Текст книги "Путешествие по недрам планет"
Автор книги: Феликс Зигель
сообщить о нарушении
Текущая страница: 13 (всего у книги 16 страниц)
Научная мысль как планетное явление
Название этой главы совпадает с наименованием одной из работ В.И. Вернадского[70]70
Опубликована издательством «Мысль» в 1980 г.
[Закрыть]. Написана она была в 1938 г. и в ней автор дал краткий очерк развития производственной деятельности человека. Главная же идея этой работы В.И. Вернадского заключается в том, что наука, на заре истории человечества почти не игравшая никакой существенной роли, в настоящую эпоху превратилась в великую производительную силу, в ту силу человеческого разума, которой в первую очередь определяется формирование на нашей планете ноосферы. Учение о роли науки в развитии производительных сил общества, как известно, впервые было разработано К. Марксом и Ф. Энгельсом. «Путем глубокого научного исследования экономических явлений, – писал В.И. Вернадский, – Маркс и Энгельс – главным образом К. Маркс – выявляли глубочайшее социальное значение научной мысли, которое философски интуитивно выявлялось из предшествующих исканий утопического социализма…»[71]71
Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. – М.: Мысль, 1980.
[Закрыть]. В своих дневниках он подчеркивал: «Маркс ясно видел, что мысль человека создает производительную силу. Еще больше и глубже это проявится в ноосфере». (Дневниковые записи, 1941–1943).
Наука – это система знаний о мире. Объектом научного познания может быть все реально существующее, т. е. все процессы, происходящие в природе и в общественной жизни. Познание законов, управляющих этими процессами, и применение этих законов в практической деятельности человека – основная задача науки. Уже в древнем мире наука удовлетворяла некоторым практическим нуждам человечества (например, предсказание по звездам времени разлива Нила) и, собственно, эти нужды вызвали зарождение астрономии, математики и других наук. В докапиталистических формациях наука развивалась медленно, что было вызвано застойностью производства. Эпоха Возрождения ознаменовала начало бурного развития естествознания, общественно-политических наук и философии. В наши дни наука превратилась поистине в силу планетарного масштаба. Вся практическая деятельность человечества, заметно меняющая окружающую среду, основана на науке, научном знании. Научная мысль лежит и в основе научных теорий общественного развития – учения о капитализме, социализме и коммунизме. Наука изменяет не только среду обитания человека, но и его социальное бытие.
Всего сто лет назад во всем мире насчитывалось несколько десятков тысяч ученых, сейчас их миллионы. Современное производство, современная техника немыслимы без науки, и в основе научно-технической революции лежит научная мысль, научное знание. Было бы большой ошибкой недооценивать высокий уровень развития науки в такой, например, капиталистической стране, как США. Но в условиях капитализма двигателем научного прогресса по-прежнему остаются прибыль, конкурентная борьба и все то, что связано с частной собственностью на средства производства. Ясно, что при капитализме наука далеко не всегда служит великой цели – созданию ноосферы. Лишь в условиях социализма и тем более коммунизма научная мысль в полной мере служит интересам человеческого общества, становится созидающей ноосферу производительной силой. Разумеется, прогресс науки и техники идет параллельно с совершенствованием самого человека, созданием гармонического человека будущего. Научно-техническая революция ознаменовалась прежде всего революцией в научной информации. Именно научная мысль, научная информация, т. е. знания об окружающем нас мире, в наши дни стали «основным капиталом» человеческого общества. Казалось бы, чем больше знает человек, тем лучше. На самом деле вопрос о ценности научного знания не решается так прямолинейно и в развитии современной науки наблюдаются серьезные, хотя и преодолимые, противоречия. Накопление научных знаний в наши дни подчиняется закону естественного роста, т. е. графически может быть изображено экспонентой. С этой кривой мы уже встречались, когда говорили о демографическом взрыве. Посмотрим, как выглядит «естественный рост» научной информации в наши дни и к каким последствиям этот рост приведет[72]72
Подробнее см. Волков Г.Н. Социология науки. – М.: Мысль, 1968.
[Закрыть].
