Первоначальная реакция На идеи кельвина

 

В среде геологов первые две статьи Кельвина не получили большого отклика, и это, по-видимому, вызывало у него раздражение, но к концу десятилетия он приобрел ценного сторонника в лице своего друга Арчибальда Гейки (1835—1924), недавно назначенного директором Геологической службы Шотландии.

В речи, произнесенной на заседании Геологического общества Глазго и через три года опубликованной¹⁸, Гейки рассмотрел существующие представления о процессах денудации. Эрозия континентов в настоящее время идет с такой скоростью, что за несколько миллионов лет все они были бы срезаны до уровня низких равнин, если бы не существовало поднятия. Он сделал, хотя и без достаточных доказательств, вывод, что современная скорость геологических процессов, вероятно, меньше их средней скорости за длительное время. Геологи недооценили величину скорости современной и прошлой эрозионной деятельности, отсюда их чрезмерно преувеличенные требования огромной длительности геологического времени. Гейки поддерживал «новый униформизм» с его представлением об однотипности процессов, но не их скорости или интенсивности, которые могли меняться со временем; кроме того, он некритически, не мотивируя это независимыми геологическими аргументами, принял кельвиновскую оценку возраста Земли, равную примерно 100 млн. лет.

Критичнее по отношению к Кельвину, но в такой же мере скептически по отношению к униформистам был настроен другой шотландец — Джеймс Кролл (1821—1890), который был весьма примечательной личностью. Бедного происхождения, самоучка, он в зрелом возрасте в конце концов получил должность в Геологической службе Шотландии, стал одним из ведущих защитников лимитированной шкалы геологического времени и выдвинул любопытную количественную теорию оледенений.

В статье о геологическом времени, напечатанной в 1868 г., вскоре после начала работы в Геологической службе, Кролл проницательно писал:

 

«Но так ли уж нуждается геология в столь неимоверно огромных промежутках времени, как обычно думают? Геологические оценки времени сейчас не более чем догадки. Геологическая наука до сих пор не в состоянии предложить заслуживающих доверия способов оценки действительной продолжительности геологических эпох. Геологические явления весьма красноречиво говорят нам, что эти эпохи наверняка длинны, но насколько длинны — явления об этом умалчивают. Они дают глазам как бы чувственное восприятие времени, и разум оказывается поражен чувством безмерной длительности; когда же геолог, находясь под влиянием таких чувств, вынужден выразить в цифрах свое представление об этой длительности, у него, есть все шансы попасть впросак»¹⁹.

 

Кролл считал, что с точки зрения и физики, и геологии имеются все основания ограничить возраст Земли 100 млн. лет. Он сомневался в доводах Кельвина, касающихся солнечного тепла, и полностью отвергал аргументы, связанные с приливным трением. Любое экваториальное вздутие, если оно когда-то и существовало, к настоящему времени, несомненно, было бы уничтожено эрозией, и современная форма земного шара не позволяет судить о его конфигурации в прошлом точно так же, как предполагаемое замедление вращения не дает никаких указаний на возраст. В отношении Солнца гипотеза Кельвина допускала возраст, равный примерно 20 млн. лет, но если представить, что частицы первичного скопления были не холодными, а горячими, то этот интервал легко может возрасти примерно до 100 млн. лет. Предложенная Кроллом оценка времени, основанная на его собственной теории оледенений, рассматривается ниже.

Критика Филлипса на заседании Лондонского геологического общества заметно поколебала уверенность Дарвина, и он повторил в своей книге (в связи с расчетами по Вельду), что во втором издании «Происхождения видов» он уже сделал некоторые уступки, признав, что его цифра должна быть понижена в два или три раза. Из третьего издания расчеты были вообще изъяты, но критические выступления не прекратились. Дарвин писал Лайелю: «Обжегши свои пальцы так жестоко на Вельде, я боюсь за Вас... позаботьтесь ради всего святого о Ваших пальцах: обжигать их так сильно, как это сделал я, не очень приятно»²⁰.

Кельвин, скорее всего, не подозревал о том, что Дарвин пошел на уступки, последнего же очень тревожила его критика: «Взгляды Томсона на молодой возраст мира доставляют мне в последнее время мучительные волнения»²¹.

