Текст книги "От Дарвина до Эйнштейна. Величайшие ошибки гениальных ученых, которые изменили наше понимание жизни и вселенной"

Автор книги: Марио Ливио

сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 23 страниц) [доступный отрывок для чтения: 9 страниц]

Радиоактивность

Весной 1896 года французский физик Анри Беккерель открыл, что распад нестабильных атомных ядер сопровождается испусканием излучения и частиц. Это явление получило название радиоактивности[146]146
  Об открытии радиоактивности см. Becquerel 1896; об открытии тепла, выделяемого радиоактивными веществами, см. Curie and Laborde 1903.


[Закрыть]. Семь лет спустя физики Пьер Кюри и Альбер Лаборд сообщили, что распад солей радия создает источник тепла, прежде не известный. Астроному-любителю Уильяму Э. Уилсону[147]147
  Wilson 1903. Его «Письмо в редакцию» заняло всего 15 строчек.


[Закрыть] потребовалось всего четыре месяца с того момента, когда Кюри и Лаборд объявили о своем открытии, чтобы сделать наблюдение, что такое свойство радия «вероятно, содержит в себе подсказку, каков источник энергии Солнца и звезд». По оценке Уилсона, всего «3,6 грамма радия на кубический метр объема Солнца достаточно, чтобы обеспечить наблюдаемый выход тепла». Очень краткая заметка Уилсона в журнале «Nature» не привлекла особого внимания научной общественности, однако потенциальные следствия из того обстоятельства, что был открыт неожиданный источник энергии, не укрылись от внимания Джорджа Дарвина[148]148
  Darwin 1903. Он отметил, что оценка возраста по Кельвину может быть увеличена с коэффициентом от 10 до 20.


[Закрыть]. Дарвин постоянно искал способы освободить геологию от смирительной рубашки геохронологии по Кельвину и в сентябре 1903 года с радостью объявил, что «Количество энергии, которую можно получить [из радиоактивных материалов], столь огромно, что теперь уже невозможно сказать, как давно существует солнечное тепло и надолго ли его хватит в будущем». Ирландский физик и геолог Джон Джоли[149]149
  Joly 1903.


[Закрыть] отнесся к этому заявлению с большим энтузиазмом и тут же применил его к задаче оценки возраста Земли. В письме в «Nature», опубликованном 1 октября 1903 года, Джоли указал, что «источник тепла [радиоактивные минералы] в любом элементе материала [Земли]» может влиять на теплопередачу точно так же, как повышенная теплопроводность земных недр. Именно этого, как ранее показывал Перри, и недоставало, чтобы оценки возраста Земли существенно возросли. Иными словами, по сценарию Кельвина Земля исключительно теряла тепло из своих первоначальных запасов. Открытие нового источника внутреннего тепла, очевидно, подрывало самые основы подобной гипотезы.

Среди главных действующих лиц последовавших лихорадочных исследований в области радиоактивности был молодой физик Эрнест Резерфорд[150]150
  Хорошая биография Резерфорда и описание его достижений – Eve 1939.


[Закрыть], уроженец Новой Зеландии, впоследствии прославившийся как «отец ядерной физики». В то время Резерфорд работал в Университете Макгилла в Монреале (позднее он перебрался в Великобританию), где на основе целого ряда экспериментов установил, что атомы всех радиоактивных элементов содержат колоссальное количество скрытой энергии, которую можно высвободить в виде тепла. Впоследствии Резерфорд, а также – с еще большим восторгом – Фредерик Содди, который некоторое непродолжительное время был его сотрудником, объявили, что радиоактивность, в сущности, обесценивает все результаты Кельвина, связанные с возрастом как Земли, так и Солнца. Один журнал встретил сообщение Резерфорда, что Земля проживет гораздо дольше, чем оценивал Кельвин, броским заголовком «Страшный суд откладывается».

Кельвин, со своей стороны, живо интересовался[151]151
  Об этом он писал в письме лорду Рэйли от 24 августа 1903 года, а также упоминал в личной беседе с самим Резерфордом и с Пьером и Марией Кюри во время их визита в Англию.


[Закрыть] открытиями, связанными с радием и радиоактивностью, однако так и не склонился к мысли, что это как-то повлияет на его оценки возраста Земли и Солнца. По крайней мере поначалу он отказывался признавать, что источник энергии радиоактивных элементов может лежать в них самих, и писал: «Осмелюсь предположить, что когда радий передает тепло массивному веществу, которое его окружает, энергию ему сообщают какие-то эфирные волны»[152]152
  Kelvin 1904.


