Текст книги "100 Великих Книг"

Автор книги: Валерий Демин

Соавторы: Юрий Абрамов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 13 (всего у книги 30 страниц)

38. ЦИОЛКОВСКИЙ
«ИССЛЕДОВАНИЕ МИРОВЫХ ПРОСТРАНСТВ РЕАКТИВНЫМИ ПРИБОРАМИ»

Мечтами о полетах рождены легенда о Дедале и Икаре, сказка о ковре-самолете. Этой же мечтой, выражавшей потребность людей, рождены первые аэропланы, современные реактивные самолеты и космические корабли. Чтобы фантазия стала былью, чтобы Юрий Гагарин вырвался в Космос, К. Э. Циолковский совершил беспримерный научный подвиг. Многим он известен как выдающийся исследователь, крупнейший ученый в области воздухоплавания, авиации и космонавтики, но мало кто знает, что диапазон его интересов был почти безграничен. Даже трудно назвать проблемы, которыми он не занимался. Влияние его трудов на прогресс цивилизации будет оценено грядущими поколениями людей. Но одно бесспорно – имя К. Э. Циолковского будет сиять вечно рядом с именами Леонардо да Винчи, Ньютона, Галилея, Коперника, Ломоносова, Менделеева и других корифеев мировой культуры.

Константин Эдуардович Циолковский родился 5 (17) сентября 1857 года в селе Ижевском Спасского уезда Рязанской губернии.

О себе К. Э. Циолковский кратко рассказал в автобиографиях и «Знаменательных моментах жизни». «Моя биография состоит из мелочей жизни и работ». «Она не обильна внешними впечатлениями… Она бедна лицами и столкновениями, она исключительна…» «Я постоянно в области идей, далеко от жизни. Меня влечет к трудам, новым выводам – остальное меня тяготит». «Я рвусь вперед к новым работам и достижениям…» «Я работаю – в этом жизнь и утешение». «Вся она (моя жизнь) состоит из работ… Труды мои – моя биография».

Заметив большие изобретательские наклонности сына, отец отправил его в Москву для поступления в ремесленное техническое училище. Это было в 1873 году, когда это учебное заведение было уже преобразовано в Высшее техническое училище (ныне МГТУ им. Н. Э. Баумана).

Поступить туда К. Э. Циолковский не смог из-за своей глухоты, но он остался в Москве, чтобы заниматься самообразованием. В московских публичных библиотеках он находил всю нужную ему литературу. В 1876 году Константин Эдуардович вернулся к отцу в Вятку, где тот тогда проживал. К этому времени у Циолковского были хорошие знания математики, механики и астрономии. Здесь он стал давать частные уроки отстающим гимназистам. Одновременно повышал и свое образование.

В течение двенадцати лет (с 24 января 1880 года по 4 февраля 1892 года) Циолковский жил и работал в Боровске – учительствовал, занимался научной работой, писал статьи. Первой его, работой была статья «Графическое изображение ощущений», написанная в 1880 году. «Попытка пристроить эту работу в «Русской мысли» не удалась». Рукопись не сохранилась.

Круг научных интересов все время расширялся. Его увлекали самые разнообразные вопросы естествознания и техники, астрономия и небесная механика, энергетика и астробиология, Физика и геохимия, социальные проблемы и философия. Но особое место в его деятельности занимали исследования в области воздухоплавания, аэродинамики, авиации и космических полетов.

С 1896 года К. Э. Циолковский приступил к углубленному теоретическому решению проблемы космических полетов. Он уже уяснил, на каком летательном аппарате можно развить большую скорость и по какому принципу надо построить такой аппарат. Это – ракета.

Вычисления могли указать мне и те скорости, которые необходимы для освобождения от земной тяжести и достижения планет, – писал Циолковский. – Но как их получить? Вот вопрос, который всю жизнь меня мучил и только в 1896 году был мною определенно намечен, как наиболее осуществимый.

Увлеченный идеей математического обоснования возможности полета ракеты в среде, свободной от атмосферы и сил земного притяжения, Циолковский приступил в 1896 году к двум работам – к повести «Вне Земли» и к «Исследованию мировых пространств реактивными приборами», которые окончательно оформил в 1898 году. Этими двумя работами ученый дал серьезное научное обоснование ракеты как космического снаряда.

В 1897 году Циолковский вывел формулу, в которой дана зависимость скорости движения ракеты от скорости истечения газов и отношения начальной массы ракеты к ее конечной массе (в идеальных условиях, без учета тяготения и сопротивления воздуха).

