Текст книги "Спасите человечество"

Автор книги: Ху Цзяци

сообщить о нарушении

Текущая страница: 2 (всего у книги 6 страниц)

Рассказ о земле

Земля – это дом человечества, наши дальние предки жили на ней, охотились и занимались земледелием. Так было с древнейших времен.

Тем не менее поверхность земли, на которой живут люди, непостоянна и не вечна. С момента образования Земли она претерпела многочисленные изменения. Около 200 миллионов лет назад Земля была суперконтинентом (все континенты были связаны друг с другом). Восточное побережье Южной Америки было соединено с западной стороной Африки; Северная Америка располагалась близко к западу от Евразии; Австралия была полуостровом в восточной части Антарктиды; индийский субконтинент находился в Антарктике, в тысячах миль от юго-западной части Китая, а край Тибета представлял собой море.

Это не первый случай, когда на Земле был суперконтинент. Например, подобная ситуация наблюдалась около 700 миллионов лет назад, только форма и местоположение континентов были другие.

Америка отделилась от Европы, Африка начала дрейфовать на запад, и, наконец, образовалась Атлантика. Индийский субконтинент дрейфовал на север от антарктического континента, преодолевая тысячи миль, врезаясь в Азию, дрейфующую на восток, образуя великолепные горы Гималаи.

Сегодня дрейф американского континента продолжается на запад, Атлантический океан расширяется со скоростью 1–4 сантиметра в год, а через 50 миллионов лет он расширится более чем на 1000 километров. В то же время азиатский континент дрейфует на восток, Индийский океан расширяется, Тихий океан сужается. В будущем первый в мире океан прекратит существование.

Африканский континент двинется на север, а Средиземное море станет внутренним озером и в конечном счете исчезнет. Индийский субконтинент также приблизится к азиатскому континенту. Гималаи будут продолжать расти со скоростью 1–5 см в год. Через десятки тысяч лет Эверест превысит 10 000 метров и останется самой высокой горой в мире.

После того как африканский континент завершит поглощение Средиземного моря, он направится на север, затем пересечется с Европой и продолжит двигаться дальше. В результате гора поднимется на край Африки и европейского континента. Альпы будут подниматься все выше и выше. Однако на африканском континенте произойдет крупный раскол, в конечном счете восточноафриканская зона разломов полностью распадется, а восточноафриканский субконтинент отправится в путешествие по дрейфу востока, который создаст новый океан.

Этот сказочный рассказ – теория тектонических плит. Первоначальный источник этой доктрины исходит от гипотезы Вегенера. В 1910 году он лежал на больничной койке. Увидев перед собой карту мира, ученый почувствовал пробуждение сил. Его привлекли сходства по обе стороны Атлантики. Вегенер обнаружил, что одна часть была выпуклой, а другая – вогнутой. Итак, правда ли, что два континента были связаны много лет назад? После этой идеи Вегенер провел ряд связанных исследований: он не только сравнил стратиграфическую структуру материка по обе стороны Атлантики, но и изучил согласованность африканской и бразильской палеонтологии и получил подтверждение.

Однако доктрина Вегенера была почти единодушно отвергнута геофизиками. Люди смеялись над ним, называя его предположения «мечтой великого поэта». Они думали, что он невежественный клоун, не обладающий базовыми знаниями в области наук о Земле. В общем, его идея казалась многим смешной и неразумной.

В академических кругах Вегенер подвергался презрению и нападкам со стороны коллег. Эта же участь ждала людей, которые признавали его доктрину. Солидарных с теорией ученого презирали и притесняли. Поэтому даже те, кто признавал ее, вынуждены были скрывать этот факт, боясь быть отвергнутыми в профессорских кругах американских университетов. Такая травля была редким явлением для Соединенных Штатов, которые слыли символом демократии и свободы самовыражения.

Поскольку долгое время в области геологии доминировала концепция фиксизма, согласно которой в движении верхней части Земли преобладает чередование поднятия и опускания, вертикальное движение – главная особенность верхней части Земли, а горизонтальное движение – вторичный аспект. Таким образом, гипотеза Вегенера, несомненно, является фундаментальным отрицанием фиксизма и публичным вызовом существующей геологической теории и авторитету.

Вегенер сражался в одиночку, и даже его тесть, известный метеоролог, назвал гипотезу ученого пустой фантазией. Тем не менее Вегенер всегда верил в свое академическое мышление и стремился продемонстрировать гипотезу дрейфующих материков с разных сторон.

В 1930 году 50-летний Вегенер обследовал Гренландию, пытаясь найти доказательства, подтверждающие его собственную доктрину. Но, к сожалению, он вскоре умер, и гипотеза дрейфующих материков исчезла со смертью ее основателя.

