Нераскрытые тайны природы. Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения - Джон Малоун

Дж. Малоун

НЕРАСКРЫТЫЕ ТАЙНЫ ПРИРОДЫ.

Расширяющий кругозор экскурс в историю Вселенной с загадочными Большими Взрывами, частицами-волнами и запутанными явлениями, не нашедшими пока своего объяснения

Предисловие редактора перевода

Непрерывное расширение горизонтов науки обогащает и расширяет наши представления об устройстве окружающего мира. Казалось бы, этот процесс не оставляет места для нераскрытых тайн природы. Однако это далеко не так. Почти каждый новый успех порождает в науке целую лавину новых проблем и загадок. При этом многие из ставших почти вечными проблем так и остаются без ответа. Попытки найти для них решение приводят к созданию новых гипотез, которые сменяют друг друга и демонстрируют нам столкновение различных мнений. В целом количество нераскрытых загадок природы вряд ли доступно простому перечислению.

Джон Малоун, перу которого принадлежит более 40 книг, в данном случае выделил 21 проблему в основном из области естественных наук, посвятив каждой из них отдельный очерк. Как правило, это проблемы, находящиеся на передовом рубеже одного из разделов современной науки. Но в ряде случаев речь идет о загадках, занимавших пытливые умы на протяжении длительного времени, однако так и не принесших долгожданных результатов.

Обладая широкой научной эрудицией и по существу энциклопедическими знаниями, автор, безусловно, имел право на в определенной мере субъективный отбор материала. Кроме того, обсуждение нерешенных проблем науки подразумевает возможную неоднозначность интерпретации событий или явлений, к которой склоняется автор и которую вполне может не разделять с ним читатель. Следует также помнить, что между тем временем, когда автор писал тот или иной очерк, и временем прочтения его книги были накоплены новые факты и вполне могла произойти переоценка мнений.

Большую часть очерков автор посвятил фундаментальным проблемам физики и космологии. В этой связи хотелось бы отметить, что гл. 12 фактически посвящена проблеме физиологии зрения. Проблемы цвета как таковой в современной физике не существует со времен И. Ньютона. Что касается гл. 15, посвященной проблеме корпускулярно-волнового дуализма, то в период становления современной квантовой механики она широко дискутировалась, и восприятие характерного для объектов микромира дуализма встречало определенные затруднения. Однако в XXI веке присущее микромиру и уже ставшее привычным свойство вряд ли встретит у читателя затруднение. Иначе говоря, это свойство природы едва ли можно сегодня отнести к числу ее загадок. Тем не менее происходившая более полувека назад на этой почве «битва умов» весьма поучительна и интересна. В этой связи сопровождающая каждую главу библиография, в том числе добавленная при переводе книги, может представить для читателя значительный интерес.

При работе над переводом книги в текст были внесены некоторые поправки и уточнения. Мы считали крайне важным сохранить простоту и ясность изложения материала, избегая одновременно излишних упрощений и стремясь передать достаточно сложный характер обсуждаемых проблем.

Знакомство с книгой Дж. Малоуна, безусловно, послужит значительному расширению кругозора читателя. Книга не содержит формул или математических выражений и доступна самой широкой читательской аудитории.

Хотелось бы также подчеркнуть, что подобные книги, создавая серьезную конкуренцию псевдонаучной фантастике, возвращают широкому читателю, и прежде всего молодежи, интерес к книге не как развлекательному «чтиву», но как источнику истинного знания.

Перевод книги выполнен В.А. Пантаевой — введение, гл. 1—11 и кандидатом физ.-мат. наук А.В. Хачояном — гл. 12—21.

Е.М. Лейкин

Благодарности

Я хотел бы поблагодарить моего редактора Джефа Голика за поддержку, готовность помочь и долготерпение в период написания этой книги, а также моего поверенного Берта Холтье, который познакомил нас друг с другом. Я признателен Полу Болдуину, Робу Броку, Дэну Тепперу и Кэрол Монфердини за их готовность без конца слушать мои рассказы о кварках, динозаврах и множественных мирах. Я многим обязан Тому Тирадо, его знаниям разнообразных проблем — от компьютеров до цивилизации майя. Наконец, хотелось бы воздать должное Джону Кэмпбеллу, чей журнал «Astounding Science Fiction» еще в 1950-е годы, в мою бытность подростком, раскрыл мне глаза на существование неведанных миров и пробудил во мне интерес к науке, который в конце концов и привел к появлению этой книги.

