Мы ограничим наши выдержки из современной прессы несколькими приведенными здесь цитатами, надеясь, что было сказано достаточно, чтобы еще раз обратить внимание на этот важный предмет — возможность быть обманутым.
ПУНКТ НАЗНАЧЕНИЯ СОЛНЦА
Три поколения людей сменились с тех пор, как маркиз де Лаплас предстал перед Академией Франции и представил свое доказательство постоянной устойчивости нашей Солнечной системы. В великолепно простой концепции Ньютона о вечном законе, управляющем миром, в котором мы живем, был один существенный изъян. Труды математиков, последовавших за ним, показали, что планеты должны прочерчивать в пространстве пути, форму которых можно заранее определить с безошибочной точностью с помощью закона всемирного тяготения Ньютона. Но они столь же убедительно доказали, что эти планетные орбиты, как их называют, не могут бесконечно сохранять одни и те же формы или положения. Медленными, конечно, могут быть изменения, которым они суждено подвергнуться; медленными, но верными, с той уверенностью, которая присуща только небесной науке. И поэтому люди спрашивали: была ли эта великолепная Солнечная система построена в столь грандиозном масштабе, приведена в действие в соответствии с законом, возвышенным в своей простоте, лишь для того, чтобы меняться и меняться, пока, наконец, она не потеряет всякое подобие самой себя и не закончится, возможно, хаосом или исчезновением?
Лаплас смог уверенно ответить: «Нет». И его ответ не был облечен в восторженный язык несбалансированных теоретиков, работающих только с помощью воображения. Основанные на неопровержимой логике правильных математических рассуждений и облаченные в строгий наряд математических формул, его результаты принесли убеждение ученым всего мира. Так было доказано, что изменения в нашей Солнечной системе действительно происходят и будут продолжаться почти бесчисленные века; однако столь же верно то, что в конце концов они будут обращены вспять, и система будет стремиться вернуться к своей первоначальной форме и состоянию. Возражение о том, что закон Ньютона означает окончательный распад мира, было таким образом разрушено Лапласом. С того дня закон тяготения был принят как господствующий над всеми явлениями, видимыми в нашем планетном мире.
После того как тонкости нашей собственной Солнечной системы были таким образом освещены, беспокойная активность человеческого интеллекта была стимулирована к поиску новых проблем и новых тайн за ее пределами. Еще более захватывающими, чем движения нашего Солнца и планет, являются все те вопросы, которые касаются звездных скоплений, подвешенных в глубоком своде ночи. Оказывает ли тот же закон тяготения свое магическое влияние на это туманное облако Плеяд, связывая их, подобно нам, неразрывными узами? Кто ответит «да» или «нет»? Мы можем лишь сказать, что астрономы пока сделали лишь шаг на порог Вселенной и направили великий глаз телескопа на то, что находится внутри.
Давайте начнем с того, что напомним читателю, что подразумевается под ньютоновским законом тяготения. По-видимому, все вещи обладают замечательным свойством притягивать или тянуть друг друга. Ньютон провозгласил, что все вещества — твердые, жидкие или даже газообразные, от массивной скалы до невидимого воздуха, — вся материя не может не притягивать, так же как не может не существовать. Его закон далее формулирует определенные условия, регулирующие способ, которым осуществляется это гравитационное притяжение; но это лишь детали; интерес сосредоточен на самом таинственном факте притяжения. Как может одна вещь тянуть другую без какой-либо связующей нити, через которую может действовать тяга? Именно здесь мы касаемся момента, который до сих пор не объяснен. Природа скрывает от науки свои конечные тайны. Те, кто размышлял дольше всех, кто спустился дальше всех людей в чистый колодец знаний, делали это лишь для того, чтобы прощупать глубины за его пределами, так и не достигнув дна.
Эта наша неспособность дать хорошее физическое объяснение гравитации заставила некоторых создателей парадоксов усомниться или даже отрицать существование таковой. Но, к счастью, у нас есть простой лабораторный эксперимент, который нам помогает. Необъясненным он может оставаться всегда, но то, что между физическими объектами, не соединенными никакой видимой связью, может существовать притяжение, доказывается поведением обычного магнита. Поместите небольшой кусок стали или железа рядом с намагниченным стержнем, и он сразу же будет притянут настолько сильно, что буквально полетит к магниту. Любой, кто видел этот простой эксперимент, никогда больше не сможет отрицать, по крайней мере, возможность закона притяжения, как его сформулировал Ньютон. Как только эта возможность признана, тот факт, что он может предсказывать движения всех планет, вплоть до мельчайших деталей, превращает возможность его истинности в уверенность, столь же сильную, какой может быть любая человеческая уверенность.