Но уже к 1950-м годам достижения в палеомагнитных исследованиях привели к подтверждению этой доктрины.

Магма намагничивается под действием магнитного поля Земли во время затвердевания (перехода от жары к холоду). Направление намагниченности пород в разные эпохи должно соответствовать направлению геомагнитного поля в это время. Поскольку возраст породы измерим, геомагнитное направление разных эпох также может быть определено. Следовательно, можно определять разные местоположения существующих регионов в любые эпохи.

В 1960-х годах при изучении разницы между морским дном и земными породами, а также при изучении магнитных аномалий морского дна ученые получили доказательства расширения морского дна. Таким образом, гипотеза Вегенера окончательно перешла из «пустой фантазии» в реальность. Ученые создали теорию пластин, основанную на доктрине Вегенера, что стало революцией в науках о Земле, которая перевела их на совершенно иной уровень.

Рассказ о происхождении человечества

Существует множество версий происхождения человечества. Немало объяснений основывается на том, что люди созданы Богом. Когда идея «Бог создал человека» становится доктриной господствующей религии, такое объяснение становится несокрушимым. В мире, где правит религия, вызов религиозной доктрине презирается ее приверженцами.

Первыми, кто пошатнул господствующую идею «Бог создал человека», стали натуралист Дарвин и биолог Уоллес. Первый с его подробными данными исследований и тщательным научным анализом оказал беспрецедентное влияние на креационизм.

В 1831 году британский военно-морской корабль «Беггер» готовился отправиться в Южную Америку для научной экспедиции. Ее главной задачей было составить гидрологическую карту восточной и западной сторон Южной Америки и близлежащих островов, а также завершить измерения времени по всему миру. На корабле на тот момент находился Дарвин, который только начал интересоваться ботаникой и геологией.

В ходе кругосветной экспедиции, которая длилась почти пять лет, Дарвин обнаружил много противоречивых данных, которые шли вразрез с креационизмом.

Ученый часто встречал больших птиц, похожих на американского страуса. Однако Дарвин отметил: хоть структуры тела американского и африканского страусов схожи, однако они не идентичны. Если Бог решил создать страуса, ему достаточно было создать только один его вид. Зачем он создал две похожие друг на друга птицы?

Что делает его вопрос еще более любопытным, так это то, что на Галапагосских островах почти каждый остров населяют существа, больше нигде не встречающиеся. Эти острова очень близки к южноамериканскому континенту: животные островов явно отличаются от животных южноамериканского континента, однако все они имеют очевидное родство. Даже существа на разных островах архипелага кажутся разными, но при этом также имеют очевидное родство. Это позволило легко предположить, что все они принадлежат к одному и тому же виду. Тогда получается, что в совершенно разных местах обитания могут происходить разные изменения. Эта мысль, несомненно, шла вразрез с представлением о постоянстве видов.

Когда экспедиция оказалась в Бразилии, Дарвина привлекло там разнообразие растений бразильского леса. Все виды трав и деревьев, красивые яркие цветы и зеленые листья – все это навело ученого на мысль: действительно ли Бог так терпеливо создавал каждое растение одно за другим?

Вернувшись в Великобританию, Дарвин много размышлял над собственными исследованиями, кроме этого, он провел много наблюдений за домашними животными, благодаря которым в конечном счете сформулировал теорию эволюции видов. В 1859 году он опубликовал свою великую книгу «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь».

В своей работе Дарвин систематически излагал собственное эволюционное учение, полагая, что все организмы могут мутировать, некоторые мутации могут наследоваться, а другие нет. Он считал, что причиной мутации является изменение среды обитания и использование органов. Те, кто наиболее склонен адаптироваться к условиям окружающей среды, имеют больше шансов на выживание, и соответственно те органы, которые используются чаще, будут развиваться быстрее. Крылья диких уток более развиты, чем крылья домашних уток, из-за того, что дикие утки всегда летают, в то время как домашние утки больше ходят, поэтому намного лучше у них развиты лапы.

По мнению Дарвина, в природе наблюдается чрезмерное видовое размножение (количество биологического размножения гораздо больше, чем количество выживания). Только самые благоприятно мутировавшие индивиды, которые приспособились к окружающей среде, имеют возможность выживать и заводить потомство, а неблагоприятные – бракуются. В природной среде благоприятные мутации являются необходимым условием адаптации к выживанию и размножению. Животные конкурируют за пищу и возможность спариться, растения конкурируют за солнечный свет и питательные вещества и развиваются в такой конкуренции.

