 |
| Иммануил Кант |
— Почему книга
называется «Космические сыщики»? — спросила Галатея. Принцесса Дзинтара как раз
собиралась почитать её детям перед сном. — Ведь сыщики расследуют преступления
на Земле.
— Потому что их работа
сродни тому, чем занимаются исследователи космоса. Разница в том, что астрономы
ищут не земных преступников, а ответы на космические загадки. Космические
сыщики сумели, например, раскрыть тайну химического состава звёзд, хотя ещё в
XIX веке французский социолог и философ Огюст Конт утверждал, что это абсолютно
неразрешимая проблема.
Сегодня я расскажу вам
о человеке, который был простым домашним учителем и одновременно выдающимся
космическим сыщиком, разгадывавшим самые скрытые тайны Вселенной.
— Кто такой домашний
учитель? — поинтересовалась Галатея.
— Тот, кто даёт платные
уроки детям на дому, — ответила Дзинтара. — Нашему герою, которого звали
Иммануил Кант, приходилось работать с юных лет не от хорошей жизни — семья его
была небогата. Кант родился в 1724 году в Кёнигсберге (4 июля 1946 года
переименован в Калининград). Мать умерла, когда ему исполнилось тринадцать
лет. Отец был ремесленником — мастерил сёдла для лошадей. Несмотря на
трудности, смышлёный мальчик сумел закончить гимназию и в шестнадцать лет
поступил в Кёнигсбергский университет. Но доучиться ему не удалось — отец тоже
умер, и 22-летнему Иммануилу пришлось оставить учёбу и содержать семью. На
попечении молодого человека оказались младший брат и три сестры. Чтобы
заработать денег, он десять лет обучал детей помещиков, пасторов и даже
отпрысков известного курляндского дипломата на русской службе графа
Кайзерлинга.
Когда поздним вечером
Иммануил заканчивал очередной урок, он выходил на ночную улицу и всматривался в
небосвод, который, если не было облаков, мерцал тысячами звёзд. И каждый раз
Канта охватывали восторг и острое желание проникнуть в тайны прекрасного и
далёкого неба:
«Звёздное небо, — писал он, — связывает меня сквозь необозримые дали с мирами и системами миров в безграничном времени их вращения, их начала и продолжительности».
В своей первой
серьёзной научной работе Кант размышлял о взаимодействии Луны и Земли и
существовании океанских приливов, вызванных нашим спутником. Он пришёл к
выводу, что планета замедляет вращение, то есть Луна вызывает удлинение
продолжительности земного дня. Этот труд получил премию Берлинской академии
наук и сейчас считается основополагающим в области геодинамики — науки, которая
занимается изучением изменения длины земного дня в зависимости от времени года,
землетрясений и других факторов.
— Я тоже замечала, что
дни бывают разной длины! — с энтузиазмом заявила Галатея. — Во время летних
каникул они так быстро кончаются, а зимой, на школьных уроках, тянутся очень
медленно…
Дзинтара улыбнулась и
продолжила свой рассказ:
— Молодой учитель
Иммануил Кант размышлял о великих загадках неба: о возникновении планет и
Млечного Пути, о строении колец Сатурна и природе зодиакального света, который
видят моряки тёмными экваториальными ночами. Он думал о быстро летающих кометах
и о таинственных неподвижных туманностях, открытых астрономами благодаря
телескопу, и записывал свои размышления. В 31 год Кант опубликовал книгу по
астрономии «Всеобщая естественная история и теория неба», в которой выдвинул и
развил на редкость смелые положения о возникновении и движении небесных тел и
самой Вселенной. Эпиграфом Кант выбрал изречение философа Луция Сенеки:
«Идти не тем путём, по которому идут все, а тем, по которому должно идти».
Издатель,
напечатавший книгу весной 1755 года, к сожалению, обанкротился, его склад
опечатали, и книга не успела выйти в свет к весенней ярмарке. Тем не менее она
стала событием в истории науки. В своих изысканиях скромный учитель из
Кёнигсберга обогнал ведущих учёных Европы даже не на десятилетия, а на века.
 |
| Дом Иммануила Канта в Кёнигсберге («Die Albertina», Düsseldorf, 1994) |
— Как же ему это
удалось? — поинтересовался старший брат Галатеи Андрей. — Ведь он сам не
наблюдал небо в телескоп и не делал каких-нибудь космических открытий?
— Он просто вдумчиво
читал труды других наблюдателей, сопоставлял их результаты, проводил
математические вычисления и делал выводы. Ему удалось продвинуться в решении
космических тайн так далеко, как никому из его современников.