В период переживаемой нами научно-технической революции необычайно усилилось движение от науки к производству, но в этом процессе действует и обратная связь. Техника, эта «овеществленная сила знания», развиваясь, увеличивает поток научной информации об окружающем нас мире и о нас самих. Казалось бы, повторяем, в этом нет ничего плохого: чем больше знает человек и чем эффективнее он внедряет научные знания в практику, тем лучше. Ведь такое развитие со временем должно привести к тому, что наука займет ведущее место во всей системе общественного сознания и будет оказывать решающее влияние на общественное бытие. Но на пути к такому будущему перед человечеством возникло серьезное препятствие, именуемое информационным взрывом. Речь идет о лавине информации, обрушивающейся на нас, – лавине, угрожающей человечеству большими неприятностями, если мы не сумеем овладеть ею и направить в должное русло.
За последние 25 лет во всем мире было издано 300 млн. книг, т. е. столько же, сколько их было опубликовано на протяжении последних пяти столетий. Мировой ежегодный информационный поток выражается сегодня в 7 млрд. страниц печатного текста. Ежедневно в мире появляется не менее тысячи названий новых книг. Вместе с общим лавинообразным ростом печатной продукции растет и поток научной литературы. В начале прошлого века во всем мире издавалось 100 научных журналов, в 1850 г. – около 1 тыс., в начале нашего века – около 10 тыс., в 1950 г. – около 100 тыс. Если темпы прироста не снизятся (а скорее всего, они увеличатся), то к 2000 г. в мире будет издаваться около 1 млн. названий научных журналов. Характерно положение и с публикацией научных работ. Еще к 60-м годам текущего столетия во всем мире насчитывалось примерно 100 млн. названий печатных научных работ, в том числе 30 млн. книг и 13 млн. патентов и авторских свидетельств. Сегодня ежегодно публикуется 4 млн. научных статей, т. е. в среднем 100 печатных листов в день на одного специалиста. К 2000 г. все эти показатели возрастут не менее чем в 30 раз.
Население Земли в переживаемую нами эпоху удваивается каждые 30–35 лет. Общий же информационный поток удваивается каждые 10 лет, а в области физико-математических наук – каждые 2–2,5 года. За этим стремительным ростом пытается угнаться (но пока что безуспешно) и непрерывно растущая армия ученых[73]73
В данном случае демонстрируется чисто статистический подход к решению проблемы, к сожалению, широко ныне распространенный. Безусловно, поток информации резко возрос и растет хотя и не столь равномерно. Но суть проблемы не в росте информации как таковой, а в том, насколько поток этой информации полезен и как найти в этом потоке нужную информацию.
[Закрыть]. Сейчас на Земле насчитывается 5–6 млн. ученых и инженеров-исследователей. Любопытно, что число выдающихся физиков удваивается каждые 20 лет, тогда как число инженеров-исследователей – каждые 70 лет. В целом ежегодный прирост научных кадров отстает от прироста научной информации и похоже на то, что в ближайшие десятилетия (если не годы) этот разрыв увеличится.
И еще два парадокса. Удвоение научной информации за несколько лет означает, что за ближайшие годы человечество узнает о мире и о себе столько же, сколько оно узнало за все предшествующие века становления науки. Иначе говоря, «плотность» научных открытий возросла необычайно и никаких признаков «исчерпания» природы, разумеется, незаметно, так как природа бесконечно сложна во всех своих проявлениях. Кстати сказать, за каждый период удвоения научных знаний должны быть открыты не только множество «второстепенных» научных истин, но и принципиально новые явления природы и новые ее законы! Поражает наше воображение и тот факт, что 90 % из всех когда-либо живших ученых являются нашими современниками. И число их со временем должно возрасти.
В чем же опасность сложившейся ситуации? Чем грозит человечеству информационный взрыв?[74]74
См. Барашенков В.С. Существуют ли границы науки? – М.: Мысль, 1982.
[Закрыть] Давно уже известно, что в современной науке подчас проще самому выполнить какое-нибудь новое научное исследование, чем выяснить, не сделал ли уже кто-нибудь другой подобную работу. Океан научной информации, заключенной в книгах и журналах, стал настолько необъятным, что например, в фондах Государственной библиотеки имени В.И. Ленина хранятся миллионы названий книг, никогда не затребованных ни одним читателем. Самоочевидность известного афоризма Козьмы Пруткова «нельзя объять необъятное» приводит к быстро увеличивающейся специализации научных работников. Эта узость специализации чревата опасностью прежде всего для научного работника: он перестает ориентироваться хотя бы даже в смежных областях науки, без чего полноценное научное творчество вряд ли возможно. Однако и слишком большая широта интересов и занятий ученого грозит превратить его в дилетанта, который в предельном случае будет знать «ничего обо всем». Получается ситуация, при которой в любом положении ощущается неудобство. Оптимальное решение, очевидно, заключается в разумном сочетании глубоких познаний в специальной области с достаточно широкой общей эрудицией. Но с ростом потока научной информации достижение такого идеала становится все более и более трудным.
