Великие научные споры и противостояния

Ньютон против Лейбница, Гексли против антидарвинистов, Вегенер и Томсон против учёных своего времени: 4 самых громких спора, повлиявших на развитие современной науки.

Время чтения: 13 минут
Великие научные споры и противостояния

Хотя в спорах далеко не всегда рождается истина, наука движется вперёд именно так: через постоянное сомнение, отрицание и уточнение. К желанию найти строгое математическое доказательство примешивается желание утереть нос оппоненту. Разработка более совершенной технологии сопровождается стремлением опередить коллег-конкурентов и получить свою долю славы.

Поэтому в истории развития науки есть немало громких споров, которым участники отдавались со всей душой.

Иногда они напоминали скорее перебранку, чем спокойный обмен взвешенными аргументами; чаще проходили вполне мирно. Но самые жаркие и захватывающие споры разгорались вокруг крупных научных открытий и достижений. Мы расскажем о четырёх таких спорах, которые затрагивают основы математического анализа и эволюционной теории, а также вопросы, связанные с определением возраста Земли и гипотезой дрейфа материков.

В самих этих спорах истина, может быть, и не рождалась. Зато именно здесь лучше всего видна история науки как история страстей — та её сторона, без которой наука была бы всего лишь скучным коллекционированием холодных фактов и концепций.


Ньютон против Лейбница

Предмет спора: разработка дифференциального исчисления

Рукопись из архива Исаака Ньютона.

Источник: edition.cnn.com

То, что сегодня называется математическим анализом, началось с исчисления бесконечно малых величин. Основы этого раздела математики были заложены в XVII веке двумя крупнейшими мыслителями этой эпохи — немецким философом Готфридом Лейбницем и английским учёным Исааком Ньютоном. Спор между ними разразился по поводу первенства этих открытий. Вскоре он перерос в открытую вражду, а также косвенно повлиял на формирование современной системы научных публикаций.

Оба героя этой истории, несомненно, были гениями. Ньютону за годы своей жизни удалось совершить фундаментальные открытия в механике, оптике, математике и астрономии. Лейбниц, которого сегодня вспоминают значительно реже, был не менее уникальной фигурой. Он фактически основал комбинаторику и усовершенствовал математическую логику (совершив в этой области первый крупный скачок вперёд после Аристотеля), а также работал в области механики, психологии, истории, языковедения и юриспруденции.

Математика и философия в это время были тесно связаны не только друг с другом, но и со вполне практическими вопросами. К примеру, важной проблемой было вычисление объёма винных бочек. Для этого пользовались методами, которые придумал ещё Архимед: бочку можно представить как ряд окружностей с различным диаметром, а в каждую из окружностей вписывать многоугольники со всё большим количеством граней.

Лейбницу и Ньютону удалось по-новому сформулировать эти проблемы и изобрести точные инструменты для их решения, которыми мы пользуемся по сегодняшний день. Но подошли они к этому с совершенно разных сторон.

Ньютон хотел использовать математический анализ для решения физических проблем. Движение планет, формы поверхностей вращающейся жидкости, сплюснутость Земли, скольжение груза — вот те вопросы, которые он затрагивал в своём основополагающем труде «Математические начала натуральной философии» (1687). Лейбниц же был философом-холистом: он хотел установить единую систему знаний и найти универсальные способы достижения истины, которые можно было бы применить не только в математике или физике, но и в общественной сфере. Он хотел заменить умозрительную философию точным анализом и подсчётом данных:

Если бы появлялись противоречия, то они бы стали предметом спора не философов, а счетоводов, ибо им было бы достаточно взять в руки карандаши, сесть к своим грифельным доскам и сказать друг другу: "Давайте посчитаем".

 
Готфрид Вильгельм Лейбниц
из работы «Об универсальной науке, или философском исчислении»

Ньютон долгое время не решался обнародовать свои открытия и оттягивал публикацию «Начал...» почти 40 лет. Когда Лейбниц раньше него предложил математический метод, почти в точности повторяющий его рассуждения, Ньютон сразу же заподозрил его в плагиате.

Некоторые основания для этого у него были: Лейбниц, вероятно, знал об исследованиях Ньютона, он даже консультировался с ним по переписке и просматривал некоторые бумаги. Но сегодня считается доказанным, что Лейбниц совершил свои открытия независимо от Ньютона. Однако Лейбниц не основал собственную математическую школу, поэтому последователи британского физика в результате затяжных споров добились того, чтобы первенство было установлено за ними.

Современная система научных публикаций во многом сложилась в результате подобных споров: проблем с установлением авторства сегодня гораздо меньше и никто, конечно, не ждёт по 40 лет, прежде чем обнародовать свои открытия — они устаревают гораздо быстрее.


