Как далее показал Бэббидж, вычислительную машину, после того как она совершит любое требуемое число движений согласно первому закону, можно внезапно заставить претерпеть изменение, так что она начнет вычислять согласно совершенно новому закону. После выдачи натуральных чисел в течение конечного времени она могла бы внезапно начать выдавать треугольные, квадратные или кубические числа, и эти изменения теоретически можно представить как происходящие раз за разом. Если подобные события могут быть спроектированы и предвидены человеческим творцом, то, безусловно, в силах Божественного Творца предусмотреть аналогичные изменения закона в механизме атома или устройстве небес.
Физическая наука, насколько можно доверять ее высшим умозрениям, дает некоторые указания на изменение закона в прошлой истории Вселенной. Согласно дедукциям сэра У. Томсона из «Теории теплоты» Фурье, мы можем проследить рассеяние теплоты путем теплопроводности и излучения до бесконечно удаленного времени, когда все вещи станут равномерно холодными. Но мы не можем таким же образом проследить тепловую историю Вселенной до бесконечности в прошлом. Для определенного отрицательного значения времени формулы дают невозможные значения, указывая на то, что существовало некое начальное распределение теплоты, которое не могло возникнуть согласно известным законам природы из какого-либо предыдущего распределения. Существуют и другие случаи, в которых рассмотрение рассеяния энергии приводит к концепции предела древности нынешнего порядка вещей. Человеческая наука, конечно, подвержена ошибкам, и впоследствии может быть обнаружен какой-либо недосмотр или ошибочное упрощение в этих теоретических расчетах; но поскольку нынешнее состояние научных знаний является единственным основанием, на котором строятся ошибочные выводы из единообразия природы и предполагаемого господства закона, я вправе апеллировать к нынешнему состоянию науки в противовес этим выводам. Теперь теория теплоты ставит нас перед дилеммой: либо верить в Сотворение в определенный момент в прошлом, либо предполагать, что тогда произошло некое необъяснимое изменение в действии естественных законов. Физическая наука не дает никаких оснований для представления о бесконечной длительности материи в одном непрерывном ходе существования. И если в прошедшем времени существовала прерывность закона, почему бы подобному событию не ожидать мир в будущем? Бесконечная изобретательность могла внедрить в материю некое начало, так что ее колоссальные силы могли еще никогда не проявиться. У нас есть очень хорошая теория сохранения энергии, но ведущие физики не отрицают, что могут существовать формы энергии, ни кинетические, ни потенциальные, а следовательно, неизвестной природы.
Мы можем представить себе разумных существ, обитающих в мире, где атмосфера представляла собой смесь кислорода и воспламеняющегося газа, подобного рудничному газу в угольных шахтах. Если бы они были лишены огня, они могли бы прожить долгие века, не подозревая о колоссальных силах, которые вызвала бы к действию единственная искра. В мгновение ока в действие могли бы вступить новые законы, и бедные разумные существа, столь уверенные в своем знании господства закона в их мире, не имели бы времени размышлять о крушении всех своих теорий. Можем ли мы с нашим конечным знанием быть уверены, что такое крушение наших теорий невозможно?
Двусмысленное выражение «Единообразие природы».
Я утверждал, что серьезное заблуждение возникает из ошибочной интерпретации выражения «Единообразие природы». Каждый закон природы есть утверждение определенного единообразия, наблюдаемого в явлениях, и поскольку законы природы соблюдаются неизменно, кажется, что из этого следует, что сам ход природы единообразен, так что мы можем безопасно судить о будущем по настоящему. Этот вывод подкрепляется некоторыми результатами физической астрономии. Лаплас доказал, что планетная система устойчива, так что никакое возмущение, которое планета производит на планету, не может стать настолько значительным, чтобы вызвать разрушение и постоянное изменение планетных орбит. Полное понимание закона тяготения показывает, что все подобные возмущения по существу периодичны, так что по прошествии миллионов лет планеты вернутся в те же относительные положения, и тогда начнется новый цикл возмущений.
По мере прогресса других отраслей науки мы, по-видимому, обретаем уверенность в том, что не следует ожидать значительного изменения состояния мира. Столкновение с кометой долгое время было причиной страха, но теперь достоверно утверждается, что мы проходили сквозь хвост кометы, причем этот факт не был известен в то время или не проявился ничем более серьезным, чем легкое свечение неба. Совсем недавно, как говорят, Земля коснулась кометы Биэлы, и единственным результатом было красивое и совершенно безвредное зрелище метеоров. Уменьшение нагревающей способности Солнца представляется следующим наиболее вероятным обстоятельством, из-за которого мы могли бы опасаться исчезновения жизни на Земле. Но расчеты, основанные на разумных физических данных, показывают, что никакого заметного изменения происходить не может, а экспериментальные данные, указывающие на изменение, полностью отсутствуют. Геологические исследования действительно показывают, что в прошлые времена имели место значительные изменения климата; обширные ледники и айсберги в одно время покрывали умеренные широты, а тропическая растительность процветала вблизи полюсов в другое время. Но и здесь превратностям климата присущ периодический характер, так что устойчивость состояния Земли, по-видимому, не находится под угрозой.