Но это доказательство закона Ньютона строго ограничено самой Солнечной системой. Мы можем, конечно, рассуждать по аналогии и принять как должное, что закон, который действует в нашей непосредственной близости, с чрезвычайной вероятностью верен и для всей видимой Вселенной. Но ученые неохотно рассуждают таким образом; отсюда и очарование исследований в космической астрономии. Аналогия указывает путь. Астроном не медлит следовать за ней; но он всегда стремится установить на неопровержимых доказательствах те истины, которые поначалу лишь его смелое воображение заставляло его наполовину подозревать.
Если мы собираемся распространить закон тяготения до предела, мы должны быть осторожны, чтобы рассмотреть сам закон в его наиболее полной форме. Часто говорят, что небесное тело, подобное Солнцу, управляет движениями своей семьи планет; но такое утверждение не совсем точно. Управляющее тело — не деспот; оно такой же жалкий раб закона и порядка, как и самая крошечная из сопровождающих планет. Действие гравитации взаимно, и ни одно космическое тело не может притягивать другое, не будучи само в свою очередь подверженным гравитационному воздействию этого другого.
Если бы в нашей Солнечной системе было только два тела, Солнце и планета, мы обнаружили бы, что каждое из них движется по пути в пространстве под влиянием притяжения другого. Эти два пути, или орбиты, были бы овальными, и если бы Солнце и планета были одинаково массивными, орбиты были бы точно одинаковыми как по форме, так и по размеру. Но если бы Солнце было намного больше планеты, орбиты все равно были бы схожи по форме, но та, по которой движется более крупное тело, была бы маленькой. Ибо неразумно ожидать, что маленькая планета заставит большое Солнце двигаться со скоростью, столь же большой, как та, которую она сама получает от притяжения более крупного светила.
Всякий раз, когда превосходство более крупного тела чрезвычайно велико, его орбита будет соответственно незначительной по размеру. Именно так обстоит дело с нашим собственным Солнцем. Оно настолько массивно по сравнению с планетами, что орбита слишком мала, чтобы обнаружить свое фактическое существование без помощи наших самых совершенных инструментов. Путь, прочерченный центром Солнца, не заполнил бы пространство, равное объему самого Солнца. Тем не менее, истинное орбитальное движение существует.
Таким образом, мы можем сделать вывод, что как необходимое следствие закона тяготения каждый объект в Солнечной системе находится в движении. Сказать, что планеты вращаются вокруг Солнца, — значит пренебречь как неважной малой орбитой самого Солнца. Это может быть достаточно точно для обычных целей; но, несомненно, необходимо не упускать из виду ни одного фактора, каким бы малым он ни был, если мы намерены распространить наши рассуждения на рассмотрение звездной Вселенной. Ибо тогда нам придется иметь дело с системами, в которых планеты соизмеримы по размеру с Солнцем; и в таких системах все орбиты также будут сравнительно равны по важности.
Математический анализ вывел из обсуждения закона тяготения еще один факт, который, возможно, превосходит в своем простом величии все, о чем мы до сих пор упоминали. Неважно, насколько велико может быть число массивных светил, прочерчивающих свои бесчисленные переплетающиеся кривые пути в пространстве, в каждой космической системе все равно должна быть одна единственная неподвижная точка. Эта точка называется Центром тяжести. Если бы случилось так, что в начале времен какая-то частица материи находилась в этом центре, то этот атом навсегда остался бы неподвижным и невозмутимым на протяжении всех последовательных превратностей космической эволюции. Сомнительно, может ли человеческий разум сформировать концепцию чего-то более грандиозного, чем такой неподвижный атом внутри таинственных хитросплетений космического движения.
Но в целом мы не можем предполагать, что центры тяжести в различных звездных системах действительно заняты реальными физическими телами. Центр может быть просто математической точкой в пространстве, расположенной среди нескольких тел, составляющих систему, но, тем не менее, наделенной в определенном смысле тем же замечательным свойством относительной неподвижности.
Определив таким образом центр тяжести в его отношении к составным частям любой космической системы, мы можем легко перейти к его характерным свойствам в связи с взаимосвязью звездных систем друг с другом. Математически можно доказать, что наша Солнечная система будет притягивать далекие звезды точно так же, как если бы Солнце и все планеты были сосредоточены в одну огромную сферу, центр которой находится в центре тяжести всей системы. Именно это свойство центра тяжести делает его исключительно важным в космических исследованиях. Ибо, хотя мы знаем, что этот центр находится в покое относительно всех планет системы, он может, тем не менее, в своем качестве своего рода концентрированной сущности их всех, быстро двигаться через пространство под воздействием притяжения далеких звезд. В этом случае сопровождающие тела будут двигаться вместе с ним — но они будут продолжать свои эволюции внутри системы, совершенно не подозревая, что центр тяжести несет их по гораздо более широкой орбите.
