Текст книги "Наука Плоского мира"

Автор книги: Терри Дэвид Джон Пратчетт

Соавторы: Йен Стюарт,Джек Коэн
сообщить о нарушении

Текущая страница: 8 (всего у книги 28 страниц) [доступный отрывок для чтения: 11 страниц]

Люди никогда не смогут ничего понять таким путем. Для понимания им требуется не усложнять, а упрощать (в случае Аркканцлера Чудакулли чем проще, тем лучше). А крошечная добавка нарративиума вообще творит чудеса, и чем проще будет история, тем лучше ее поймут. Редукционизму противостоит умение писать истории: знание алфавита и нескольких правил грамматики – это еще не рассказ.

Одно из направлений современной физики вызывает больше философских вопросов, чем все остальные, вместе взятые. Это квантовая механика. Ньютоновские законы объясняют Вселенную в категориях силы, положения в пространстве и скорости, то есть в интуитивно понятных людям терминах, а кроме того, сулят нам разные занимательные истории. Однако лет сто назад кое-кому стало ясно, что тайный механизм Вселенной имеет и другие, куда менее очевидные слои. В результате такие понятия, как положение в пространстве и скорость, не просто перестали быть фундаментальными, они вообще утратили определенный смысл.

На этом новом уровне объяснения, который предлагает квантовая механика, говорится, что на микроуровне правила действуют случайным образом. Никогда нельзя сказать, случится или нет какое-то событие, может иметь место и то и другое. Пустое пространство становится морем шансов, а время можно брать в долг, а потом возвращать, особенно если делать это достаточно быстро и незаметно для Вселенной. Принцип неопределенности Гейзенберга утверждает, что если вы знаете, где находится объект, вы никак не можете знать его скорость. Думмингу Тупсу очень повезло, что ему не пришлось объяснять это Аркканцлеру.

Для подробного анализа мира квантовой механики потребовалась бы отдельная книжка, но есть одна тема, которую вполне можно здесь рассмотреть, особенно если применить к ней наши знания о Плоском мире. Это тот самый известный всем и каждому казус кота в коробке. Все квантовые объекты подчиняются уравнению Шредингера, то есть правилу, названному в честь Эрвина Шредингера, который описал эти объекты как «волновые функции», квантовые волны, распространяющиеся в пространстве и времени. Атомы и их субатомные компоненты не являются в полной мере частицами: они еще функции квантовой волны.

Пионеры квантовой механики, чрезмерно озаботившись решением уравнения Шредингера, упустили из виду его смысл. Они быстренько соорудили для квантовых объектов удобную оговорку, получившую название «копенгагенская интерпретация». Последняя означает, что всякий раз, когда вы пытаетесь понаблюдать за квантовой волновой функцией, волна немедленно коллапсирует, представая перед вами в единственном квантовом состоянии. Зато это придает человеческому разуму особый статус, высказывалось даже предположение, что единственный смысл нашей жизни – это наблюдение за Вселенной и, тем самым, поддержание ее бытия. Волшебники Незримого университета назвали бы подобную идею непосредственно вытекающей из здравого смысла.

Однако Шредингер считал ее глупой и, чтобы продемонстрировать это, предложил свой мысленный эксперимент, получивший название «Кот Шредингера». Представьте коробку, закрытую настолько плотно, что ничто, ни единый самый слабый квантовый выброс, не может в нее проникнуть. В коробку помещен радиоактивный атом, который в некий неопределенный момент должен испустить частицу. Там же имеется и детектор, который при обнаружении этой частицы выпустит ядовитый газ. Теперь посадите в коробку кота и закройте крышку. Немного подождите и ответьте на простой вопрос, жив кот или нет?