Все эти утверждения могут быть разумными, но они не устанавливают Единообразие природы в том смысле, что значительные изменения или внезапные катастрофы невозможны. Во-первых, теория устойчивости планетной системы Лапласа носит абстрактный характер, поскольку не учитывает ничего, кроме взаимного тяготения планетных тел и Солнца. Она упускает из виду несколько физических причин изменения и распада системы, которые в его время были известны не так хорошо, как сейчас, а также предполагает отсутствие какого-либо прерывания хода вещей из-за столкновения с инородными астрономическими телами.
Астрономами теперь признано, что существует по меньшей мере два способа, которыми живая сила (vis viva) планет и спутников может претерпевать потерю. Трение приливов о Землю производит небольшое количество теплоты, которая излучается в пространство, и эта потеря энергии должна приводить к уменьшению скорости вращения, так что в конечном итоге земные сутки станут равны году, точно так же, как периоды обращения Луны вокруг своей оси и вокруг Земли уже стали равными. Во-вторых, не может быть сомнений в том, что некоторые проявления электричества на поверхности Земли зависят от относительных движений планет и Солнца, которые вызывают периоды повышенной интенсивности. Такие электрические явления должны приводить к производству и рассеянию теплоты, энергия которой должна черпаться, по крайней мере частично, из движущихся тел. Этот эффект, вероятно, идентичен (стр. 570) потере энергии комет, приписываемой так называемой сопротивляющейся среде. Но каково бы ни было теоретическое объяснение этих явлений, почти несомненно, что существует тенденция к рассеянию энергии планетной системы, что в неопределенном ходе времени приведет к падению планет на Солнце.
Однако едва ли вероятно, что планетная система останется невозмущенной в течение огромного промежутка времени, необходимого для рассеяния ее энергии таким образом. Столкновение с другими телами настолько далеко от того, чтобы быть невероятным, что оно становится приблизительно достоверным, когда мы принимаем во внимание очень длительные интервалы времени. Что касается кометных столкновений, я отнюдь не удовлетворен отрицательными выводами, сделанными из замечательного зрелища вечером 27 ноября 1872 года. Мы могли часто проходить сквозь хвост кометы, свет которого, вероятно, является электрическим проявлением, не более существенным, чем северное сияние. Каждый примечательный метеорный поток также можно рассматривать как исходящий от кометного тела, так что можно сказать, что мы проходили сквозь более разреженные части бесчисленных комет. Но Земля, вероятно, никогда не проходила, во времена, о которых у нас есть какие-либо записи, сквозь ядро кометы, которое, возможно, состоит из плотного роя мелких метеоритов. Мы можем только строить догадки о последствиях, которые могли бы быть вызваны таким столкновением, но это, вероятно, было бы гораздо более серьезным событием, чем любое из зарегистрированных в истории. Вероятность его возникновения также не может быть определена; ибо хотя вероятность столкновения с любым одним кометным ядром почти бесконечно мала, все же число комет чрезвычайно велико (стр. 408).
Опять же, далеко не невозможно, что планетная система может быть захвачена телами большей массы, чем кометы. Солнце, по-видимому, расположено в столь обширной части пустого пространства, что его собственное движение не привело бы его к ближайшей известной звезде (альфа Центавра) менее чем за 139 200 лет. Но чтобы быть уверенными в том, что этот интервал невозмущенной жизни дарован нашему земному шару, мы должны доказать, что нет звезд, движущихся навстречу нам, и нет темных тел значительного размера, летящих через промежуточное пространство, неизвестных нам. Вторжение комет в нашу систему и тот факт, что многие из них имеют гиперболические орбиты, достаточно показывают, что окружающие части пространства заняты множеством темных тел некоторого размера. Вполне вероятно, что малые солнца могли остыть настолько, чтобы стать несамосветящимися; ибо даже если мы не доверяем теории о том, что изменение яркости периодических звезд обусловлено обращением темных звезд-спутников, все же на нашем собственном земном шаре есть бесспорный пример меньшего тела, которое остыло ниже точки свечения.