Значение работы «Исследование пространств реактивными приборами» трудно переоценить. Заслуга Циолковского состоит в том, что он внес огромный вклад в новый раздел механики – в механику тел переменной массы, создал теорию полета ракеты с учетом изменения ее массы в процессе движения, строго научно обосновал возможность достижения космических скоростей, доказав, что человеку под силу совершать межпланетные полеты.

Работа «Исследование мировых пространств реактивными приборами» впервые была напечатана в 1903 году в журнале «Научное обозрение» (№ 5). Она определяла научный приоритет Циолковского в этой области. Наиболее ранняя из зарубежных работ по данному вопросу (автор ее Р. Эсно-Пельтри) появилась во Франции в 1913 году. Циолковскому удалось напечатать лишь первую часть работы «Исследование мировых пространств реактивными приборами», так как журнал в 1903 году был закрыт.

Уже в первой своей работе по реактивным аппаратам Циолковский наметил ряд конструктивных элементов ракеты, которые нашли применение в современной ракетной технике. В этом же труде им были высказаны мысли об автоматическом управлении полетом с помощью гироскопического устройства, о возможности использования солнечных лучей для ориентации ракеты и др.

В 1911–1912 годах «Исследование мировых пространств реактивными приборами» была напечатана в «Вестнике воздухоплавания». В статье приведено продолжение расчетов, начатых в 1903 году, дано описание воображаемой картины полета ракеты в мировом пространстве, нарисована перспектива развития реактивных летательных аппаратов. В ней представлено исследование сопротивления атмосферы, дан расчет наиболее выгодного угла подъема ракет, а также высказана мысль о возможности использования для межпланетных полетов энергии распада атомов.

В 1914 году ученый издал отдельной брошюрой «Дополнение» к «Исследованию мировых пространств реактивными приборами» 1903 и 1911–1912 годов.

В этой брошюре он сформулировал свои теоремы о реактивном движении, обосновал использование наиболее подходящих веществ для взрывания. Ученый признавался, что мечтал о радии, но перестал, потому что «хотелось стоять, по возможности, на практической почве».

В 1926 году в Калуге были переизданы «Исследования мировых пространств реактивными приборами» с некоторыми изменениями и дополнениями.

Эта брошюра обобщает все предыдущие работы по этому вопросу, значительно дополняя и уточняя их. Ставится вопрос о возможности использования «внешней» энергии, то есть передаче энергии на ракету с Земли или использования ракетой энергии Солнца. Много внимания уделяется исследованиям наивыгоднейших условий старта ракеты, ее конструктивным элементам. Предлагается последовательный план исследования космоса и его завоевания. Многое из этого плана претворено теперь в жизнь. Освоение космоса продолжается. В своей практической работе ученые используют идеи Константин! Эдуардовича Циолковского.

И наступит день, когда его научные предвидения сбудутся и дадут людям «горы хлеба и бездну могущества», о чем всю жизнь мечтал великий ученый.

39. ЭЙНШТЕЙН
«СУЩНОСТЬ ТЕОРИИ ОТНОСИТЕЛЬНОСТИ»

На самом деле переворот в современной науке был произведен в другой, самой первой и совсем небольшой статье с тусклым названием, где не было даже слова «относительность» – «К электродинамике движущихся тел». В дальнейшем Эйнштейн лишь развивал сказанное однажды. Это полностью распространяется и на курс лекций для студентов Принстонского университета, прочитанный в мае 1921 года и быстро изданный в виде отдельной книги. Именно ей и суждено было стать самой многотиражной, переведенной на разные языки Европы и Азии (только принстонских изданий, вышедших одно за другим, оказалось четыре да еще пять лондонских).

В собственно физических работах Эйнштейна формул и Уравнений нередко больше, чем текста. Хотя есть счастливые исключения, например, капитальный историко-научный труд «Эволюция физики», написанный в годы второй мировой войны совместно с польским эмигрантом-математиком Леопольдом Инфельдом – главным образом с целью заработать денег на пропитание. Но слава Эйнштейна все же в другом, и она довольно-таки равномерно распределена в цикле работ по теории относительности, оставляющих два увесистых тома. «Сущности теории относительности» отводится в этом двухтомнике почетное место.