Какова природа этой орбиты? Этот вопрос уже много лет является предметом серьезного изучения яснейшими умами среди астрономов. Самая большая трудность на этом пути — сравнительно короткий период, в течение которого люди могли проводить точные астрономические наблюдения. Пространство и время — две концепции, которые превосходят способности определения, которыми обладает любой человек. Но мы можем, по крайней мере, составить представление о том, насколько обширно время, если вспомним, что период, охваченный письменными записями человечества, зарегистрирован лишь как единый момент на великом вращающемся циферблате небесного свода. Прошло сто пятьдесят лет с тех пор, как Джеймс Брэдли заложил основы современной звездной астрономии своей мастерской серией наблюдений в Королевской обсерватории в Гринвиче, Англия. И все же движения звезд разворачиваются на небосводе так медленно, что даже по сей день никто из людей не видел, чтобы хоть одна из них прочертила более чем бесконечно малую долю своего предназначенного пути через пустоты пространства.
Путешественники на железной дороге не могут в любой данный момент сказать, движутся ли они по прямой линии или поезд поворачивает на какой-то кривой огромного размера. Железная дорога Сен-Готард имеет несколько так называемых «штопорных» туннелей, внутри которых рельсы совершают полный поворот по спирали, и поезд в конечном итоге выходит из туннеля в точке, почти вертикально расположенной над входом. Таким образом, поезд поднимается на более высокий уровень. Пассажиры обычно развлекаются в этих туннелях, наблюдая за стрелкой обычного карманного компаса. Эта стрелка, конечно, всегда указывает на север; и по мере того как поезд поворачивает на своей кривой, стрелка совершит полный оборот. Но пассажир не мог бы знать без компаса, что поезд не движется по идеально прямой линии. Точно так же мы, пассажиры на Земле, не осознаем, по какому пути мы движемся, пока, подобно компасу, инструменты астронома не откроют нам истину.
Но, как мы видели, точные астрономические наблюдения еще не охватили период времени, соответствующий тем нескольким минутам, в течение которых путешественник Сен-Готарда наблюдает за компасом. Мы все еще в неведении и пока не знаем, проживет ли человечество на Земле достаточно долго, чтобы увидеть, как стрелка компаса совершит свой оборот. Мы вынуждены верить, что движение нашего Солнца в пространстве происходит по кривой линии; но, насколько позволяют судить точные наблюдения, мы можем лишь сказать, что пока мы прошли лишь бесконечно малый элемент этой могучей кривой. Однако мы знаем точку на небе, в направлении которой направлен этот крошечный элемент нашего пути, и мы имеем приблизительное знание о скорости, с которой мы движемся.
Более века назад сэр Уильям Гершель смог приблизительно определить то, что мы называем апексом пути Солнца в пространстве, или точку среди звезд, в направлении которой этот путь в данный момент направлен. Мы говорим «в данный момент», но мы имеем в виду тот момент, начало которого Брэдли увидел в 1750 году и на конец которого никто из ныне живущих никогда не посмотрит. Гершель обнаружил, что сравнение старых звездных наблюдений, по-видимому, указывает на то, что звезды в определенной части неба как бы расходятся, а созвездия в противоположной части неба, казалось, сжимаются или становятся меньше. Этому может быть только одно разумное объяснение. Мы должны двигаться к той части неба, где звезды разделяются. Точно так же человек, наблюдающий за приближающимся полком солдат, сначала увидит лишь беспорядочную массу людей; но по мере того, как они приближаются, отдельные солдаты будут казаться разделяющимися, пока, наконец, каждый из них не станет виден отдельно от всех остальных.
Гершель определил положение апекса в точке в созвездии Геркулеса. Самые последние исследования Ньюкома и других в целом подтвердили выводы Гершеля. С интуитивной силой редкого гения Гершель смог отсеять истину от заблуждения. Наблюдательные данные, которыми он располагал, сейчас назвали бы грубыми, но они раскрыли пытливому взору его острого ума зерно истины, которое в них содержалось. Более поздние исследователи повысили точность наших знаний, так что теперь мы можем сказать, что нынешнее направление солнечного движения известно с очень узкими пределами. На небе можно было бы нарисовать крошечный кружок, на который астроном мог бы указать рукой и сказать: «Вон в том маленьком кружке находится цель, к которой сегодня устремляются Солнце и планеты». Даже скорость этого движения была измерена и оказалась равной примерно десяти милям в секунду.
