Судьбы звезд
Сванте Аррениус, доктор философии, президент Нобелевского института, Стокгольм, Швеция (лауреат Нобелевской премии по химии 1903 года)
Авторизованный перевод со шведского языка Дж. Э. Фриса, члена Американского института инженеров-электриков (A.I.E.E.)
С иллюстрациями
Издательство G. P. Putnam’s Sons, Нью-Йорк и Лондон, The Knickerbocker Press, 1918
Copyright, 1918
BY
G. P. PUTNAM’S SONS
The Knickerbocker Press, Нью-Йорк
ПРЕДИСЛОВИЕ ПЕРЕВОДЧИКА
Когда доктор Сванте Аррениус в 1903 году получил Нобелевскую премию по химии, это стало заслуженной наградой за его достижения, главным образом в области электрохимии. Однако было естественно, что гений такого масштаба не ограничит свои интересы «бесконечно малым», а постепенно расширит их, охватив «бесконечно большое». А для доктора Аррениуса «проявлять интерес» означает отодвинуть границы неизвестного и неисследованного немного дальше от человека. Его эволюция в этом отношении идет параллельно с развитием всех великих людей, которые выделяются как лидеры в истории науки. Погруженные в решение конкретной проблемы и движимые божественным стремлением постичь первопричины, они неизбежно вовлекаются во все более широкие круги исследований, пока вся эта материальная Вселенная, ее истоки и предназначение не становятся всепоглощающей страстью их духа. Таким образом, одни лишь названия трудов доктора Аррениуса, прочитанные в последовательности их публикации, дают нам, лучше любой биографии, историю души, которая, независимо от его невысказанных философских убеждений, является нашим самым веским доказательством в пользу теории «целесообразности» во Вселенной, которую доктор Аррениус так искренне (и справедливо) презирает, когда к ней прибегают в естествознании, но которая тем не менее (и также справедливо) так дорога философу: «Исследования проводимости электролитов», «Проводимость чрезвычайно разбавленных растворов», «Химическая теория электролитов», «Учебник теоретической электрохимии», «Учебник космологической физики», «Становление миров», «Бесконечность Вселенной», «Жизнь Вселенной в представлении человека от древнейших времен до наших дней» — таковы названия лишь некоторых работ, написанных доктором Аррениусом. Как он мог НЕ написать «Судьбы звезд»? Этот том появился так же неизбежно, как плоды следуют за цветением. Остается лишь увидеть, сможет ли доктор Аррениус противостоять огромному искушению, которое должно действовать в его душе, — приподнять, пусть даже совсем немного, завесу, отделяющую естествознание от философии; мы надеемся, что он поддастся; мы восхищаемся тем, как в этой книге он читает «Загадку Млечного Пути»; мы, безусловно, хотим знать, как он читает загадку Вселенной.
Книга «Судьбы звезд» имела беспрецедентный успех в Швеции. Три издания вышли в течение двух месяцев после публикации книги в ноябре 1915 года. Американская версия была несколько задержана, главным образом из-за условий военного времени. Однако это не стало полной потерей для англоязычного мира, поскольку доктор Аррениус тем временем отнюдь не бездействовал. Было добавлено значительное количество дополнительного материала, включая три новых рисунка, основанных преимущественно на новейших астрономических открытиях, некоторые из которых были зафиксированы вплоть до 1917 года.
За ценные предложения и за все американские эквиваленты метрических мер, приведенных в оригинале, читатель, как и переводчик, в долгу перед сотрудником издательства, представившего этот том в столь привлекательном виде, — мистером Э. У. Патнэмом, который сам является страстным любителем астрономии и автором работ по этой теме.
Доктор Аррениус по праву славится своим ясным стилем и отточенной формой. Все, чего недостает в этих качествах под обложкой данного тома, полностью объясняется недочетами переводчика, который, однако, не смог устоять перед искушением перенести на англосаксонскую почву этот памятник гению своего бывшего учителя, доктора Сванте Аррениуса.
Дж. Э. Фрис.
Бирмингем, штат Алабама, 15 декабря 1917 г.