Дарвин пытался найти поддержку у Кролла, так как тот по сравнению с Кельвином допускал более длительное существование мира, хотя и этого времени было недостаточно по сравнению с тем, которое требовалось, по мнению Дарвина, для эволюционной теории. Он писал: «Несмотря на Ваши блестящие высказывания по вопросу о работе, которая может быть совершена за миллион лет, меня очень беспокоят утверждения сэра У. Томсона о кратковременности мира, поскольку мне, в соответствии с моими теоретическими воззрениями, нужен очень длительный период времени еще до начала образования кембрийской формации»²².

Дарвин все более и более склонялся к ламаркизму, видя в нем указания на возможность ускоренного процесса эволюции, и одновременно надеялся, что начало кембрийского периода, оцененное в 60 млн. лет, может быть отодвинуто. В шестом издании «Происхождения видов» он предлагает отложить вынесение окончательного суждения, так как наши знания о скорости изменения видов, выраженной в годах, а также о внутреннем строении Земли совершенно недостаточны. Вместе с тем он признавал, что возражение Кельвина, основанное на несоразмерности времени, является одним из самых серьезных возражений, выдвинутых против теории эволюции.

Проблема времени была ярко описана в блестящей рецензии Флеминга Дженкина на «Происхождение видов»:

 

«Что касается мира, то время его прошлого существования далеко не неисчислимо; время, которое придет, также поддается подсчету; ни один период не похож на предшествующий ему, и в будущем никогда не повторится прошлое. Оценки геологов должны склониться перед более точными методами подсчета, а последние показывают, что наш мир мог быть обитаем только в течение периода, явно недостаточного для осуществления дарвиновской трансмутации»²³.

 

Дарвин никогда не вступал в прямой конфликт с Кельвином, но добровольный страж его интересов — Т. Г. Гексли с наслаждением откликнулся на вызов в своем президентском обращении к Лондонскому геологическому обществу в 1869 г.²⁴

В лекции на заседании Геологического общества Глазго в 1868 г. Кельвин похвалил геологов за то, что они вырвались из оков библейской хронологии, хотя некоторые из них и зашли, по его мнению, слишком далеко в своих действиях; он особо выделил Плейфера, спутавшего современный порядок или современную систему с существующими в настоящее время законами. Законы природы не изменились — изменилось состояние Земли. Неизменность, «униформность» геологических процессов не может быть законом природы, так как это противоречило бы законам термодинамики.

В ответ Гексли подчеркнул, что критика Геттона и Плейфера еще не означает критику современных геологических взглядов:

 

«Я далек от мысли, что в настоящее время найдутся геологи, поддерживающие абсолютный униформизм и отрицающие, что скорость вращения Земли может уменьшаться, что Солнце может тускнеть и что сама Земля может остывать. Большинство из нас, как я подозреваю, валлийцы, которым нет дела ни до одной из этих вещей, считающие — с основанием или иллюзорно, — что все это не играло для Земли практически никакой роли за тот период ее истории, сведения о котором сохранились в слоистых осадках».

 

Хотя эти замечания представляли собой лучший из предлагавшихся до тех пор способ защиты усовершенствованного варианта концепции Лайеля, Гексли, как и положено столь искушенному полемисту, кое-что преувеличил. И Гейки, и Кролл старались найти веские основания для устранения разногласий с Кельвином, но многие, если не большинство геологов — их современников оставались еще, вероятно, на нечетких униформистских позициях, и их не слишком заботила мысль об ограничениях, наложенных недавно на возраст Земли. Чистой софистикой со стороны Гексли была та часть его критики, где он приписал неуверенности Кельвина допускаемый последним широкий диапазон возможной ошибки, тогда как сам же утверждал, что введение коэффициента 2 или 3 свело бы на нет его довод. Фундаментальная уступка, однако, была сделана: от лайелевского «неограниченного времени» отказались, хотя не совсем ясно, насколько широкой поддержкой пользовался этот экстремальный взгляд.