Путь от научного открытия к внедрению этого открытия в производство уже сегодня нелегок. Несовершенна еще пока научная организация труда, громоздка и неповоротлива вся система науки. Отсюда задержка в реализации научных достижений, дублирование научных работ и многое другое, о чем написано немало хороших книг[75]75
См., например, Веников В.А., Новик И.Б. Прометей в XX веке. – М.: Мысль, 1970.
[Закрыть]. Информационная лавина обрушивается на нас повсюду. Но далеко не всегда мы находим в ней действительно нужные для нас знания. Как известно было еще древним, «многознание уму не научает». Мы же подчас совсем не заботимся о качественном отборе воспринимаемой нами информации.
Цивилизация, захлебнувшаяся в потоке добываемой ею информации, представляет собой жалкое зрелище. Это даже не маховик, крутящийся вхолостую, а затормаживающееся колесо. Знания из силы превращаются в обузу, грозящую регрессом, катастрофой. Что может быть трагичнее такой ситуации? При существующих соотношениях между приростом информации и приростом технического могущества, когда первое обгоняет второе, «информационный тупик» оказывается неизбежным. Как же можно все-таки его преодолеть, как спастись от информационного взрыва? Информационный взрыв в ближайшее время будет главным образом преодолен развитием и совершенствованием электронно-вычислительных машин (ЭВМ), этих усилителей человеческого интеллекта. Прирост производства ЭВМ исключительно высок (40 % в год) и они очень быстро совершенствуются от поколения к поколению. Параллельно бурно развиваются и средства связи, что, конечно, улучшает обмен информацией, необходимый для прогресса науки и техники.
ОТ ПЛАНЕТ ДО ПЫЛИ
В Солнечную систему входит Солнце, 9 больших планет вместе с их 34 спутниками, более 100 000 малых планет, порядка 1011 комет, а также бесчисленное количество мелких, так называемых метеорных тел поперечником от 100 м до ничтожно малых пылинок.
Энциклопедический словарь юного астронома, 1980 г.
Земля возглавляет группу из четырех планет (Земля, Венера, Марс, Меркурий), которой присвоено наименование «планеты земного типа». Этот термин может создать ложное впечатление, что физическая природа всех четырех планет близка. Лишь космонавтика в полной мере убедила нас в обратном. При некотором сходстве внутреннего строения, жизненный путь этих планет оказался совсем различным. Он привел к тому, что обстановка на поверхности всех четырех планет поражает нас скорее своими контрастами, чем сходством.
Еще меньше общего с нашей планетой мы найдем в Плутоне, Луне, спутниках других планет и, конечно, в астероидах, или малых планетах, среди которых встречаются тела от 1000 км в диаметре до мельчайшей пыли. Пожалуй, только одна черта объединяет все эти объекты – они принадлежат к миру твердого вещества, где в принципе возможно существование органической жизни.
Земля извне
Трудно описать чувство первых космонавтов, увидевших свою родную планету извне. Впрочем, в таких описаниях нет нужды – каждый может снова посмотреть воспоминания Ю.А. Гагарина и его последователей. Большинство пилотируемых полетов происходило, да и происходит в пределах земной атмосферы, следы которой сходят на нет лишь на высоте около 2000 км. Лишь первые посетители Луны в 1969 г. впервые смогли увидеть нашу голубую планету в виде сравнительно небольшого шара на фоне звездного неба.
С высоты в несколько сотен километров на поверхности Земли видно множество подробностей, особенно хорошо различимы детали рельефа, что помогло решить ряд геологических проблем и помочь поискам полезных ископаемых. Трудно переоценить роль околоземных полетов в метеорологии, гидрологии и других науках, изучающих Землю. Практический «выход», который дала космонавтика, уже давно превзошел все затраты на ее создание. Подробности обо всем этом читатель найдет в интересной монографии С.С. Шульца «Земля из космоса»[76]76
Шульц С.С. Земля из космоса. – М.: Недра, 1984.