ПРЕДИСЛОВИЕ
С тех пор как я представил публике книги «Становление миров» и «Жизнь Вселенной в представлении человека от древнейших времен до наших дней» — которые были встречены с гораздо большим интересом и признательностью, чем я мог предвидеть, — у меня неоднократно появлялись поводы для рассмотрения новых вопросов космологического характера, вопросов, возникших по большей части благодаря новым открытиям и наблюдениям в области астрономии. Обширные новые горизонты открылись благодаря изучению связи звезд с «Млечным Путем» и наблюдениям за нашими соседними планетами. Последние дают ясные указания на ход планетарной эволюции и, таким образом, позволяют нам строить предположения об изменяющейся судьбе и будущем положении Земли. В более ранней немецкой публикации «Судьба планет» (Das Schicksal der Planeten, 1911) я рассматривал некоторые из этих проблем. Поскольку, далее, эволюцию Солнечной системы из туманности Млечного Пути, которой я посвятил несколько лекций на родине и за рубежом, можно рассматривать как предысторию эволюции планет, я дал этому сборнику космогонических статей общее название «Судьбы звезд». В качестве введения я предлагаю лекцию, прочитанную на Четвертом международном философском конгрессе в Болонье в 1911 году, посвященную «Происхождению поклонения звездам».
Надеясь, что эта небольшая книга в значительной степени заполнит пробелы в моих предыдущих работах, я представляю эти трактаты в переработанном виде.
Сванте Аррениус.
Stockholm,
November, 1915.
CONTENTS
CHAPTER I
PAGE
Origin of Star-Worship 1
Position and practical value of astronomy. Worship of stars. Chronology. The Australian negro’s conception of the stars. Day and night, summer and winter. Solar year. Sun-worship. Changing phases of the moon in chronology. The Mexican “Tonalamatl.” Moon-worship in Mesopotamia. Significance of the moon in astrology. The sun and the heat. Agriculture’s demand on chronology. Worship of the planet Venus by the Mexicans and the Babylonians. The Church Calendar. The Zodiac. The seven planets. The week. Correspondence and sympathetic magic. The Platonic-Aristotelian philosophy. Astrology and alchemy. Tycho Brahe. Occult sciences. Aristarchos from Samos. Kopernicus. The progress of Astronomy.
CHAPTER II
The Mystery of the Milky Way 41
Primitive conceptions of the Milky Way. Anaxagoras and Demokritos. Ptolemaios. Galilei. Cosmogenic speculations. Wm. Herschel’s statistical researches regarding the distribution of the stars. The Milky Way as the foundation of the stellar system. The Milky Way as a nebula. Classification according to age of the stars, their distribution and velocity. Motion in the Orion nebula. The planetary nebulæ. Kapteyn’s “star-drifts.” The origin of the Milky Way. Comparison between the Milky Way and a spiral nebula in “The Dogs of Orion.” A few details from the Milky Way. The infinitely great and the infinitely small. The magnitude and destiny of the Milky Way.
CHAPTER III
The Climatic Importance of Water Vapour 84
The four elements of Aristotle. Humid-warm climates. The Congo and Amazon basins. The carboniferous age. The effect of cloudiness. Desert climate. Steppes. “Kevirs” and “Bayirs.” Sand dunes. The great Kevir. Climatic changes. Khanikoff’s description. Salt lakes. Deposits of salt through evaporation. Huntington about the arefaction of the earth. Humid period during the ice-age. Climatic changes during historic time. Africa, Asia, Greece, Italy, Sicily. West-Europe’s climate has grown more marine. Present conditions.
CHAPTER IV
Atmosphere and Physics of the Stellar Bodies 119
Outer envelope of the stars. The large planets. Spectra. Mars, Earth, Venus, Mercury. Atmosphere impossible on the moon. The light from the Earth. The atmosphere of Mercury. The atmosphere of Venus and its Clouds. Composition of air and its change with height. Forced circulation. Troposphere and Stratosphere. Hydrogen in the highest strata of the atmosphere. Water vapour and carbonic acid in the air. “Geokoronium.” Influence of gravity on composition of the atmosphere. The air on Venus and Mars.
CHAPTER V
The Chemistry of the Atmosphere 155
Inhabited Worlds. Kinship of the stellar bodies. Presence of life. Importance of water and carbon. Importance of temperature. All life evolved from existence in water. Necessity of oxygen. Bacteria. Reducing substances preponderable in the World-matter. Volcanic gases and gases in solidified lava. Water, vapour, carbon dioxide, nitrogen gas, and sulphurous acid. Permanent gases and hydrogen. The poisonous character of the original air. Its purification. The importance of plant life and necessity of a solid crust in this process. Supply of carbonic dioxide and production of oxygen. The work of Koene. Silica. Cooling of the Earth and changing surface temperature. The ice-periods. Centres of collapse and lines of fissure in the crust. General survey of the gradual change of the air.