Таким образом, в целом, это лишь предположение, что единообразие природы предполагает неизменное существование нашего собственного земного шара. Нет такого рода катастрофы, которая была бы слишком велика или слишком внезапна, чтобы быть теоретически совместимой с господством закона. Насколько может судить наша наука, человеческая история может закончиться в следующее мгновение. Мир может быть разбит вдребезги при столкновении с блуждающей звездой; он может быть вовлечен в туманную атмосферу водорода, чтобы взорваться секундой позже; он может быть сожжен или рассеян в пар в результате какого-то великого взрыва на Солнце; внутри самого земного шара может даже существовать некая тайная причина разрушения, которой нужно лишь время для своего проявления.
Существуют некоторые указания, как уже отмечалось (стр. 660), что в истории Солнечной системы действительно происходили сильные возмущения. Ольберс искал малые планеты в предположении, что они являются осколками взорвавшейся планеты, и был вознагражден открытием некоторых из них. Ретроградное движение спутников более далеких планет, аномальное положение полюсов Урана и чрезмерное расстояние Нептуна — другие указания на некое насильственное событие, о котором у нас нет иных свидетельств. Я привожу все эти факты и аргументы не для того, чтобы показать, что существует какая-либо значительная вероятность, насколько мы можем судить, прерывания в пределах человеческой истории, а чтобы доказать, что Единообразие природы теоретически совместимо с самыми неожиданными событиями, которые мы можем себе представить.
Возможные состояния Вселенной.
Когда мы даем волю научному воображению, становится очевидным, что столкновение тела с телом следует рассматривать не как редкое исключение, а как общее правило и неизбежную судьбу каждой звездной системы. Насколько мы можем проследить результаты закона тяготения и рассеяния энергии, Вселенную следует рассматривать как претерпевающую постепенную конденсацию в единое холодное твердое тело гигантских размеров. Те, кто так часто использует выражение «Единообразие природы», по-видимому, забывают, что Вселенная могла бы существовать в соответствии с законами природы в самых разнообразных условиях. Она могла бы состоять, с одной стороны, из светящейся туманной массы газообразных веществ. Теплота могла бы быть настолько интенсивной, что все элементы, даже углерод и кремний, находились бы в состоянии газа, а все атомы, какой бы природы они ни были, летали бы в химической независимости, рассеиваясь почти равномерно в соседних частях пространства. Тогда не было бы жизни, если только мы не можем применить это название к прохождению через каждую часть пространства подобных средних потоков атомов, причем конкретная последовательность атомов управлялась бы только теорией вероятностей и законом отклонения от среднего, представленным в Арифметическом треугольнике. Такая вселенная частично соответствовала бы лукрециеву дождю атомов и той небулярной гипотезе, из которой Лаплас философски предлагал объяснить эволюцию планетной системы.
Согласно другому крайнему предположению, интенсивная тепловая энергия этой туманной массы могла бы излучаться в неизвестные области внешнего пространства. Сила тяготения проявлялась бы между каждыми двумя частицами, и энергия движения, возникающая отсюда, в результате непрерывных столкновений разрешалась бы в теплоту и рассеивалась. Для завершения этого процесса могли бы потребоваться невообразимые эпохи, но рассеяние энергии, происходящее таким образом, могло бы закончиться лишь созданием холодной и неподвижной вселенной. Отношение причины и следствия, как мы видим его проявленным в жизни и росте, выродилось бы в постоянное существование каждой частицы в фиксированном положении относительно каждой другой частицы. Логические и геометрические сходства по-прежнему существовали бы между атомами и между группами атомов, кристаллизованными в своих соответствующих формах навеки. Но время, великая переменная, не принесло бы никакого изменения, а что касается человеческих надежд и тревог, то они отошли бы к вечному покою.