— А какие ещё тайны он
открыл? — спросила Галатея.
— Например, Кант
размышлял о природе колец Сатурна. К тому времени наблюдатели, изучающие
планету с помощью телескопа, уже знали, что вокруг неё располагается плоское
широкое кольцо с щелью посередине. Кант сделал смелый вывод о том, что кольцо
состоит из мелких частиц или спутников, которые обращаются вокруг планеты по
круговым орбитам:
«…кольцо Сатурна представляет собой скопление частиц, которые… свободно совершают своё круговое движение».
Он доказывал, что частицы
колец движутся вокруг центра планеты согласно закону Кеплера:
«На различных расстояниях от центра данные частицы имеют разные периоды обращения; эти периоды относятся между собой, как квадратные корни из кубов их расстояний…».
По расчётам учёного, частицы на внутреннем крае кольца совершали оборот вокруг
планеты за 10 часов, а на внешнем — за 15.
Кант не остановился на
одних небесно-механических расчётах. Он рассмотрел даже такой тонкий и сложный
эффект, как взаимные соударения частиц, и заключил, что они должны разрушить
кольцо. Далее он сделал гениальный вывод: столкновения, которые должны
разваливать кольцо, на самом деле его спасают, приводя «в устойчивое состояние
— это достигается тем, что кольцо разделяется на несколько концентрических
круговых полос, которые из-за разделяющих их промежутков теряют связь друг с
другом». Кант предположил, что расслоённые кольца более устойчивы, чем
однородный диск.
— Почему ты называешь
этот вывод Канта гениальным? — спросил Андрей.
— Потому что
гениальность человека, на мой взгляд, определяется не только правильностью и
важностью сделанных им выводов, а ещё и тем, насколько они опережают своё
время. В 1787 году — на 32 года позже Канта — другую модель колец Сатурна
выдвинул великий французский математик и физик Пьер-Симон Лаплас. Он утверждал,
что они состоят из огромного количества тонких твёрдых колец, нанизанных на
планету. Модель Лапласа была попросту неверна, хотя и сохраняла популярность
многие десятилетия. В 1859 году шотландец Джеймс Максвелл в статье «Об
устойчивости колец Сатурна» доказал, что твёрдые лапласовские кольца вокруг
планеты не могут быть стабильными, — они будут смещаться с круговой орбиты и
падать на планету. В конце ХХ века московский астроном Алексей Максимович
Фридман с соавторами показал, что и Максвелл не совсем прав: твёрдое кольцо не
может падать на планету как единое целое. Даже сверхпрочное кольцо разломается
на орбите на отдельные куски под натиском быстро развивающегося волнообразного
изгиба.
— Значит, нельзя
создать орбитальную станцию в виде металлического кольца вокруг Земли? —
огорчённо спросил Андрей.
— Нельзя, — подтвердила
Дзинтара, — такое кольцо всё время будет норовить искривиться и разломиться.
Набор отдельных спутников, размещённых вдоль орбиты, гораздо устойчивее.
Кантовская модель колец
Сатурна, состоящих из отдельных частиц, опередила своё время на века. Сделав
смелый вывод о расслоённости колец, учёный писал:
«Я питаю надежду, и это даёт мне немалое удовлетворение, — что действительные наблюдения когда-нибудь подтвердят моё предположение».
 |
| Расслоённые кольца Сатурна — вид из тени планеты. Фото NАSА |
Предсказание Канта
забыли на двести с лишним лет. Но учёный всё-таки оказался прав: в конце ХХ
века американские космические аппараты «Пионер» и «Вояджер» сфотографировали
кольца Сатурна вблизи и обнаружили, что они состоят из сотен более мелких
колец. Лишь после этого была создана математическая модель, которая подтвердила
правоту Канта: расчёты показали, что взаимные соударения частиц порождают
своеобразную вязкость колец, то есть приводят к обмену моментами импульса между
частями колец, которые вращаются с разными скоростями. Такой обмен моментами
импульса вроде бы должен подталкивать кольца к расползанию, но в реальности эта
же самая вязкость порождает неустойчивость, которая и разделяет кольца на
множество узких.
Научные трактаты Канта
написаны так вдохновенно, что звучат как стихи. Вот, например, как он описывает
поверхность Солнца, на которую предлагает перенестись читателю:
«Мы увидим обширные огненные моря, возносящие своё пламя к небу; неистовые бури, своей яростью удваивающие силу пламени, заставляя его, то выходить из своих берегов и затоплять возвышенные местности, то вновь возвращаться в свои границы; выжженные скалы, которые вздымают свои страшные вершины из пылающих бездн и то затопляются волнами огненной стихии, то избавляются от них, благодаря чему солнечные пятна то появляются, то исчезают…»
— А разве на Солнце
есть скалы? — удивилась Галатея.
