечной Вселенной, в которой мы не одиноки. Хотя он делал все это с пометками, что в его писаниях нет ничего еретического и что Бог может быть куда более мощным, чем просто создать небесную твердь, он привлек внимание не тех людей. В 1592 году его приговорили к инквизиции за богохульство. Спустя семь лет тюремного заключения и судебного разбирательства он был признан виновным и был сожжен на костре 8 февраля 1600 года.
Абиотическое образование нефти
О нефти хорошо знали даже в Древней Греции, когда философы искали способы разделить мир на четыре основных элемента. Нефть не была исключением, и Аристотель писал о своих подозрениях, что нефть, наряду с другими типами минералов, рождается в процессе обмена веществ глубоко в недрах Земли. Нефть, говорил он, определенно была формой (или связанной с) серы, поскольку пахла в точности так же.
Были также распространены идеи абиотического (абиогенного) происхождения нефти. Во времена Ренессанса ученые вроде Георгия Агриколы вообще утверждали, что битумные и нефтяные продукты рождаются в процессе воздействия сил Земли на серу с ее последующей конденсацией. Это совершенно противоположно идее о том, что ископаемое топливо происходит из органических веществ. В течение многих лет эта идея как только не оборачивалась.
В 19 веке было высказано предположение, что образование нефти похоже на создание угля. Было известно, что в процессе участвует органическое вещество (на это указывали ископаемые свидетельства), но понять, как оно проходит путь до нефти, было невозможно. Только в середине 20 века ученые получили возможность поближе взглянуть на нефть. И когда были обнаружены следы таких элементов, как хлорофиллы, стало очевидно, что нефть берется в том числе и из природных, когда-то живых организмов.
Впрочем, люди не были готовы отпустить абиотическую идею. В 1877 году Менделеев выдвинул идею того, что когда поверхностные воды ушли в глубины Земли, они взаимодействовали с карбидами металлов. Эта реакция образовала ацетилен, который впоследствии конденсировался в нефть. При этом, хотя многочисленные исследования указывали на то, что его идея была неверной, она находила поддержку аж до конца 1960-х годов. Ряд ученых Советского Союза продолжали поддерживать работу Менделеева, утверждая, что единственным местом, где могла бы образоваться нефть, являются недра Земли с высоким давлением и температурой. В то же время западные астрономы также склонялись к абиотической теории, утверждая, что, поскольку нашли множество углеводородов в космосе, будет логичным допустить, что Земля состоит из тех же материалов, а значит, верна абиотическая теория. Впрочем, современные свидетельства неоспоримо указывают в пользу биогенного происхождения нефти.