Если атом расщепился, то кот мертв. А если нет – жив. Но поскольку коробка закрыта, вы не можете заглянуть внутрь. И раз никем не наблюдаемая квантовая система представляет собой волны, законы квантовой механики утверждают, что наш атом находится в «смешанном» состоянии, то есть как бы наполовину распался и наполовину нет. И сам кот, состоящий, между прочим, из множества атомов и являющийся поэтому в каком-то смысле гигантской квантовой системой, тоже должен находиться в смешанном состоянии: наполовину живым и наполовину мертвым. В 1935 году Шредингер отметил, что кошки на самом деле так себя не ведут. Коты – это макросистемы с классической физикой и ее четкими ответами да/нет. С его точки зрения, копенгагенская интерпретация не объясняет и даже не пытается объяснить связь между микроскопической квантовой физикой и макроскопической классической. Копенгагенская интерпретация попросту заменяет сложный и непонятный физический процесс элементарной магией: как только вы взглянете на волну, она коллапсирует.

Все то время, которое физики обсуждают эту животрепещущую проблему, они упорно пытаются вывернуть слова Шредингера про кота наизнанку. «Нет, на самом деле квантовая волна именно такая!» – говорят они. Чтобы доказать свою идею, они провели множество экспериментов, за исключением одного… Да-да, эксперимента с коробкой, ядовитым газом и котом, ни живым ни мертвым. Вместо этого они просто предлагают аналоги на квантовом уровне: электрон вместо кота, положительный спин вместо живого, отрицательный вместо мертвого и коробка с непроницаемыми стенками, сквозь которые можно все наблюдать. Но они делают вид, что совершенно не замечают разницы.

Так что все их дискуссии и эксперименты всего-навсего «враки детям»: они пытаются убедить следующее поколение физиков, что на квантовом уровне системы действительно ведут себя таким идиотским способом. Хорошо хоть, что к котам все это никакого отношения не имеет. Волшебники Незримого университета, знать ничего не знающие ни о каких электронах, но не понаслышке знакомые с котами, никогда не повелись бы на такой дешевый финт. На него не поддалась бы и знаменитая ланкрская ведьма Гита Ягг, чей кот Грибо оказался заперт в коробке (см. историю «Дамы и господа»). Грибо – это такой кот, который с легкостью изловит волка, сожрет его и не подавится, хотя нянюшка Ягг и утверждает, что он «маленький пушистый котеночек». В истории о «Ведьмах за границей» этот котеночек случайно задрал вампира, а наши уважаемые ведьмы никак не могли понять, с чего это местные обыватели так обрадовались.

У Грибо свои методы разборки с квантовыми парадоксами: «Грибо провел в заточении не самые приятные минуты. С формальной точки зрения кот, закрытый в ящике, может быть либо живым, либо мертвым. Но определить это можно, только открыв крышку. Именно это действие, связанное с открыванием ящика, определяет состояние кота, хотя ученые ошибаются – на самом деле состояний у кота может быть три, а именно: Живой, Мертвый и Вне Себя От Бешенства»[32]32
  Цит по пер. Н. Берденниковой под редакцией А. Жикаренцева.


[Закрыть].

Шредингеру наверняка бы это понравилось, поскольку он говорил не о квантовых состояниях, он хотел лишь знать, как они связаны с обычной классической физикой в широком смысле, и прекрасно видел, что копенгагенская интерпретация не в состоянии дать ответ. Так как же в квантовой Муравьиной Стране возникают классические ответы типа «да/нет»? Лучший ответ, который у нас есть, – это так называемая декогеренция, изучавшаяся множеством физиков, среди которых Энтони Леггетт, Ролан Омнес, Серж Арош и Луис Давидович. Если у вас имеется хорошенькая коллекция квантовых волн и вы оставите ее без присмотра, то компоненты волн станут беспорядочными и расплывутся. Иначе говоря, станут тем, что с точки зрения квантовой физики называют действительно классическим объектом, а это означает, что кошки будут вести себя так, как положено кошкам. Эксперименты показывают, что то же самое происходит и тогда, когда в роли детектора выступает квантовый микрообъект: волновая функция фотона может коллапсировать, даже если на нее вообще никто не смотрит, причем в любое время. И в случае квантового кота смерть наступает в тот момент, когда детектор засекает распад атома, без участия какого бы то ни было разума.

Короче говоря, многоуважаемый Аркканцлер, Вселенная постоянно следит за каждым котом, а упавшее в лесу дерево производит шум, даже если вокруг нет ни единой души. Лес-то ведь никуда не девается.

