ЭВОЛЮЦИЯ ЗВЕЗД

BY THE SAME AUTHOR.

Климат и время в их геологических отношениях: теория вековых изменений климата Земли. Джеймс Кролл, Геологическая служба Ее Величества в Шотландии. С картами и иллюстрациями. 12-я доля листа. Тканевый переплет, $2.50.

Дискуссии о климате и космологии. Джеймс Кролл, доктор права, член Королевского общества. С картой. 12-я доля листа. Тканевый переплет, $2.00.

STELLAR EVOLUTION

AND ITS RELATIONS TO

GEOLOGICAL TIME

BY

JAMES CROLL, LL.D., F.R.S.

AUTHOR OF ‘CLIMATE AND TIME,’ ‘CLIMATE AND COSMOLOGY,’ ETC.

NEW YORK

D. APPLETON AND COMPANY

1889

Authorized Edition.

PREFACE.

Существует два, и только два, мыслимых источника, из которых могло быть получено колоссальное количество энергии, присущее нашему Солнцу и Солнечной системе. Эти два источника не только радикально различаются по своей сущностной природе, но и оба признаны реальными, а не просто гипотетическими источниками энергии. Один источник — гравитация; другой, рассматриваемый в настоящем томе, — источник, на который было обращено внимание около двадцати лет назад. Важнейшее различие между этими двумя источниками заключается в следующем: количество энергии, доступное от первого, может быть точно определено, но этого нельзя сказать о втором. Мы можем с достаточной уверенностью определить наибольшее количество энергии, которое гравитация могла бы передать Солнцу и Солнечной системе; однако в настоящее время у нас нет средств для установления предела возможного количества, которое могло быть получено из другого источника. Оно могло быть равно тому, что способна дать гравитация, или же в два, четыре или даже десять раз превышать это количество.

В данном случае у нас, очевидно, есть средство определить, какой из двух источников в конечном итоге должен быть принят в качестве того, к которому следует относить энергию нашей Солнечной системы. Ибо если на основе признанных фактов геологии, биологии и других наук можно доказать, что количество энергии в форме тепла, излученного Солнцем в космическое пространство в течение геологического времени, намного превышает количество, которое могло быть получено за счет гравитации, это, несомненно, покажет, что гравитация не может объяснить энергию, изначально присущую нашей системе.

Первая часть тома посвящена рассмотрению того, что я считаю вероятным происхождением метеоритов, комет и туманностей, а также реального источника, из которого наше Солнце черпало свою энергию. Далее рассматриваются факты, подтверждающие отстаиваемую здесь теорию, вместе со светом, который эта теория, по-видимому, проливает на данные факты; и, я думаю, можно будет обнаружить, что теория значительно укрепилась благодаря недавним важным спектроскопическим исследованиям Нормана Локьера и других, касающимся строения туманностей. Вторая часть работы посвящена доказательствам в поддержку теории, полученным из свидетельств геологии и биологии относительно возраста солнечного тепла. Третья и последняя часть посвящена вопросам, касающимся донебулярного состояния Вселенной и того значения, которое они имеют для теорий звездной эволюции. Некоторые темы, затронутые в этой части, рассматриваются лишь очень кратко. Однако они будут более подробно рассмотрены в будущем томе «Детерминизм, а не сила — краеугольный камень эволюции», работе более общего и абстрактного характера, которая была начата много лет назад.

Perth: January 2, 1889.

CONTENTS.

PART I.
THE IMPACT THEORY OF STELLAR EVOLUTION.
|  | PAGE
Consideration of the Facts which support the Theory, and of the Light which the Theory appears to cast upon the Facts | 12
I. Probable Origin of Meteorites | 12
II. Motion of the Stars; how of such different velocities, and always in straight lines | 14
III. Motion of the Stars not due to their mutual attractions | 14
IV. Probable Origin of Comets | 17
V. Nebulæ | 18
| 1. Origin of Nebulæ | 18
| 2. How Nebulæ occupy so much space | 18
| 3. Why Nebulæ are of such various shapes | 19
| 4. Broken fragments in a Gaseous mass of an excessively high temperature the First stage of a Nebula | 19
| 5. The Gaseous condition the Second stage of a Nebula | 24
| 6. The Gaseous condition Essential to the Nebular Hypothesis | 25
| 7. The mass must have possessed an excessive temperature | 26
| 8. Gravitation could, under no possible condition, have generated the Amount of Heat required by the Nebular Hypothesis | 27
| 9. Condensation the Third and last stage of a Nebula | 30
| 10. How Nebulæ emit such feeble Light | 30
VI. Binary Systems | 32
VII. Sudden Outbursts of Stars | 33
VIII. Star Clusters | 34
IX. Age of the Sun’s Heat: a Crucial Test | 34
PART II.
EVIDENCE IN SUPPORT OF THE THEORY
FROM THE AGE OF THE SUN’S HEAT.
Testimony of Geology and Biology as to the Age of the Sun’s Heat | 37
Testimony of Geology: Method employed | 39
The Average Rate of Denudation in the Past probably not much greater than at the Present | 44
How the Method has been applied | 47
Method as applied by Professor Haughton | 50
Method as applied by Mr. Alfred R. Wallace | 51
Method as applied directly | 52
Evidence from “faults” | 53
Time required to effect the foregoing amount of Denudation | 62
Age of the Earth as determined by the Date of the Glacial Epoch | 64
Testimony of Biology | 65
PART III.
EVIDENCE IN SUPPORT OF THE THEORY
FROM THE PRE-NEBULAR CONDITION OF
THE UNIVERSE.
Professor A. Winchell on the pre-nebular condition of matter | 71
Mr. Charles Morris on the pre-nebular condition of matter | 75
Sir William R. Grove on the pre-nebular condition of matter | 78
Evolution of the Chemical Elements, and its Relations to Stellar Evolution | 80
Sir Benjamin Brodie on the pre-nebular condition of matter | 84
Dr. T. Sterry Hunt on the pre-nebular condition of matter | 85
Professor Oliver Lodge on the pre-nebular condition of matter | 87
Mr. William Crookes on the pre-nebular condition of matter | 90
Professor F. W. Clarke on the pre-nebular condition of matter | 98
Dr. G. Johnstone Stoney on the pre-nebular condition of matter | 99
The Impact Theory in relation to the foregoing Theories of the Pre-nebular Condition of Matter | 102
The Theories do not account for the Motion of the Stars | 105
The Theories do not account for the Amount of Heat required | 106
Evolution of Matter | 107
Objection considered | 109
Can we on Scientific grounds trace back the Evolution of the Universe to an Absolute First condition? | 110

STELLAR EVOLUTION.

ЧАСТЬ I.

THE IMPACT THEORY OF STELLAR EVOLUTION.

Более двадцати лет назад [1] была выдвинута теория — или, скорее, гипотеза [2], — что наше Солнце сформировалось из горячей газообразной туманности, образовавшейся в результате столкновения двух темных звездных масс; и что, поскольку звезды являются солнцами, подобными нашему, они, по всей вероятности, имели аналогичное происхождение. Вероятность этой теории значительно укрепилась благодаря астрономическим и физическим фактам, накопившимся с момента ее формулировки. Прежде чем перейти к рассмотрению этих фактов и выводов, к которым они ведут, необходимо изложить фундаментальные принципы теории.

В обсуждаемой здесь теории принимается как данность истинность небулярной гипотезы, которая начинается с предположения о существовании солнечной туманной массы. Настоящая теория имеет дело не столько с самой туманной массой, сколько с формированием туманности и с теми причинами, которые привели к ее образованию. Для удобства ссылок и во избежание путаницы я назвал ее «теорией удара», под каковым названием ее можно отличить, с одной стороны, от небулярной теории, а с другой — от метеорной теории и всех других теорий, рассматривающих гравитацию как первичный источник солнечной энергии.

Теория исходит из предположения, что большая часть энергии, которой обладает Вселенная, существует или накоплена в форме движения звездных масс. Количество энергии, которое может быть таким образом накоплено, поражает воображение. Так, масса, равная массе Солнца, движущаяся со скоростью 476 миль в секунду, обладала бы в силу этого движения энергией, достаточной, если преобразовать ее в тепло, для поддержания нынешнего уровня солнечного излучения в течение 50 000 000 лет. [3] В допущении такой скорости нет ничего экстравагантного. Комета, например, имеющая орбиту, простирающуюся до пути планеты Нептун, и приближающаяся к Солнцу настолько близко, что при прохождении почти задевает его поверхность, имела бы скорость, отличающуюся на 86 миль от той, которую мы предположили. Удвоение этой предполагаемой скорости дало бы тепло на 200 000 000 лет; учетверение скорости дало бы тепло на 800 000 000 лет и так далее.

Мы вполне вольны начать с предположения о существовании движущихся звездных масс; ибо от нас не требуется объяснять, как эти массы получили свое движение, так же как нам не нужно объяснять, как они возникли. Если массы были созданы, они с равной вероятностью могли быть созданы в движении, как и в состоянии покоя; а если они были вечны, они с равной вероятностью могли быть вечно в движении, как и вечно в покое.

Вечное движение — такое же оправданное допущение, как и вечная материя. Когда мы размышляем о том, что пространство бесконечно — по крайней мере в мысли — и что, насколько нам известно, тела могут обнаруживаться движущимися по всему его региону, мы видим, что количество энергии может быть совершенно безграничным.

Но, каким бы безграничным ни было количество энергии, оно не могло бы принести никакой прямой пользы, пока существовало просто как движение звездных масс. Чтобы движение стало доступным, оно должно быть преобразовано в тепло: движение поступательное — в молекулярное или какую-либо иную форму движения. Это можно сделать только путем остановки движения масс. Но как остановить такое движение? Как остановить движение тел размером с нашу Землю, движущихся со скоростью сотен миль в секунду? Согласно теории, это достигается путем столкновения: использованием движения одного тела для остановки движения другого.

Возьмем случай формирования нашего Солнца согласно теории. Предположим, два тела, каждое массой в половину массы Солнца, движутся прямо навстречу друг другу со скоростью 476 миль в секунду. Эти тела в силу этой скорости обладали бы энергией в 4149 × 10^38 футо-фунтов, что равно 100 000 000 000 футо-фунтов на фунт массы; и это, преобразованное в тепло при остановке их движений, было бы достаточно для поддержания, как было сказано ранее, нынешнего уровня солнечного излучения в течение периода в 50 000 000 лет. Следует иметь в виду, что, хотя 476 миль в секунду — это скорость в момент столкновения, более половины ее было бы получено за счет взаимного притяжения двух тел при их сближении.

При столкновении с такой скоростью неизбежным результатом было бы то, что два тела разбили бы друг друга вдребезги. Но хотя их поступательное движение было бы таким образом остановлено, абсолютно невозможно, чтобы вся энергия их движения могла быть мгновенно преобразована в тепло; и столь же невозможно, чтобы она могла быть уничтожена. Физические соображения позволяют нам проследить, пусть и в грубом и общем виде, результаты, которые неизбежно последовали бы. Разбитые фрагменты, образующие теперь одну хаотичную массу, отскакивали бы друг от друга, распадаясь на более мелкие фрагменты и разлетаясь во всех направлениях. По мере того как эти фрагменты удалялись бы от центра рассеяния, они сталкивались бы друг с другом и в результате взаимного удара дробились бы на еще более мелкие фрагменты, которые, в свою очередь, распадались бы на фрагменты еще меньшего размера, и так далее по мере их движения наружу. Это, однако, лишь одна часть процесса, и та, которая определенно имела бы место, даже если бы при столкновениях не выделялось тепло.