При обсуждении вопросов эволюции Гексли проявил себя твердым прагматиком:

 

«Биология заимствует представление о времени из геологии. Единственной причиной, заставляющей нас верить в медленные темпы изменения форм органического мира, служит тот факт, что они сохраняются в толщах осадков, для образования которых, как утверждает геология, требовалось длительное время. Если геологические часы окажутся неверны, все, что останется сделать натуралисту,— это соответственно пересмотреть свои представления о скорости изменений».

 

Гексли далее продолжает свои нападки; он был первым, кто указал Кельвину на самое уязвимое место в его построениях, предвосхитив в известном смысле критику, в полной мере прозвучавшую в конце века:

 

«Математику можно сравнить с мельницей искуснейшей конструкции, которая перемелет ваш материал сколь угодно тонко; но будьте уверены — то, что вы получите, целиком зависит от того, что вы заложили; и как самая великолепная мельница в мире не сможет извлечь пшеничную муку из гороха, так и страницы формул не дадут правильного ответа, исходя из неточных данных».

 

Сравните эту фразу с более лаконичным, но несомненно менее красноречивым языком современного компьютера: «garbage in, garbage out»*.

 

* «Чепуха на вводе, чепуха в ответе». — Прим. перев.

 

Кельвин ответил в равных по силе выражениях и в кратчайший срок, но в печати его замечания появились лишь два года спустя²⁵. Абсолютно неправильно, по его словам, было утверждать, будто бы мало кого из геологов можно отнести к настоящим униформистам. Решительного осуждения заслуживало представление о том, что геологам не должно быть дела до остывания Земли и Солнца, так же как и утверждение, что в биологии не играет большой роли проблема продолжительности геологического времени. «Ограничение длительности геологических периодов, налагаемое физической наукой, не может, конечно, опровергнуть гипотезу превращения — трансмутации видов; но оно представляется достаточным, чтобы опровергнуть положение, согласно которому трансмутация происходила путем «наследования новообразованных признаков». Кельвин ссылался на Гейки и Филлипса как на геологов, верящих в возможность согласования геологических и физических данных. 100 млн. лет — максимальный возраст Земли, который мог допустить Кельвин, но для униформистов не хватало даже 400 млн. лет.

В то время как Кельвин относился с определенной долей уважения к аргументам геологов, его друг физик П. Тэйт просто пренебрегал ими в собственных расчетах возраста Земли, сосредоточиваясь исключительно на доводах Кельвина; по его вычислениям, время остывания Земли сокращалось в лучшем случае до 15 млн. лет. Проверочный подсчет, основанный на действии приливного трения, дал цифру менее 10 млн. лет, а возраст Солнца равнялся самое большее 20 млн. лет²⁶.

К расчетам Тэйта отнеслись в основном отрицательно, но их неизбежное действие заключалось в том, что взгляды Кельвина теперь уже, на их фоне, стали казаться умеренными. Этим объясняется то, что в последующие годы у более молодого поколения геологов наблюдались склонность соглашаться с его оценками и стремление приспособить к ним ход своей геологической мысли; все шире при этом стала сознаваться необходимость поисков каких-то количественных методов определения геологического времени.

 

Независимые способы определения геологического времени

 

В статье 1868 г. Кролл предложил совершенно своеобразный метод определения геологического возраста, основанный на его собственной теории оледенений. Отправным пунктом для нее послужила работа французского математика Адемара. В периоды сильного орбитального эксцентриситета полушарие, находящееся в зимний период в афелии орбиты, должно испытывать затяжные суровые зимы, воздействие которых лишь отчасти компенсируется короткими летними сезонами. Следовательно, снег и лед должны скапливаться на одном этом полушарии, тогда как другое полушарие будет наслаждаться умеренным климатом. В результате прецессии равноденствия в эти экстремальные условия поочередно попадают оба полушария через каждые 10 500 лет.

В развитие этой теории Кролл рассчитал периодичность эксцентриситета для последнего миллиона лет и обнаружил три периода особенно сильного эксцентриситета в интервале между 950 000 и 750 000 лет наряду с другими менее четко выраженными периодами, из которых самыми молодыми были два с возрастом 200 000 и 100 000 лет. Он считал, что последний ледниковый период соответствует последнему периоду сильного эксцентриситета, закончившемуся 80 000 лет назад.