Как и все великие естествоиспытатели Эйнштейн в большинстве своих работ не ограничивается чисто физическим рассмотрением проблемы и нередко сопровождает изложение философским анализом и пространными экскурсами в историю науки. Цикл принстонских лекций в данном плане ни исключение. Блестящий лектор и методист – Эйнштейн старался сделать понятными студентам архисложнейшие специальные проблемы, но заодно и привить им вкус к философскому видению мира. В одинаковой степени это касается и общих теоретико-познавательных вопросов, и специфического релятивистского подхода:

Наши понятия и системы понятий оправданы лишь постольку, поскольку они служат для выражения комплексов наших ощущений; вне этого они неправомерны. Я убежден, что философы оказали пагубное влияние на развитие научной мысли, перенеся некоторые фундаментальные понятия из области опыта, где они находятся под нашим контролем, «в недосягаемые высоты априорности. Ибо, если бы даже оказав лось, что мир идей нельзя вывести из опыта логическим путем, а что в определенных пределах этот мир есть порождение человеческого разума, без которого никакая наука невозможна, все же он столь же мало был бы независим от природы, наших ощущений, как одежда – от формы человеческого тела. Это в особенности справедливо по отношению к понятиям пространства и времени. Под давлением фактов физики были вынуждены низвергнуть их с Олимпа априорности, чтобы довести их до состояния, пригодного для использования.

В принстонских лекциях Эйнштейн позволил себе порассуждать о многих сокровенных вещах и, в частности, именно о сущности релятивистской теории (согласно названию книги), точнее, о ее действительных основаниях, к коим относится, процесс распространения света, превращенный в универсальную константу. Вот ход и логика мысли самого Эйнштейна:

Теорию относительности часто критиковали за то, что она неоправданно приписывает центральную теоретическую роль явлению распространения света, основывая понятие времени на его законах. Положение дел, однако, примерно таково. Чтобы придать понятию времени физический смысл, нужны какие-то процессы, которые дали бы возможность установить связь между различными точками пространства. Вопрос о том, какого рода процессы выбираются при таком определении времени, несущественен. Для теории выгодно, конечно, выбирать только те процессы, относительно которых мы знаем что-то определенное. Распространение света в пустоте благодаря исследованиям Максвелла и Лоренца подходит для этой цели в гораздо большей степени, чем любой другой процесс, который мог бы стать объектом рассмотрения.

Вообще-то в науке во все времена такой подход и независимо от степени ее развития именовался абсолютизацией. В Аристотелевой физике абсолютизировались пять первоэлементов Мироздания, в Птолемеевой космологии – Земля как неподвижная система координат, у Галилея – инерция, у Ньютона – гравитация (всемирное тяготение), у Эйнштейна – свет. Как выразился один крупный физик, появление теории относительности привело всего лишь к очередной смене системы референции: на место одних предпочтений пришли другие. Но ведь и наука не стоит на месте: в современных вакуумно-энергетических моделях Вселенной, опирающихся на надежный экспериментальный фундамент и глубокое математическое обоснование, принимаются уже совершенно иные исходные постулаты, допускающие, в частности, мгновенное распространение любой информации и, следовательно, преодолевающие выводы теории относительности.

Что же касается классической книги Эйнштейна, то в ней, конечно, есть все, что в таких случаях положено излагать: два Релятивистских принципа – относительности и постоянства скорости света; релятивистские эффекты – «растяжение» временных отрезков и «сокращение» пространственных длин при Движении инерциальных систем; знаменитая формула Е = mc²; искривление пространства-времени, релятивистские модели Вселенной и т. п.

Углубленное проникновение в сущность теории относительности – занятие не для слабонервных. Отчасти это связано и с тем, что во многих своих аспектах детище Эйнштейна иррационально. Сам же автор относился к алогизму и противоречивости собственной теории со стоическим спокойствием. Кроме того, как всякий великий ученый он никогда не был догматиком, ибо понимал: прогресс науки непрерывен, и на смену старому неизбежно приходит новое. На склоне жизни, с добродушной улыбкой усмехаясь в седые усы, он говорил примерно следующее: «Как на смену классической физике пришла когда-то моя теория, так и на смену ей обязательно придет другая. И если я когда-то сказал: «Прости меня, Ньютон», так и некто идущий вослед непременно скажет когда-нибудь: «Прости меня, Эйнштейн»…

40. ВЕРНАДСКИЙ
«БИОСФЕРА»

Впервые книга с таким названием увидела свет в 1926 году и с тех пор выдержала 5 изданий. На первых же страницах Вернадский резко и аргументировано выступил против укоренившихся тенденций рассматривать жизнь, как случайное и чисто земное явление, ограничивая ее традиционно узкими рамками. Вместо этого ученый утверждает совершенно иной, космистский, подход, предусматривающий признание особой жизненной оболочки – биосферы, тесно взаимосвязанной с Космосом и его совокупными закономерностями:

По существу биосфера может быть рассматриваема как область земной коры, занятая трансформаторами, переводящими космические излучения в действенную земную энергию – электрическую, химическую, механическую, тепловую и т. д.