Гораздо более эффективным средством рассеивания фрагментов и их дробления вдребезги была бы сила расширения колоссального количества раскаленного газа, почти мгновенно генерируемого теплом столкновения. Общее разрушение двух масс и остановка их движений заняли бы всего несколько минут или, самое большее, несколько часов. Тепло, выделяемое при остановке движения, в первую очередь было бы в основном сосредоточено на поверхностных слоях разбитых блоков. Слои мгновенно превратились бы в газообразное состояние, тем самым окутывая блоки и заполняя промежутки между ними. Трудно определить, какими были бы температура и сила расширения этого газа в тот момент, но, очевидно, они были бы чрезмерными; ибо если бы все тепло остановленного движения распределилось по массе, оно, как было сказано, составило бы 100 000 000 000 футо-фунтов на фунт массы — количество, достаточное для нагревания 264 000 тонн железа на 1° C. Таким образом, если мы предположим, что удельная теплоемкость газа равна удельной теплоемкости воздуха (т.е. 0,2374), он имел бы температуру около 300 000 000° C, или более чем в 140 000 раз выше температуры вольтовой дуги.

Я вряд ли думаю, что будет сочтено экстравагантным предположение, что в момент после удара температура выделенного газа была бы по крайней мере такой, как здесь указано. Если мы предположим, что это так, то очевидно, что разбитая масса под действием силы расширения генерируемого газа была бы рассеяна во всех направлениях, распадаясь на все более мелкие фрагменты по мере их столкновения друг с другом при движении наружу от центра рассеяния; и эти фрагменты одновременно постепенно переходили бы в газообразное состояние и постепенно занимали бы пространство, столь же обширное, как то, что охвачено нашей Солнечной системой. С течением времени все это приняло бы газообразное состояние, и мы получили бы идеальную туманность — чрезвычайно горячую, но не очень светящуюся. По мере снижения температуры туманная масса начала бы конденсироваться и в конечном итоге, согласно хорошо известной небулярной гипотезе, прошла бы через все различные фазы колец, планет и спутников в нашу Солнечную систему в том виде, в каком она существует сейчас.

Я рад обнаружить, что теория в одной из своих главных черт была принята сэром Уильямом Томсоном [4], самым авторитетным специалистом по всем вопросам, касающимся источника солнечного тепла.

«Мы не можем, — говорит сэр Уильям, — не задаться вопросом: каково было состояние вещества Солнца до того, как оно соединилось и стало горячим? (1) Это могли быть две холодные твердые массы, которые столкнулись со скоростью, обусловленной их взаимной гравитацией; или (2), но с несравненно меньшей вероятностью, это могли быть две массы, столкнувшиеся со скоростями, значительно превышающими скорости, обусловленные их взаимной гравитацией».

Он принимает первое из этих предположений. «Чтобы зафиксировать идею, — продолжает он, — подумайте о двух холодных твердых шарах, каждый из которых имеет ту же среднюю плотность, что и Земля, и диаметр в половину солнечного, находящихся в покое или почти в покое на расстоянии друг от друга, равном удвоенному расстоянию от Земли до Солнца. Они упадут друг на друга и столкнутся ровно через полгода. Столкновение продлится около получаса, в течение которого они превратятся в бурно возбужденную раскаленную жидкую массу, разлетающуюся наружу от линии движения до столкновения и раздувающуюся до объема, в несколько раз превышающего сумму первоначальных объемов двух шаров. Насколько далеко жидкая масса разлетится во все стороны от линии столкновения, сказать невозможно. Движение слишком сложно, чтобы его можно было полностью исследовать каким-либо известным математическим методом; но при достаточном терпении математик мог бы рассчитать его с некоторым приемлемым приближением к истине. Расстояние, достигнутое крайней круговой каймой жидкой массы, вероятно, было бы намного меньше расстояния, пройденного каждым шаром до столкновения, поскольку поступательное движение молекул, составляющих тепло, в которое вся энергия первоначального падения шаров преобразуется при первом столкновении, вероятно, составляет около трех пятых от общего количества этой энергии. Время разлета, вероятно, было бы меньше полугода, когда жидкая масса должна начать падать обратно к оси. Менее чем через год после первого столкновения жидкость снова окажется в состоянии максимального скопления вокруг центра, и на этот раз, вероятно, еще более бурно возбужденная, чем сразу после первого столкновения; и она снова разлетится наружу, но на этот раз аксиально к местам, откуда упали два шара. Она снова упадет внутрь, и после быстро затухающей серии все более быстрых колебаний она осядет, вероятно, в течение двух или трех лет, в шарообразную звезду примерно тех же размеров, тепла и яркости, что и наше нынешнее Солнце, но отличающуюся от него тем, что у нее не будет вращения». [5]

Это именно то, за что я выступал в течение последних двадцати лет, с той лишь простой разницей, что я предполагаю, согласно его второму предположению, что «две массы столкнулись со скоростями, значительно превышающими скорости, обусловленные взаимной гравитацией». Сэр Уильям, конечно, признает мое предположение вполне возможным, но отвергает его на предполагаемом основании его невероятности. Его причины для этого, изложенные его собственными словами, заключаются в следующем:

«Это последнее предположение подразумевает, что, называя для краткости два тела A и B, движение центра инерции B относительно A должно было, когда расстояние между ними было велико, быть направлено с большой точностью так, чтобы пройти через центр инерции A; с такой большой точностью, что вращательный момент или момент количества движения после столкновения был не более чем достаточным для того, чтобы Солнце имело свое нынешнее медленное вращение, сжавшись до своих нынешних размеров. Это чрезвычайно точное прицеливание одного тела в другое, так сказать, с точки зрения сухой теории вероятностей, чрезвычайно невероятно. С другой стороны, существует уверенность, что два тела A и B, находящиеся в покое в пространстве, если их предоставить самим себе, не потревоженные другими телами и подверженные только их взаимной гравитации, столкнутся при прямом ударе, и, следовательно, без движения их центра инерции и без вращательного момента составного тела после столкновения. Таким образом, мы видим, что сухая вероятность столкновения между двумя соседями из огромного числа взаимно притягивающихся тел, широко рассеянных по пространству, гораздо выше, если все тела даны в покое, чем если они даны движущимися в любых случайных направлениях и с любыми скоростями, значительными по сравнению со скоростями, которые они приобрели бы при падении из состояния покоя до столкновения».

Сэр Уильям здесь утверждает, что второе предположение гораздо менее вероятно, чем первое, потому что, согласно ему, движение одного тела относительно другого должно, чтобы произошел удар, быть направлено с большой точностью. Результат в таком случае заключается в том, что столкновение будет происходить редко; тогда как, согласно первому предположению, два тела, начиная из состояния покоя, неизбежно столкнутся под действием взаимной гравитации. Согласно второй гипотезе, они, как правило, разминутся; согласно первой — они всегда столкнутся.

Я пришел к выводу, прямо противоположному выводу сэра Уильяма. Тот факт, что, согласно второму предположению, столкновения могут происходить лишь редко, является одной из причин, среди прочих, почему я считаю это предположение верным; а тот факт, что, согласно первому предположению, столкновения должны происходить часто, также является одной из причин, среди прочих, почему я считаю весьма невероятным, что оно может представлять истинное положение вещей.

Утверждение о том, что согласно первому предположению такие столкновения будут происходить легко и часто, отнюдь не добавляет вероятности этому предположению. Напротив, это показало бы, что предположение менее вероятно как истинное. Если бы столкновения были недостаточными по своему характеру, то чем меньше их происходило бы, тем лучше; ибо результатом таких столкновений было бы просто расточительство потенциальной энергии Вселенной. В этом случае мы имели бы бесчисленное множество несовершенных солнц без планет, или, самое большее, только с одной или двумя, и то на небольшом расстоянии от светила. Таким образом, эволюционировала бы Вселенная без каких-либо грандиозных планетных систем. Существует еще одно возражение против этого предположения. Та же самая гравитационная сила, которая делает темные тела склонными к столкновению друг с другом, должна, конечно, делать их одинаково склонными к столкновению со светящимися телами, и с нашим Солнцем в том числе. Наше Солнце, соответственно, было бы во власти любой из тех масс, которые могли бы оказаться в пределах досягаемости его притягательного влияния. Оно притянуло бы массу к себе, и столкновение было бы неизбежным, если только не случилось бы так, что поперечное движение самого Солнца могло бы позволить ему избежать разрушения. Даже в таком случае оно никоим образом не смогло бы избавиться от запутывающей его массы.

Весь этот риск, в том, что касается гравитации, был бы полностью предотвращен, если бы темной массе была придана первоначальная проективная скорость около тридцати или сорока миль в секунду; ибо в этом случае сила притяжения Солнца не смогла бы остановить ее движение, и масса прошла бы дальше сквозь пространство, никогда не возвращаясь. Эта простая концепция первоначального движения полностью устраняет те возражения, которые, как мы видели, обременяют рассматриваемое нами предположение. При таком движении не только был бы устранен риск для нашей Солнечной системы, но и столкновения между самими темными телами были бы редким явлением; и, следовательно, энергия Вселенной была бы сохранена. А когда столкновение все же происходило бы, оно было бы грандиозным, и результатом было бы не несовершенное солнце без планет, а раскаленная туманность, из которой путем конденсации эволюционировала бы полноценная Солнечная система. На самом деле, во всем диапазоне космической физики я не знаю ничего более впечатляющего в своей возвышенной простоте, чем этот план, с помощью которого обеспечивается стабильность и совершенство Вселенной. Как велики цели — как просты средства!

Consideration of the Facts which support the Theory, and of the Light which the Theory appears to cast upon the Facts.