Введение

Со времен Аристотеля ученые всегда считали своим долгом и делом своей жизни объяснение явлений окружающего мира и раскрытие его тайн. Часто оказывается, что едва одна загадка разгадана, как на ее месте возникает следующая. Более того, даже самые талантливые ученые в состоянии заниматься лишь определенными аспектами какой-либо проблемы, и полученные ими решения очень часто в конечном итоге оказываются неверными именно по этой причине. Аристотель по существу основал западный метод научного мышления, и тем не менее его предположение о том, что небеса представляют собой обращающиеся вокруг Земли хрустальные сферы, было совершенно абсурдным. Сэр Исаак Ньютон первым объяснил природу гравитации и света на основе представлений, которые вполне соответствовали наблюдениям. Однако его «тележка с яблоками» вынуждена была временно уйти на обочину, когда в начале XX века в науку ворвалась теория относительности Альберта Эйнштейна. Правда, в определенной мере Ньютон был отомщен — предсказанные им и наблюдаемые гравитационные явления устояли против всех попыток описать их на основе квантовой механики.

На протяжении почти всей истории науки считалось, что последнее теоретическое достижение или техническое открытие и есть окончательное слово в науке. В конце XIX века даже среди ученых было широко распространено мнение, будто почти все, что можно открыть, уже открыто и объяснено. Затем, в первые годы XX столетия, люди построили летательный аппарат с мотором и сумели оторваться от поверхности земли, а Эйнштейн приоткрыл дверь в неведомую Вселенную, которую мы все еще стремимся постичь. В XX веке титаны науки до такой степени раздвинули границы познания, что блеск открытий, сделанных в предыдущие периоды истории, несколько померк. Это привело к тому, что люди стали по-иному относиться к науке. К началу XXI века широкая публика стала принимать научные открытия как нечто само собой разумеющееся и с полным пренебрежением относиться к некоторым безумным предсказаниям относительно ближайшего будущего, которые делали самозванные футурологи, повсюду трезвонившие о своих собственных воззрениях.

Наверное, мало кто сомневается в том, что XXI век будет свидетелем исключительно важных успехов в компьютерной технике и биотехнологии. Однако мы всегда должны помнить о так называемом «законе непредусмотренных последствий». Например, когда-то люди надеялись, что пестициды помогут им решить проблему производства на планете большего количества продуктов питания. Но закончилось их применение почти катастрофическими последствиями. Нам также следует понимать, что не все факторы развития, в том числе и наука, неуклонно, четкой поступью движутся вперед. Всюду есть тупики, а резкие скачки столь же обычны, как и постепенный прогресс.

Наряду с невиданными интеллектуальными достижениями XX века многие важные проблемы по-прежнему остаются нерешенными загадками. Над некоторыми из таких загадок человечество бьется уже на протяжении сотен и даже тысяч лет. Аристотель, например, первым стал размышлять о перелетах птиц. Кое-что он понял, но на ряд вопросов ответил абсолютно неверно, а его ошибочные выводы в течение почти 2000 лет сдерживали дальнейшие исследования. И до сих пор эти тайны раскрыты далеко не полностью. Иногда беспрецедентные по масштабу и трудности проблемы возникали как следствие крупнейших достижений современной науки. Так, чем больше мы узнаём о происхождении Вселенной, тем более отвлеченными становятся его объяснения — и многие физики даже стали считать, что некоторые проблемы ближе к теологии, чем к науке.

Столетие назад мы не подозревали, что континенты на нашей планете не только перемещаются, но и что из-за этого несколько раз менялся облик земной поверхности. И все же мы до сих пор не научились точно прогнозировать возникающие вследствие этих перемещений землетрясения. Еще 80 лет назад никто даже не задавался вопросом, каким образом дети усваивают язык, и хотя теорий предложено предостаточно, ответ до сих пор неизвестен. Более 60 лет назад впервые была выдвинута гипотеза о возможном существовании черных дыр. Теперь мы получили подтверждение их существования, но в некоторых отношениях природа этого явления остается еще более загадочной, чем прежде.