Глава 13
Нет, этого просто не может быть!

АРККАНЦЛЕР ЧУДАКУЛЛИ ОГЛЯДЕЛ СВОИХ КОЛЛЕГ. Все они собрались за столом в Большом холле, поскольку на факультете Высокоэнергетической Магии стало чересчур многолюдно.

– Все тут? Отлично, – сказал Чудакулли. – Приступай, Тупс.

Думминг перелистал бумаги.

– Я… эээ… пригласил вас потому, – начал он, – что мне кажется, мы делаем что-то не так.

– Как это? – удивился Декан. – Это ж наша вселенная! Что хотим, то и делаем.

– Да, Декан. И… эээ… нет. Она развивается по своим собственным законам.

– Вот еще, этого просто не может быть, – поддержал Декана Аркканцлер. – Разумные существа здесь только мы. И мы устанавливаем правила. Никакие кучи камней на это просто не способны.

– Это не совсем верно, сэр, – поправил его Думминг, привычно заменяя этими словами фразу «Полная чушь!». – У Проекта имеются собственные правила.

– Что?! Значит кто-то встрял между нами и Проектом? – вскричал Декан. – Неужели все-таки объявился какой-нибудь вшивый создатель?

– Вопрос, конечно, интересный, сэр. Однако я пока не готов на него ответить. Я всего лишь пытаюсь донести до вас мысль, что ежели мы хотим добиться чего-нибудь конструктивного, нам придется подчиниться внутренним правилам Проекта.

Профессор Современного Руносложения оторвал взгляд от накрытого к обеду стола.

– Не понимаю, зачем? – сказал он. – Нож и вилка не дают мне советов, как есть.

– И тем не менее, сэр, они это делают. Окольными путями.

– Ты хочешь нас убедить, что там, внутри Проекта, заложены правила?

– Да, сэр. Например, большие камни тяжелее маленьких.

– Парень, это никакое не правило, это всего лишь здравый смысл!

– Конечно, сэр. Но чем больше я наблюдаю за Проектом, тем меньше понимаю, что такое здравый смысл. Если мы хотим создать там мир, он обязательно должен быть шаром. Большим шаром.

– Это замшелые религиозные предрассудки, Тупс[33]33
  Омнианство тысячелетиями учило, что Плоский мир на самом деле – сфера, и жестоко преследовало тех, кто предпочитал верить собственным глазам. На момент написания этой книжки омнианцы учат, что вечно найдутся те, кто будет возражать по любому поводу.


[Закрыть].

– И опять же вы правы, сэр. Но вселенная Проекта, как бы это вам объяснить, она – реальна. Некоторые из ша… в смысле, сфер, изготовленных нашими студентами, получились довольно крупными, просто огромными.

– Да, видел, видел. Как по мне, все это сплошная показуха.

– Ну, я тоже думал о чем-нибудь покомпактнее, сэр. И… И я совершенно уверен, ничего с него падать не будет. Я уже поэкспериментировал.

– Поэкспериментировал? – изумленно переспросил Декан. – А это еще зачем?

Тут дверь с грохотом распахнулась, и в зал вбежал до крайности взволнованный ассистент Думминга, господин Турнепс.

– Господин Тупс! ГЕКС кое-что обнаружил!

Все волшебники дружно уставились на Турнепса. Тот зябко пожал плечами и сказал:

– Он обнаружил золото.

– Да-а‑а, гильдии Алхимиков это не слишком понравится, – протянул Главный Философ, когда вся профессура столпилась вокруг Проекта. – Сами знаете, они настаивают на четком разграничении полномочий.

– Что справедливо, – сказал Чудакулли, глядя в вездескоп. – Подождем минут пять, но если они не объявятся, приступим, где наша не пропадала. Все согласны?

– А как мы его оттуда достанем? – поинтересовался Декан.

Думминг в ужасе посмотрел на него.

– Но сэр! Это же как бы вселенная, а не ваша старая свинья-копилка! Нельзя перевернуть ее вверх дном, поковырять ножиком в щелке и потрясти!