I. Probable Origin of Meteorites.

Недавние исследования устанавливают вне всякого сомнения, что звезды, туманности, кометы и метеориты не сильно отличаются от нашей Земли по своему химическому составу. Метеориты, правда, отличаются по своим физическим характеристикам от обычных горных пород, подобных тем, что встречаются на поверхности Земли. Но возможно, если не вероятно, что внутренняя масса Земли «может, — как отмечает сэр Генри Роско, — разделять физическую природу этих металлических метеоритов, и что если бы мы могли получить часть вещества с большой глубины под поверхностью Земли, мы обнаружили бы, что оно точно соответствует по структуре, а также по химическому составу металлическому метеориту, и существование таких внутренних масс металлического железа может во многом объяснить хорошо известное магнитное состояние нашей планеты». [6] Я думаю, нет никаких сомнений в том, что если бы наша Земля была разбита на мелкие фрагменты и они были рассеяны в пространстве, было бы, вероятно, невозможно отличить их от обычных метеоритов. Те и другие были бы настолько похожи по характеру, что трудно устоять перед убеждением, что метеориты — это лишь фрагменты сидерических масс, которые были разбиты в результате столкновения. То, что метеориты являются разбитыми фрагментами, — это мнение, высказанное сэром Уильямом Томсоном, который говорит, «что он не может не согласиться с общепринятым мнением, которое рассматривает метеориты как фрагменты, отколовшиеся от более крупных масс, и что мы не можем быть удовлетворены, не пытаясь представить, каковы были предшественники этих масс». Теория, которую мы рассматривали, по-видимому, дает объяснение их предшественников. Согласно ей, они являются разбитыми фрагментами двух темных звездных масс, которые были разбиты вдребезги при столкновении. После того, что было сказано о производстве газообразных туманностей, из которых сформировалась наша Солнечная система, следует считать крайне маловероятным, если не невозможным, чтобы все фрагменты, выброшенные наружу с такой скоростью, могли быть преобразованы в газообразное состояние. Множество более мелких фрагментов, особенно тех, что находятся ближе к внешней окружности туманной массы, встречая малое или нулевое препятствие на своем пути вперед, устремились бы наружу в пространство со скоростью, которая вынесла бы их за пределы риска падения обратно в туманность. Затем они продолжили бы свое движение в своих разделенных формах в качестве метеоритов. Если это их происхождение, то метеориты — это потомки сидерических масс, а не их родители, как заключает Норман Локьер.

Эти метеориты должны быть чрезвычайно древними, ибо если они являются фрагментами темных тел, то они должны быть не только старше нашей Солнечной системы, но и старше туманности, из которой эта система сформировалась. Некоторые из них, однако, могли прийти из других систем. Это фрагменты, которые, возможно, еще прольют некоторый свет на историю темных тел.

Кометы, тела, которые во многих отношениях кажутся родственными метеоритам, вероятно, имеют, как мы вскоре увидим, аналогичное происхождение.

II. Motion of the Stars; how of such different velocities, and always in straight lines.

Только когда два тела, движущиеся с противоположных направлений, сталкиваются с равным количеством движения, все движение будет остановлено. Но в случае звездных масс, движущихся, так сказать, случайным образом во всех направлениях, это условие, которое будет встречаться лишь редко. Соответственно, в большинстве случаев результирующие звезды будут иметь то или иное движение. Короче говоря, звезды должны, согласно теории, двигаться во всех направлениях и с любыми вариациями скорости. Далее, из этого следует, что эти движения должны происходить по совершенно прямым линиям, а не по каким-либо определенным орбитам. Насколько удалось определить наблюдениями, все эти условия, по-видимому, выполняются. Иногда случается, что два тела ударяют друг друга по касательной. В этом случае результирующая звезда, как по направлению, так и по скорости своего движения, будет в значительной степени являться равнодействующей двух сопутствующих сил.

III. Motion of the Stars not due to their Mutual Attractions.

Согласно теории, абсолютное движение звезд обусловлено не влиянием гравитации, а движениями, которые изначально принадлежали двум составляющим массам, из которых возникла звезда; движение, о происхождении которого наука может сообщить не больше, чем о происхождении самих масс. Существуют веские косвенные доказательства того, что движение звезд обусловлено этой причиной. Мы знаем, что существуют звезды, обладающие гораздо большей скоростью, чем та, которая может возникнуть в результате гравитации, такие, например, как звезда Грумбридж 1830, которая имеет скорость 200 миль в секунду. Предположим, вместе с профессором Ньюкомом, что число звезд, принадлежащих Вселенной, составляет 100 000 000, и что они имеют в среднем в пять раз большую массу, чем Солнце, и распределены в слое, через который свет проходит за 30 000 лет. Тогда вычисления показывают, что если бы притягательная сила целого не была в шестьдесят четыре раза больше, чем она есть на самом деле, она не могла бы придать Грумбриджу 1830 движение, которым он обладает, или остановить его на пути вперед. [7] Мы поэтому вынуждены, как отмечает профессор Ньюком, к одной из двух альтернатив, а именно: «Либо тела, составляющие нашу Вселенную, гораздо более массивны и многочисленны, чем кажется при телескопическом исследовании, либо Грумбридж 1830 — это убегающая звезда, летящая по безграничному пути через бесконечное пространство с таким количеством движения, что притяжение всех тел Вселенной никогда не сможет ее остановить».

Что касается теории, которую мы обсуждаем, то не имеет значения, какая альтернатива принята, ибо обе они одинаково благоприятны. Если первая, то, согласно теории, что звездное тепло берет свое начало в столкновении, это косвенное доказательство того, что пространство занято темными телами, гораздо более многочисленными и массивными, чем светящиеся, которые открывает телескоп. Если вторая, а именно, что звезда обладает скоростью, которая никогда не могла быть создана притяжением, «то, — как говорит профессор Ньюком, — она должна была лететь вперед сквозь пространство с самого начала, и, придя из бесконечного расстояния, должна сейчас проходить через нашу систему в первый и единственный раз». Вероятность, однако, заключается в том, что звезда получила свое движение из того же источника, из которого она получила свой свет и тепло; а именно, от столкновения двух масс, из которых она возникла. Если звезда когда-либо будет остановлена на своем пути вперед, то это должно произойти в результате столкновения; но такое событие стало бы ее окончательным концом.

Существуют и другие звезды, такие как 61 Лебедя, ε Индейца, Lalande 21258, Lalande 21185, μ Кассиопеи и Арктур, обладающие движениями, которые не могли быть получены за счет гравитации. И, вероятно, есть много других, собственные движения которых не были обнаружены из-за их огромных расстояний. α Центавра, ближайшая звезда на небе, находится на расстоянии двадцати одного миллиона миллионов миль, что менее чем в два раза ближе; и есть, несомненно, много видимых звезд, которые в тысячу раз дальше. Звезда на таком расстоянии, даже двигаясь поперечно к наблюдателю с огромной скоростью 100 миль в секунду, потребовалось бы более тридцати лет, чтобы изменить свое положение хотя бы на одну секунду, и, следовательно, 1800 лет, чтобы изменить свое положение на одну минуту. На самом деле, нам пришлось бы наблюдать за звездой в течение поколения или двух, прежде чем мы смогли бы быть уверенными, движется она или нет.

IV. Probable Origin of Comets.

Большие трудности возникли при объяснении происхождения комет на основе небулярной гипотезы. Они приближаются к Солнцу со всех направлений, и их движения по отношению к планетам так же часто бывают ретроградными, как и прямыми. Их орбиты не только чрезмерно эллиптичны, но и наклонены к эклиптике под всеми углами от 0° до 90°. Очевидно, невозможно удовлетворительно объяснить происхождение комет, если мы предположим, что все они были образованы из солнечной туманности, хотя это и пытались сделать М. Фэй и другие. Кометы, очевидно, как заключают Лаплас и профессор Александр Уинчелл, являются чужеродными для нашей системы и пришли из отдаленных областей пространства. Если бы они принадлежали Солнечной системе, они не могли бы, говорит профессор Уинчелл, иметь параболические и гиперболические пути. «Только небольшая часть комет, — отмечает он, — как известно, движется по эллиптическим орбитам». [8] Это допущение, что они являются пришельцами, объяснит все особенности их движений; но как нам объяснить их приход в нашу систему? Как им удалось покинуть ту систему, в которой они имели свое происхождение? Если комета пришла от одной из неподвижных звезд, находящихся на расстоянии триллионов миль, движение, с помощью которого она преодолела промежуточное пространство, не могло, возможно, быть получено за счет гравитации. Мы поэтому вынуждены предположить, что движение было проективным. Кометы, по всей вероятности, имеют то же происхождение, что и метеориты. Материалы, составляющие их, подобно материалам метеоритов, вероятно, были выброшены из туманностей под действием выталкивающей силы тепла удара, которое породило туманности. Некоторые из них, особенно те, что имеют эллиптические орбиты, возможно, были выброшены из солнечной туманности.

V. Nebulæ.

Любопытно, что выдвинутая здесь теория, по-видимому, дает рациональное объяснение почти каждой особенности туманностей, как я уже пытался доказать в прошлых случаях довольно подробно. [9]

1. Происхождение туманностей. — Мы уже видели, что теория дает рациональное объяснение происхождения туманностей.

2. Почему туманности занимают так много места. — Она объясняет огромное пространство, занимаемое туманностями. Можно возразить, что, какой бы огромной ни была первоначальная температура Солнечной системы, созданная первобытным столкновением, ее тем не менее было бы недостаточно, чтобы расширить массу вопреки гравитации до такой степени, чтобы она заняла все пространство, включенное в орбиту Нептуна. Но из того, что уже было сказано относительно рассеивания материалов до того, как они успели принять газообразное состояние, будет понятно, что это рассеивание было главной причиной того, что газообразная туманность заняла так много места. И, если заглянуть еще дальше, именно внезапность и почти мгновенность, с которой масса получила бы весь запас энергии, прежде чем она успела принять даже расплавленное, не говоря уже о газообразном состоянии, привели к колоссальным взрывам, за которыми последовало широкое рассеивание материалов.

3. Почему туманности имеют такие разнообразные формы. — Хотя рассеивание материалов происходило бы во всех направлениях, оно, согласно закону вероятности, очень редко происходило бы равномерно во всех направлениях. Как правило, в одних направлениях рассеивание было бы больше, чем в других, и материалы таким образом переносились бы вдоль различных линий и на разные расстояния; и, хотя гравитация стремилась бы в конечном итоге собрать широко рассеянные материалы в одну или несколько сферических масс, все же, из-за чрезвычайно разреженного состояния газообразной массы, туманности меняли бы форму лишь медленно.

4. Разбитые фрагменты в газообразной массе чрезвычайно высокой температуры — первая стадия туманности. — Из того, что уже было показано, будет видно, что после столкновения двух темных тел первым состоянием результирующей туманности было бы огромное пространство, занятое разбитыми фрагментами всех размеров, несущимися друг на друга с колоссальными скоростями, подобно молекулам в идеальном газе. Все промежутки между этими фрагментами были бы полностью заполнены газообразной массой, которая, по крайней мере на самых ранних стадиях, как в случае с солнечной туманностью, имела бы температуру, вероятно, более чем в сто тысяч раз превышающую температуру вольтовой дуги. Будет ли такая масса видимой — это момент, который вряд ли можно определить, поскольку у нас на Земле не может быть опыта наблюдения газа при такой температуре.

То, что существуют некоторые туманности, которые, по-видимому, состоят из твердого вещества, перемешанного с газообразной массой, показывают исследования Нормана Локьера [10] и других. На самом деле, профессором Тэтом [11] поддерживается теория, что туманности состоят из облаков камней — или метеорных роев, как назвал бы их Норман Локьер — в атмосфере водорода, каждый камень из которых, двигаясь и сталкиваясь с другим, тем самым генерирует тепло, которое делает окружающий газ раскаленным. В отношении этой теории профессора Тэта Норман Локьер говорит, что явления спектроскопа могут быть вполне объяснены «на основе предположения об облаке камней, при условии, конечно, что вы могли бы в то же время показать разумную причину, почему эти облака камней «колотятся» в атмосфере водорода». [12] Теория, однако, не дает никакого рационального объяснения этого метания камней туда-сюда во всех направлениях; ибо, согласно ей, единственная доступная сила — это гравитация, а она может производить лишь движение материалов к центру массы. В этих условиях происходило бы очень мало столкновений камней друг с другом. Но, согласно принятой здесь теории, у нас есть агент, несравненно более эффективный, чем гравитация, — тот, который объясняет не только удар камней, но и само их существование как таковых, поскольку он объясняет как то, что они собой представляют, так и то, откуда они взялись.