[Закрыть].
С околоземных орбит легко различимы следы деятельности человека, как полезной, так и вредной, засоряющей, уничтожающей биосферу. Достаточно напомнить, что сегодня каждую минуту на нужды промышленности уничтожается 50 га леса! Все это заметно с околоземных космических кораблей. Видны на снимках и места хранения отходов – хвостохранилища горно-обогатительных комбинатов. Хорошо различимы, конечно, и города, особенно крупные, и даже археологические объекты типа мегалитических руин Стоунхенджа. Словом, тот факт, что Земля обитаема, с околоземных орбит в буквальном смысле очевиден. Гораздо труднее различить следы человечества с Луны. Для этого невооруженный глаз недостаточен и требуется телескоп средних размеров. Еще труднее доказать обитаемость Земли с других планет Солнечной системы.
Лучше всего Земля видна с Венеры. Наша планета сияет оттуда как светило – 6,6 звездной величины, что в 6 раз ярче Венеры на земном небе. На черном фоне ночного звездного неба наша планета выглядит ослепительно яркой, великолепной голубой звездой. Вряд ли стоит говорить, что для изучения деталей ее поверхности потребовался бы крупный телескоп, да и с его помощью доказать реальность землян было бы нелегко. С Меркурия Земля выглядит менее яркой и не такой эффектной. Тем более это относится к Марсу, на небе которого Земля временами появляется в качестве вечерней или утренней звезды, по блеску в 5 раз уступающей Венере на небе Земли. Если бы существовали марсиане, вероятно, реальность землян для них была бы предметом многолетних дискуссий. На небе Юпитера отыскать Землю было бы нелегко – она там отходит от Солнца очень недалеко и рассмотреть в телескоп эту слабенькую звездочку 8-й звездной величины можно лишь иногда в сумерках, и то с большим трудом. Невооруженному глазу Земля с Юпитера попросту недоступна. Тем более неразличима Земля с более удаленных планет (Сатурна, Урана, Нептуна, Плутона). Даже самые современные средства исследования вряд ли были бы способны обнаружить Землю в лучах Солнца.
Никто, конечно, такие задачи и не ставит. В Солнечной системе мы, повторяем, одиноки и братьев по разуму следует искать лишь в звездном мире, т. е. в недоступной воображению удаленности от Земли. Нам, погруженным в кипучую земную жизнь, обманчиво представляется, что наши земные дела имеют чуть ли не космическое значение. Астрономия приучает нас к скромности. Но вместе с тем и к тому бесспорному факту, что наша удивительная обитаемая планета есть, по-видимому, большая редкость во Вселенной.
Мнимый двойник Земли
В последнем дореволюционном издании «Популярной астрономии» (1913 г.) К. Фламмарион о Венере писал следующее: «Единственное научное заключение, какое мы могли бы вывести из астрономических наблюдений, будет то, что этот мир отличается немного от нашего. Его растительность, животный мир и человечество должны несколько отличаться от тех же представителей органической жизни на Земле».
Радиус Венеры составляет 0,95 радиуса Земли, а масса – 0,82 земной массы. С 1761 г. благодаря М.В. Ломоносову стало известно, что Венера «окружена знатной воздушной атмосферой, таковою, если не большей, какова отливается вокруг нашего шара земного». Все эти факты надолго утвердили в астрономии представление о Венере, как двойнике Земли, где обстановка лишь несколько отличается от земной.
Исследования во второй половине XX века не оставили камня на камне от этих наивных иллюзий. Особенно помогли космические аппараты, в первую очередь советские «Венера», подробно изучающие соседнюю планету с 1961 г. Оказалось, что на Венере все необычно, начиная с ее вращения и смены суток. Ось вращения Венеры почти перпендикулярна к плоскости ее орбиты, а вращается планета не так, как Земля, а в обратном направлении, с востока на запад, завершая полный оборот за 243 земных суток. Этот промежуток времени меньше венерианского года (225 земных суток), что приводит к тому, что каждый раз, оказываясь между Землей и Солнцем, Венера повернута к нам одним и тем же полушарием. Когда-то это обстоятельство породило впечатление, что Венера вообще не вращается вокруг своей оси.