Согласно взглядам ученого примитивный предок может размножаться с многими видами с совершенно разными признаками. Гибридизация разных особей и разных географических сред, изолированных друг от друга, способствует формированию новых видов и различий в признаках. Все живые существа в одном классе связаны друг с другом, как большое дерево с ветвями и листьями. Хотя разные виды принадлежат к разным ветвям и листьям, все они происходят из одного ствола.

Вскоре после публикации труда «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь» последователь Дарвина биолог Хаксли в 1863 году опубликовал работу «Положение человека в природе». В 1871 году Дарвин опубликовал труд «Происхождение человека и половой отбор», в котором перечислил множество фактов, научно доказывающих, что люди произошли из животного мира и между людьми и животными существуют «родственные» отношения. Утверждение Дарвина полностью отрицало религиозную доктрину «Бог создал мир и создал человека». Вышеуказанные две работы вновь произвели сенсацию: в них говорится, что в мире нет создателя, он развивается в соответствии со своими законами. Вид эволюционировал от другого вида после долгого периода эволюции от первоначальных общих предков.

Аргументы Дарвина и Хаксли вызвали сильный резонанс, который разозлил религиозную общину.

Что касается креационизма или эволюции, то история помнит и научные дебаты. 30 июня 1860 года Британский совет по развитию науки организовал дебаты, в которых оппоненты должны были размышлять над креационизмом и эволюцией. Из-за плохого самочувствия Дарвин не смог присутствовать на дебатах. От имени Дарвина выступал решительный дарвинист, сообразительный Хаксли. Его оппонентом стал архиепископ Оксфордский Уилберфорс, который красноречиво говорил и обладал глубокими знаниями богословия. Эти дебаты, известные в истории как «Оксфордские дебаты», проходили в конференц-зале Оксфордского университета. В связи с резонансной темой дебатов на конференции присутствовали более 700 человек.

Первым выступал Уилберфорс, он давил на религиозные чувства людей и сделал провокационную атаку: «Господин Дарвин хочет, чтобы мы верили, что каждая часть тела, каждая рептилия, каждая рыба, каждое растение, каждая муха и гриб происходят из первой живой протоплазмы. Это просто отрицание существования Бога. Можем ли мы предать свою веру?» Затем Уилберфорс посмотрел на Хаксли и спросил: «Мистер Хаксли, ваш дедушка или бабушка занимаются сексом с обезьяной?» Эта оскорбительная провокация вызвала волну смеха у слушателей.

Согласно замечаниям Уилберфорса, Хаксли полагает, что архиепископ не знает, что такое эволюционизм, возможно, он вообще не читал книгу «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятных рас в борьбе за жизнь». После того как все постепенно успокоились, ученый спокойно встал и сказал: «Я пришел поддержать правое дело науки. Я верю, что любые предубеждения не повредят моей репутации». Затем он изложил теорию эволюции Дарвина и указал, что она является результатом наблюдательных исследований Дарвина, проводившихся более 20 лет, это не вымысел, а факты, отражающие объективные законы биологического мира. Затем Хаксли добавил: «Вопрос о происхождении человека от обезьян, конечно, не такой простой, как понимают епископы. Он означает, что люди произошли от таких животных, как обезьяны». После того как Хаксли представил дальнейшую разработку взглядов Дарвина, он повернул голову и посмотрел на Уилберфорса пристальным взглядом: «Нам не нужно стыдиться того, что наши предки были обезьянами, но нам стоило бы стыдиться иметь одного предка с человеком, который использовал дешевый прием, чтобы доказать свой аргумент». После этой фразы зал наполнился горячими аплодисментами.

Дебаты в Оксфорде привели к серьезным последствиям, которые заставили людей полностью осознать абсурд креационизма и понять научную основу теории эволюции Дарвина. Именно она полностью избавила естествознание от оков феодальной теологии и встала на путь независимого развития. В то же время теория еще больше поколебала господство религии, способствовала освобождению разумов людей и защищала достоинство истины.

Процесс поиска истины – очень сложный процесс, требующий сильного духа и храбрости. Не бойтесь оспаривать концепцию традиционного косного представления о чем-либо, осмеливайтесь бросать вызов авторитету и миролюбию и осмеливайтесь противостоять стихийным бедствиям – это предпосылка к появлению революционной истины.

Книга приводит все исследования в духе поиска истины и уважения к истине. Смело идти вперед, постоянно искать, не оглядываться назад – это твердые намерения автора.

Раздел 2. Познать Вселенную

1. Вселенная появилась в результате Большого взрыва

Сегодня все знают, что Солнце – это просто обычная звезда в галактике, а Земля – это планета Солнца.

