Жизнь и Земля обретают историю

Исаак Ньютон в главном труде своей жизни – книге «Математические начала натуральной философии» – отмечал, что «накаленный докрасна железный шар, равный земному, то есть диаметром около 40 000 000 футов, во столько же дней, то есть приблизительно в 50 000 лет, едва бы охладился» (здесь и далее пер. А. Крылова). Правда, он тут же добавляет: «Однако я подозреваю, что продолжительность сохранения телами тепла, вследствие побочных причин, возрастает в меньшем отношении, нежели их диаметры, и я бы желал, чтобы истинная пропорция была исследована опытами».

В XVII веке этот вопрос интересовал не только Ньютона. Знаменитые философы Декарт и Лейбниц также рассуждали об охлаждении Земли, которая первоначально находилась в расплавленном состоянии. Однако первым, кто серьезно отнесся к совету Ньютона исследовать это на опыте – и кому при этом хватило воображения, чтобы попытаться применить задачу об охлаждении к определению возраста Земли – был математик и естествоиспытатель Жорж-Луи Леклерк, граф Бюффон, живший в XVIII веке.

Бюффон был человеком подлинно многосторонним, не только выдающимся ученым, но и преуспевающим дельцом. Больше всего его прославили, пожалуй, ясность и настойчивость, с которыми он продвигал свой новый методологический подход к природе. Монументальный труд всей его жизни «Всеобщая и частная естественная история» («Histoire Naturelle, Générale et Particuliere») состоит из тридцати семи томов, законченных при жизни, и еще восьми, обнаруженных посмертно, и его читало большинство образованных современников Бюффона в Европе и Северной Америке. Целью Бюффона было последовательно разобраться с самыми разными научными вопросами – от солнечной системы, Земли и рода человеческого до различных классов живых существ.

Во время воображаемого путешествия в физическое прошлое Земли Бюффон предположил, что сначала Земля представляла собой расплавленный шар, вырванный из Солнца в результате столкновения с кометой. Но поскольку Бюффон был прирожденный изобретатель, то не удовлетворился чисто теоретическим сценарием, а тут же стал изготавливать шары разного диаметра и точно измерять, сколько времени им нужно, чтобы охладиться. На основании этих опытов он предположил, что земной шар застывал до твердого состояния в течение 2905 лет, а охлаждался до нынешней температуры еще 74 832 года; правда, Бюффон подозревал, что на самом деле могло понадобиться гораздо больше времени.

Однако вопрос о возрасте Земли вышел на первый план даже не благодаря ньютоновой физике. В XVIII веке вспыхнул интерес к изучению окаменелостей, что и убедило естествоиспытателей вроде Жоржа Кювье, Джеймса Геттона и Жана-Батиста Ламарка, что и палеонтологические, и геологические данные можно объяснить только воздействием геологических сил в течение очень длительного времени. Такого длительного, что, по выражению Геттона, он не видел «ни следа начала, ни проблеска конца».

Втиснуть всю историю Земли в библейские рамки – всего несколько тысяч лет – становилось все труднее, и некоторые естествоиспытатели, склонные к религиозности (и не только они) предпочли полагаться на то, что катализаторами стремительных изменений стали природные катаклизмы, например, потопы. Если не принимать гипотезу о длительных промежутках времени, получается, что единственный фактор, способный существенно и практически мгновенно повлиять на облик Земли – это катаклизмы. И правда, распределение морских окаменелостей явно свидетельствует, что в геологическом прошлом Земли были и наводнения, и ледниковые периоды, однако многие рьяные сторонники теории катастроф по крайней мере отчасти строили свои теории на незыблемой верности библейскому тексту, а не на научных доказательствах. Один из известнейших химиков своего времени Ричард Кирван выразил свою позицию ясно и недвусмысленно. Кирван стравил Геттона с самим Моисеем, заявив, что его крайне возмутило, когда он понял, «насколько нежизнеспособна гипотеза о древности земного шара с точки зрения истории Моисея, а следовательно, с точки зрения религии и морали».

Ситуация начала стремительно меняться после выхода в свет «Основных начал геологии» Чарльза Лайеля (Charles Lyell. Principles of Geology) в 1830–1833 годах. Лайель был близким другом Дарвина и доказал, что доктрина катастроф не выдерживает никакой критики и не может служить компромиссом между наукой и богословием. Он решил оставить в стороне вопрос о происхождении Земли и сосредоточиться на ее эволюции. Лайель полагал, что основные факторы, сформировавшие облик Земли – вулканизм, седиментация, эрозия и тому подобные процессы – на протяжении всей истории Земли оставались, в сущности, неизменными и по силе, и по природе. В этом и состояла теория актуализма, которая вдохновила Дарвина на создание концепции градуализма в эволюции видов. Главное ее положение было очень просто: чтобы оказать ощутимое воздействие, медленным геологическим силам не нужно ничего, кроме времени. Зато времени нужно очень, очень много. Последователи Лайеля практически отказались от представления об определенном возрасте Земли, предпочитая расплывчатую формулировку «немыслимо долго». Иначе говоря, Земля по Лайелю находилась в квазистатическом состоянии – под воздействием очень медленных процессов в течение, условно говоря, бесконечного времени. Какой яркий контраст с богословскими представлениями о шести тысячах лет!

В определенной степени представление об истории Земли как о неизмеримо долгой геологической эпохе проникло и в «Происхождение видов» Дарвина, хотя сам Дарвин тоже пытался оценить возраст равнины Уилд – эродированной долины, раскинувшейся на юго-востоке Англии, – наделал грубейших ошибок и впоследствии отказался от этой затеи и объявил ее результаты недействительными. Дарвин представлял себе, что эволюция проходит множество фаз, каждая из которых может длиться и десять миллионов лет. Однако между позицией Дарвина и точкой зрения геологов было и одно важное различие. Дарвин и вправду считал, что эволюции требуется много времени, чтобы пройти все этапы, однако категорически настаивал на прямой «стреле времени» и не смирился бы ни со статическим состоянием, ни с циклическим ходом времени, поскольку понятие эволюции придавало времени вполне определенное направление. Однако в науке наметился раскол – не между Дарвином и Лайелем лично и даже не между геологией и биологией в целом, а между горячим сторонником физики с одной стороны и некоторыми геологами и биологами – с другой.

Итак, представляю вам одного из величайших физиков своего времени – Уильяма Томсона, впоследствии лорда Кельвина.