Норман Локьер недавно полностью принял предположение профессора Тэта относительно природы и происхождения туманностей и попытался дать ему дальнейшее развитие. Он считает, что туманности состоят из разреженных метеоритов, столкновения которых придают туманностям их температуру и светимость. Он делит туманности на три группы, «в зависимости от того, кажется ли, что формирующее действие работает к центру; вокруг центра в плоскости или почти в ней; или только в одном направлении». В результате мы имеем шарообразные, сфероидальные и кометные туманности.

Шарообразные туманности он объясняет следующим образом. «Если мы, — говорит он, — ради величайшей простоты рассмотрим рой метеоритов в покое, а затем предположим, что другие извне приближаются к нему со всех направлений, их предыдущие пути отклоняются, возникает вопрос, не будет ли на некотором расстоянии от центра роя область, в которой столкновения будут наиболее значимыми. Если мы сможем ответить на этот вопрос утвердительно, то из этого последует, что некоторые из метеоритов, остановленных здесь, начнут двигаться по почти круговым орбитам вокруг общего центра тяжести.

«Можно предположить, что большие оси этих орбит не очень разнообразны, и мы можем далее предположить, что, для начала, один набор будет преобладать над остальными. Их эллиптические пути могут отбросить периастрон на значительное расстояние от общего центра тяжести; и если мы предположим, что метеориты с этим общим средним расстоянием движутся во всех плоскостях, и что некоторые из них прямые, а некоторые ретроградные, то будет оболочка, в которой столкновений будет происходить больше, чем где-либо еще. Теперь эта поверхность столкновения будет практически единственной видимой вещью и представит нам точное и до сих пор необъяснимое появление планетарной туманности — тела той же интенсивности светимости на краю и в центре — таким образом, принимая почти фосфоресцирующий вид.

«Если область столкновения имеет большую толщину, центр должен казаться тусклее, чем часть ближе к краю.

«Такая поверхность столкновения, как я использую этот термин, представлена нам во время метеорного потока верхней частью нашей атмосферы». [13]

Сфероидальные туманности, считает он, производятся вращением того, что сначала было шарообразным вращающимся роем метеоритов.

Кометные туманности объясняются, считает он, «на предположении, что у нас есть либо очень конденсированный рой, движущийся с очень высокой скоростью через слой метеоритов в покое, либо рой в покое, окруженный слоем, все движущиеся в одном направлении».

В способной и интересной работе, которая кажется почти совершенно неизвестной в Англии [14], профессор Уинчелл выдвинул взгляды, подобные взглядам Тэта и Локьера относительно природы и происхождения туманностей. Но он, кроме того, обсуждает дальнейший вопрос о происхождении этих роев. У меня будет повод обратиться к взглядам профессора Уинчелла более полно, когда мы перейдем к рассмотрению донебулярного состояния Вселенной.

Среди первых, кто выдвинул метеорную гипотезу происхождения и формирования Солнечной системы, был, вероятно, покойный Ричард А. Проктор. Это было сделано в его работе «Другие миры, кроме нашего», опубликованной в 1870 году. «Под непрерывным дождем метеорного вещества, — говорит он, — можно сказать, что Земля, Солнце и планеты растут. Теперь сама собой напрашивается идея, что весь рост Солнечной системы, от ее первоначального состояния до нынешнего, мог быть обусловлен процессами, напоминающими те, которые мы сейчас видим происходящими в ее пределах». Он далее добавляет: «Мне кажется, что этот общий взгляд на то, как наша система достигла своего нынешнего состояния, не только имеет большую поддержку со стороны того, что сейчас действительно происходит, чем небулярная гипотеза Лапласа, но и служит для объяснения гораздо более удовлетворительным образом основных особенностей Солнечной системы. Я мог бы, действительно, пойти дальше и сказать, что там, где эти особенности, кажется, противостоят теории Лапласа, они дают поддержку тем, которые я выдвинул». [15] Затем он продолжает показывать пункты, в которых его теория, кажется ему, предлагает лучшее объяснение этих особенностей, чем теория Лапласа.

5. Газообразное состояние — вторая стадия туманности. — Вторая стадия очевидно следует как необходимое следствие из первой; ибо фрагменты в рассматриваемом случае обладают энергией в форме движения, которая вместе с теплом их окружающего пара более чем достаточна не только для превращения фрагментов в газообразное состояние, но и для производства полной диссоциации химических элементов. Полная трансформация первой стадии во вторую должна, следовательно, быть просто вопросом времени.

Согласно законам вероятности, однако, может иногда случиться, что два первоначальных темных тела не столкнутся с силой, достаточной для придания разбитым фрагментам энергии, необходимой для превращения их всех в газообразное состояние. Результатом в этом случае было бы, без сомнения, то, что непереобразованные фрагменты, притянутые друг к другу своими взаимными притяжениями, столкнулись бы и сформировали несовершенную звезду или солнце без планеты. Такая звезда могла бы оставаться светящейся в течение нескольких тысяч или, возможно, нескольких миллионов лет, как могло бы быть, когда она начала бы тускнеть и наконец исчезла. Мы имеем здесь несовершенную туманность, приводящую к несовершенной звезде. Короче говоря, мы имели бы в этих звездных массах, в грандиозном масштабе, то, что мы наблюдаем каждый день вокруг нас в органической природе, а именно: несовершенные образования. Такие случайные несовершенства дают разнообразие и добавляют совершенство целому. Как уныла и монотонна была бы природа, если бы каждая травинка, каждое растение, каждое животное и каждое лицо, которое мы встречали, были сформированы по самой совершенной модели!

6. Газообразное состояние существенно для небулярной гипотезы. — Установлено, что плотность внутренних планет нашей Солнечной системы по сравнению с более удаленными составляет примерно пять к одному. Очевидный вывод заключается в том, что существует преобладание металлических элементов во внутренних планетах и металлоидов во внешних. Таким образом становится очевидным, как так ясно показал Норман Локьер [16], что когда наша Солнечная система существовала в туманном состоянии, металлические или более плотные элементы занимали бы внутреннюю часть туманности, а металлоиды — внешнюю. Если взять сечение этой туманности от ее центра до окружности, элементы в основном были бы расположены в соответствии с их плотностью: самые плотные в центре, а наименее плотные на окружности. Если мы сравним планеты с их спутниками, мы обнаружим, что тот же закон остается верным. Спутники Юпитера, например, имеют плотность лишь около одной пятой плотности планеты, или около одной двадцать пятой плотности нашей Земли, показывая, что когда планета вращалась как туманная масса, более плотные элементы находились в центральных частях, а менее плотные — на внешнем крае, где формировались спутники. Опять же, если мы возьмем случай нашего земного шара, мы обнаружим, как отмечает Норман Локьер, то же распределение материалов, доказывающее, что когда Земля была в туманном состоянии, металлические элементы в основном занимали центральные области, а металлоиды — те внешние части, которые сейчас составляют земную кору.

Все эти факты показывают, что просеивание и сортировка химических элементов в соответствии с их плотностью должны были произойти, когда наша Солнечная система была в состоянии туманности. Но, далее, кажется невозможным, чтобы это могло произойти, если бы материалы, составляющие туманность, были в твердой форме, даже если предположить, что они приняли форму облаков камней.

Столь же невозможно, чтобы туманность могла быть в жидком или текучем состоянии во время этого процесса. Это очевидно, ибо туманность тогда должна была занимать, по крайней мере, все пространство внутри орбиты самой удаленной планеты. Но наша Солнечная система в жидком состоянии не могла бы занимать одну миллионную часть этого пространства. Поэтому очевидно, что туманность должна была быть в состоянии газа, причем газа чрезвычайной разреженности.

7. Масса должна была обладать чрезмерной температурой. — Существует достаточно доказательств, считает Норман Локьер, чтобы показать, что температура солнечной туманности была такой же высокой, как температура Солнца в настоящее время. Но я думаю, что крайне вероятно, что на некоторых своих стадиях туманность имела гораздо более высокую температуру, чем та, которой обладает Солнце сейчас. Должна была, в течение периода просеивания, произойти полная химическая диссоциация, чтобы сохранить металлы и металлоиды не соединенными, и таким образом позволить элементам расположиться в соответствии с их плотностью. Небулярная гипотеза, отмечает Норман Локьер, «почти бесполезна, если мы не предположим очень высокие температуры, потому что, если у вас нет достаточно тепла для получения идеальной диссоциации, у вас не будет той сортировки, которая всегда, кажется, следует тому же закону».

8. Гравитация не могла ни при каких условиях генерировать количество тепла, требуемое небулярной гипотезой. — Небулярная гипотеза не претендует на объяснение происхождения туманностей. Она начинается с материи, существующей в пространстве в туманном состоянии, и объясняет, как путем конденсации из нее формируются солнца, планеты и т.д. На самом деле, она начинается с середины процесса: она начинается с этого тонкого, разреженного материала в процессе стягивания и конденсации под влиянием притяжения и претендует на объяснение того, как по мере продолжения процесса неизбежно получается Солнечная система. Чтобы упростить наше исследование, мы ограничим наше внимание солнечной туманностью и рассмотрим в первую очередь, насколько конденсацию можно считать достаточным источником тепла.

A. Конденсация. — Тепло, которое наша туманность могла получить от конденсации до того времени, как Нептун был отделен от массы, независимо от того, насколько далеко внешняя окружность массы могла первоначально простираться за орбиту этой планеты, не могло превышать 1/7 000 000 тепловой единицы (772 футо-фунта) на каждый кубический фут. Совершенно очевидно, что это количество не могло произвести требуемую диссоциацию; и без требуемой диссоциации Нептун никогда не мог бы быть сформирован. Далее, физически невозможно, чтобы материалы, из которых состоит наша Солнечная система, могли существовать в газообразном состоянии в холодном состоянии до конденсации. Если не обладать большим теплом, даже водород не мог бы существовать в звездном пространстве в газообразной форме; и тем более углерод, железо, платина и т.д. Прежде чем Нептун мог быть сформирован, все материалы системы должны были обладать теплом, достаточным не только для того, чтобы свести их к газообразному состоянию, но и достаточным для производства полной диссоциации. Но никакими мыслимыми средствами гравитация не могла передать это количество тепла к тому времени, когда масса сконденсировалась как раз в пределах орбиты Нептуна.