[Закрыть]. Иными словами, Кельвин предположил, что атомы просто забирают энергию из эфира (в то время предполагалось, что он пронизывает все пространство), а при распаде высвобождают ее. Однако в 1904 году он все же набрался недюжинной интеллектуальной отваги[153]153
  Физик сэр Джозеф Джон Томпсон, первооткрыватель электрона, в 1936 году вспоминал, что Кельвин в частной беседе признал, что открытие радиоактивного тепла опровергло его предположения о возрасте Земли (Thomson 1936, p. 420). Подобное признание Кельвин сделал и на заседании Британской ассоциации (Eve 1939, p. 109).


[Закрыть] и публично отказался от своей идеи на съезде Британской ассоциации, хотя так и не предал гласности свое отречение в печати. К сожалению, по какой-то неясной причине в 1906 году он снова утратил общий язык с остальными физиками: он был категорически не согласен, что при радиоактивном распаде один элемент превращается в другой, хотя и Резерфорд, и другие физики представили веские доказательства этого явления. Все это время Фредерик Содди, который успел создать себе репутацию в физическом сообществе Англии, то и дело терял терпение. На страницах «The Times» он затеял ожесточенную дискуссию[154]154
  Дискуссия началась с письма Кельвина, опубликованного 9 августа 1906 года, где он повторил, что убежден, что энергия Солнца носит чисто гравитационный характер, и заявил, что радиоактивность – не более чем гипотеза. Примерно месяц в печати появлялись разнообразные опровержения Содди, Оливера Лоджа, Роберта Джона Стратта и Кельвина. В письме от 15 августа Лодж сказал о Кельвине, что «его блистательный ум столь независим, что не всегда готов снизойти до задачи усвоить чужие выводы посредством чтения». Этот эпизод вкратце очерчен в Eve 1939, p. 140–141, в Burchfield 1990, p. 165, и в Lindley 2004, p. 303. Обзор диспута см. у Soddy 1906.


[Закрыть] с Кельвином и позволил себе оскорбительные намеки: «Жаль, если широкая публика ошибочно решит, будто мнение тех, кто лично не работал с радиоактивными телами [аллюзия на Кельвина], следует уважать наряду с теми, у кого есть подобный опыт». Еще до этой перепалки, в книге, вышедшей в свет в 1904 году, Содди заявил, ни много ни мало, что «пределы прошлого и будущего в истории Вселенной сильнейшим образом раздвинулись».

Резерфорд был несколько великодушнее. Много лет спустя он часто рассказывал об одном случае на лекции по радиоактивности, которую он читал в Королевском институте в 1904 году.

«Я вошел в полутемный зал и сразу заметил среди публики лорда Кельвина и понял, что с последней частью моего доклада, где пойдет речь о возрасте Земли, будут сложности, поскольку мои взгляды противоречили представлениям лорда Кельвина. К моему великому облегчению, он тут же заснул, но едва я дошел до важного места, как старый пройдоха вскинулся, открыл один глаз и смерил меня ядовитым взглядом! Тут на меня снизошло вдохновение, и я сказал, что лорд Кельвин ограничил возраст Земли при условии, что не будет обнаружено никаких новых источников энергии. Так вот, это провидческое заявление и относится к теме моего сегодняшнего доклада – к радию! Видели бы вы, как просиял старик [155]155
  Цит., в частности, в Eve 1939, p. 107


[Закрыть] .»

Впоследствии одним из самых надежных методов, позволяющих определить возраст минералов, скал и прочих геологических объектов, в том числе и самой Земли, стал метод радиоизотопного датирования[156]156
  Популярный обзор см. Arthur Holmes 1947. Принятую сегодня оценку возраста Земли проделал геохимик Клэр Паттерсон на основании данных по остаткам изотопов свинца в метеорите Каньон-Дьябло (Patterson 1956).


[Закрыть]. В целом метод основан на том, что радиоактивный элемент превращается в другой радиоактивный элемент со скоростью, определяемой периодом полураспада – то есть временем, за которое первоначальное количество вещества уменьшится вдвое. Элементы распадаются, пока не получится стабильный элемент. Если измерить и сравнить относительное количество радиоактивных изотопов в природе и сопоставить эти данные с известными периодами полураспадов, можно с высокой точностью определить возраст Земли, что и сделали геологи.

