Новая занимательная астрономия

Впрочем, все это, разумеется, относится не только к астрономии, но и к любым другим наукам. Разница лишь в том, что для астронома этот вопрос, пожалуй, имеет особое значение. Ведь на протяжении столетий главным инструментом исследования небес был глаз — глаз наблюдателя. Он был источником всех сведений, и многое зависело от того, доверять ему безраздельно или относиться к полученной с его помощью информации в достаточной степени критически.

И астрономы ошибаются

Верно оценивать факты и делать на их основе правильные выводы астрономам мешает не только общечеловеческое доверие к наглядности, но иной раз и самые обычные ошибки. Ни одна наука, даже такая точная, как математика, к сожалению, не обходится без ошибок. Досадные недосмотры и незамеченные опечатки со временем обнаруживаются почти в каждом научном труде. Говорят, один ученый задался целью подытожить ошибки, допущенные авторами нескольких десятков математических книг. Он написал по этому поводу солидный труд, но, как выяснилось, и сам допустил в нем несколько сотен ошибок.

Впрочем, ошибки бывают разные. Иногда — это результат небрежности, чаще — следствие ограниченности знаний, недостаточной изученности того или иного вопроса. Бывают и ошибки неожиданные, которые трудно предвидеть заранее и которые не так-то просто обнаружить.

Впрочем, и ошибки, если их выявить вовремя и как следует разобраться в причинах, тоже поучительны…

Несколько лет назад астрономический мир облетело любопытное сообщение: французские ученые на обсерватории Верхний Прованс обнаружили в спектре карликовой звезды HD 117042 линии излучения нейтрального калия… До этого в спектрах подобных звезд калия никто не наблюдал. Да и на последующих спектрограммах той же звезды ничего подобного не повторялось.

Однако спустя два года загадочная «калиевая вспышка» была отмечена еще у одной карликовой звезды — HD 88230.

Заинтригованные астрономы приступили к систематическим поискам. Увы, безуспешно. Возможно, дело на том бы и закончилось, если бы в 1965 г. не обнаружилась еще одна калиевая вспышка у третьей звезды.

В воздухе запахло сенсацией. Ведь на этот раз речь шла о звезде, у которой поверхностная температура составляла около 12 тысяч градусов. Как мог при такой громадной температуре сохраниться калий в нейтральном состоянии?

Загадочным казалось и то, что у всех трех звезд калиевая вспышка наблюдалась только по одному разу. На спектрограммах, полученных спустя всего лишь несколько часов, никаких следов таинственного калия не было и в помине. Но как мог состав атмосферы звезды так измениться за столь короткий срок? Тем более, что линия калия при «вспышке» была весьма широкой и интенсивной.

И вдруг три калифорнийских астронома сообщили о том, что ими найдено совершенно неожиданное решение проблемы. Загадочные линии калия на спектрограммах, утверждали они, — это не какие-то «призраки» и не «фотоиллюзии» как на снимках пресловутых «летающих тарелок», а вполне добропорядочные линии абсолютно реального калия. Только находился этот калий не на далеких звездах, а совсем рядом — в помещении самой обсерватории, через которое проходил луч света от звезды. И входил он не в состав звездных атмосфер, а в состав самой обыкновенной спички. Да, стоило во время наблюдений зажечь рядом с телескопом спичку, как на спектрограмме появлялся калий. Американские ученые проверили это многократными исследованиями. Так в истории астрономии появилась «спичечная гипотеза»…

Впрочем, может быть, калифорнийские исследователи тоже ошибаются? Ведь из трех наблюдателей, зарегистрировавших таинственные «калиевые вспышки», курильщиков было только двое…

Еще один пример. Изучая спектральными методами химический состав спутника Сатурна Титана — единственного в Солнечной системе спутника, обладающего газовой оболочкой, астрономы пришли к заключению, что она состоит главным образом из метана. На этом основании высказывались даже смелые предположения о возможности существования на Титане органической жизни.