– Почему бы и нет? Не понимаю, – произнес Чудакулли, не отрываясь от вездескопа. – Это как раз то, чем люди занимаются испокон веков. – Он немного подкрутил фокус. – Хотя лично я просто счастлив, что оттуда ничего не удастся вытащить. Назовите меня старомодным, но я не горю желанием находиться в одной комнате с миллионами миль взрывающегося газа. Кстати, как все это случилось?

– ГЕКС говорит, что взорвалась одна из новых звезд.

– Для звезд эти штуки великоваты, Тупс. И мы это уже обсуждали.

– Да, сэр, – ответил Думминг возражающим тоном.

– И существуют они всего несколько минут.

– Уже несколько дней, сэр. А по времени Проекта прошли уже миллионы лет! Тут все кидались в него мусором, и я подозреваю, что часть таки попала внутрь, и… Мне кажется, эти звез… Я хотел сказать – топки, они получились не слишком удачно.

Теперь взорвавшаяся звезда начала сжиматься, но вокруг нее осталось внушительное сверкающее газовое гало, от которого вспыхнула куча набросанных волшебниками камней. «Все здесь стремится соединиться со всем и стать чем-то большим… – размышлял Думминг. – Но стоит им достичь своей цели, как они взрываются. Вот, пожалуйста, еще один закон на закуску».

– Вижу свинец и медь, – сообщил Чудакулли. – Мы с вами разбогатели, джентльмены. Правда, покупать на них в этой вселенной нечего. И все же определенный прогресс налицо. Какой-то ты бледный, Тупс. Тебе надо поспать.

«Прогресс, прогресс… – продолжал размышлять Думминг. – А так ли оно обстоит на самом деле? Если нет нарративиума, как могут вещи что-то знать?»

И был день четвертый. Думминг не спал всю ночь. Он уже не был уверен, но подозревал, что и в предыдущую ночь он тоже не спал. Нет, возможно он задремал на минуточку, уронив голову на сильно увеличившуюся кучу свернутой в шарики бумаги, невдалеке от весело посверкивающего и подмигивающего Проекта. Во всяком случае, если и так, ему ничего не приснилось.

Однако он наконец решил, что Прогресс станет таким, каким его сделаешь.

После завтрака волшебники по очереди разглядывали шар, занявший к тому времени центральное место в окуляре вездескопа.

– Гм, для начала я использовал железо, – объяснял Тупс. – Ну, преимущественно железо. Там его полным-полно. Некоторые из ледяных шаров – пренеприятные штуки, и скалы там едва держатся. Видите вон тот?

Небольшой каменный шарик обреченно висел в пространстве немного поодаль.

– Да, прям тоска зеленая, – сказал Главный Философ. – А чего это он у тебя весь в дырках?

– Видимо, я был не вполне аккуратен и случайно промахнулся, когда кидал шариками из железа в шар.

– Ничего, Тупс, со всяким может случиться, – добродушно сказал Аркканцлер. – А ты золота добавил?

– Конечно, сэр! И других металлов тоже.

– Понимаешь, именно золото придает земной коре некоторый шик. Это у тебя вулканы, что ли?

– Более или менее, сэр. Они вроде… эээ… угрей на юношеском лице молодого мира. Только в отличие от наших вулканов, где горные породы плавятся под действием внутреннего магического поля в их нижних слоях, в этих магма поддерживается в расплавленном состоянии жаром, имманентно присущим недрам шара.

– Кошмарно дымная атмосфера. Толком ничего не разглядишь.

– Да, сэр.

– Что до меня, то, по моему скромному разумению, эта штука мало напоминает мир, – сказал Декан, подозрительно принюхиваясь. – Все раскалено докрасна, да еще дым валит из всех щелей…

– А между прочим, Декан совершенно прав, молодой человек, – поддержал Чудакулли. Он произнес эти слова подчеркнуто доброжелательным тоном, чтобы немного позлить Декана. – Это была хорошая попытка, но сдается мне, у тебя получился всего-навсего очередной шар.

Думминг откашлялся.