Одним из первопроходцев в этой области был Резерфорд, о чем свидетельствует и такая история[157]157
  Eve 1939, p. 107


[Закрыть]. Однажды Резерфорд шел по университетскому городку с черным камешком в руке и встретил коллегу – канадского геолога Фрэнка Доусона Адамса.

– Адамс, – спросил он, – сколько бишь лет Земле?

Адамс ответил, что несколько методов подсчета дали примерно 100 миллионов лет.

Тогда Резерфорд заметил вполголоса:

– Я выяснил, что этому кусочку уранита 700 миллионов лет.

Кстати, ученые из Аргоннской Национальной лаборатории в Иллинойсе недавно нашли радиоизотопному датированию новое интересное применение. В 2011 году им удалось при помощи распада редкого изотопа криптон-81 проследить возраст Нубийского водоносного слоя, который раскинулся по всей Северной Африке. Ученые измерили, сколько этого изотопа в воде водоносного слоя (часть которого залегает на три километра в глубину под египетскими оазисами) распалось за время, прошедшее с тех пор, как эта вода в последний раз видела солнечный свет.

Большинство исторических отчетов о научной дискуссии по поводу возраста Земли наводят на мысль, что грубая ошибка, которую допустил Кельвин при оценке этой величины, была прямым следствием того, что он не признавал радиоактивность. Если бы дело было только в этом, я бы не включил ее в свою книгу, поскольку она не подпадала бы под категорию ляпсусов: ведь Кельвин, очевидно, не мог учесть при расчетах источник энергии, который еще не был открыт. Однако представление о том, что ошибка в определении возраста связана исключительно с радиоактивностью, ошибочно само по себе. Да, радиоактивный распад по всему объему земной мантии (на глубину почти 3000 км) действительно вырабатывал бы тепло со скоростью, примерно равной половине скорости теплообмена по всей планете. Однако не все это тепло было доступно по первому требованию.

Тщательное изучение проблемы показывает, что если опираться на те же предположения, что и Кельвин, то, согласись он включить в них и тепло от радиоактивного распада, ему пришлось бы учитывать только тепло, вырабатываемое во внешней коре Земли – на глубине до 100 км. Дело в том, что Кельвин показал: только тепло с такой глубины могло участвовать в теплопередаче к поверхности примерно за 100 миллионов лет. Геологи Филипп Ингленд, Питер Молнар и Фрэнк Рихтер[158]158
  England, Molnar and Richter 2007; Richter 1986.


[Закрыть] в 2007 году показали, что если принять во внимание этот факт, то радиоактивное тепло не слишком повлияло бы на Кельвинову оценку возраста Земли. Серьезный ляпсус Кельвина заключался, очевидно, не в том, что он не подозревал о радиоактивности (хотя, конечно, игнорировать ее открытие ему не следовало), а в том, что он изначально пренебрег предположением, которое высказал Перри, и в дальнейшем возражал против него – я имею в виду гипотезу о конвекции в земной мантии. Вот почему он так грубо ошибся в своих оценках.

Как же так вышло, что человек такого колоссального ума, как Кельвин, столь упорно настаивал на своей правоте, даже когда стало очевидно, что он совершил колоссальную ошибку? Увы, Кельвин, как и все мы, должен был задействовать машинку, которую природа поместила между его ушей – свой мозг, – а ресурсы мозга не безграничны, даже если он принадлежит гению.

Когда кажется, что ты все знаешь

Поскольку мы не можем ни расспросить самого лорда Кельвина, ни получить изображения его мозговой активности, мы так и не узнаем наверняка, каковы были причины его неуместного упрямства. Мы, разумеется, знаем, что те, кто почти всю профессиональную жизнь отстаивают ту или иную точку зрения, неохотно признают, что заблуждались. Но почему? И даже если это верно для большинства из нас, простых смертных, почему это оказалось справедливо и в случае Кельвина – ведь он был великий ученый? Ведь менять собственную теорию на основании новых экспериментальных данных – это и есть наука, верно? К счастью, современная психология и нейрофизиология пролили некоторый свет на так называемое «ложное чувство знания» – видимо, именно этот феномен и определял ход мыслей Кельвина.