B. Твердые шары, сталкивающиеся под влиянием одной только гравитации. — Как мы уже видели, сэром У. Томсоном был принят взгляд, что солнечная туманность могла возникнуть в результате столкновения холодных твердых шаров со скоростью, обусловленной только их взаимной гравитацией. Он излагает свои взгляды следующим образом:

«Предположим теперь, что 29 000 000 холодных твердых шаров, каждый примерно той же массы, что и Луна, и составляющих в сумме массу, равную солнечной, рассеяны как можно более равномерно на сферической поверхности радиусом, равным ста радиусам земной орбиты, и что они оставлены абсолютно в покое в этом положении. Все они начнут падать к центру сферы и встретятся там через 250 лет, и каждый из 29 000 000 шаров будет тогда, в течение получаса, расплавлен и нагрет до температуры в несколько сотен тысяч или миллион градусов Цельсия. Жидкая масса, таким образом сформированная, будет этим колоссальным теплом взорвана наружу в виде пара или газа во все стороны. Ее граница достигнет расстояния, значительно меньшего, чем сто радиусов земной орбиты при первом вылете до своего крайнего предела. Последует убывающая серия колебаний наружу-внутрь, и раскаленный шар, таким образом сжимаясь и расширяясь попеременно, в течение, может быть, 300 или 400 лет, осядет до радиуса в сорок радиусов земной орбиты». [17]

Причина, которую он приводит для того, что раскаленный шар оседает до радиуса, в сорок раз превышающего радиус земной орбиты, заключается в следующем: «Радиус устойчивой шарообразной газовой туманности из любого однородного газа составляет 40 процентов от радиуса сферической поверхности, с которой ее составляющие должны упасть в свои фактические положения в туманности, чтобы обладать той же кинетической энергией, что и туманность».

Если бы таким образом образовавшаяся солнечная туманность раздулась в сферическую раскаленную массу с радиусом, в 40 раз превышающим радиус земной орбиты, просто потому, что шары упали с расстояния, в 100 раз превышающего радиус этой орбиты, то по аналогичной причине масса имела бы радиус, в 400 раз превышающий радиус земной орбиты, если бы шары упали с расстояния, в 1000 раз превышающего радиус, и в 400 000 раз, если бы шары упали с расстояния, в 1 000 000 раз превышающего радиус, и две пятых от любого мыслимого расстояния, с которого они могли упасть.

Даже если предположить, что все это физически возможно, что, несомненно, не так, выделяемого тепла все равно было бы недостаточно; ибо, каким бы ни был радиус туманности, вся ее энергия, как кинетическая, так и потенциальная, — это просто то, что получено от гравитации, а этого, как мы видели, недостаточно.

9. Конденсация — третье и последнее состояние туманности. — Согласно теории гравитации, конденсация является как первой, так и последней стадией туманности; ибо, согласно ей, гравитация — это сила, которая одновременно собирает рассеянные материалы и придает им тепло. [18] Согласно теории гравитации, до начала конденсации не может существовать ничего, что можно было бы должным образом назвать туманностью. Материалы, конечно, существуют, но они не существуют в форме туманности. Согласно теории удара, которую я здесь отстаиваю, конденсация не может начаться до тех пор, пока туманность не начнет терять тепло, которым она была первоначально наделена.

10. Почему туманности излучают такой слабый свет. — Свет туманностей в основном исходит от светящегося водорода и азота в состоянии чрезвычайной газообразной разреженности; и хорошо известно, что эти газы являются чрезвычайно плохими излучателями. Оксиводородное пламя, хотя его температура уступает только температуре вольтовой дуги, дает свет настолько слабый, что он едва виден при дневном свете. Однако малая светимость туманностей в основном обусловлена другой причиной. Огромное пространство, занимаемое этими телами, объясняется не столько теплом, которым они обладают, сколько тем фактом, что их материалы были рассеяны в пространстве до того, как они успели перейти в газообразное состояние; так что к тому времени, когда это последнее состояние было принято, занимаемое пространство было гораздо больше, чем того требовали температура или количество тепла, которое они первоначально получили. Если мы примем небулярную гипотезу происхождения нашей солнечной системы, мы должны предположить, что масса нашего Солнца, находясь в состоянии туманности, выходила за пределы орбиты планеты Нептун и, следовательно, заполняла все пространство, заключенное внутри этой орбиты. Даже если предположить, что орбита Нептуна была ее внешним пределом, что, очевидно, не соответствовало действительности, она все равно занимала бы пространство в 274 000 000 000 раз большее, чем в настоящее время. Мы будем предполагать, как и прежде, что тепло 50 000 000 лет было генерировано в результате сотрясения. Конечно, могло быть в два или даже в десять раз большее количество; но не имеет значения, какое количество принято в данный момент. Огромное, как тепло 50 000 000 лет, оно все же дает, как мы сейчас увидим, только 32 футо-фунта энергии на каждый кубический фут. Поскольку количество тепла, обусловленное сотрясением, равно, как было сказано ранее, 100 000 000 000 футо-фунтов на каждый фунт массы, а кубический фут Солнца при его нынешней плотности 1,43 весит 89 фунтов, каждый кубический фут должен был обладать 8 900 000 000 000 футо-фунтов. Но когда масса была достаточно расширена, чтобы занимать в 274 000 000 000 раз больше своего первоначального пространства (что она сделала бы, когда расширилась до орбиты Нептуна), тепло, которым обладал каждый кубический фут, составило бы тогда только 32 футо-фунта.

На самом деле оно составило бы даже меньше, так как количество, равное более чем 20 000 000 лет тепла, неизбежно было бы затрачено на работу против гравитации при расширении массы, и все это, конечно, вернулось бы в форме тепла по мере сжатия массы. Однако во время туманного состояния это количество существовало бы в совершенно иной форме, так что только 19 из 32 футо-фунтов на кубический фут, генерируемых сотрясением, существовали бы тогда как тепло. Плотность туманности составляла бы всего 1/16 248 160 плотности водорода при обычной температуре и давлении. Таким образом, 19 футо-фунтов тепла в каждом кубическом футе было бы достаточно для поддержания чрезмерной температуры; ибо в каждом кубическом футе было бы только 1/440 000 грана материи. Но, хотя температура была бы чрезмерной, количество как света, так и тепла в каждом кубическом футе неизбежно было бы малым. Поскольку тепло составляет лишь 1/71 тепловой единицы, излучаемый свет, безусловно, был бы чрезвычайно слабым, очень напоминая электрический свет в вакуумной трубке.

VI. Binary Systems.

Теория дает рациональное объяснение происхождения двойных звезд. Двойные звезды, что касается их движения, конечно, также следуют как следствие из теории гравитации. Если два тела вступают в касательное столкновение, «они», говорит сэр Уильям Томсон, «начнут вращаться вокруг своего общего центра инерции по длинным эллиптическим орбитам. Приливное взаимодействие между ними уменьшит эксцентриситеты их орбит и, если будет продолжаться достаточно долго, заставит их вращаться по круговым орбитам вокруг своего центра инерции». [19] На этот вывод много лет назад указал доктор Джонстон Стони.

VII. Sudden Outbursts of Stars.

Случай звезды, внезапно вспыхнувшей, а затем угасшей, подобно той, что наблюдалась Тихо Браге в 1572 году, можно объяснить, предположив, что звезда была поражена одним из темных тел — событие отнюдь не невозможное и даже не невероятное. В некоторых случаях внезапных вспышек, таких как, например, Новая Лебедя, явление может быть результатом столкновения звезды с роем метеоритов. Трудность в случае с Новой Лебедя заключается в объяснении очень внезапного снижения ее яркости. Это, однако, можно было бы объяснить, предположив, что вспышка светимости была обусловлена разрушением метеоритов, а не каким-либо значительным увеличением тепла, произведенным в самой звезде. Рой метеоритов, превращенный в раскаленный пар, недолго будет терять свою яркость.

Норман Локьер полагает, что вспышка была вызвана столкновением двух роев метеоритов, а не столкновением метеоритов с ранее существовавшей звездой. [20]

Среди миллионов звезд, занимающих звездное пространство, катастрофы такого рода, согласно теории, иногда могут ожидаться, хотя, подобно столкновениям, которые порождают сами звезды, они, несомненно, должны быть событиями редкого происхождения.

VIII. Star Clusters.

Звездное скопление возникнет из чрезвычайно широко распространенной туманности, распадающейся на множество отдельных ядер, каждое из которых становится звездой. Неправильный способ, которым материалы во многих случаях были бы широко распределены в пространстве после столкновения, помешал бы туманности конденсироваться в единую массу. Были бы установлены подчиненные центры притяжения, как это было давно показано сэром Уильямом Гершелем в его знаменитом мемуаре о формировании звезд; [21] и вокруг них газообразные частицы расположились бы и постепенно конденсировались в отдельные звезды, которые в конечном итоге приняли бы состояние скопления.

IX. Age of the Sun’s Heat: a Crucial Test.

Когда мы подходим к вопросу о возрасте солнечного тепла и продолжительности времени, в течение которого это светило освещало наш земной шар, становится делом величайшей важности, какая из двух теорий должна быть принята. На возрасте солнечного тепла покоится весь вопрос о геологическом времени. Ошибка здесь фундаментальна. Если гравитация является единственным источником, из которого Солнце черпало свое тепло, то жизнь на земном шаре никак не может датироваться более ранним периодом, чем 20 000 000 лет; ибо ни в какой возможной форме гравитация не могла бы обеспечить при нынешней скорости излучения достаточно тепла на более длительный период. Не годится заявлять в свободной и общей форме, как это часто делалось, что Солнце могло снабжать наш земной шар теплом при его нынешней скорости в течение 20 000 000 или 100 000 000 лет, ибо гравитация не могла сделать ничего подобного; период в 20 000 000, а не 100 000 000 лет является самым низким, который допустим в этой теории. Даже такой промежуток времени не был бы фактически доступен; ибо этот период основан на оценке Пуйе скорости солнечного излучения, которая, как было доказано Лэнгли, слишком мала, причем правильная скорость в 1,7 раза больше. «Таким образом», как говорит сэр У. Томсон, «вместо 20 000 000 лет Гельмгольца у нас есть только 12 000 000». Но 12 000 000 лет в действительности не были бы доступны для растительной и животной жизни; ибо, несомненно, прошли бы миллионы лет, прежде чем наш земной шар мог бы стать приспособленным для флоры или фауны. Если нет другого источника тепла для нашей системы, кроме гравитации, сомнительно, можем ли мы рассчитывать на гораздо большее, чем половина этого периода, для возраста жизни на Земле. Профессор Тейт, вероятно, переоценивает время, когда утверждает, «что 10 000 000 лет — это примерно максимум, который можно допустить, с физической точки зрения, для всех изменений, которые произошли на поверхности Земли с тех пор, как растительная жизнь в самой низкой известной форме была способна существовать там». [22] И это, безусловно, примерно все, что когда-либо можно ожидать от гравитации; математический расчет продемонстрировал, что большего она дать не может. Другая теория, основанная на движении в пространстве — причине столь же реальной, как гравитация, — не страдает от такого ограничения. Согласно ей, по крайней мере, что касается запаса энергии, которым могло обладать Солнце, растительная и животная жизнь могут датироваться не 10 000 000 лет, а периодом, бесконечно более отдаленным. На самом деле, пока нет известного предела количеству тепла, которое эта причина могла произвести; ибо это зависело от скоростей двух тел в момент перед столкновением, а какими были эти скорости, у нас нет средств узнать. Они могли быть 500 миль в секунду или 5000 миль в секунду, вопреки всему, что может быть доказано. Конечно, я отнюдь не утверждаю, что прошло 100 000 000 лет с тех пор, как жизнь началась на нашей Земле; но я определенно утверждаю, что, поскольку речь идет о возможном источнике энергии Солнца, жизнь могла начаться в столь же отдаленный период.