В десятом издании «Принципов геологии», опубликованном в 1868 г., Лайель, отвечая Кроллу, отвергает даты 100 000 и 200 000 лет, оставляющие слишком мало времени для многочисленных постгляциальных изменений, и вместо этого принимает для последнего ледникового периода возраст 750 000— 850 000 лет. Используя свои подсчеты, из которых следовало, что 95% ископаемых моллюсков из постгляциальных слоев представлено живущими ныне формами, и приняв примерно один миллион лет для времени, прошедшего с начала ледникового периода, Лайель пришел к выводу, что полный «оборот» (полный цикл) видов происходит за 20 млн. лет. С начала кембрия насчитывается более 12 таких циклов, и это позволяет определить возраст данного рубежа цифрой около 240 млн. лет.

Большая дистанция отделяет, таким образом, данную позицию Лайеля от его ранних взглядов, а в одиннадцатом издании своей книги (1872) он еще больше приблизился к позиции Кролла, приняв для конца последнего ледникового периода компромиссную цифру 200 000 лет. При этом, однако, он отказывался признать укороченную шкалу времени и отбросил попытки подсчета геологического времени в годах. В своем стремлении возразить Кельвину Лайель счел необходимым призвать на помощь возможность существования божественных законов, отличающихся от уже открытых законов природы; к тому же он надеялся на открытие в будущем каких-нибудь новых пока еще не известных источников энергии, что в действительности и случилось примерно через три десятилетия.

Еще один достойный вклад в решение проблемы геологического времени сделал геолог-любитель Т. Меллард Рид²⁷, архитектор и инженер по профессии. Его метод определения возраста напоминал метод Филлипса, отличаясь от него выбором исходных предпосылок и параметров. Кроме механической денудации, которая учитывалась Филлипсом, Рид уделил большое внимание химическим формам денудации, основываясь на данных о растворимых минералах, встречающихся в реках Англии и Уэльса. Он ввел также поправки за счет не учтенных Филлипсом факторов, прежде всего накопления осадков вулканического происхождения и морской денудации.

Основная разница между подсчетами этих двух исследователей проистекала от способа оценки Ридом объема осадочного материала в земной коре. Исходя из общей предпосылки, что континенты и ложе океанов испытывают чередующиеся погружения и воздымания, он пришел к выводу об отсутствии фундаментальных различий между ними. Средняя толщина коры континентов и океанов без достаточных на то оснований оценивалась примерно в десять миль. Допускалось, что площадь континентов, подвергавшаяся денудации, всегда оставалась более или менее одинаковой, а скорость эрозии — более или менее постоянной. Затем Рид подсчитал время, необходимое для денудации, в результате которой образовались бы осадки, эквивалентные объему земной коры мощностью 10 миль, и получил цифру около 526 млн. лет. Эта цифра рассматривалась как минимальное значение.

Через некоторое время Рид предпринял повторный анализ, на этот раз сконцентрировав внимание на эрозии известняков и увеличив мощность земной коры до 14 миль; новый результат равнялся 600 млн. лет.

Результаты этих подсчетов превратили Рида в убежденного противника Кельвина, но позднее, под влиянием данных, полученных экспедицией «Челенджера», ему пришлось отказаться от допущения, что океаническое дно целиком выстлано осадками наземного происхождения (оказалось, что большие площади в океанах покрыты илом из остатков планктона). Он вернулся к предположению Филлипса, что площадь осадконакопления равноценна площади денудации, и, кроме того, в соответствии с новыми материалами понизил свою оценку мощности земной коры. Важным новшеством было введение — с целью компенсировать эффект многократной циклической переработки осадков — предполагаемой «эффективной площади» денудации, составляющей примерно одну треть от истинной площади. Все эти разнообразные усовершенствования привели к цифре 95 млн. лет для начала кембрийского периода²⁸. Этот результат поразительно близок к гораздо более старым расчетам Филлипса, основанным на суммарной мощности слоев, но во времена Филлипса не были известны осадки древнее кембрия.