Прежде всего следует отметить, что и подход к науке, и метод поисков истины у Кельвина был скорее инженерный, чем философский. Кельвин был как отличным специалистом по математической физике, так и талантливым экспериментатором и всегда скорее искал способ что-то вычислить или измерить, а не возможность взвесить различные варианты. Поэтому самое простое объяснение ляпсуса Кельвина состоит в том, что Кельвин был убежден, что он в любом случае может определить вероятное развитие событий, и не понимал, что всегда существует опасность упустить возможные альтернативы.

На более глубоком уровне ляпсус Кельвина, вероятно, коренился в одной давно известной психологической особенности: чем больше мы убеждены в том или ином мнении, тем меньше нам хочется от него отказываться, даже если существует масса доказательств, что мы ошибаемся (вспомним, например, оружие массового поражения и убежденность некоторых ученых, что оно положит конец войнам). Именно ощущением дискомфорта, которое возникает у человека, когда он сталкивается с информацией, противоречащей его убеждениям, и занимается теория когнитивного диссонанса[159]159
  Классический текст – Festinger 1957. Более свежие исследования выявили множество подробностей в сфере как психологии, так и нейрофизиологии, например, Cooper and Fazio 1984, Vol. 17, p. 229; Lee and Schwartz 2010; Van Overwalle and Jordens 2002; Van Veen et al. 2009.


[Закрыть]. Многочисленные исследования показывают, что для облегчения когнитивного диссонанса во многих случаях человек вместо того, чтобы признать ошибку в рассуждениях, склонен по-новому переформулировать свою точку зрения таким образом, чтобы с полным правом придерживаться старых воззрений. Ситуация, когда решения принимаются под воздействием эмоций, называется «мотивированное обоснование».

Прекрасный пример подобной переориентации – мессианское движение иудеев-хасидов под названием «Хабад»[160]160
  Интересное описание и анализ событий, последовавших за смертью рабби Шнеерсона, см. Ochs 2005 и Dein 2001.


[Закрыть]. Последователи Хабада были уверены, что их лидер рабби Менахем-Мендл Шнеерсон и есть Мессия, и это движение достигло пика в последние десять лет перед смертью рабби Шнеерсона в 1994 году. В 1992 году у рабби случился инсульт, и многие его верные последователи считали, что он не умрет, а скорее «возродится» как Мессия. Однако рабби Шнеерсон все-таки скончался, что стало настоящим потрясением – однако десятки его последователей откорректировали свою точку зрения и прямо на похоронах настаивали, что на самом деле его смерть – необходимое условие его воскрешения и возвращения как Мессии.

В 1955 году психолог Джек Брем[161]161
  Brehm 1956.


[Закрыть], который тогда работал в Университете штата Миннесота, провел эксперимент, который продемонстрировал еще одно проявление когнитивного диссонанса. В эксперименте участвовали 225 студенток-второкурсниц (классические испытуемые в психологических экспериментах), которых сначала попросили распределить восемь галантерейных товаров по их привлекательности для покупателей – по шкале от 1.0 («совсем не хочу приобрести») до 8.0 («очень хочу приобрести»). На втором этапе студенткам показывали два предмета (из первоначальных восьми) и разрешали выбрать себе в подарок один из них. После этого все восемь предметов расставляли по привлекательности еще раз. Исследование показало, что при составлении второго рейтинга студентки обычно оценивали тот предмет, который выбрали себе в подарок, выше, чем в первый раз, а тот, который отвергли, ниже. Результаты этого эксперимента и нескольких ему подобных подтверждают, что наш мозг стремится снизить диссонанс между идеей «Я выбираю предмет номер три» и идеей «Однако у предмета номер семь тоже есть кое-какие привлекательные черты». Иными словами, когда выберешь какую-то вещь, она становится в твоих глазах лучше, что в дальнейшем подтвердили и исследования мозговой активности, которые показали, что после выбора повышается активность в хвостатом ядре – зоне мозга, отвечающей за «хорошее настроение».