– Я изготовил его с чисто демонстрационными целями, сэр. – Он покрутил рычажок вездескопа, изображение мигнуло, потом изменилось. – А вот этот, – произнес он с оттенком гордости, – этот я сотворил много раньше.

Все уставились в окуляры.

– И что? Все тот же дым, – фыркнул Декан.

– Это облака, сэр, – возразил Думминг.

– Ну, каждый умеет делать облака из газов…

– Эээ… Должен заметит, это – водяной пар, – сказал Думминг.

Он протянул руку и снова подрегулировал вездескоп. Комнату заполнил грохот ливня, да такого сильного, какой только можно себе представить.

Но к обеду наблюдаемый мир превратился в лед.

– А все шло как по маслу, – огорчился Чудакулли.

– Не понимаю, что могло приключиться! – воскликнул Думминг и всплеснул руками. – Ведь еще чуть-чуть, и у нас были бы моря!

– А нельзя просто согреть его? – поинтересовался Главный Философ.

Думминг упал в кресло и подпер голову руками.

– Вообще-то, можно было догадаться, что вся эта вода охладит мир, – задумчиво произнес Профессор Современного Руносложения.

– Зато… Зато камни у тебя вышли – первый сорт, – бодро сказал Декан, похлопывая Думминга по плечу.

– Бедняга совсем пал духом, – прошептал Главный Философ на ухо Чудакулли. – Да и питается в последнее время он неважно.

– Хочешь сказать, он неправильно жует?

– Скорее недостаточно, Аркканцлер.

Декан взял с заваленного бумагами стола Думминга какой-то клочок.

– Эй, взгляните-ка сюда!

На листке аккуратным Думминговым почерком было выведено:

ПРАВИЛА

1. Все разваливается, но центры вещей сохраняются.

2. Все движется, но всегда в обход.

3. Из всего получаются одни лишь шары.

4. Большие шары искривляют пространство.

5. И нигде ни единой черепахи!

6….Все это так печально.

– Наш Думминг всегда был немного сдвинут на всяческих правилах, – сказал Главный Философ.

– По-моему, над формулировкой номера шестого ему стоило еще немного поработать, – добавил Чудакулли.

– А вам не кажется, что он начинает смахивать на Казначея? – спросил Профессор Современного Руносложения.

– Думминг считает, что во всем должен быть хоть какой-то смысл, – сказал Чудакулли. Сам он придерживался той точки зрения, что поиски глубинного смысла чего бы то ни было сродни поискам своего отражения в зеркале: найти-то ты его найдешь, да только нового ничего не узнаешь.

– И все-таки я настаиваю на том, чтобы просто-напросто его разогреть, – повторил Главный Философ.

– Ну, солнце – это не проблема, – сказал Чудакулли. – Для образованного волшебника большие огненные шары особой сложности не представляют. – Он хрустнул пальцами. – Позовите студентов, что ли? Пусть отнесут Тупса в постель. Ну-с, сейчас мы хорошенько разогреем этот камерный мирок, не будь я Наверном Чудакулли!

Глава 14
Плоские миры

ВОЛШЕБНИКИ НЕЗРИМОГО УНИВЕРСИТЕТА ПОЛАГАЮТ, что существует два типа небесных тел, отличить которые один от другого не составляет труда: во‑первых, это звезды, такие крошечные точечки света; а во‑вторых, солнце – небольшой горячий шар, вечно болтающийся поблизости: днем он проходит над Диском, а ночью – под ним. Человечеству же потребовалась бездна времени, чтобы понять, что в нашей Вселенной все не совсем так. Наше Солнце – звезда, и оно огромно, как все звезды. Последние кажутся нам светящимися точками, поскольку сильно удалены от нас. Кроме того, не все они являются звездами: некоторые из них выдают себя с головой тем, что движутся не так, как остальные. Это – планеты. Они находятся куда ближе, да и размерами особо не блещут. Вместе с Землей, Луной и Солнцем планеты составляют Солнечную систему. Эта система действительно может показаться бессмысленным скоплением шаров, носящихся туда-сюда, словно в некоем космическом бильярде. Тем не менее не нужно делать вывод, что все началось с шаров из льда и камня. В начале, как всегда, стоял некий физический процесс, и исходные параметры системы, подчиненной этому процессу, не обязательно будут похожи на то, что получилось в итоге.