CHAPTER VI
The Planet Mars 180
The controversy about the habitableness of Mars. Humidity on Mars. Early observations. The spectra of Mars and of the Moon compared. Investigations by Campbell and Marchand. The work of Lowell. Measurements by Slipher. Calculations by Very. The temperature on Mars according to these sources. Campbell’s expedition to Mount Whitney in California. Oxygen on Mars. The cold on Mars detrimental to anything but the lowest forms of life. Cause of different results by Slipher and Campbell. Very’s answer to Campbell’s criticism. New measurements by Slipher. Campbell’s new method of measurement of 1910. Christiansen calculates the temperature on Mars from intensity of the Sun’s radiation. The sun-constant. Average temperature of Mars about forty degrees Centigrade. Possibly low plant life around the poles during summer. The canals on Mars are probably fissures in the crust. The length of the canals compared with that of the fissures in Earth’s crust. The double canals on Mars compared with the parallel fissures in Calabria. Emanations along the fissures. The canals as affected by increasing cold or heat. The polar snow. Thawing of the canals. Travel of the water vapour independent of the topography. The desert sand on Mars. Clouds and mists. Highlands and mountains on Mars. Sand filling of the canals. The seas on Mars. The straightness and uniform breadth of the canals an illusion. Light and dark spots. “New” canals. The fancies of Lowell.
CHAPTER VII
Mercury, the Moon, and Venus 228
Fissures on Mercury. Lowell’s drawing. Centres of collapse. Absence of atmosphere. The climate on the Moon. W. Pickering’s belief in frost formations on the Moon. The mountains on the Moon. Volcanoes. Circular elevated rings. “Seas” on the Moon. The Crater “Linné.” “Sinuses” and “Streaks” on the Moon. The light matter of the streaks probably lava-scum. The colour of the Moon and of the Earth. Comparison between the Moon and Mars. Changes on the Moon. “Snow” and “Vegetation” on the Moon according to W. Pickering. The fate of Mars and of the Earth. Falling meteoric dust. The climate on Venus. Swamps like those of the carboniferous age. Abundant vegetation. Low organisms. “Culture” on Venus will proceed from the poles. The future of Venus. The claims of astrology in modern light. Tycho Brahe. The dreams of Giordano Bruno probably true.
ИЛЛЮСТРАЦИИ
PAGE
Fig. 1.—The Milky Way 46
Photo by Easton.
Fig. 2.—Planetary Nebula No. 7009, New General Catalogue 52
Fig. 3.—Nebula No. 4594, New General Catalogue 66
Fig. 4.—Nebula No. 101 in Messier’s Catalogue 70
Fig. 5.—Nebula No. 51 in Messier’s Catalogue 71
Fig. 6.—Milky Way Between Cassiopeia and Swan 76
According to Wolf.
Fig. 7.—Milky Way in Eagle and Sagittarius 76
According to Wolf.
Fig. 8.—The “trifid” Hole in Eagle 77
According to Wolf.
Fig. 9.—Tarim River With Lakes and Bayirs 96
According to Sven Hedin.
Fig. 10.—The Former Lake Bonneville in Utah 106
Fig. 11.—Jupiter, 1909 122
According to F. le Coultre.
Fig. 12.—Saturn, 1909 123
According to F. le Coultre.
Fig. 13.—Spectra of the Major Planets 124
According to V. M. Slipher.
Fig. 14.—Venus Observed by Langley in 1882 136
Fig. 15.—Rock Fissure at Hango, Sweden 204
Photo by I. I. Sederholm.
Fig. 16.—Earthquake Centers in Calabria 205
According to I. I. Sederholm.
Fig. 17.—Maps of Mars by Schiaparelli and Antoniadi At the end
Fig. 17a.—Maps of Mars by Schiaparelli and Antoniadi At the end
Fig. 18.—Photo of Mars by Lampland 210
Fig. 19.—Mars on April 8, 1909 210
According to Quenisset.
Fig. 20.—The South Pole Spot on Mars, 1909 210
According to Jarry Desloges.
Fig. 21.—Sandstorm on Mars, 1909 210
According to Antoniadi.
Fig. 22.—Cloud on Edge of Mars, the 7th of March, 1901 216
According to Molesworth.
Fig. 23.—Mars, July 11, 1907 216
According to Lowell.
Fig. 24.—Mars, October 6, 1909 216
According to Antoniadi.
Fig. 25.—Mercury 230
According to Lowell.
Fig. 26.—The Moon near the Crater Tycho 230
Photo from Yerkes Observatory.
Fig. 27.—Mare Serenitatis and Mare Tranquillitatis 231
Photo from Yerkes Observatory.
Fig. 28.—The Moon near its South Pole 240
Photo from Yerkes Observatory.
Fig. 29.—The Lunar Crater Copernicus and Vicinity 242
Photo from Yerkes Observatory.