ЧАСТЬ II.

EVIDENCE IN SUPPORT OF THE THEORY FROM THE AGE OF THE SUN’S HEAT.

Testimony of Geology and Biology as to the Age of the Sun’s Heat.

Вопрос, который мы теперь должны рассмотреть, заключается в следующем: какой из двух теорий геология отдает свое свидетельство? Удовлетворит ли требованиям геологии продолжительность времени, которую, согласно теории гравитации, можно возможно выделить? Короче говоря, совместимы ли факты геологии с этой теорией? Если нет, то от теории следует отказаться.

До периода, когда геологи почувствовали, что они ограничены во времени физическими соображениями, преобладали самые экстравагантные мнения относительно продолжительности геологических эпох. Пока физик продолжал заявлять в свободной и общей форме, что Солнце могло снабжать нашу Землю теплом при его нынешней скорости в течение последних 100 000 000 лет, никакой очень серьезной трудности не ощущалось; но когда геологи поняли, что десять или двадцать миллионов лет — это все, что им может быть предоставлено, положение дел полностью изменилось. Убеждение, что математический физик должен быть прав в своих взглядах на возраст солнечного тепла и что нет возможности допустить более длительный период, по-видимому, в настоящее время ведет геологов к противоположной крайности в отношении продолжительности геологического времени. В последнее время были предприняты попытки сжать геологическую историю нашего земного шара в узкие рамки, отведенные физиком. Эта попытка безнадежна, а также вредна для геологической науки. Что вводит в заблуждение, так это не убеждение, что гравитация не могла бы обеспечить запас тепла, достаточный более чем на 20 000 000 лет, ибо это правда; это убеждение, что не было другого источника тепла, кроме гравитации.

Теперь мы рассмотрим доказательства, которые геология, по-видимому, предоставляет относительно возраста солнечного тепла. Геология вполне компетентна оказать помощь в этом вопросе, ибо солнечное тепло должно быть по крайней мере таким же древним, как жизнь на этом земном шаре; и летопись горных пород говорит нам, когда эта жизнь впервые появилась. Нам, однако, необходимо иметь возможность измерить время, которое прошло с тех пор, как были оставлены эти записи. Что нам нужно, так это абсолютное время, а не относительное время. Многое было сделано геологами в отношении относительного времени; но это не может быть нам полезно в нашем нынешнем исследовании. К сожалению, очень мало заслуживающей доверия работы было проделано в направлении определения абсолютной продолжительности геологических периодов. К счастью, однако, большая точность измерения не требуется. Грубого приближения к истине будет достаточно для наших нынешних целей. Если можно показать, что прошло более пятнадцати или двадцати миллионов лет с тех пор, как жизнь впервые появилась на Земле, это будет столь же эффективно доказывать, что гравитация сама по себе не могла быть источником, из которого Солнце черпало свое тепло, как если бы было показано, что этот период был в тысячу раз более отдаленным. Все, что нам нужно сделать, — это просто назначить нижний предел возраста жизни на Земле; и это может быть эффективно сделано с помощью методов, несовершенных, хотя они и есть, которые у нас есть в распоряжении. Поскольку вопрос о геологическом времени имеет некоторое значение в связи с нашим нынешним исследованием, я рассмотрю его довольно подробно.

Свидетельство геологии: используемый метод. — То, что впоследствии оказалось довольно успешным методом измерения геологического времени, пришло мне на ум летом 1865 года. Тогда мне пришло в голову, что мы могли бы получить довольно точную меру абсолютного геологического времени из нынешней скорости субаэральной денудации, которую можно было бы установить следующим образом: скорость субаэральной денудации должна быть равна скорости, с которой материалы переносятся с суши в море; и это измеряется скоростью, с которой осадки переносятся нашими речными системами. Следовательно, чтобы определить нынешнюю скорость субаэральной денудации, нам нужно только установить количество осадков, ежегодно переносимых речными системами. Это дает нам время, необходимое для удаления любого заданного количества, скажем, одного фута, с поверхности страны. Если мы предположим, что скорость была примерно такой же в прошлые геологические эпохи, у нас есть средство определить время, которое было затрачено на удаление любой известной толщины страт. Но поскольку мы никогда не можем быть совершенно уверены, что скорость одинакова в обоих случаях, результаты, конечно, могут рассматриваться только как приблизительно верные.

Взяв количество осадков, ежегодно сбрасываемых в море рекой Миссисипи, как определили господа Браун и Диксон, [23] я обнаружил, что оно составляет один фут с поверхности страны за 1388 лет, и что при такой скорости денудации наши континенты, даже если бы они имели высоту 1000 футов, не оставались бы над уровнем моря более 1 500 000 лет. [24] Это была преувеличенная оценка количества осадков, ибо вскоре после этого я обнаружил, что гораздо более точные определения были сделаны господами Хамфрисом и Эбботом, [25] которые были наняты правительством Соединенных Штатов для составления отчета о физике и гидравлике Миссисипи. Господа Браун и Диксон оценили количество осадков в 28 188 083 892 кубических фута, тогда как господа Хамфрис и Эббот обнаружили, что оно составляет всего 6 724 000 000 кубических футов, или менее одной четверти этого количества. Это дает один фут за 6000 лет в качестве скорости денудации.

В это время доктор Арчибальд Гейки занялся этим вопросом и рассмотрел предмет самым тщательным образом; и именно благодаря его трудам по этому вопросу [26] рассматриваемый метод получил такое широкое признание среди геологов. После изучения почти всего, что известно относительно количества осадков, переносимых реками, он составил следующую таблицу, показывающую количество лет, необходимое семи рекам для удаления одного фута породы с общей поверхности их бассейнов.

Danube |  | 6,846 | years
Mississippi |  | 6,000 | „
Nith |  | 4,723 | „
Ganges |  | 2,358 | „
Rhone |  | 1,528 | „
Hoang-Ho |  | 1,464 | „
Po |  | 729 | „
|  | ----- | -----
| Mean | 3,378 | years

Это дает среднее значение 3378 лет для удаления одного фута, или чуть более половины времени, затрачиваемого Миссисипи. Это среднее значение, по-видимому, обычно принимается как представляющее среднюю скорость субаэральной денудации всей Земли, но оно, боюсь, было принято несколько поспешно. Правильно оценить количество осадков, ежегодно сбрасываемых большой рекой, — это самая трудная и кропотливая задача. Чтение объемного отчета господ Хамфриса и Эббота, охватывающего 690 страниц, который доктор Гейки справедливо называет образцом терпеливого и исчерпывающего исследования, ясно покажет это и в то же время докажет, насколько умело и точно была выполнена возложенная на них задача.

Риск совершения очень серьезных ошибок при вычислении количества сбрасываемых осадков, если не принять надлежащих мер предосторожности, хорошо иллюстрируется в случае определений, сделанных господами Брауном и Диксоном, к которым уже упоминалось. Хотя их отчет показывает, что они приложили большие усилия, чтобы прийти к правильным результатам — на самом деле, они вычислили общее годовое количество сбрасываемых осадков с точностью до кубического фута — в конце концов, вместо того чтобы быть правильными до этой мельчайшей величины, они дали общую сумму более чем в четыре раза превышающую ту, которая должна быть. Некоторое подобное расхождение существует в отношении денудации бассейна Ганга. Время, необходимое для понижения его поверхности на один фут, согласно одной оценке, составляет 2358 лет; согласно другой — 1751; и согласно третьей — всего 1146 лет. Первая цифра, вероятно, ближе всего к истине. Тем не менее, эти различия показывают как трудность проблемы, так и необходимость осторожности при принятии любого из этих результатов в качестве правильного.

Безусловно, самыми заслуживающими доверия определениями из всех являются определения Миссисипи, сделанные господами Хамфрисом и Эбботом, на которые можно положиться как на не далекие от истины. Но, предположив, что оценки в предыдущей таблице совершенно верны, можем ли мы предположить, что их среднее значение может быть безопасно принято как, вероятно, представляющее среднюю скорость денудации всей Земли? Я бы без колебаний ответил: конечно, нет. Рона и По полны ледникового ила из Альп; и количество осадков, которые они переносят, может дать нам скорость денудации Швейцарии, но, безусловно, не всей Земли или даже Европы. То же самое можно сказать о Ганге, который заряжен илом, который он приносит с Гималайских гор. Хуанхэ, или Желтая река, — это исключительно мутная река; на самом деле, она получила свое название от огромного количества желтого ила, удерживаемого ее водами в состоянии раствора. Вероятно, именно исключительно мутный характер По, Роны, Ганга и Желтой реки привлек внимание и привел к проведению наблюдений за содержащимися в них осадками. Реки, более неподходящие, чем эти, чтобы дать нам среднюю денудацию поверхности Земли, трудно было бы выбрать. Среди семи рек в таблице, не принимая во внимание небольшой шотландский поток Нит с его бассейном всего в 200 квадратных миль, есть только две, Миссисипи и Дунай, которые осушают страны, которые можно рассматривать во всех отношениях напоминающими среднее состояние поверхности Земли. Я бы выбрал Миссисипи как превосходящую Дунай по двум причинам: (1) потому что скорость денудации ее бассейна была определена более точно; и (2) потому что площадь ее бассейна не только превышает площадь Дуная как пять к одному, но и лучше выполняет необходимые условия, как так ясно показал сэр Чарльз Лайель. «Эта река», — говорит сэр Чарльз, — «осушает страну, равную более чем половине континента Европы, простирается через двадцать градусов широты и, следовательно, через регионы, пользующиеся большим разнообразием климата, и некоторые из ее притоков спускаются с гор большой высоты. Миссисипи также с большей вероятностью даст нам справедливый тест обычной денудации, потому что, в отличие от реки Святого Лаврентия и ее притоков, нет великих озер, в которых речные осадки сбрасываются и задерживаются на пути к морю». [27] Нет другой реки на земном шаре, которая, на мой взгляд, лучше выполняет требуемые условия. Несомненно, правда, что скорость денудации бассейна Миссисипи, вероятно, меньше, чем в Швейцарии, Норвегии и Гималаях, где изобилуют ледники, и, безусловно, меньше, чем в Гренландии и на Антарктическом континенте; но, с другой стороны, эта скорость, безусловно, намного больше, чем на всем континенте Африки, Австралии и больших участках Азии, где количество осадков намного меньше. Один фут за 6000 лет может, поэтому, я думаю, быть безопасно принят как средняя скорость денудации всей поверхности земного шара.

Средняя скорость денудации в прошлом, вероятно, не намного больше, чем в настоящем. — Долгое время преобладало убеждение, что скорость денудации была намного больше в прошлые эпохи, чем сейчас; но я не могу усмотреть никаких веских оснований для вывода, что такой случай имел место в любое время с начала палеозойского периода. Различные причины, однако, были приписаны этой предполагаемой большей скорости; и к рассмотрению этих причин я теперь очень кратко обращусь.