Поэтому к началу 1890-х годов под влиянием новых данных или, точнее, под давлением своего субъективного восприятия этих данных Рид был вынужден согласиться с более ранней кельвиновской оценкой возраста Земли. Он с удовлетворением отметил согласованность своих взглядов со взглядами Гейки, просмотрев, однако, тот факт, что Гейки сам находился под влиянием Кельвина.

Самуэль Хотон, в течение 30 лет состоявший профессором геологии в Тринити-колледже в Дублине, отличался независимым складом ума и к рассматриваемой проблеме подошел очень необычно. Он исходил из предположения, что изменения климата в прошлом являлись ответом на постепенное рассеивание внутреннего тепла Земли, и подсчитал, что между моментом формирования океанов и началом третичного периода прошло 2300 млн. лет — вывод, в высшей степени подходящий для униформистов²⁹.

Через 13 лет он пересмотрел свою интерпретацию, хотя и сохранил твердую уверенность в том, что климатические изменения контролируются вековым процессом остывания Земли³⁰. Сравнивая ископаемые организмы арктических областей с аналогичными формами, живущими в настоящее время в условиях умеренного и тропического климата, он построил схему корреляции палеоарктических температур с последовательными геологическими периодами. Отношение скорости осадконакопления к мощности слоев использовалось в качестве масштаба абсолютного времени.

За начало отсчета, естественно, был принят момент, когда температура в Арктике опустилась до 212°F*, т. е. когда началась конденсация воды из пара. Развитие жизни могло начаться только при охлаждении поверхности ниже температуры свертывания белка (122°F*). По шкале Хотона, основанной на сопоставлении ископаемых организмов, в начале триаса температура составляла 68°F*, а в начале миоцена — 48°F *. Начиная с миоцена средняя температура в Арктике упала до 32°F*. Вывод получился удивительным; оказалось, что миоцен отделен от настоящего момента более длительным интервалом времени, чем триас от миоцена!

 

* 212°F (по Фаренгейту)=100°C, 122°F=50°C, 68°F=20°C, 48°F=9°C, 32°F=0°C. — Прим. перев.

 

В итоге не совсем понятных математических манипуляций Хотон получил цифру всего лишь 153 млн. лет для всего домиоценового времени, что было радикальным пересмотром в сторону резкого уменьшения своих прежних оценок, почти наверняка вызванным желанием привести цифры в более-менее близкое соответствие с данными Кельвина. Несмотря на нелепые предпосылки и манипулирование данными, результаты вычислений Хотона, так же как Кельвина и Кролла, были восприняты некритически и получили широкое признание в 80-х годах прошлого века.

Среди большого разнообразия других оценок возраста особого упоминания заслуживают работы Кинга и Джоли. Кларенс Кинг, первый директор Геологической службы США, применил физический подход к проблеме, правда скорее графический, чем аналитический (он и был прежде всего геологом, а не физиком).

На построенном им гипотетическом разрезе Кинг показал условия в недрах Земли, выражая их через предполагаемые значения выбранных переменных параметров, и сравнил этот разрез с аналогичной диаграммой для диабаза — породой, которая была выбрана как лучше всего отражающая состав земной коры³¹. Таким способом были установлены оптимальные значения для начальной температуры (1950°С) и для времени остывания Земли (22—24 млн. лет). Кинг отметил хорошее соответствие своих заключений с оценкой возраста Солнца у Кельвина, несмотря на большую разницу в принимаемых ими начальных условиях.

Следует ли говорить, что Кельвин приветствовал заключение Кинга, чего нельзя сказать о геологах, среди которых росла волна оппозиции.

Джон Джоли (1857—1933), преемник Хотона на должности профессора геологии в Дублине, в конце девятнадцатого столетия предложил совершенно новый подход к решению проблемы, предприняв попытку определить возраст океанов по содержанию в них натрия³². Допустив, что океанские воды изначально были лишены солей, что натрий выносился реками с более или менее постоянной скоростью и что, попав в океан, натрий там и оставался, получаем время простым делением содержания натрия в океане на скорость его поступления. Исходя из имевшихся данных, Джоли подсчитал минимальное и максимальное значения возраста Земли, равные соответственно 90 и 99 млн. лет в зависимости от того, какой берется объем океанов.