Думается, случай Кельвина – ярчайший пример когнитивного диссонанса. Кельвин повторял свои доводы, подтверждающие оценку возраста Земли, более тридцати лет и не собирался менять мнение только потому, что кто-то предположил возможность конвекции. Обратите внимание, что Перри, очевидно, не мог привести бесспорных доказательств, что конвекция действительно имеет место, более того, не мог даже продемонстрировать, что она вероятна. К тому времени, как на сцену вышла радиоактивность – а до этого прошло еще десять лет – Кельвин, похоже, был еще менее склонен публично признавать свое поражение. Нет, он предпочел участвовать в сложнейшей системе экспериментов и объяснений, исключительной целью которых было показать, что его старые оценки по-прежнему верны.

Почему же так трудно отказываться от собственного мнения даже перед лицом контраргументов, которые счел бы верными любой независимый наблюдатель? Ответ, вероятно, таится в том, как устроен цикл вознаграждений в мозге. Исследователи Джеймс Олдс и Питер Милнер из Университета Макгилла еще в пятидесятые годы обнаружили центр удовольствия в мозге крысы[162]162
  Olds and Milner 1954; популярное изложение – Olds 1977.


[Закрыть]. Оказалось, что крысы нажимали на рычаг, который активировал электроды, помещенные в этот центр удовольствия, более чем 6000 раз в час! Могущество стимуляции, вызывающей удовольствие, ярко продемонстрировали эксперименты середины 1960 годов, когда оказалось, что если крысы вынуждены выбирать между тем, чтобы добывать пищу и воду, и тем, чтобы получать стимуляцию центра удовольствия, они по доброй воле морят себя голодом.

В последние два десятилетия нейрофизиологи разработали весьма хитроумные системы визуального отображения мозговой активности, которые позволяют подробно видеть, какие зоны человеческого мозга становятся ярче в ответ на приятный вкус, музыку, секс или выигрыш в азартных играх. Самые распространенные техники – позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ), когда испытуемому вводят радиоактивные метки, а затем наблюдают их распределение в мозге, и функциональное изображение методом магнитно-резонансной томографии, которая следит за притоком крови к активным нейронам. Исследования показали, что важную роль в цикле вознаграждения[163]163
  Исследований позитивных аффективных реакций и всевозможных зависимостей очень много. См., например, Bozarth 1994, Fiorino, Coury and Phillips 1997; Berridge 2003; Wise 1998. Научно-популярное объяснение см. в Nestler and Malenka 2004, а Linden 2011 и Bloom 2010 представляют собой очень доступные научно-популярные книги о психологии удовольствия.


[Закрыть] играет скопление нервных клеток, расположенное у основания мозга (в так называемой вентральной области покрышки) и соединенное с прилежащим ядром – областью под корой лобной доли. Эта цепь называется мезолимбическим дофаминовым путем. Нейроны вентральной области покрышки обмениваются сигналами с прилежащим ядром при помощи определенного химического нейротрансмиттера под названием дофамин. Другие зоны мозга обеспечивают эмоциональное наполнение воспоминаний, а также запускают различные эмоциональные реакции. Например, гиппокамп очень хорошо «делает заметки», а миндалевидное тело «оценивает» степень удовольствия.

Как же все это связано с интеллектуальными изысканиями? Чтобы взяться за какой-то относительно длительный умственный процесс и придерживаться его, мозгу нужна хотя бы перспектива получить удовольствие и награду. Будь то Нобелевская премия, зависть соседей, повышение зарплаты или просто удовольствие от решения головоломки судоку с пометкой «очень сложно» – прилежащее ядро в нашем мозге нуждается в какой-то дозе вознаграждения, чтобы действовать дальше. Однако если мозг в течение длительного времени часто получает вознаграждение, то, как в случае с крысами, которые морили себя голодом, и с наркоманами, нейронные связи между умственной активностью и чувством достигнутой цели постепенно теряют остроту. Наркоманам нужно все больше наркотиков, чтобы добиться прежнего эффекта. А при умственной деятельности возникает обостренная потребность всегда ощущать свою правоту и снижается способность признавать свои ошибки. Нейрофизиолог Роберт Бертон[164]164
  Burton 2008, p. 99–100 и p. 218.