Космические излучения, идущие от всех небесных тел, охватывают биосферу, проникают всю ее и все в ней.

Одним из первых, кто восторженно откликнулся на эпохальный труд Вернадского, был замечательный русский писатель Михаил Пришвин:

Я всегда чувствовал смутно вне себя эту ритмику мирового дыхания, и потому научная книга Вернадского «Биосфера», где моя догадка передается как «эмпирическое обобщение», читалась мной, как в детстве авантюрный роман. И мне теперь стало гораздо смелее догадываться о творчестве так, что, может быть, эта необходимая для творчества «вечность» и есть чувство не своего человеческого, а иного, планетного времени, что, может быть, эту способность посредством внутренней ритмики соприкасаться с иными временами, с иными сроками и следует назвать собственно творчеством.

«Биосфера» в концентрированной форме, а также в самом названии подытоживает многолетние и разносторонние исследования мыслителя-космиста. Сам термин «биосфера» был введен в научный оборот австрийским геологом Эдуардом Зюссом. Зато Вернадский для обозначения космической причастности и обусловленности людей всех исторических эпох ввел другое оригинальное понятие «вселенскости» человечества, исследовав ее главным образом с точки зрения естественных наук – физики, химии, биологии, геологии и новых «стыковых» дисциплин, таких как геохимия, биохимия. (Попытка раскрыть собственно исторический процесс, его космическую обусловленность и циклы с точки зрения учения Вернадского была проделана впоследствии Л. Н. Гумилевым.) Вернадскому принадлежит и одно из наиболее четких определений, раскрывающих суть научного космизма: «Это самое глубокое проявление самосознания, когда мыслящий человек пытается определить свое место не только на нашей планете, но и в Космосе».

Так написано в «Главной книге», по определению самого русского энциклопедиста, – «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения».

Совокупность естественных наук и, в частности, геохимия раскрывают, по Вернадскому, неизвестное существование живого вещества, участвующего в круговороте всех элементов. Тем самым ставится на научную почву вопрос о космичности, вселенскости живого вещества. В данной связи вводятся и расшифровываются такие понятия-термины, как «всюдность жизни», «сгущение жизни», «давление жизни». Но как ученый, доверяющий исключительно доступным проверке и достоверным фактам, Вернадский не стремился к скорейшему распространению полученных выводов в недоступные космические дали. Поэтому центральное понятие своего учения «биосферы» он привязывал, прежде всего, к колыбели человечества – планете Земля. Биосфера – это вообще область распространения жизни, взятой в прошлом, настоящем и будущем, она формируется под воздействием энергии живого вещества.

Жизнь, по Вернадскому, проявляется в непрерывно идущих, в происходящих в планетном масштабе закономерных миграциях атомов из биосферы в живое вещество и обратно. Живое вещество есть совокупность живущих в биосфере организмов – живых естественных тел и изучается в планетном масштабе. Миграция химических элементов, которая отвечает живому веществу биосферы, является огромным планетным процессом, вызываемым в основном космической энергией Солнца, строящим и определяющим геохимию атмосферы и закономерность всех происходящих на ней физико-химических и геологических явлений, определяющих саму организованность этой земной оболочки.

Биосфера – планетное явление космического характера, ее отличительные черты – биогенный ток атомов и связанная с ним энергия. Биосфера является той единственной земной оболочкой, в которую непрерывно проникают космическая энергия, космические излучения и, прежде всего, лучеиспускание Солнца, поддерживающее динамическое равновесие: биосфера – живое вещество.

Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние – ноосферу (сферу разума). (Данный термин введен в научный оборот французскими учеными Эдуардом Леруа и Тейяром де Шарденом, с которыми Вернадский плодотворно общался во время научной командировки в Париж.) Отсюда: перестройка биосферы научной мыслью через организованный человеческий труд не есть случайное явление, а естественный природный процесс. Его закономерности еще предстоит установить, однако в общем плане нет никаких сомнений в том, что само научное творчество и его ход являются реальной (энергетической) силой, с помощью которой человек меняет биосферу; Вернадский даже считает научную работу геологическим фактором, обусловливающим развитие биосферы.