После тщательного анализа всевозможных осложняющих обстоятельств Джоли пришел к итоговому результату 80— 90 млн. лет, соответствующих времени, истекшему с того момента, как Земля охладилась ниже 212°F (допуская, разумеется, ее изначально расплавленное состояние).

Поразительное совпадение с данными Кельвина стало предметом широкого обсуждения, большое впечатление на современников произвели тщательные и сложные расчеты Джоли. Имелись, однако, и сдержанные отзывы. Так, оксфордский геолог У. Соллас, искренне приветствуя появление данного метода, настаивал на более значительной скорости поступления натрия в прошлом. Требовалось, следовательно, сократить время. Осмонд Фишер подчеркивал, что, судя по морским формам ископаемых организмов, маловероятно, чтобы соленость океанов в силуре сильно отличалась от современной. Он не разделял униформистской уверенности Джоли в постоянстве процесса, отмечая, что в построениях последнего недостаточно учитывается эффект круговорота натрия в ходе эрозионно-седиментационного цикла. Но как бы то ни было, Фишер по достоинству оценил новизну подхода Джоли.

В 1900 г. на заседании Британской ассоциации и в опубликованной в том же году работе³³ Джоли с кельвиновской уверенностью и, по-видимому, вполне убедительно отстаивал свою позицию. Его аргументы стали сильнейшим оружием в руках геологов при защите шкалы времени продолжительностью в 100 млн. лет, а его влияние сохранялось даже в двадцатом столетии.

Рост оппозиции Кельвину

 

В том же году, когда Кинг написал свою статью о возрасте Земли, его коллега Апхэм опубликовал в том же журнале критический обзор проблемы геологического времени³⁴:

 

«Обзор результатов нескольких определений возраста Земли геологическими методами, выполненных Лайелем, Дэна, Уоллесом и Дэвисом, производит сильное впечатление и убеждает в их относительной точности. Такое убеждение складывается как благодаря достаточно хорошей согласованности результатов — настолько полной, насколько позволяет ожидать специфика проблемы, так и вследствие того, что все они не выходят за пределы рубежа, установленного сэром Уильямом Томсоном на основании физических данных. Этот вероятный предел длительности геологической истории вполне заслуживает, чтобы занять место прежней, почти что свободной от каких бы то ни было ограничений концепции геологов и других ученых, занимающихся вопросами эволюции живого мира, согласно которой время, находящееся в их распоряжении, практически беспредельно. В естественных науках в этом столетии не было получено ни одного вывода, который бы столь же сильно — в тысячекратном размере — повлиял на наши представления».

 

Умиротворенности тех, кто рассуждал подобно Апхэму, суждено было рассыпаться в прах через несколько лет, но волна оппозиции Кельвину начала подниматься много раньше.

Вспомним, что уже в 1868 г. Кролл резко раскритиковал некоторые аргументы Кельвина, хотя соглашался с необходимостью ограничить геологическое время. Побуждаемый в первую очередь работами Тэйта, он развил эту тему в своем основном труде³⁵. Кролл считал, что наиболее убедительно большую древность Земли доказывают факты, связанные с денудацией; Земля должна быть безусловно много древнее 20 млн. лет, отпущенных ей Тэйтом, хотя Кролл все еще полагал, что 100 млн. лет было бы вполне достаточно. Бремя проверки должны нести на своих плечах физики, а не геологи; если же между ними нет согласия, значит, имеется какая-то ошибка в методах и предпосылках физиков.

И острой, и основательной была критика такого выдающегося и передового геофизика, как преподобный Осмонд Фишер (1817—1914), несмотря на то что проблема возраста Земли не относилась к числу его главных интересов. Он указал, что в расчетах Кельвина, относящихся к остыванию Земли, подразумевается кондуктивная передача тепла в однородном твердом теле. В случае же жидкого состояния внутренних частей Земли конвективные течения могли бы ощутимо повлиять на его выводы. Фишер написал книгу, сыгравшую большую роль, в которой показал, что пластичный субстрат, несущий на себе тонкую кору, оказывает существенное влияние на характер земной поверхности³⁶. Стиль критики Фишера вызывает в памяти критические замечания, впервые высказанные Гексли, с содержащимися в них более или менее ясными обвинениями в высокомерии.