[Закрыть] даже предположил, что уверенность в своей правоте, вероятно, имеет общие физиологические черты с другими пагубными привычками. Если это действительно так, то у Кельвина, несомненно, наблюдались все симптомы болезненного привыкания к собственной правоте. Почти полвека победоносных битв с геологами – а он, конечно, воспринимал это именно так, – укрепили его в убеждении настолько, что разрушить сложившиеся нейронные связи было уже невозможно. Однако независимо от того, вызывает чувство собственной правоты болезненное привыкание или все-таки нет, метод функциональной магнитно-резонансной терапии показал, что так называемое «мотивированное обоснование» – когда мозг отбирает именно те суждения, которые вызывают максимально приятные эмоции, связанные с тем, что у человека возникают те или иные мотивы, – не имеет отношения к активности мозга[165]165
  Мотивированное обоснование регулируется эмоциями. Исследования предполагают, что мотивированное образование качественно отличается от логического обоснования, когда от результатов не зависят сильные эмоции. Всесторонний обзор проблемы мотивированного обоснования см. в Kunda 1990. Влияние эмоций на принятие решений см., в частности, у Bechara, Damasio and Damasio 2000. Научно-популярный обзор дает Coleman 1995. Westen et al. 2006 представляют исследования данных МРТ.


[Закрыть], связанной с решением задач, требующих холодной логики. Иначе говоря, мотивированное обоснование управляется исключительно эмоциями, а не бесстрастным анализом, и его цель – минимизировать угрозу самолюбию. Поневоле приходится предположить, что на закате жизни эмоциональный интеллект Кельвина то и дело одерживал верх над рациональным.

Должно быть, вы уже заметили, что когда я говорил о ляпсусе Кельвина, то не упомянул о вычислении возраста Солнца. И в самом деле, я не считаю это ляпсусом. Но почему? Ведь оценка, которую он дал – меньше 100 миллионов лет – оказалась столь же ошибочной, что и оценка возраста Земли.

Термоядерный синтез

В статье о возрасте Земли, написанной в 1893 году, за три года до открытия радиоактивности, американский геолог Кларенс Кинг писал: «Соответствие полученного возраста Земли и Солнца[166]166
  King 1893.


[Закрыть], несомненно, подкрепляет позицию физиков и вынуждает оправдываться тех, кто придерживается позиции неопределенно длительного времени, которая основана на седиментарной геологии». Точка зрения Кинга была вполне обоснованной. Если считать, что возраст Солнца составляет всего несколько десятков миллионов лет, любые оценки возраста на основании седиментации – осаждения пород – оказываются ограниченны, поскольку для седиментации необходимо, чтобы Землю подогревало Солнце.

Вспомним, что Кельвин вычислял возраст Солнца, полагаясь исключительно на высвобождение гравитационной энергии в виде тепла по мере сжатия Солнца. Мысль, что гравитационная энергия может быть источником солнечного света и тепла, впервые пришла в голову шотландскому физику Джону Джеймсу Уотерсону еще в 1845 году. Поначалу никто не обратил на нее внимания, однако в 1854 году к ней вернулся Гельмгольц, а затем ее подхватил и с энтузиазмом популяризировал и Кельвин. С открытием радиоактивности многие предположили, что подлинным источником энергии Солнца может оказаться радиоактивное высвобождение тепла. Однако выяснилось, что и это не совсем так. Даже при совершенно безумном предположении, что Солнце состоит в основном из урана и радиоактивных продуктов его распада, вырабатываемой при этом энергии не хватило бы, чтобы обеспечить наблюдаемую яркость Солнца, поскольку цепные реакции во времена Кельвина известны не были и не учитывались. Нет никаких сомнений, что оценка возраста Солнца, которую дал Кельвин, укрепила его нежелание[167]167
  Подробный разбор значения кельвиновой оценки возраста Солнца см. в Stacey 2000.


[Закрыть] пересматривать свою оценку возраста Земли, поскольку, пока существовала проблема возраста Солнца, расхождение с геологическими расчетами не удалось бы урегулировать.

Ответ был дан лишь несколько десятков лет спустя. В августе 1920 года[168]168
  Проблема выработки энергии в недрах звезд будет разбираться в главе 8.


