Сара Драй - Воды мира. Как были разгаданы тайны океанов, атмосферы, ледников и климата нашей планеты

Необходимость прибегать к другим способам мышления для решения проблемы ледниковых периодов многих заставляла чувствовать себя неуютно. В такой ситуации трудно понять, что считать доказательством или фактами. Как относиться к теориям, которые нельзя проверить? Иногда, как в случае Кролла, может быть действительно полезно взять за основу идею, такую как чередование ледниковых и межледниковых периодов, чтобы в свете ее рассмотреть геологические данные в масштабах всей планеты. Разумеется, всегда найдется что-то, что будет выпадать из общей картины. Сложность в том, чтобы определить, когда эти нетипичные данные достаточно весомы, чтобы обрушить всю теоретическую конструкцию, а когда эта конструкция поддерживается необходимым количеством данных и кажется вполне устойчивой для того, чтобы отклонениями можно было пренебречь.

Гейки с оптимизмом писал о том, что мы назвали бы междисциплинарным подходом к поиску ответов на сложные научные проблемы, такие как проблема ледникового периода. «По мере расширения знания, – писал он в своей книге 1874 г. "Великий ледниковый период", – становится все труднее разграничивать его. И к геологии это относится, пожалуй, в большей степени, чем к другим естественным наукам. В прежние времена ученый, изучавший прошлое нашей планеты, имел отведенное исключительно для него поле исследований, границы которого определялись столь же четко, как если бы были обозначены вехами и нанесены на карту. Но сегодня этому исследователю приходится вторгаться на территории своих научных соседей, поскольку невозможно далеко продвинуться ни в одном из направлений, не объединившись знаниями с теми, кто трудится на прилегающих научных полях. Его исследования неизменно охватывают родственные науки, а последние проникают и на его поле». Такое объединение дисциплин, по мнению Гейки, само по себе было доказательством того, что все природные феномены сплетены в единую ткань. «Это станет еще одним доказательством единства Природы, если те сложнейшие проблемы, которые до сих пор заводили геологов в тупик, в конечном итоге будут разрешены благодаря исследованиям астрономов и выводам физиков» [31] Geikie, Great Ice Age , 95. .

Среди тех, кто приветствовал теорию Кролла и вдохновился ею, был и Джон Тиндаль, что неудивительно, учитывая склонность обоих ученых мыслить, как физики. Коллеги вели переписку, в которой более признанный англоирландец поддерживал никому не известного шотландца в его научных поисках. К своей теории о глобальных климатических механизмах Кролл пришел непосредственно после того, как завершил работу по изучению поведения тепла в твердых телах. Как и у Тиндаля, его понимание действующих в планетарном масштабе сил было основано на молекулярной физике. Как и Тиндаль, Кролл не был великим математиком. Изучая взаимодействие различных физических сил, оба полагались на присущую им поразительную научную интуицию, а не на сложные математические расчеты. Тиндаль высоко оценил метафору, к которой Кролл прибег, чтобы описать действие молекул: «В вашем письме примечательно для меня то, как вы уловили физический образ: молекулы, действующие как молотки, – превосходны» [32] Irons, Croll , 104. . Для Тиндаля Кролл был попутчиком в интеллектуальном путешествии, гениальным мыслителем, умеющим выражать мысли с помощью образов и не боящимся выдвигать грандиозные и смелые идеи. «Было интересно, – писал Тиндаль в другом письме, посвященном исследованиям тепла, – увидеть параллели между вашими и моими мыслями по этому вопросу» [33] Письмо Джона Тиндаля Джейсу Кроллу, 14 января 1865 г., цит. в: Irons, Croll , 104. .

Но если Кролла всегда интересовало самое глобальное явление – планета в целом, то Тиндаль пытался связать между собой явления разных масштабов. Его наблюдения и теории охватывали и столь малые объекты, как кристаллы льда и молекулы воды, и такие огромные, как горы и ледники. Тиндаль видел связи повсюду, но именно вода давала ему ключ к пониманию главной тайны и красоты Вселенной – ее целостности. Как ни странно, писал Тиндаль, «холодные льды Альп берут свое начало в солнечном тепле» [34] Тиндаль, «Формы воды». . «Невозможно основательно изучить снежинку без того, чтобы шаг за шагом не вернуться к химическому составу Солнца. И это свойственно всей Природе. Все ее части взаимосвязаны, и полноценное изучение какой-либо одной из них включает и изучение всех остальных» [35] Указ. соч. . Для Тиндаля фундаментальные силы, действующие в самом малом масштабе, никогда не были отделены от глобальных явлений: малейшие изменения, происходящие в сердце ледника, в его понимании были связаны не только со всем ледником и его движением, но и с общими физическими процессами на Земле и во всей Вселенной. Воображение Тиндаля, не зная границ, двигалось все дальше и дальше, связывая физику Земли с физикой Солнца и космоса.

Идея целостности природы и взаимосвязи энергии и материи была для Тиндаля сродни религии. Но хотя он высказывал свои убеждения громче и настойчивей, чем многие его современники, среди них также были те, кто стремился объяснить самые сложные и масштабные феномены с помощью физики мельчайших частиц, образующих материю. Если в прежние времена естествоиспытатели и геологи, изучавшие Землю, довольствовались составлением карт и описанием наблюдаемого, то к середине XIX в. прогресс науки дал им возможность не просто описывать, но и объяснять существующие явления и раскрывать их механизмы. Ледники оказались идеальной лабораторией, позволявшей не только подвергнуть проверке различные гипотезы о прошлом планеты, но и преобразовать сами науки о Земле. «Никакая другая область исследований не подводит нас ближе к пониманию внутренней кухни природы, – писал рецензент о работах Тиндаля, Агассиса и Форбса, – и не находится в лучшем положении, чтобы наблюдать за тем, как мельчайшие физические элементы объединяются, чтобы произвести впечатляющие своей масштабностью результаты, чем та, которая занимается изучением этих огромных масс льда, называемых ледниками» [36] «Glacial Theories,» North American Review 96, no. 198 (January 1863): 2. . Ледники помогали пролить свет на внутренние механизмы природы, понять, как нечто столь малое и хрупкое, как кристаллы льда, в соединении с другими такими же кристаллами способно с течением времени сформировать рельефы гор и даже целых континентов.

Уникальность подхода Тиндаля заключалась в том, что открытия, сделанные в горах, он развивал далее с помощью экспериментов, которые проводил в лабораторных условиях. В Альпах Тиндаль измерял движение ледяных потоков, заполнявших целые горные котловины, а по возвращении в Лондон продолжал исследовать движение льда, но в гораздо меньших масштабах. Хотя, по его собственному признанию, им двигало острое желание «сокрушить» теории тех, кого он считал своими соперниками, главным его вкладом в развитие геологической науки стала именно эта комбинация полевых и лабораторных исследований, а не победа в битве за окончательную теорию движения ледников.