До 1920-х годов видение астрономов было ограничено галактикой, для них галактика и была Вселенной. Американский астроном Эдвин Хаббл первый обнаружил, что есть и другие галактики за пределами Млечного Пути. В 1925 году он открыл с помощью астрономических наблюдений соседние галактики (например, галактику Андромеды). Это первая внегалактическая система, обнаруженная людьми. В более поздних наблюдениях Хаббл обнаружил, что за пределами галактики находится гораздо больше, чем одна или две другие галактики. После обнаружения первых внегалактических систем и десяти лет напряженной работы область астрономических наблюдений расширилась до диапазона в 500 миллионов световых лет, и это при том, что скорость света равна 300 000 километрам в секунду.

После наблюдения многочисленных внегалактических систем астрономы обнаружили, что почти все они отдаляются от нас. Причем чем дальше они находятся от нас, тем быстрее и отклоняются.

Почему эти галактики отдаляются от нас? Откуда движется наша Вселенная и куда она идет? Многие ученые проводили разнообразные исследования по этому вопросу. В 1927 году бельгийский астроном Жорж Лемет предположил, что если повернуть время на много лет назад, то все вещество Вселенной будет сконцентрировано в одной точке, в «космическом яйце». Космическое яйцо внезапно взорвется, а взрывчатое вещество образует более позднюю звезду.

Сегодня теория космического образования Большого взрыва признана большинством ученых. Сама теория постоянно совершенствуется.

Вселенная образовалась 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад. Конечно, это только приблизительное число, и ученые по-разному определяют это значение, но погрешность невелика.

Этот временной промежуток можно доказать по крайней мере тремя способами. Первый способ основан на наблюдении за скоростью движения галактики. Второй способ состоит в том, чтобы изучить самые старые звезды во Вселенной и установить их возраст. Третий способ – проверить возраст самого старого атома по закону атомного распада в соответствии с его характеристиками.

Обычное описание зарождения Вселенной сводится к следующему: Вселенная начиналась с примитивного атома (с диаметром всего 10^–33 см), который намного меньше обычного атома. Его температура и плотность очень высокие. Удельная температура составляет 10³² К, а плотность – 10⁹³ грамм на кубический сантиметр. Этот примитивный атом внезапно взорвался 13,799 ± 0,021 миллиарда лет назад. Взорвавшееся пространство – это и есть Вселенная, которую мы видим сегодня. А фрагменты его взрыва – это галактики, звезды и различные вещества в современной Вселенной.

Фактически приведенное выше описание является по меньшей мере неточным. Наша космология сегодня основана на общей теории относительности и квантовой механике. Согласно современной научной теории, наше представление о формировании Вселенной всегда может быть обращено назад через 10^–43секунды после взрыва. Это время называется планковским временем. Относительно и то, что мы обычно принимаем за состояние этого момента как отправную точку Вселенной. До этого взрыва Вселенная должна была иметь свое «нулевое время» и свою особую точку. Невозможно описать Вселенную до времени Планка согласно существующей теории Вселенной.

Сложно по-настоящему понять описание Вселенной. Сначала необходимо, чтобы мы отказались от наших наблюдений за окружающими нас вещами и использовали совершенно другой способ, чтобы во всем разобраться.

С геометрической позиции особая точка является 0-мерной, линия – 1D, грань – 2D, а стерео – 3D. Мы изучали все это в средней школе и можем представить форму точек, линий, граней и стерео. Тем не менее время и пространство 4D (не путать с четырехмерным пространством-временем теории относительности) мы можем воспринимать, но не представляем, как оно выглядит. Конечно, найдется множество людей, которые не согласны с этим утверждением. Они скажут, что время не всегда идет. Разве Вселенная не пространство, которое мы видим? Причина, по которой у людей возникают такие вопросы, заключается в том, что они ограничены собственным опытом и знаниями.

Согласно существующей теории Вселенной, до Большого взрыва не было ничего. Но когда произошел Большой взрыв около 13,8 миллиарда лет назад, время и пространство уже были. Время идет до сих пор, пространство расширяется по сей день.

Кто-то обязательно скажет, что до Большого взрыва жизни и материи могло и не быть, но как быть со временем, оно уж точно должно было существовать? Ответ – нет. Время появилось в момент Большого взрыва. Он образовал космическую галактику и материю. Но было же хотя бы пустое пространство перед Большим взрывом? Ответ также отрицательный. В то же время у Большого взрыва было пространство. Возможно, кого-то спросит, что находится за пределами Вселенной? Какова граница между ее краями? Ответ заключается в том, что у Вселенной есть только определенный размер, но нет границ. Некоторые ученые считают, что за пределами нашей Вселенной существуют и другие Вселенные, но поскольку пространство и время являются четырехмерными, мы не можем видеть их.