Объективная точка и скорость движения, таким образом, установлены, и точная наука хранит молчание. Здесь подлинное знание заканчивается; и мы можем продвинуться дальше только с помощью того воображения, которое ученым необходимо обуздывать в каждый момент. Но пусть никто не думает, что Солнце когда-нибудь достигнет так называемого апекса. Это означало бы космическое движение по прямой линии, в то время как все соображения небесной механики указывают на движение по кривой. Когда мы достаточно повернем на этой кривой, чтобы обнаружить ее изгиб? Это проблема, которую мы должны оставить как богатое наследие будущим поколениям, которые придут после нас. Идею провидца-теоретика о великом центральном солнце, управляющем путем нашего собственного Солнца в пространстве, следует отбросить как слишком смелую. Но вместо такого центрального солнца мы можем подставить центральный центр тяжести, принадлежащий великой системе, членом которой наше Солнце является лишь незначительной частью. Тогда мы приходим к концепции, которая ничего не потеряла в величии своей простоты и при этом согласуется с вероятностями строгой механической науки. Мы перестаем быть одиноким миром и протягиваем узы общего родства к вон тем звездам на небосводе.
УКАЗАТЕЛЬ
PAGE Airy, Astronomer Royal,1 Allis, photographs comet,101 Andromeda nebula,28 temporary star,28, 29, 45 Apex, of solar motion, explained,221 Aquila, constellation, temporary star in,40 Arctic regions, position of pole in,194 Argo, constellation, variable star in,205 Association, international geodetic,139 Asteroids, first discovery by Piazzi,59, 106 discovery by photography,64 group of,63 photography of, invented by Wolf,104 Astronomer, royal,1 working, description of,152 Astronomer's Pole, the,184 Astronomy, journalistic,176 practical uses of,112 Atmospheric refraction, explained,193 Axis, of figure of the earth,136 of rotation of the earth,136 polar, of telescope,173 Barnard, discovers satellite of Jupiter,51 Bessel, measures Pleiades,15 Bond, discovers crape ring of Saturn,144 Bradley, observes at Greenwich,219 Brahe, Tycho, his temporary star,40 Bruce, endows polar photography,197
Campbell, observes Pole-star,18 Cape of Good Hope, observatory, photography at,101 telescope,170, 174 Capriccio, Galileo's,55 Cassini, shows Saturn's rings to be double,144 Cassiopeia, temporary star in,40 Celestial pole,184 Central sun theory,223 Centre of gravity,217 Chart-room, on ship-board,5 Chronometer, invention of,8 Circle, meridian, explained,189 Clerk Maxwell, discusses Saturn's rings,146 Clock, affected by temperature,117 affected by barometric pressure,117 astronomical,115 astronomical, how mounted,116 astronomical, its dial,116 error of, determined with transit,118 jeweller's regulator,114 of telescope,175 Clusters of stars, photography of,98 Columbia University Observatory, latitude observations,139 polar photography,196 Common, his reflecting telescope,32 Confusion of dates, in Pacific Ocean,125 Congress of Astronomers, Paris, 1887,102 Constellations,162 Control, "mouse," for photography,88 Copernican theory of universe,53, 56 demonstration,94 Corkscrew tunnels,220 Crape ring of Saturn,144 Cumulative effect, in photography,84 Date, confusion of, in Pacific Ocean,125 Date-line, international, explained,126 Development of photograph,81
Dial, of astronomical clock,116 "Dialogue" of Galileo,53 Differences of time, explained,121 Directions, telescopic measurement of,21 Directory of the heavens,103 Distance, of light-source in photography,83 of stars,94, 106, 158 of Sun,67, 97, 106 Donner, polar photography,195 Double telescopes, for photography,86 Earth, motions of its pole,131 rotation of,136, 162, 171, 184 shape of,135 Eclipses, photography of,109 Elkin, measures Pleiades,15 Equatorial telescope, explained,170 Eros, discovered by Witt,66, 105 its importance,67 Error of clock, determined by transit,118 Exposure, length of, in photography,84 Feldhausen, Herschel's observatory near Capetown,204 Fiji Islands, their date,126 Fixed polar telescope,197 "Following" the stars,88, 173 Four-day cycle of pole-star,24 France, outside time-zone system,129 Fundamental longitude meridian,124 Galileo,47 and the Church,48 discoveries of,49 observes Saturn,141 Galle, discovers Neptune,61 Gauss, computes first asteroid orbit,60 Gautier, Paris, constructs big telescope,179 Geodetic Association, international,139