Чем больше мы узнаем о Солнечной системе, тем сложнее дать вразумительный ответ на вопрос, как именно все начиналось. И дело тут не столько в сложности ответа, сколько в его достоверности и вразумительности. Чем больше мы изучаем Солнечную систему, тем более жесткой становится проверка наших гипотез реальностью. Это одна из причин, почему ученые имеют привычку время от времени стряхивать пыль с некоторых старых вопросов, давным-давно считающихся решенными, и задавать их снова. Причина не в их невежестве, а, наоборот, в их желании учесть новые результаты и перепроверить старые, дабы увидеть все под новым углом. Наука не претендует на абсолютную правоту, зато она неплохо умеет отсекать заведомо глупые ответы.

Что должна объяснить теория формирования Солнечной системы? Прежде всего, конечно, существование девяти планет, достаточно случайно распределенных в пространстве: Меркурия, Венеры, Земли, Марса, Юпитера, Сатурна, Урана, Нептуна и Плутона. Объяснить разницу в их размерах: диаметр Меркурия всего 3032 мили (4878 км), в то время как диаметр Юпитера – 88 750 миль (142 800 км), то есть в 29 раз больше по диаметру или в 24 000 раз по объему. Различия между ними огромны. Объяснить их несхожесть химического состава: тот же Меркурий «сделан» из железа, никеля и силикатных пород, а Юпитер – из водорода и гелия. И наконец, нужно дать ответ, почему соседствующие с Солнцем планеты обычно меньше, чем удаленные от него, за исключением крошечного Плутона, затерянного во мгле. Мы почти ничего не знаем о Плутоне, а то, что знаем, выглядит странно. Например, все остальные планеты расположены довольно близко к плоскости, пересекающей центр Солнца, а вот орбита Плутона имеет к ней существенный наклон. Орбиты прочих планет близки к круговым, а орбита Плутона вытянута настолько, что временами он оказывается ближе к Солнцу, чем Нептун.

И это еще далеко не все вопросы, которые должна разрешить теория происхождения Солнечной системы. Вокруг большинства планет вращаются меньшие по размеру небесные тела вроде Луны, всем нам хорошо знакомой, крошечных спутников‑близнецов Марса (Фобоса и Деймоса), шестнадцати спутников Юпитера или семнадцати – Сатурна. Свой спутник, Харон, имеется даже у Плутона, и это тоже выглядит странно. Сатурн «переплюнул» всех: его окружают целые кольца из мелких небесных тел – широкая тонкая полоса из камней и льда, которая при ближайшем рассмотрении распадается на мириады отдельных колечек. Некоторые из его спутников находятся прямо внутри этих колец, а некоторые расположены на более привычных нам, отдельных орбитах.

А ведь там еще есть и астероиды: тысячи маленьких небесных тел, одни – сферические, как планеты, другие – бесформенные каменные глыбы. Большинство из них находятся между Марсом и Юпитером (за исключением тех немногих, конечно, которых там нет). Не забудем также про кометы, прилетающие к Солнцу из огромного облака Оорта, лежащего далеко за пределами орбиты Плутона, облака, содержащего триллионы комет. Где-то там же, за орбитой Плутона, находится пояс Койпера, подобный поясу астероидов. Известны уже более тридцати небесных тел оттуда, но есть подозрения, что их там – сотни тысяч.