Считалось, что в какую-то отдаленную эпоху истории Земли, когда Луна была намного ближе, а день намного короче, чем сейчас, скорость денудации была бы, из-за эрозионной силы огромных приливов, которые тогда преобладали, намного больше, чем в настоящее время. Это, однако, очень сомнительно. В стратифицированных горных породах нет ничего, что давало бы какую-либо поддержку идее о том, что огромные приливные волны проносились по суше, по крайней мере с того времени, как жизнь началась на нашем земном шаре. Такое положение дел уничтожило бы всю животную жизнь. «Палеозойские осадки», — как отмечает профессор А. Уинчелл, — «были отложены, по большей части, в тихих морях. Глубокие пласты известняков и сланцев распределены слоями по всему континенту, что свидетельствует недвусмысленно о спокойных водах и медленном отложении». [28] Но высокие приливы, не проносящиеся по суше, не увеличили бы скорость денудации до предполагаемой степени. Высокие приливы заиливают русло реки легче, чем углубляют его. Более высокий прилив, вероятно, вызвал бы большее разрушение морского побережья: он стремился бы увеличить скорость морской денудации, но это не повлияло бы существенно на общую скорость денудации. Ибо, поскольку нынешняя скорость морской денудации относится к скорости субаэральной денудации только как 1 к примерно 1700, [29] потребовалось бы очень большое увеличение скорости морской денудации, чтобы заметно повлиять на общий результат. Предположим, что скорость морской денудации была, например, в десять раз больше в палеозойскую эпоху, чем сейчас (чего, безусловно, не было), это только сократило бы время, необходимое для осуществления заданного количества денудации всей Земли, на 9 лет из 1700, т.е. чуть более чем на полпроцента.

Опять же, предполагается, что большая скорость земного вращения в ранние эпохи произвела бы определенные влияния, которые, в свою очередь, привели бы к большему количеству денудации. Скорость вращения медленно уменьшалась в течение веков, и в палеозойские времена она, конечно, должна была быть больше, чем в настоящее время. Более быстрое вращение увеличило бы скорость пассатов и антипассатов и, таким образом, стремилось бы усилить действие тех метеорологических агентов, которые в основном эффективны в работе субаэральной денудации. Здесь опять же свидетельство геологии отрицательно. У нас нет геологических оснований для вывода, что ветры палеозойских времен были сильнее, чем в настоящее время. Тепло, несомненно, было больше, и, возможно, было больше дождя; но, с другой стороны, было бы меньше мороза, снега, льда и других денудирующих агентов.

Существует одна причина, которая, возможно, была бы более эффективной, чем любая из вышеперечисленных: а именно периодическое возникновение ледниковых эпох. Когда страна погребена под льдом, эрозия поверхности велика. Но следует иметь в виду, что влияние дождя, рек и других денудирующих агентов, действующих в настоящее время, было бы тогда, в оледенелых регионах, почти ничтожным. Кроме того, большая часть материалов, стертых с горных пород, осталась бы на суше; и когда лед исчез, он был бы обнаружен в форме толстого покрова валунной глины — покрова, который защищал бы скалистую поверхность страны в течение тысяч и десятков тысяч лет от дальнейшей денудации. Это показано тонкими штрихами на скалистой поверхности, сделанными, возможно, более 50 000 лет назад, остающимися под валунной глиной такими же совершенными, как в день, когда они были выгравированы. Но, более того, очень значительная часть того 1 фута, который в настоящее время удаляется с поверхности страны за 6000 лет, состоит из рыхлых материалов, относящихся к ледниковой эпохе, таких как пески, гравий и валунная глина, которые смываются с поверхности дождем и действием рек. Если бы не это, нынешняя скорость субаэральной денудации не была бы такой высокой, как она есть на самом деле. Принимая все во внимание, я думаю, очевидно, что средняя скорость денудации с начала палеозойских времен, вероятно, была не намного больше, чем в настоящее время.

Как применялся метод. — Определив то, что представляется вероятной средней скоростью субаэральной денудации, мы можем теперь перейти к рассмотрению способа, которым эта скорость была применена для измерения прошлого геологического времени. Существует два способа, которыми он может быть применен для этой цели. Он может (1) быть применен напрямую: зная толщину страт, которые могли быть удалены денудацией, мы можем легко сказать, исходя из этой скорости, время, которое потребовалось для осуществления их удаления. Если у нас есть доказательства, например, что в какую-то эпоху 1000 футов стратифицированной породы были унесены, то, исходя из предположения, что скорость денудации была такой же в ту эпоху, как сейчас, мы имеем 1000 × 6000 = 6 000 000 лет как требуемое время. (2) Он может быть применен косвенно: зная толщину страт, мы можем оценить время, необходимое для их формирования. Это способ, которым он обычно применялся, но, как мы увидим, это менее удовлетворительный из двух способов.

Доктор А. Гейки дает площадь суши земного шара как 52 000 000 квадратных миль, а площадь воды как 144 712 000 квадратных миль. [30] Мы можем, таким образом, принять пропорцию суши к воде грубо как 1 к 3; около одной четверти поверхности Земли составляет суша, а три четверти — вода. Один фут, следовательно, удаленный с поверхности суши, покрыл бы весь земной шар слоем толщиной 3 дюйма, или все морское дно слоем толщиной 4 дюйма.

Если бы мы знали общее количество стратифицированной породы на земном шаре, мы могли бы легко сказать время, которое потребовалось бы для ее формирования. Большинство геологов, я полагаю, были бы склонны признать, что, если бы она была распределена равномерно по всему земному шару, она образовала бы слой толщиной не менее 1000 футов. В таком случае время, необходимое для ее отложения, было бы следующим:

1,000 × 6,000 × 4 = 24,000,000 years.

Это, однако, не представляло бы возраст стратифицированных пород. Это представляло бы только время, необходимое для отложения пород, которые, как мы предположили, существуют в настоящее время. Большая масса осадочных пород была сформирована из ранее существовавших осадочных пород, а эти, в свою очередь, из осадочных пород еще более древних. Самые старые известные осадочные породы — это лаврентийские; но геологи полагают, что они были сформированы из еще более старых осадочных пород. Поэтому очевидно, что материалы, составляющие наши стратифицированные пласты, должны были пройти через многие циклы разрушения и повторного формирования. Материалы некоторых недавних образований, например, могли пройти через денудацию и отложение дюжину раз. [31] Время, необходимое для отложения при заданной скорости нынешней существующей массы осадочных пород, вероятно, составляет лишь малую часть времени, необходимого для отложения при той же скорости общей массы, которая была фактически сформирована. Немногие геологи, я думаю, которые должным образом поразмышляют над этим предметом, сочтут слишком большим сказать, что нынешние существующие стратифицированные породы в среднем прошли по крайней мере трижды через цикл разрушения и повторного формирования. Если это будет признано, то 1000 футов стратифицированной породы представляют не период в 24 000 000 лет, а период в три раза больший, а именно 72 000 000 лет.

Невозможно сказать по геологическим данным фактический возраст стратифицированных пород; но это не требуется. Что нам нужно, так это, как уже было сказано, не их фактический возраст, а нижний предел этого возраста.

Метод, примененный профессором Хотоном. — Профессор Хотон оценивает массу стратифицированных пород вплоть до времени миоценового третичного периода как имеющую толщину 177 200 футов и покрывающую площадь, равную площади моря. Нынешнюю скорость субаэральной денудации он считает равной одному футу, удаленному с поверхности суши за 3090 лет. Если пропорцию суши к воде принять как 52 к 145, то, таким образом, требуется 8616 лет, чтобы отложить один фут осадков по дну океана, и, следовательно, это скорость, с которой страты в настоящее время формируются. Это дало бы 8616 × 177 200 = 1 526 750 000 лет для возраста стратифицированных пород. Но он предполагает, что скорость денудации была в десять раз больше в геологическое время, чем в настоящее время. Это, следовательно, сокращает возраст пород до 152 675 000 лет. Добавив одну треть ко времени, которое прошло с миоценового третичного периода, он получает 200 000 000 лет как минимальную продолжительность геологического времени. [32]

Обоснованность этого результата покоится на том, что представляется мне двумя очень сомнительными предположениями. В его расчетах предполагается, что общее количество страт, сформированных в прошлые эпохи (а не количество, остающееся в настоящее время), было равно массе толщиной 177 200 футов, покрывающей всю площадь океана. Это, безусловно, сомнительно. Она могла быть такой же большой, вопреки всему, что может быть доказано; но у нас нет доказательств того, что это было так. Безусловно, нет доказательств того, что скорость субаэральной денудации в прошлые эпохи когда-либо была в десять раз больше, чем сейчас. Но как длина в 200 000 000 лет может быть согласована с возрастом солнечного тепла? Стратифицированные породы могут быть такими же старыми, как это, но, безусловно, они таковыми не являются, если гравитация была единственным источником, из которого Солнце черпало свою энергию.

Метод, примененный мистером Альфредом Р. Уоллесом. — Мистер Уоллес принимает оценку профессора Хотона в 177 200 футов для максимальной толщины осадочных пород. Но вместо того, чтобы предполагать, подобно профессору Хотону, что продукты денудации равномерно распределены по всему морскому дну, он предполагает, что они распределены по поясу шириной всего 30 миль, простирающемуся вдоль всей береговой линии земного шара, которую он оценивает в 100 000 миль. Это дает площадь в 3 000 000 квадратных миль, на которой откладывается денудированный материал всей площади суши в 57 000 000 квадратных миль. Эти две площади относятся друг к другу как 1 к 19, и, таким образом, следует, что отложение происходит в 19 раз быстрее, чем денудация. Скорость денудации он принимает как один фут, удаленный с поверхности суши за 3000 лет, так что скорость отложения составила бы около одного фута за 158 лет, и, следовательно, время, необходимое для отложения 177 200 футов породы, составило бы

177,200 × 158 = 27,997,600 years.

Это период вдвое больший, чем может позволить теория гравитации как источника энергии Солнца. И если скорость денудации принять как один фут за 6000 лет, что, как мы видели, вероятно, ближе к истине, то это сделало бы возраст стратифицированных пород 56 000 000 лет.

Кажется, есть небольшая двусмысленность в результате мистера Уоллеса. Представляют ли 177 200 футов количество породы, которое существует в настоящее время, или они представляют общее количество, которое было сформировано в течение всех прошлых эпох? Если первое, то 28 000 000 лет — это лишь часть времени, которое должно было потребоваться; ибо, как нам было показано, материалы, составляющие стратифицированные породы, в среднем были отложены по крайней мере три или четыре раза. Если, с другой стороны, толщина должна представлять общее количество породы, которое было сформировано в течение всего прошлого геологического времени, то возникает вопрос, какими средствами это количество могло быть возможно установлено? Другими словами, как было установлено отношение между нынешним количеством и общим количеством? Но в любом случае результат полностью несовместим с теорией гравитации как источника солнечного тепла.