Однако приборы, установленные на борту межпланетной автоматической станции «Вояджер-1», побывавшей в районе Сатурна в ноябре 1980 г., показали иное. Оказалось, что атмосфера Титана на 93 % состоит из азота, а содержание метана не превосходит 1 %.

Как же могли астрономы столь сильно ошибиться? Злую шутку с учеными сыграло строение атмосферы Титана. Хотя поперечник Титана равен всего приблизительно 5 тыс. км, т. е. в 2 1/2 раза меньше поперечника Земли, толща его атмосферы примерно в 10 раз превышает толщу атмосферной оболочки нашей планеты. А метан, как выяснилось, сконцентрирован в основном в самых верхних ее слоях. Эта «метановая маска» и скрывала истинное положение вещей, создавая превратное представление о составе всей атмосферной оболочки.

Вопреки здравому смыслу?

Пока что речь у нас шла о наглядности в более простом и непосредственном значении этого слова: «не верь глазам своим», а точнее: «проверяй и перепроверяй то, что видишь». Но этим проблема наглядности в науке отнюдь не исчерпывается. Есть у нее и другая сторона. Является ли наглядность необходимым условием справедливости того или иного научного вывода? Другими словами: если то или иное научное положение верно отражает реальный мир, значит ли это, что мы обязательно можем себе наглядно представить все, что с ним связано, да еще так, чтобы эти представления не противоречили нашему здравому смыслу?

Прежде всего — что такое «здравый смысл?» Мы уже говорили о том, что реальный мир всегда значительно богаче и разнообразнее, чем наши научные представления о нем. Как бы далеко мы ни продвинулись в своих исследованиях, в наших знаниях всегда будут определенные пробелы. Любые научные теории, как мы уже отмечали, имеют определенные границы применимости. Но где именно проходят эти границы, заранее обычно неизвестно. Вполне естественно, что попытки применить существующие представления за границами их применимости неизбежно приводят к неверным результатам. Однако до поры до времени подобные результаты принимаются за истину. Так рождаются заблуждения.

Это и есть «здравый смысл» данной исторической эпохи— «знания плюс заблуждения, принимаемые за знания».

И, как ни парадоксально, такие заблуждения не только неизбежны, но и необходимы. Знанием, в котором есть явные пробелы, трудно пользоваться, оно не дает целостной картины изучаемых явлений. Эти пробелы и заполняются, до поры до времени, заблуждениями.

Таким образом, заблуждение — это своеобразное «временное знание», а точнее, «незнание, принимаемое за знание».

Разумеется, следует различать здравый смысл в житейском понимании как обобщение практического опыта человечества и здравый смысл, который определяется уровнем научных знаний.

Из чего складывался, к примеру, здравый смысл эпохи, когда возникла и утвердилась первая система мира — система Аристотеля — Птолемея? Чем располагала в те времена наука? Наблюдениями неподвижных звезд, суточного вращения небесной сферы и годовых петлеобразных движений планет. Это было знание. Но его недоставало для объяснения причин наблюдаемого и построения логически завершенной картины мира.

В результате видимое с Земли движение небесных тел было незаконно распространено и возведено в ранг всеобщей истины. Так возникло одно из самых великих и устойчивых заблуждений в истории человечества — представление о центральном положении Земли во Вселенной.

Но зато с помощью этого заблуждения удалось построить стройную модель мироздания, не только объяснявшую с единой точки зрения характер наблюдаемых перемещений небесных светил, но и позволявшую с точностью, вполне достаточной для тех времен, предвычислять будущие положения планет среди звезд.

Как мы теперь знаем, система мира Аристотеля — Птолемея и то соотношение между знанием и заблуждениями, которое она определила, были лишь одним из этапов познания природы. Но переход к следующему очередному этапу потребовал не только титанических усилий со стороны передовых умов человечества, но и преодоления жесточайшего сопротивления. И речь в данном случае идет не о сопротивлении со стороны церкви, для которой система Аристотеля — Птолемея была признанной единственной картиной мира, а о сопротивлении со стороны здравого смысла эпохи. Того самого здравого смысла, который, возводя привычные заблуждения в ранг знания, заставляет принимать новое знание за заблуждения…