— Нет, конечно, здесь
воображение Канта нарисовало не совсем верную картину. На поверхности Солнца
слишком жарко: там плавится любой камень или металл, превращаясь в плазму. Его
рассуждения не были свободны от ошибок, но он оказался прав очень во многом.
Кант заложил основы современной теории образования планет из газопылевых
околозвёздных дисков. Эту теорию называют теорией Канта — Лапласа, но на самом
деле учитель из Кёнигсберга был гораздо точнее в своих представлениях о
формировании планет, чем знаменитый француз. В подтверждение того, что Кант
обладал даром предвидения, можно привести следующий факт: рассмотрев
эксцентриситеты планет, — то есть отклонения их орбит от кругового движения, —
он предположил, что
«…будут открыты новые планеты за Сатурном, более эксцентрические, чем Сатурн, и, следовательно, более близкие по свойствам к кометам... Последней планетой и первой кометой можно было бы... назвать ту, у которой эксцентриситет был бы настолько велик, что она в своём перигелии пересекала бы орбиту ближайшей к ней планеты...».
Новую планету Уран за
орбитой Сатурна открыл в 1781 году английский астроном Уильям Гершель, что для
него самого и для мировой общественности стало полной неожиданностью.
— Но Кант-то знал, что
это произойдёт! — воскликнула Галатея.
— Верно! А в 1846 году
при драматических обстоятельствах* открыли ещё более удалённую
планету-гигант — Нептун. Её существование, опираясь исключительно на
теоретические расчёты, предсказывали Джон Адамс и Урбен Леверье. В 1930 году,
благодаря систематическому поиску, открыли крошечный Плутон, который из-за
сильной эллиптичности своей траектории пересекает орбиту ближайшей к нему
планеты — Нептуна. Так подтвердилась ещё одна гипотеза Канта: нашлась планета,
похожая на комету по эллиптичности орбиты. Действительно, сначала Плутон
считали планетой, но в конце ХХ века, после открытия за Нептуном многочисленных
крупных кометных тел, сравнимых по размерам с Плутоном, его понизили в звании и
стали рассматривать лишь как крупное кометное тело или транснептуниан, что
полностью соответствовало предсказаниям Канта.
 |
| Кратер Кант (в нижней части фото) — крупный ударный кратер на юго-западной границе Залива Суровости на видимой стороне Луны: диаметр — 31 км, глубина — 3,7 км. Высота вала над поверхностью Луны — 950 м. |
Он был настолько смел,
что не побоялся взяться за главную тайну космоса: откуда произошла наша
Вселенная, изменяется ли она и что её ждёт в будущем? Опередив существующие
представления на 170 лет, Кант не сомневался, что Млечный Путь — всего лишь
одна из многих галактик:
«...разве не могут возникать... ещё иные млечные пути в безграничном мировом пространстве?» — писал он и отмечал при этом, что эти галактики уже обнаруживают с помощью телескопа: «Мы с изумлением увидели на небе фигуры, которые представляют собой не что иное, как именно подобные системы неподвижных звёзд, ограниченные общей плоскостью, — млечные пути... в виде эллиптических образований, мерцающих слабым светом из-за бесконечной удалённости от нас...»
Кант не ограничивал
границы Вселенной Млечным Путём и предполагал, что Вселенная бесконечна. Он
ввёл понятие центра Вселенной — места наибольшей плотности вещества, хотя
сделал замечание:
«Правда, в бесконечном пространстве ни одна точка, собственно говоря, не имеет больше права называться центром, чем любая другая...»
По мнению учёного, миры
во Вселенной находятся в состоянии непрерывного образования и гибели. Волна
образования миров идёт от центра Вселенной к её периферии.
«Таким образом, сформировавшийся мир находится между развалинами уже разрушенной и хаосом ещё не сформировавшейся природы; ...несмотря на все опустошения, беспрестанно производимые бренностью, размер Вселенной в общем-то будет увеличиваться».
 |
| Млечный Путь (или Галактика) — спиральная галактика, в которой находятся Солнечная система и все звёзды, видимые невооружённым глазом (снимок сделан в инфракрасном диапазоне) |
Его занимал вопрос, что
будет, когда весь мир поглотит хаос разрушения? Гениальный мыслитель утверждал:
«Природа, сумевшая перейти из хаоса к закономерному порядку и стройной системе, способна с такой же лёгкостью восстановить себя из нового хаоса».