Эти тела называют объектами пояса Койпера, или ОПК. Несколько лет назад началась громкая дискуссия по поводу того, продолжать ли считать Плутон планетой или отнести его к ОПК. Самому Плутону, скорее всего, этот спор до лампочки, чего не скажешь о представительной группе авторов учебников. Предложение было вполне аргументированным: действительно, Плутон, как мы с вами только что обнаружили, почти во всех отношениях очень странный объект и может с легкостью оказаться ОПК, по ошибке «забредшим» в Солнечную систему под действием неких небесных тел. Если это так, становятся понятными разные Плутоновы странности: он не похож на планету по той простой причине, что ею не является. Однако многие астрономы восприняли подобное предложение в штыки, то ли из сентиментальности, то ли в силу привычки, а может быть, потому, что никому не известно, на самом ли деле Плутон – беглый ОПК. Пока он еще остается в списке планет, но надолго ли?[34]34
  Плутон был «понижен в звании» в 2006 году и теперь официально считается карликовой планетой и одним из самых крупных объектов в поясе Койпера. (Прим. пер.)


[Закрыть]

И среди всего этого воистину космического безобразия взад-вперед носятся метеориты самых разных размеров…

Каждый из небесных объектов по-своему уникален. Меркурий, например, – раскаленная, изрытая кратерами каменная глыба. У Венеры, кстати, вращающейся в противоположную по сравнению почти со всеми другими объектами Солнечной системы сторону, имеется атмосфера из серной кислоты. Кроме того, существует версия, что каждые сто миллионов лет ее поверхность полностью обновляется во время общепланетного фестиваля вулканической активности. На Земле имеются океаны и жизнь. Поскольку мы живем именно здесь, то считаем Землю лучшей из планет, хотя большинству инопланетян, вероятно, пришлась бы не по вкусу ее смертоносная, едкая кислородная атмосфера. Марс покрыт каменистыми пустынями, а его полюса – шапками сухого льда. Юпитер – газовый гигант с ядром из водорода, находящегося под таким огромным давлением, что водород переходит в металлическое состояние. Возможно, что внутри ядра находится и небольшое каменное «ядрышко». Небольшое – если сравнивать с самим Юпитером, но диаметр его оказался бы в три раза больше диаметра Земли. Кстати, кольца есть не только у Сатурна, они есть у Юпитера, Урана и Нептуна, просто выглядят не так впечатляюще. У Урана имеется мантия из метана и аммиака, а ось его вращения наклонена так сильно, что кажется, будто планета пытается встать с ног на голову. Нептун очень похож на Уран, только без этого нелепого наклона оси. Плутон, как уже было сказано, и вовсе сумасшедший. Толком неизвестна даже его точная масса, но в действительности он кажется лилипутом в Стране газовых великанов.

Да уж… И все это должна объяснить теория происхождения Солнечной системы. Было куда проще, когда люди считали, будто Солнечная система состоит из шести планет и Солнца с Луной. Что же до создания Солнечной системы каким-нибудь сверхъестественным существом… Подумайте сами, с какой стати уважающий себя бог будет настолько все переусложнять?

На самом деле Солнечная система сама себя усложнила. Теперь-то мы догадываемся, что она сформировалась в единое целое из довольно сложных компонентов, однако для этого потребовалось пройти очень долгий путь.

Первая теория происхождения планет, которая хоть как-то соответствовала нынешним требованиям научности, была сочинена два с лишним века назад великим немецким философом Иммануилом Кантом. По мысли Канта, все началось с огромного облака материи: большие камни, мелкие камушки, пыль и газ под действием гравитации сблизились и стали единым целым.

Лет сорок спустя французский математик Пьер-Симон де Лаплас выдвинул альтернативную концепцию, невероятно красивую и такую же невероятно далекую от реальности. По идее Лапласа, Солнце сформировалось еще до того, как сформировались планеты, и вполне возможно, это произошло под действием «процесса соединения», предложенного Кантом. Во всяком случае, древнее Солнце когда-то было гораздо больше, потому что не сформировалось полностью, и границы его атмосферы простирались за нынешнюю орбиту Плутона. Подобно волшебникам Незримого университета, Лаплас считал Солнце гигантской «топкой», медленно сжигающей свое топливо. По мере старения оно остывает, холодеющие газы уменьшаются в объеме, и Солнце медленно сжимается.