Дарвин и Гексли против епископа Уилберфорса

Предмет спора: теория эволюции

Уилберфорс и Дарвин — фигуры, которые вошли в золотой архив дискуссий вокруг науки.

Источник: fineartamerica.com

Эволюционная теория стала одним из наиболее значительных достижений за всё время существования науки. Даже сегодня вокруг неё то и дело разгораются споры — неудивительно, что когда она только была сформулирована, реакция была ещё более острой. Мир внезапно разделился на дарвинистов и антидарвинистов, и разногласия вспыхнули не только между двумя этими лагерями, но и внутри каждого из них.

Меньше всего идея эволюции понравилась духовенству: у хранителей «священного слова» были свои взгляды на происхождение видов.

Дарвин не был первым, кто представлял развитие всего живого как результат постепенных изменений и приспособления к окружающей среде. Его главным достижением стало то, что он нашёл механизм этих изменений. Естественный отбор был настолько мощным и в то же время простым объяснительным принципом, что Томас Гексли о нём сказал «Как глупо было с моей стороны не подумать об этом!».

Казалось, решение лежало на поверхности, но только Дарвину удалось его найти и убедительно сформулировать. Да и он к этому пришёл только спустя годы сбора материала, кропотливых исследований и долгих размышлений.

Однако Дарвин был скромным и чрезвычайно вежливым человеком: он не собирался отстаивать свою теорию на публике и оспаривать мнения оппонентов. Эту роль часто брал на себя именно Томас Гексли — соотечественник Дарвина и известный зоолог.

За свою внешность и яркие выступления в защиту теории эволюции Гексли получил прозвище «бульдог Дарвина».

Источник: lookandlearn.com

Гексли был не только защитником эволюционной теории, но и выдающимся учёным: он внёс свой вклад в зоологию, геологию и даже антропологию. В отличие от Дарвина, он был превосходным оратором, умел едко высмеивать позицию противника и обладал необходимой «воинственностью», чтобы делать это публично. За день до публикации «Происхождения видов» он писал Дарвину:

И когда шавки будут лаять и визжать, Вы должны помнить, что некоторые из Ваших друзей в любом случае наделены воинственностью, которая (хотя Вы часто и заслуженно порицали ее) может оказаться Вам полезна. В готовности, я затачиваю свои когти.

Наточенные когти Гексли вскоре нашли себе применение в стычке с епископом Уилберфорсом, которая состоялась на собрании Британской ассоциации содействия развитию науки в 1860 году. Церковники хотели опровергнуть теорию Дарвина на глазах у серьёзной публики. Уилберфорс обличал теорию эволюции, называя её «всего лишь гипотезой», отвергающей действительно научный причинно-следственный подход, а в заключение спросил Гексли: «Вы утверждаете, что произошли от обезьяны, тогда позвольте спросить — по линии дедушки или по линии бабушки?».

После нескольких общих замечаний в защиту научного характера теории эволюции Гексли ответил на это следующим образом: «...Я не чувствую стыда от того, что имею таких предков. Но я должен был бы чувствовать стыд, если бы происходил от того, кто позорит дар культуры и красноречия, поставив их на службу предрассудкам и обману». Поскольку образование значительно отстаёт от науки, реплики такого рода часто хочется произнести даже сегодня, когда общие положения эволюционной теории уже не вызывают никаких сомнений.


Уильям Томсон (Лорд Кельвин) против биологов и геологов

Предмет спора: возраст Земли

Уильям Томсон — один из примеров того, как высокий статус учёного и предыдущие достижения мешают пересмотру устаревших теорий.

Источник: quotesgram.com

Уильям Томсон был одним из основателей современной физики и её важного подраздела — термодинамики. Понятие энтропии и шкала абсолютных температур, известная под наименованием шкалы Кельвина — во многом его изобретение. За свою жизнь он сделал множество научных достижений, а в 1892 году даже получил звание пэра (после чего и стал лордом Кельвином).

Томсон использовал математические методы для изучения теплоты, основываясь на исследованиях Жозефа Фурье о теплопроводимости. Земля, считал Томсон, сформировалась из Солнца или небольших «неудавшихся» планет. Сначала она представляла собой раскалённую материю; если рассчитать скорость остывания планеты, можно узнать, когда она возникла. К 1862 году Томсон проделал необходимые расчёты, согласно которым Земля появилась около 100 млн. лет назад.

Поскольку Томсон был противником теории Дарвина, он использовал эти данные для опровержения эволюции: организмам понадобилось бы гораздо больше времени, чтобы достичь сегодняшнего состояния. В защиту эволюционной теории вновь выступил Томас Гексли. По его мнению, аргументы Томсона мало чего стоили, несмотря на точный математический аппарат. Если исходные данные неверны, то математика ничем не поможет:

Как самая совершенная в мире мельница не превратит гороховую шелуху в высококачественную муку, так и целые страницы формул не дадут определённого результата из неопределённых данных.