Научная мысль как планетное явление (так, кстати, называется известный философско-мировоззренческий труд великого провидца нашей эпохи) оказывает прямое влияние и на ход исторических процессов, и на уровень экономического развития, и на идеологические доминанты. В XX веке «движение научной мысли и его значение в геологической истории биосферы» ознаменовались взрывом научного творчества, изменением понимания основ реальности, вселенскостью и действенностью социального проявления нации. Вернадский осторожен в конкретных выводах по вопросам, на которые наука еще не дала ответа. Он лишь допускает возможность непосредственного воздействия ноосферы на закономерности мыслительных процессов и структуру нашего разума. Тем не менее, ученый призывает к изучению «с точки зрения живого вещества» метемпсихоза, то есть переселения (перевоплощения) душ, которое «ни в чем, может быть, не противоречит современным научным представлениям».

В решении подобных вопросов, по глубокому убеждению мыслителя-космиста, могут помочь достижения древневосточной философской мысли, в частности – учение упанишад. Более уверенней Вернадский чувствует себя, стоя на почве современной науки и призывая, например, исследовать «мгновенную передачу мысли» на предмет возможного технического обеспечения «скорости сношений» между людьми в процессе «полного заселения биосферы».

Четко и недвусмысленно Вернадский ставит научный вопрос о жизни в Космосе: является ли жизнь только земным феноменом или свойственным только планетам, или же она в какой-то форме отражает явления космических просторов, столь же глубокие и вечные, какими для нас являются атомы, энергия и материя, геометрически выявившие пространство – время. Во всестороннем философском осмыслении фундаментальных проблем бытия в наибольшей степени проявляется космическое видение мира во всех его ипостасях.

Космос, словно путеводная звезда (точнее – бессчетное множество звезд), направляет все философские и естественнонаучные изыскания Вернадского. Он нередко начинает с экскурса в обозримую Вселенную, очерка ее эволюции, анализа основных астрономических и космологических проблем вплоть до разгадки «пустого» мирового пространства, вакуума – этой «лаборатории грандиознейших материально-энергетических процессов». Но Вернадский прекрасно осознавал, что ключ к пониманию глубинных закономерностей Космоса лежит в правильном решении и понимании сути фундаментальных общенаучных понятий пространства и времени. Они неотделимы друг от друга, поэтому в основополагающих своих работах ученый использует единое понятие «пространство – время». И это вовсе не дань уважения набиравшей силу релятивистской теории. С выводами А. Эйнштейна и Г. Минковского о пространственно-временном континууме Вернадский был вполне солидарен хотя бы потому, что пришел к той же самой идее задолго до появления теории относительности. Так, еще будучи студентом, он записал в дневнике (11 января 1885 года – за двадцать лет до опубликования первой статьи Эйнштейна):

Бесспорно, что и время и пространство в природе отдельно не встречаются, они нераздельны. Мы не знаем ни одного явления, которое не занимало части пространства и части времени. Только для логического удобства представляем мы отдельно пространство и отдельно время… В действительности ни пространства, ни времени в отдельности мы не знаем нигде, кроме нашего воображения. Что же это за части неразделимые – чего, очевидно, того, что только и существует, – это материя, которую мы разбиваем на две основные координаты: пространство и время.

Чутко улавливая и прекрасно осознавая, сколько путаницы и непоправимых ошибок может внести неправильное истолкование понятий пространства и времени, Вернадский совершенно справедливо настаивает на различении реального пространства, изучаемого естествознанием, и идеального геометрического пространства, служащего для измерения и описания строения материальной физической среды. Первое именуется пространством натуралиста, второе – пространством геометрии. Задача философии – не допустить подмены или отождествления этих разнотипных понятий, указать и аргументировано доказать, что не первое (материальное) вытекает из второго (идеального), а наоборот, идеальное отображает материальное, а вовсе не подчиняет его себе по произволу утратившего чувство реальности теоретика.

Вернадский много размышлял над смыслом временных процессов и, прежде всего, связанных с живым веществом, эволюцией биосферы. Опираясь на понятие «жизненное время», он выдвинул ряд чрезвычайно продуктивных и перспективных идей, которые еще не нашли пока достойного места в системе теоретического осмысления действительности. Решая «великую загадку вчера – сегодня – завтра» как целостного всеобъемлющего и всепронизывающего явления, Вернадский совершенно закономерно увязывал ее с решением другой, не менее важной загадки «пространства, охваченного жизнью». Сквозь призму такого целокупного видения единого субстрата Мира время вообще определяется как динамическое текучее пространство – и в этом есть безусловная правота.

Философские и естественнонаучные мысли натуралиста подтверждают, как он сам же и выражался, непреодолимую мощь свободной научной мысли и творческой силы человеческой личности, величайшего нам известного проявления ее космической силы, царство которой впереди.