Наблюдая за галактикой с помощью телескопов, мы обнаруживаем, что чем дальше от нас галактики, тем быстрее они отдаляются от нас. Это не означает, что мы являемся центром Вселенной. Фактически, если посмотреть на космическое пространство на любой планете в любой галактике, ситуация будет такой же, как у нас на Земле.

Взрыв, произошедший 13,8 миллиарда лет назад, считается точкой отсчета Вселенной. В начале Большого взрыва четыре природные силы (электромагнитная, взаимодействия, притяжения, слабое взаимодействие), которые мы знаем сегодня, объединились. По мере того как Вселенная охлаждалась и расширялась, эти четыре силы начинались разделяться. В то же время появляется асимметрия между веществом и антивеществом (материя была немного больше, чем антивещество). Это крайнее хаотическое состояние Вселенной: в таком хаотическом пространстве вещество и антивещество встречаются и аннигилируют в фотоны и производят энергию. Эта аннигиляция имеет аннигиляцию нейтронов и антинейтронов, протонов и антипротонов, электронов и антиэлектронов, а также нейтрино и антинейтрино. Сегодня поток света во всей Вселенной – это прежде всего продукт Большого взрыва. Небольшое количество материала, оставшееся после этой аннигиляции, – наша космическая галактика.

По истечении трех минут после Большого взрыва температура Вселенной упала до 1 миллиарда К. В это время протоны и нейтроны были объединены в ядро. Этот процесс длился около часа. Когда космическая температура упала до 100 миллионов К, ядерный синтез закончился. Рассчитано в соответствии с теорией, что среди продуктов, синтезируемых зародышеобразованием, водород составлял около 3/4, а цезий – около 1/4. Общая доля лития, стронция и бора составляла менее одной части на миллион. Сегодняшние астрономические наблюдения первоначально подтвердили это теоретическое соотношение.

Вселенная в это время была полна фотонов, но не прозрачна. Поскольку во Вселенной большое количество свободных электронов, они блокировали прохождение фотонов. Примерно через 300 000 лет температура Вселенной упала до 3000 К и движение электронов было не столь интенсивным. Таким образом, ядро водорода захватывает электрон в свой атом, также ядро водорода захватывает и электрон, ядро гелия захватывает два электрона, ядро лития, бериллия и бора также захватывают соответствующие электроны в атомы. Без блокировки электронов освобожденный фотон сделал Вселенную ярким светом, и она закончила свой хаотический период и стала прозрачной. В то же время Вселенная перешла из периода, в котором господствовала радиация, в период, в котором доминировала материя.

В 1960-х годах два инженера из лаборатории Белла Арно Аллан Пензиас и Роберт Вудро Уилсон во время настройки радиотелескопа обнаружили очень холодный свет, который распространялся на все космическое небо. Он окутывал каждую звезду, каждую галактику и заполнял каждый уголок Вселенной. Температура этого света была равна 3 К. Однако его нельзя было разглядеть с помощью оптического телескопа, только с помощью радиотелескопа. Мы знаем, что 0 K – абсолютный ноль, который равен теоретической минимальной температуре –273 °C. Температура 3 K – это остаточное, теоретически рассчитанное тепло Большого взрыва. Холодный свет, который заполняет всю Вселенную, – это исходный свет, оставленный после начала Большого взрыва. Это остаток фотона, оставшегося после образования Вселенной. С тех пор как прошло 13,8 миллиарда лет, Вселенная значительно расширилась, и оригинальные фотоны рассеялись по ее необъятному пространству. Однако они настолько редко встречаются, что имеют всего несколько сотен фотонов на кубический сантиметр, что эквивалентно температуре 3 К. Они распространены по всей Вселенной. Их называют микроволновым фоновым излучением или температурой фонового излучения. Случайное открытие этих двух инженеров стало самым убедительным доказательством теории Большого взрыва. Благодаря этому достижению Пензиас и Уилсон в 1978 году получили Нобелевскую премию по физике.

По мере того как Вселенная продолжала расширяться, атомы начинали сближаться под действием силы тяжести, образуя огромное облако. Через 200 миллионов лет после Большого взрыва атомы были достаточно сжаты, тогда и стали появляться звезды. В это время общая температура Вселенной, то есть температура фонового излучения, упала до 30 К. В этот же период начали формироваться галактики. Сегодня, через 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва, Вселенная все еще расширяется.