Таким образом,
Вселенная Канта была бесконечной, заполненной множеством млечных путей, или
галактик, нестационарной и даже расширяющейся. Она обладала такими свойствами,
как способностью к самоорганизации, к росту хаоса и в то же время к
самовосстановлению после разрушения — и тем самым была бесконечна по времени.
«Через всю бесконечность времён и пространств мы следим за этим фениксом природы, который лишь затем сжигает себя, чтобы вновь возродиться юным из своего пепла».Кант даже предвидел космическое будущее человечества:
«Кто знает, не для того ли вокруг Юпитера обращаются его спутники, чтобы когда-нибудь светить нам?»
…Вновь вернёмся к
портрету Канта. Он был невысокого роста и слабого здоровья. Он никогда не
отъезжал от Кёнигсберга более чем на сотню километров, невзирая на самые
лестные предложения из других университетов. Он не был женат и не имел детей.
Ел раз в день и подчинял свой распорядок дня жёстким правилам, которые
позволили ему прожить долгую и очень продуктивную жизнь. На первый и очень
поверхностный взгляд его жизнь протекала размеренно и скучно. Из окна своего
дома учёный видел церковь и так привык к этому пейзажу, что, когда тополя,
выросшие у соседа, загородили привычный вид, он потерял покой, пока не уговорил
соседа подрезать деревья. В конце концов, Кант сам стал достопримечательностью
Кёнигсберга. Он совершал ежедневные послеобеденные прогулки, по которым жители
города сверяли часы, а обычный его маршрут называли «философской тропой».
Только однажды, увлёкшись чтением книги знаменитого французского философа
Жан-Жака Руссо «Эмиль», Кант не вышел на прогулку. Он говорил, что Руссо стал
для него «вторым Ньютоном» — только не в области физики, а в области
человеческой души.
Кант опередил своё
время. Он совершил революцию в умах людей, а это очень неподатливая материя, и
доказал, что не важно, где ты живёшь и кем работаешь, — гораздо важнее,
насколько ты образован и смел. И тогда у тебя есть шанс открыть самые важные
тайны Вселенной.
Кантовские предсказания
сбываются до сих пор. В своей первой книге он писал:
«А нельзя ли вообразить, что и Земля, подобно Сатурну, когда-то имела кольцо?»Современные модели образования Луны свидетельствуют: Земля в давние времена обладала массивным кольцом, из которого выросла Луна. Философ писал, что его восхищают две вещи:
«звёздное небо надо мной и нравственный закон во мне».
 |
| Могила Иммануила Канта в Калининграде. Он стал последним человеком, похороненным у стен Кёнигсбергского кафедрального собора. К 200-летию философа в 1924 году на месте старой часовни был возведён открытый колонный зал. |
Первую половину жизни
мыслитель отдал звёздам и естественным наукам, а вторую — изучению человека и
философии. Став профессором Кёнигсбергского университета в 46 лет, он посвятил
себя созданию фундаментального философского труда «Критика чистого разума»,
который опубликовал в 57 лет. Толстый трактат начинался такими строками:
«На долю человеческого разума… выпала странная судьба: его осаждают вопросы, от которых он не может уклониться, так как они навязаны ему его собственной природой; но в то же время он не может ответить на них, так как они превосходят все его возможности».Эта книга стала одним из главных трудов в мировой философии. Но если бы Кант не занялся ею, то вошёл бы в историю как выдающийся астроном.
 |
| Серебряная монета в пять марок, выпущенная в Федеративной Республике Германия в 1974 году в честь 250-летия философа. |
- Пьер-Симон Лаплас (1749—1827) — французский математик, физик и астроном, один из создателей небесной механики.
- Джеймс Максвелл (1831—1879) — великий британский физик и математик, создатель электродинамики. Занимался задачей устойчивости колец Сатурна.
- Алексей Максимович Фридман (1940—2010) — известный советский и российский физик, академик Российской академии наук.
- Уильям Гершель (1738—1822) — выдающийся английский астроном немецкого происхождения. Открыл планету Уран, два спутника Урана — Титанию и Оберон, а также инфракрасное излучение.
- Джон Адамс (1819—1892) — британский математик и астроном. Предсказал положение неизвестной планеты Нептун на основании анализа движения планеты Уран.
- Урбен Леверье (1811—1877) — французский математик и астроном. Независимо от Адамса вычислил положение невидимого Нептуна и 23 сентября 1846 года сообщил его координаты в Берлинскую обсерваторию, немецкому астроному Иоганну Галле (1812—1910), который вместе с Генрихом Д’Арре (1822—1875) в тот же день открыл новую планету.
доктор
физико-математических наук