Наука на самом деле не способна доказать, что такова неизбежная судьба вселенной, ибо мы редко можем доверять нашим наиболее обоснованным теориям вдали от их данных. Тем не менее, наиболее вероятные предположения, которые мы можем сделать относительно истории, особенно нашей собственной планетной системы, заключаются в том, что она возникла из нагретой вращающейся туманной массы газа и находится в состоянии чрезвычайно медленного прогресса к холодному и каменному состоянию. Другие спекулятивные гипотезы, несомненно, могли бы быть приняты во внимание. Каждая гипотеза сталкивается с трудностями. Если вся вселенная остывает, куда уходит теплота? Если мы хотим избавиться от нее полностью, внешнее пространство должно быть бесконечным по протяженности, чтобы она никогда не была остановлена и отражена обратно. Но не говоря уже о метафизических трудностях, если среда тепловых колебаний бесконечна по протяженности, почему материальные тела, помещенные в нее, не должны быть также бесконечными по числу и совокупной массе? Очевидно, что мы пускаемся в спекуляции, которые превосходят наши способности научного вывода. Но ведь я рассуждаю отрицательно; я хочу показать, что те, кто говорит о единообразии природы и господстве закона, неверно истолковывают смысл, заключенный в этих выражениях. Закон не противоречит крайнему разнообразию, и, насколько мы можем прочитать историю этой планетной системы, она, вероятно, действительно возникла из нагретого туманного вещества, и история человека составляет лишь краткий миг в ее прогрессе к холодному и каменному состоянию. Только сомнительными и спекулятивными гипотезами мы можем избежать такого вывода, и я меньше всего отступаю от несомненных фактов и хорошо установленных законов, когда утверждаю, что, какие бы единообразия ни лежали в основе явлений природы, постоянное разнообразие и вечно прогрессирующее изменение есть реальный результат.
Спекуляции о реконцентрации энергии.
Существуют недвусмысленные указания, как я уже говорил, на то, что материальная вселенная, какой мы ее видим в настоящее время, прогрессирует от некоего акта творения или некой прерывности существования, дата которой может быть приблизительно установлена путем научного вывода. Она прогрессирует к состоянию, в котором доступная энергия материи будет рассеяна через бесконечное окружающее пространство, и вся материя станет холодной и безжизненной. Это составляет, так сказать, исторический период физической науки, тот, на который может в той или иной степени распространяться наше научное предвидение. Но в этом, как и в других случаях, мы не имеем права интерпретировать наш опыт отрицательно, чтобы сделать вывод, что, поскольку нынешнее положение вещей началось в определенное время, не было никакого предыдущего существования. Может быть, нынешний период материального существования — лишь один из неопределенной серии подобных периодов. Все, что мы можем видеть, чувствовать, выводить и о чем рассуждать, может быть, так сказать, лишь частью одной-единственной пульсации в существовании вселенной.
После того как сэр У. Томсон указал на преобладающую тенденцию, которая сейчас, по-видимому, существует к превращению всей энергии в тепловую энергию и ее равномерному рассеянию путем излучения по всему пространству, покойный профессор Рэнкин выдвинул замечательную спекуляцию. Он предположил, что эфирная, или, как я ее назвал, адамантовая среда, в которой существуют все звезды и происходит все излучение, может иметь границы, за которыми существует только пустое пространство. Все тепловые колебания, достигающие этой границы, будут полностью отражаться, согласно теории колебаний, и будут реконцентрироваться в фокусы, расположенные в различных частях среды. Всякий раз, когда холодная и угасшая звезда случайно проходит через один из этих фокусов, она будет мгновенно воспламенена и разрешена интенсивной теплотой на свои составные элементы. В истории этой части материи произойдет прерывность, и звезда начнет свою историю заново с обновленным запасом энергии.
Это, несомненно, лишь спекуляция, практически не поддающаяся проверке наблюдением и почти свободная от ограничений, предоставляемых нынешними знаниями. Мы могли бы приписать адамантовой среде различные формы, и последствия были бы различными. Но ценность таких спекуляций заключается в том, что они привлекают внимание к конечности наших знаний. Мы не можем отрицать возможную истинность такой гипотезы, равно как не можем ограничить научное воображение в построении других подобных гипотез. Действительно, невозможно следовать нашим научным выводам, не впадая в спекуляции. Если теплота излучается во внешнее пространство, она должна либо распространяться ad infinitum, либо быть где-то остановлена. В последнем случае мы приходим к гипотезе Рэнкина. Но если материальная вселенная состоит из конечной совокупности нагретой материи, расположенной в конечной части бесконечной адамантовой среды, то либо эта вселенная должна была существовать конечное время, либо она должна была остыть в течение бесконечности прошедшего времени бесконечно близко к абсолютному нулю температуры. Я возразил на аргумент Лукреция против разрушимости материи, что мы не имеем никакого знания о законах, согласно которым она подверглась бы разрушению. Но мы знаем законы, согласно которым, по-видимому, происходит рассеяние теплоты, и вывод неизбежно заключается в том, что конечное нагретое материальное тело, помещенное в совершенно холодную бесконечно протяженную среду, за бесконечное время опустилось бы до нулевой температуры. Теперь наш собственный мир еще не остыл близко к нулю, так что физическая наука, по-видимому, ставит нас перед дилеммой: признать либо конечность прошлой длительности мира, либо конечность той части среды, в которой мы существуем. В любом случае мы оказываемся вовлеченными в метафизические и механические трудности, превосходящие наши умственные способности.