И тут в игру вступает одна из характерных особенностей всякого движущегося тела, следующая из законов Ньютона. Каждому вращающемуся телу присущ угловой момент, то есть величина, зависящая от массы, скорости вращения и того, насколько центр массы удален от центра вращения. Согласно Ньютону, угловой момент сохраняется и может быть перераспределен, но сам по себе он не может ни исчезнуть, ни появиться. Если вращающееся тело сжимается, а скорость вращения остается постоянной, угловой момент будет уменьшаться, из чего следует, что скорость должна расти, чтобы компенсировать потерю. Вспомните, как это проделывают фигуристы: они начинают вращаться медленно, широко раскинув руки, а затем, по мере ускорения, прижимают их к телу. Кроме того, вращающаяся материя испытывает влияние центробежной силы, стремящейся столкнуть ее с центра.

Лаплас начал старательно размышлять, не может ли центробежная сила оторвать от вращающегося газового облака своего рода «пояс» в районе экватора. Он рассчитал, что это вполне возможно, если сила притяжения, удерживающая «пояс», будет равной центробежной силе, стремящейся его вырвать. По мере того, как газ сжимается, подобное может происходить не единожды, так что уменьшающееся Солнце в итоге окажется окруженным кольцами движущейся материи, лежащими в плоскости солнечного экватора. А теперь представим, что каждое такое кольцо сжалось в плотное тело. Догадались? Да-да, возникли планеты!

В отличие от кантовской, теорию Лапласа выгодно выделяло объяснение, почему все планеты находятся в одной плоскости и вращаются в том же направлении, что и само Солнце. А также объяснение наличия и движения спутников, поскольку, по мнению Лапласа, в процессе формирования планет действовал тот же механизм. Лучшие идеи Канта и Лапласа были без труда скомбинированы в единую теорию, которая в течение целого века вполне удовлетворяла ученых. Однако мало-помалу становилось ясно, что Солнечная система куда менее «дисциплинированна», чем представлялось Канту с Лапласом. Астероиды движутся по произвольным орбитам, а некоторые спутники и вовсе вращаются в «неправильном» направлении. Масса Солнца составляет 99 % массы в Солнечной системе, но 99 % ее углового момента принадлежит планетам, следовательно, либо Солнце вращается слишком медленно, либо планеты – чересчур быстро.

В начале ХХ века астрономы уже не могли смириться с недостатками теории Лапласа. Несколько их независимо друг от друга пришли к мысли, что солнечные системы появляются в результате близкого контакта двух звезд. Когда одна звезда пролетает неподалеку от другой, гравитационное воздействие первой вытягивает из второй сигарообразную «каплю» материи, которая затем трансформируется в планеты. Сигарообразная форма выбрана потому, что она утолщается в середине и утончается на концах, точно так же и планеты малы вблизи Солнца и на максимальном от него удалении, по направлению к Плутону, однако посередине, там, где находятся Юпитер и Сатурн, они велики. Вот только имейте в виду, что никто и никогда вам уже не объяснит, почему «капля» получилась именно сигарообразной…

Из этой теории следовал важный вывод: солнечные системы – достаточно редкое явление, поскольку звезды удалены друг от друга и редко сходятся, чтобы совместно выкурить сигару-другую. Короче, если вам нравится мысль быть одиноким во Вселенной, эта теория прямо-таки создана для вас: если планеты вообще редки, что же говорить об обитаемых? Если же вам греет душу надежда, что Земля и ее обитатели – отнюдь не уникальны, то «теория сигары» – сущий вред для гордого полета вашей фантазии.

К середине ХХ века стало очевидным, что и эта концепция примерно так же правдоподобна, как и теория Канта – Лапласа. Если извлечь горячий газ из атмосферы звезды, то он вовсе не превратится в планеты, а рассеется в бездонных глубинах межзвездного пространства, пропадет, словно капля чернил в бурном море. К тому времени астрономы уже немного лучше представляли происхождение звезд, и возникло понимание, что планеты могли появиться в результате сходных процессов. Солнечная система – это не Солнце, со временем обзаведшееся маленькими подружками-планетами, нет, она составляла единое целое с самого начала. И это единое целое было диском. Больше всего, по всей видимости, оно напоминало Плоский мир. Только этот диск возник как облако, а затем превратился во множество шаров (см. Третье правило Думминга).