[Закрыть] астрофизик Артур Эддингтон предположил, что энергетическим источником Солнца служит термоядерный синтез ядер водорода и формирование гелия. Чтобы проверить эту гипотезу, физики Ганс Бёте и Карл Фридрих фон Вайцзеккер проанализировали самые разнообразные цепочки ядерных реакций. Наконец, уже в 1940 годах, астрофизик Фред Хойл (к его революционным открытиям мы еще вернемся в главе 8) предположил, что реакции термоядерного синтеза в ядрах звезд способны синтезировать атомные ядра от углерода до железа. Как я отметил в предыдущей главе, именно поэтому Кельвин был совершенно прав, когда в 1862 году заявил: «Что касается будущего, можно с той же определенностью сказать, что обитатели Земли не смогут наслаждаться светом и теплом [Солнца], необходимыми для жизни, еще много миллионов лет, если в великой сокровищнице творения для нас не приготовлены запасы, о которых мы еще не подозреваем (выделено мной. – М. Л.)». Чтобы решить проблему Солнца, понадобился гений Эйнштейна, который показал, что массу можно преобразовать в энергию, и труды ведущих астрофизиков ХХ века, которые показали, какие именно реакции термоядерного синтеза обеспечивают подобное превращение.

Несмотря на то что сегодня оценка возраста Земли по Кельвину в целом подпадает под понятие «ляпсус», тем не менее я считаю, что ляпсус этот совершенно блистательный. Кельвин произвел переворот в геохронологии, превратил расплывчатые спекуляции в настоящую науку, опирающуюся на законы физики. Его новаторские труды положили начало живому диалогу между геологами и физиками – взаимообмену, который продолжался до тех пор, пока все противоречия не удалось полностью уладить. При этом Кельвин параллельно занимался и возрастом Солнца – и из его работ очевидно следовало, что необходимо искать новые источники энергии.

Сам Чарльз Дарвин прекрасно понимал, что выкладки Кельвина препятствуют его теории и что это препятствие следует ликвидировать. Когда он в последний раз пересматривал «Происхождение видов», то писал:

«Что же касается промежутка времени, который истек с той поры, когда наша планета затвердела, и его недостаточности для предполагаемого размера изменения органического мира, то возражение, упорно защищаемое сэром Уильямом Томсоном [Кельвином], по всей вероятности, одно из самых важных, какие были до сих пор выдвинуты, и я могу сказать лишь следующее: во-первых, мы не знаем, как быстро протекают изменения видов, если выражать это время годами, и, во-вторых, многие ученые еще до сих пор не допускают, что строение Вселенной и внутренности нашей планеты известны нам в такой степени, которая допускала бы сколько-нибудь достоверные соображения о продолжительности ее существования [169]169
  Это предложение Дарвин включил в шестое издание «Происхождения видов». Peckham 1959, p. 728.


[Закрыть] .»

К сожалению, Дарвин не дожил до того времени, когда Перри выдвинул свою гипотезу о конвекции в недрах Земли, до открытия радиоактивности и до понимания, что в ядрах звезд идут реакции термоядерного синтеза – то есть до того времени, когда временные ограничения, установленные Кельвином, рухнули под натиском научных открытий. Однако факт остается фактом: именно выкладки Кельвина привлекли внимание к этой проблеме и к тому, что ее надо решать.

Для нас, людей, одно из главных преимуществ того, что Земля уже так давно, целых 4,5 миллиарда лет, греется в лучах солнечной энергии, состоит в том, что на нашей планете возникла сложная жизнь. Однако кирпичики, из которых слагаются все живые организмы, – это клетки, и лишь к 1880 годам ученые, вооружившись мощной оптикой, сумели изучить внутреннюю структуру клеток и пустили в обращение термин «хромосома»: так они назвали тельца, похожие на пружинки, обнаруженные в ядрах клеток. Вскоре после этого была заново открыта работа Менделя о генах («факторах»), а революционные исследования Томаса Ханта Моргана и его учеников в Колумбийском университете позволили построить карту позиций генов вдоль хромосом. В 1944 году в хромосомах была выявлена особая молекула – ДНК, которая заняла главное место в изучении генетики. Вскоре биологи поняли, что все клетки получают информацию не от белков, а от двух молекул – ДНК и РНК, так называемых нуклеиновых кислот. Ученые установили, что молекулы ДНК – это начальство, руководящее лихорадочной деятельностью внутри клетки, а кроме того, именно эти молекулы умеют создавать точные копии самих себя. А молекулы РНК, как было показано, отвечают за передачу распоряжений, которые отдают молекулы ДНК, остальной клетке. Вместе эти молекулы содержат всю информацию, которая необходима, чтобы заставить функционировать яблоню, змея, женщину и мужчину. Открытие молекулярной структуры белков и ДНК – это две самые интересные истории о том, как ученые углублялись в происхождение и устройство жизни. Однако и в эти истории также вкрались два колоссальных ляпсуса.