Судьбы звезд
ГЛАВА I. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ПОКЛОНЕНИЯ ЗВЕЗДАМ
Астрономия занимает довольно уникальное положение среди естественных наук. В то время как физика, химия и биологические науки составляют основу необычайного материального развития наших дней, астрономия, в глазах большинства людей, имеет мало практической ценности. Какую пользу мы могли бы извлечь из знания того, находится ли звезда на расстоянии ста или тысячи миллиардов миль от Солнца, или из понимания того, как эволюционировали звездные тела в течение миллиардов лет? И все же астрономия не была столь бесполезной, как принято считать, и она не является бесполезной в настоящее время. Эта наука по-прежнему имеет величайшее значение для повседневной жизни, устанавливая наши стандарты времени, а до введения компаса она была также неоценима для навигации, искусство которой, к тому же, и сейчас зависит от астрономии при определении географического положения в открытом море. Однако наблюдения для этих целей носят столь простой характер, что они едва ли относятся к астрономической науке как таковой, а скорее к прикладным наукам. Они вошли в повседневную жизнь подобно тому, как в торговле определение веса тела не считается принадлежащим к науке физике, хотя оно зависит от использования физического инструмента — весов.
Но мы не должны забывать, что то, что мы сейчас считаем настолько обыденным, что оно полностью утратило грандиозный аспект науки, когда-то было целью кропотливых научных изысканий. Вся естественная наука выросла из потребностей практической жизни.
Геометрия, вероятно, даже древнее астрономии. Название означает «измерение земли», и самая древняя геометрия, соответственно, была посвящена измерению расстояний на Земле, а позже — определению площади земельных владений. Это чрезвычайно важное практическое применение геометрии носит столь простой характер, что о нем не упоминается в современной математической науке, к которой относится геометрия. Таким образом, первоначальные тезисы всех наших естественных наук стали достоянием общественности до такой степени, что они воспринимаются как нечто само собой разумеющееся. Это относится и к тем частям астрономии, которые из-за своей практической важности в самом начале дали толчок развитию самой науки.
Растущие знания о звездах, как и всякое высшее прозрение, стали у первобытных народов частным достоянием их вождей, хранились ими в секрете и стали частью почтенной сферы религии. Мы обнаруживаем, что большинство этих древних народов поклонялись звездам, веря, что они управляют судьбами людей. Это действительно может показаться весьма примечательным, поскольку наш повседневный опыт говорит о том, что звездные тела, за исключением Солнца, не оказывают заметного влияния на органическую природу, и такой вывод решительно подтверждается систематическим сбором всех наших знаний, который мы называем современной наукой. Солнце, как уже было сказано, является исключением, поскольку оно царит над всей природой, как живой, так и неживой, благодаря теплу и свету, которые в изобилии исходят от этого самодержца нашей планетной системы. Возможно, Луна также играет некоторую небольшую активную роль, поскольку она, по-видимому, несколько влияет на барометрическое давление, магнитные и, в особенности, электрические условия атмосферы, которые, в свою очередь, по-видимому, влияют на некоторые жизненные процессы. С другой стороны, мы не можем указать на какое-либо влияние на природу, прослеживаемое у других звездных тел.
Очевидно, первобытный человек посвящал свои мысли только тем условиям, которые затрагивали его интересы в благоприятную или неблагоприятную сторону. Исходя из предположения, что этими условиями управляют духи, которые напоминали человека и, в частности, были наделены волей, наши предки стремились с помощью жертвоприношений и заклинаний побудить духов, которых они боялись, прекратить свою вредоносную деятельность. Некоторые из таких духов обитали в хищных зверях и других опасных животных, таких как ядовитые змеи; другие вызывали землетрясения, извержения вулканов, снежные бури, разрушительные молнии, пожары, наводнения, жару, засуху и т. д. Против этих бедствий религиозные обряды служили защитой. Религия возникла главным образом из страха перед духами. Позже благодарственные подношения и гимны стали возноситься благожелательным объектам и явлениям в природе.
Очевидно, что эта примитивная, простая религия гораздо древнее поклонения звездам. Последнее предполагает сравнительно высокую степень культуры. Звезды не приносили человеку никакой пользы, пока не возникла необходимость измерять промежутки времени, включающие большее количество дней, чем можно было сосчитать на пальцах. Как, по всей вероятности, происходил этот рост, мы попытаемся объяснить в дальнейшем. Довольно достоверно то, что поклонение звездам не выросло из восхищения человека возвышенной драмой, которая на рассвете начинается у восточного горизонта и продолжается в течение дня по небосводу, чтобы завершиться перед ночью за западными просторами; оно также не основывалось на благодарности человека факелоносцам ночи за их непрекращающуюся борьбу против мрачных облаков и всех других духов тьмы.