 

«Что касается текучести коры, то, я думаю, остается только сокрушаться, что физики-теоретики, по-видимому, игнорируют явления, на которых наша наука основывает свои заключения; вместо поисков приемлемых гипотез, которые в итоге, после проведения необходимых вычислений, могли бы быть согласованы с геологическими фактами, они предлагают такую гипотезу, которая отвечает потребностям каких-нибудь могущественных методов анализа, а получив результат, на его основании заставляют сбитых с толку геологов не доверять собственному разуму»³⁷.

 

Еще одним человеком, которого все больше и больше отталкивала самонадеянность физиков-теоретиков, был Гейки, и это несмотря на то, что раньше он поддерживал Кельвина. В президентской речи к Британской ассоциации в 1892 г.³⁸ он рассказал, как зародились в нем сомнения в надежности физических аргументов:

 

«Мы должны также помнить, что геологическая летопись представляет собой значительную сумму сведений по истории Земли, которую нельзя игнорировать и следует объяснять в соответствии с установленными законами естествознания. Если выводы, полученные в результате исключительно тщательного изучения данной летописи, не удается примирить с выводами, сделанными на основании физических соображений, то не такое уж это чрезмерное требование говорить о проверке также и этих соображений... Я со своей стороны почти не сомневаюсь в том, что в физических доводах должен существовать некий изъян, хотя и не могу претендовать на то, что знаю, где его искать. Было сделано, как мне кажется, какое-то допущение или выпущено из виду некое соображение, которое, в конечном счете, сводит на нет доброкачественность выводов и которое, если должным образом принять его во внимание, даст время, достаточное для любой разумной интерпретации геологической летописи».

 

Однако не у одних только геологов начало проявляться сдержанное отношение. Дж. Дарвин, тот самый, которого Кельвин поощрял продолжать изучение приливов, в президентской речи к секции А Британской ассоциации в 1886 г.³⁹ предостерегал против догматического подхода к вопросу о возрасте Земли; он призывал к поиску более точной информации. Особенно критически он относился к идеям Кельвина о замедляющем действии приливов и обвинил его в том, что он полагается на разные данные в значительно большей степени, чем они того заслуживают. Дальше он задавался вопросом, могла ли фигура Земли действительно служить путеводной нитью для определения ее возраста.

На долю бывшего ассистента Кельвина — Джона Перри, квалифицированного математика и инженера, выпало дать бой Кельвину в его собственной стихии⁴⁰. Перри сосредоточил внимание на системе главных предпосылок Кельвина. Если, к примеру, теплопроводность Земли не гомогенна, как предполагал Кельвин, а увеличивается к центру, то значение возраста должно быть увеличено, и, возможно, значительно. Как и Фишер, Перри отстаивал возможность некоторой текучести, а это означало, что к переносу тепла кондуктивным путем за счет теплопроводности должна быть добавлена конвекция.

Статья Перри сразу обратила на себя внимание и была встречена по большей части радостно, особенно геологами. Для Кельвина настало время ответить на растущую груду возражений, что он и сделал в 1897 г. в обращении, озаглавленном «Возраст Земли — обители, пригодной для жизни»⁴¹.

Он ни в малейшей мере не утратил прежней уверенности, да еще и отбросил свойственную ему раньше осторожность. Повторив свои старые взгляды, начиная с нападок на униформизм и эволюционную теорию, он отверг возражения Перри и, руководствуясь новыми данными, высказал мысль, что теплопроводность, если она вообще меняется, с глубиной может только уменьшаться. Что касается возраста Земли, то он удовлетворился тем, что признал оценку Кинга. Так что, судя по последнему выступлению Кельвина на данную тему, старый воин крепче, чем когда-либо раньше, стоял на своих позициях: цифра возможного верхнего предела возраста Земли, равнявшегося в 1863 г. 400 млн. лет, постепенно была урезана до 100 млн. лет в 1868 г., до 50 млн. лет в 1876 г., до 20—50 млн. лет в 1881 г. и, наконец, в 1897 г. составила всего 24 млн. лет!