— Томас Гексли

Томсон был глубоко верующим человеком, но его неправомерно причислять к лагерю христиан-фундаменталистов, для которых Земля появилась только 6 000 лет назад. Но, как и фундаменталисты, он отвергал униформизм Чарльза Лайеля — учение, согласно которому сегодняшнее состояние Земли можно объяснить геологическими силами, которые действовали всегда, а не редкими катастрофами вроде Великого потопа.

Споры о возрасте Земли продолжались долго. Мнение общественности оставалось на стороне Томсона, а его расчёты преподносились в университетах в качестве аксиомы. Окончательно их опровергнуть получилось только после открытия феномена радиоактивности. Это произошло ещё при жизни Томсона, однако он до последнего отвергал новые данные.

Сейчас мы знаем, что Земля появилась около 4,5 млрд лет назад, что вполне достаточно для видообразования и хорошо согласуется с теорией эволюции. Аргументы Томсона не были отвергнуты целиком. Как обычно и бывает в науке, спор завершился благодаря новым методам, а не упорству оппонентов.


Вегенер против всех

Предмет спора: происхождение и дрейф материков

Эта карта нарисована ещё в 1858 году, но в начале XX века предположение о том, что материки движутся, по-прежнему выглядело крайне фантастично.

Источник: scientificamerican.com

В 1912 году немецкий метеоролог Альфред Вегенер выступил с докладом, в котором доказывал, что материки непрерывно движутся, скользя по более тяжёлой, но гибкой части земной коры. Спор вокруг этой теории напоминает по своему накалу и значению спор вокруг теории эволюции. Но разразился он не сразу. Буря началась в 1922 году, после перевода и публикации книги «Происхождение материков и океанов» на нескольких европейских языках.

Гипотезу Вегенера называли антинаучной сказкой, архаичным и опасным заблуждением. Это неудивительно, ведь она подрывала почти все основы геологии. Для большинства геологов единственным приемлемым поведением Земли было остывание и сжатие — движущиеся материки никак не укладывались в эту схему.

Свою роль сыграло и то, что Вегенер был специалистом по астрономии и метеорологии: он играл на чужом поле, геологи не считали его «своим». Как и Дарвин, Вегенер собрал воедино сведения из разных областей науки. Как и Дарвин, он рассуждал об эволюции и происхождении, хотя в его случае речь идёт о небиологических феноменах.

Учёные давно заметили, что контуры материков совпадают. Именно это наблюдение стало отправной точкой и для Вегенера:

Первое понимание континентального дрейфа пришло ко мне ещё в 1910 году, когда я рассматривал карту мира и был буквально поражён прямым соответствием береговой линии по обеим сторонам Атлантического океана.

 
Альфред Вегенер

Но как объяснить это наблюдение? Данные о состоянии океанов и земной коры были далеки от современных, поэтому Вегенеру приходилось строить свою теорию на догадках. Она могла бы объяснить не только совпадение в линиях континентов, но сходства живых организмов, обитающих в Африке и Южной Америке, сходства скальных образований и распределение климатических поясов. Если материки движутся и когда-то представляли собой единое целое, то для этих совпадений можно было предложить понятную причину.

Но противники Вегенера думали иначе: материки раньше были соединены сухопутными перешейками, которые затем затопило — этим и вызвано сходство флоры и фауны в разных частях мира.

Слабым местом новой теории был механизм континентального дрейфра. Какая сила может заставить материки двигаться? Вегенер предложил всего два варианта: или перемещение связано с вращением Земли, или же оно объясняется силами притяжения Солнца и Луны. Обе гипотезы не выдержали проверки новыми данными. Этих сил было бы явно недостаточно для столь масштабных преобразований.

Лишь позднее выяснилось, что источником движения может быть тепло, исходящее из центра Земли. Как выяснилось уже после смерти Вегенера, океаническая кора намного младше материковой. В 1960-е годы было высказано предположение, что она образуется из раскалённой вязкой лавы — магмы. Механизм континентального дрейфа был найден, а тектоника плит стала основополагающей теорией современной геологии.

Узнать больше о научных спорах и противостояниях можно в книге Хала Хеллмана «Великие противостояния в науке. 10 самых захватывающих диспутов». Эта публикация написана на её основе.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl+Enter.
4 октября 2016, 15:00

Оставайтесь в курсе


У вас есть интересная новость или материал из сферы образования или популярной науки?
Расскажите нам!
Присылайте материалы на hello@newtonew.com
--