В отличие от Земли, основу венерианской атмосферы составляет углекислый газ (97 %). Есть там азот (2 %), совсем немного кислорода (0,01 %) и водяных паров (0,05 %). Эта удушающая атмосфера действительно «знатна» и очень плотна. У поверхности Венеры она в 70 раз плотнее воздуха у поверхности Земли. Давление там достигает 9,5 МПа, а температура близка к 480 °C.
Эти числа поражают наше воображение и нам трудно наглядно представить себе, ощутить условия венерианского «ада». Понятно, почему там так жарко и сухо – Венера на 43 млн. км ближе к Солнцу, чем Земля, а ее атмосфера из углекислого газа легко пропускает видимые солнечные лучи, но прочно задерживает тепло, исходящее от поверхности планеты. Иначе говоря, экзотическая атмосфера Венеры играет роль пухового одеяла и создает мощный парниковый эффект. Стоит добавить, что на высоте 50–70 км Венеру окутывает слой тумана из капелек серной кислоты.
Хотя небо Венеры постоянно покрыто облаками, освещенность на ее поверхности соответствует тому, что у нас наблюдается в заурядный облачный день. Но окраска неба необычна: так как плотная атмосфера Венеры поглощает все коротковолновое излучение, облачное венерианское небо не серое или голубоватое, а ярко-оранжевое. Добавьте к этому мощные грозовые разряды, которые совсем не редкость на Венере, сильные ветры (до 140 м/с), бегущие облака из капелек серной кислоты и хлористых соединений над головой, и тогда Вы представите, что увидел бы космонавт, высадившийся на поверхность Венеры.
Под его ногами скорее всего была бы твердая почва – океанов на Венере нет, но зато, по-видимому, есть немало действующих вулканов. Облик поверхности равнинных районов Венеры легко представить себе по тем фотографиям, которые передали на Землю автоматические станции «Венера» и другие. На них видны каменные плиты, покрытые осыпью бурого песчаника. Химический анализ показал, что грунт Венеры напоминает земные базальты. Радиолокация позволила сквозь облачный покров Венеры детально изучить ее рельеф. Оказалось, что поверхность планеты значительно сглажена по сравнению с поверхностью Земли. Однако на Венере есть горные хребты, кольцевые горы, кратеры, вулканы, а также равнины, низменности и разломы. Горные районы занимают примерно 8 % поверхности Венеры, причем высота гор не превышает 8 км. Большая часть поверхности Венеры – холмистые равнины и обширные низменности. Среди кольцевых гор как вулканы, так и кратеры метеоритного происхождения. Размеры больших кратеров заключены в пределах от 30 до 60 км при глубине несколько сотен метров. Обнаружен исполинский вулканический кратер диаметром 2600 км, правда, очень неглубокий (до 700 м). В районе экватора Венеры найден громадный разлом длиной 1500 км и шириной 150 км при глубине около 2 км. Эта деталь рельефа несомненно свидетельствует о мощных тектонических процессах в недрах Венеры.
Судя по наиболее достоверным моделям, внутренняя структура Венеры аналогична земной (рис. 13).
Рис. 13. Модели внутреннего строения планет (относительная масса оболочек, %).
а – Земля; б – Венера; в – Марс; г – Меркурий; д – Луна; 1 – литосфера; мантия; 2 – верхняя; 3 – средняя; 4 – нижняя; 5 – астеносфера; 6 – ядро.
Имеется жидкое железное ядро радиусом 2900 км. Оно создает слабое магнитное поле, в 3000 раз уступающее по напряженности геомагнитному полю. Эта малая напряженность вполне объяснима – вспомните, как медленно вращается Венера вокруг своей оси. Между литосферой Венеры толщиной около 100 км и ядром простирается мантия, которую условно делят на нижнюю и верхнюю. Судя по всему, их состав мало отличается от состава соответствующих геосфер. Сходны и тепловые потоки из недр Венеры и Земли к их поверхностям. Чем же тогда вызвано резкое различие обстановки на поверхностях этих планет? Из-за близости к Солнцу на Венере, по-видимому, всегда было слишком жарко для зарождения жизни. Поэтому там никогда не было растений, которые для своего питания «выкачивают» углекислый газ из атмосферы и насыщают ее кислородом. Именно это случилось на Земле и не могло произойти на Венере. Вместо полной жизни получился гипертрофированный вариант дантова ада. При большом внутреннем сходстве Земли и Венеры их внешние различия никак не позволяют считать эти планеты двойниками.