Выступление Кельвина явилось последней каплей для Гейки. Его импульсивный полемический ответ⁴²содержал эффектную декларацию независимости геологов от деспотических предписаний вроде тех, которые исходили от Кельвина и Тэйта. Вероятно, самым полезным новым моментом здесь было замечание, что данные о скорости геологических процессов, по-видимому, свидетельствуют об их исключительном постоянстве, начиная со времени накопления древнейших из известных осадочных пород, тогда как по Кельвину их скорость должна была быть заметно выше в прошлом.

Среди тех, кто ознакомился с выступлением Кельвина, напечатанным в журнале «Сайенс», был известный геолог и гляциолог профессор Чикагского университета Т. Чемберлен (1843 — 1928). Незадолго до этого он вместе с астрофизиком Ф. Моултоном приступил к разработке — в качестве альтернативы небулярной гипотезе — так называемой планетезимальной гипотезы, которая объясняла происхождение Земли медленной аккрецией в холодном состоянии метеоритного скопления. Окажись эта гипотеза приемлемой, она полностью перечеркнула бы всю систему аргументации Кельвина. Хотя систематического изложения планетезимальной гипотезы в тот момент еще не существовало и о ней сообщалось только намеками (вероятно, потому, что работа над ней еще не была завершена), однако именно под ее влиянием Чемберленом была написана статья⁴³, побудительной причиной для которой послужило ознакомление с текстом выступления Кельвина.

Статья Чемберлена начинается с учтивого выражения признательности Кельвину со стороны геологов:

 

«Сколь ни безысходным оказался последний вариант определения границ геологического времени, нам надлежит искренне и с благодарностью признать, что труды лорда Кельвина, основанные на физических данных, сыграли важнейшую роль в науке, ускоряя и направляя борьбу против экстравагантных представлений некоторых прежних геологов о времени. Не приходится сомневаться, что в последние три десятилетия эти труды были самым могущественным фактором в сдерживании безрассудных покушений на банк времени. Геология находится в неоплатном долгу перед этим выдающимся физиком за столь глубокий интерес с его стороны к ее проблемам и за тот могучий импульс, который его искусная критика дала для совершенствования и расширения методов исследования».

 

Затем Чемберлен переходит в наступление. Он выражает сожаление по поводу догматизма и неоправданной самоуверенности Кельвина, хорошо иллюстрируемых такими его выражениями, как «не вызывающая сомнений истина» или «полчаса после затвердевания». Исходные положения Кельвина представлялись далеко не бесспорными. Так, не было сколько-нибудь серьезных оснований для того, чтобы без критики принять небулярную гипотезу или концепцию изначально расплавленной Земли. Последняя, вероятно, формировалась медленно — за счет постепенного накопления метеоритного вещества, а не в результате его внезапного выпадения; следовательно, ее первоначально расплавленное состояние, скорее всего, исключалось. Кроме того, и гетерогенный характер горных пород в земной коре трудно согласовать с представлением о первоначально расплавленной массе. Продолжавшийся медленный приток метеоритов снабжал Землю энергией, которая возмещала потери тепла в результате излучения. Это раздвигало допустимые возрастные пределы.

О Солнце, по мнению Чемберлена, к которому, как он полагал, присоединятся и остальные исследователи, известно очень мало. Однако каждый волен порассуждать на эту тему.

 

«Достаточно ли исчерпывающи наши сегодняшние знания, относящиеся к поведению вещества в таких необычных условиях, какие достигаются во внутренних частях Солнца, чтобы оправданной выглядела уверенность в том, что там нет неопознанных еще источников тепла? Остается еще открытым вопрос о внутреннем строении атомов. Но совсем не невероятно, что они обладают сложным строением и заключают в себе огромную энергию. Ни один внимательный химик не стал бы, разумеется, утверждать ни того, что атомы и впрямь элементарны, ни того, что в них не может не быть сосредоточена энергия первого порядка... Также не возьмутся они, скорее всего, ни утверждать, ни отрицать возможность высвобождения какой-то части этой энергии при тех экстраординарных условиях, которые существуют в центре Солнца»⁴⁴.

 

Эти пророческие слова предвещали поворотный пункт во всей дискуссии: наука стояла на пороге эпохального открытия, обеспечившего возможность точного определения геологического времени.