Метод, примененный напрямую. — Мы видели, что невозможно определить фактический возраст Земли по стратифицированным породам, даже если бы мы знали с идеальной точностью их нынешнее общее количество. Мы также видели, что по скорости отложения мы не можем установить с какой-либо степенью уверенности минимальное значение для возраста этих пород. Мы можем, однако, с помощью первого или прямого применения метода, назначить с достаточной точностью, как было показано в предыдущем случае, [33] минимальный возраст Земли. Мы можем быть гораздо более уверены во времени, которое должно было потребоваться для удаления денудацией, скажем, тысячи футов породы, чем мы можем быть уверены во времени, необходимом для отложения тысячи футов осадков. Тысяча футов осадков может, при определенных условиях, быть отложена за сто лет, в то время как при других условиях они могли потребовать миллиона лет. На самом деле, ничто не может быть более неопределенным, чем скорость отложения: она зависит от такого множества обстоятельств. В устье большой реки, например, фут осадков может быть отложен за один день, тогда как в некоторых местах, как в открытом океане, может потребоваться миллион лет, чтобы отложить такое же количество. Но в отношении субаэральной денудации такой неопределенности не существует.

Полная неадекватность периода в 20 000 000 лет для возраста нашей Земли доказуема огромной толщиной породы, которая, как известно, была удалена с определенных участков денудацией. Я теперь кратко упомяну несколько из многих фактов, которые могли бы быть приведены по этому пункту.

Свидетельство из «геологических разломов». — Один простой и очевидный метод показа великой степени, до которой общая поверхность страны была понижена денудацией, предоставляется, как хорошо известно, способом, которым неравенства поверхности, произведенные разломами или дислокациями, были стерты. Вполне обычно встретить разломы, где страты на одной стороне были опущены на несколько сотен — а в некоторых случаях тысяч — футов ниже тех, что на другой; но мы редко находим какие-либо признаки таковых на поверхности, неравенства на поверхности были все удалены денудацией. Теперь, чтобы осуществить это, масса породы должна была быть удалена, равная по толщине степени дислокации. Ниже приведены несколько примеров больших разломов:

Великий разлом Ирвелл, описанный профессором Халлом, [34] который простирается от Мерси к западу от Стокпорта до севера Болтона, имеет сброс более 3000 футов.

Некоторые замечательные разломы были найдены профессором Рэмзи в Северном Уэльсе. Например, около Сноудона и примерно в миле к востоку-юго-востоку от Беддгелерта есть разлом с опусканием на 5000 футов; и в холмах Бервин, между Брин-мавром и Пост-гвином, есть один в 5000 футов. В хребте Аран есть великий разлом, обозначенный как разлом Бала, с опусканием на 7000 футов. Опять же, между Аран-Моудди и Карег-Адерин смещение страт составляет не менее чем от 10 000 до 11 000 футов. [35] Здесь у нас есть доказательство того, что масса породы, варьирующаяся от одной до двух миль по вертикальной толщине, должна была быть денудирована во многих местах с поверхности страны в Северном Уэльсе.

Разлом, который проходит вдоль восточной стороны Пентлендских гор, оценивается как имеющий сброс более 3000 футов. [36] Вдоль склона Грампианских гор великий разлом проходит от Северного моря у Стоунхейвена до эстуария Клайда, ставя Старый Красный Песчаник на ребро иногда на расстояние двух миль от линии дислокации. Величина смещения, заключает доктор А. Гейки, [37] должна в некоторых местах быть не менее 5000 футов, как указано положением случайных останцов конгломерата на высокогорной стороне разлома.

Великий разлом, пересекающий Шотландию от Данбара до побережья Эйршира, который отделяет силурийские породы Южной Шотландии от Старого Красного Песчаника и каменноугольных трактов Севера, был найден мистером Б. Н. Пичем из Геологической службы [38] имеющим в некоторых местах сброс полностью 15 000 футов. Эта великая дислокация старше каменноугольного периода, как показано полным отсутствием какого-либо Старого Красного Песчаника на южной стороне разлома и возникновением каменноугольного известняка и угольных пластов, лежащих непосредственно на силурийских породах. Мы получаем здесь некоторое представление об огромном количестве денудации, которая должна была произойти в течение сравнительно ограниченной геологической эпохи. Столь огромная толщина Старого Красного Песчаника не могла, как отмечает мистер Пич, «закончиться первоначально там, где сейчас находится разлом, но должна была пронестись на юг над нижнесилурийскими возвышенностями. Тем не менее, эти тысячи футов песчаников, конгломератов, лав и туфов были так полностью удалены с южной стороны разлома до отложения серии каменноугольного известняка и угольных пластов, что ни одного фрагмента их нигде не видно между этими последними образованиями и старым силурийским основанием». [39] Эта огромная толщина почти в три мили Старого Красного Песчаника должна была быть унесена в течение периода, который прошел между отложением нижних членов Нижнего Старого Красного Песчаника и накоплением каменноугольного известняка.

Около Типперери, на юге Ирландии, есть дислокация страт не менее 4000 футов, [40] которая опускает угольные пласты против силурийских пород. Здесь 1000 футов Старого Красного Песчаника, 3000 футов каменноугольного известняка и 800 футов угольных пластов были удалены денудацией с силурийских пород. Не только эта огромная толщина пластов была унесена, но и сам силурий, на котором они покоились, был съеден в некоторых местах в глубокие долины на несколько сотен футов ниже поверхности, на которой покоился Старый Красный Песчаник.

Обращаясь к американскому континенту, мы находим количество удаленной породы еще большим. В долине Тессолон, к северу от озера Гурон, есть дислокация страт до 9000 футов. [41]

Перед горами Чилоуи есть вертикальное смещение страт более чем на 10 000 футов. [42] Профессор Х. Д. Роджерс обнаружил в Аппалачских угольных бассейнах разломы, варьирующиеся от 5000 футов до более чем 10 000 футов смещения.

В угольных бассейнах Новой Шотландии одна или две мили толщины страт были удалены в некоторых местах. [43]

Великий разлом проходит вдоль оси Сьерра-Невады на 300 миль, сопровождаемый дислокацией от 3000 до 10 000 футов. [44]

Антиклиналь хребта Парк в Скалистых горах была расколота вдоль оси, и восточная половина опущена на 10 000 футов. А мистер Дж. П. Лесли дает отчет о разломе в Аппалачах не менее 20 000 футов, ставя верхнедевонские страты на одной стороне напротив самых нижних кембрийских на другой. [45]

A fault with a vertical displacement of 20,000 feet was found in the Uinta Mountains.[46]

In the Aqui range of mountains, Utah, there is a fault determined by Mr. S. F. Emmons to be at least 10,000 feet.[47]

Гранд-Каньон Колорадо, в некоторых местах 4000, 5000 и 6000 футов глубиной, прорезан, говорит профессор А. Уинчелл, в плато, которое само было понижено эрозией до 10 000 футов; и это плато занимает площадь от 13 000 до 15 000 квадратных миль. [48]

Великий «разлом Уош», Колорадо, имеет опускание на запад на 6000 футов. «Разлом Харрикейн», близкий к нему, сместил страты на величину более 12 000 футов. [49]

В долине Восточного Теннесси, Аппалачские горы, было показано мистером Дж. П. Лесли, что целых 35 000 футов породы были удалены денудацией. Но поскольку это происходит из антиклинальной арки, это, конечно, не дает никакой меры степени денудации окружающей страны. Майор Дж. У. Пауэлл, директор Геологической службы США, обнаружил, что при аналогичном условии целых три с половиной мили страт были удалены денудацией с вершины антиклинальных пластов в горах Юинта. [50]

Вероятно, самым огромным смещением страт, которое было найдено до сих пор, является «разлом Уосатч», Юта. Этот разлом имеет длину около 100 миль, пересекая сороковую параллель широты с севера на юг, с опусканием на запад не менее 40 000 футов. Настолько ясны доказательства относительно этого разлома, что мистер Кларенс Кинг говорит, «что не может быть сомнений в количественной правильности моего прочтения этой колоссальной дислокации». [51]

Существуют другие способы, помимо вышеперечисленных, с помощью которых геологи могут измерить толщину страт, которые могли быть удалены в местах с нынешней поверхности страны. В детали этого мне здесь нет нужды входить; но я могу привести несколько примеров огромной степени, до которой страна, в некоторых местах, была обнаружена как пониженная денудацией.

Доктор А. Гейки показал, [52] что Пентлендские горы должны были в одно время быть покрыты каменноугольными породами толщиной более мили, которые все были удалены денудацией.

В Бристольских угольных бассейнах, между рекой Эйвон и Мендипскими горами, сэр Эндрю Рэмзи показал, [53] что около 9000 футов каменноугольных страт были удалены денудацией с нынешней поверхности.

Между Бендрик-Рок и Гарт-Хилл, Южный Гламорганшир, масса каменноугольного и Старого Красного Песчаника, более 9000 футов, была удалена. В долине Тоуи, Кармартеншир, около 6000 футов силурийских и 5000 футов Старого Красного Песчаника — всего около 11 000 вертикальных футов — были сметены. Между Лландовери и Абераэроном масса около 12 000 вертикальных футов силурийской серии была удалена денудацией. Между Эбви и Лесом Дин, расстояние более 20 миль, толщина породы, варьирующаяся от 5000 до 10 000 футов, была извлечена.

Профессор Халл обнаружил на северных склонах хребта Пендл в Ланкашире пермские пласты, залегающие на размытых краях песчаника Миллстоун, и наблюдал, как они снова залегают на верхних каменноугольных отложениях к югу от угольного бассейна Уиган. Исходя из известной мощности каменноугольной серии в этой части Ланкашира, он смог приблизительно рассчитать объем каменноугольных страт, которые должны были быть вынесены в период между образованием песчаника Миллстоун и отложением пермских пластов, и обнаружил, что он фактически составляет не менее 9900 футов. Он также установил в долине Клитеро и у подножия хребта Пендл, что каменноугольные отложения, весь песчаник Миллстоун, серия Йоредейл и часть каменноугольного известняка, составляющие в общей сложности почти 20 000 футов, были смыты — такой объем денудации, как отмечает профессор Халл, не может не впечатлить нас представлением о колоссальном промежутке времени, необходимом для его осуществления.

Следует заметить, что, несмотря на огромный объем денудации, на который указывают приведенные цифры, в большинстве случаев они не отражают фактическую мощность удаленных с поверхности горных пород. Мы вынуждены сделать вывод, что масса породы, равная указанной мощности, должна была быть удалена, но в большинстве случаев мы остаемся в неведении относительно общей мощности, которая была фактически вынесена. Нельзя вообразить, что эти крупные нарушения произошли только тогда, когда поверхность подверглась воздействию денудационных агентов, или что денудация прекратила свое действие именно тогда, когда неровности были сглажены. Более того, в то время как поверхность с одной стороны геологического разлома подвергалась разрушению, определенная степень денудации должна была происходить и на другой, более низкой стороне. В случае разлома, например, со смещением, скажем, в одну милю, где на поверхности земли не видно никаких его признаков, мы знаем, что с одной стороны разлома должна была быть подвергнута денудации толща породы мощностью в одну милю, но мы не знаем, сколько еще могло быть удалено сверх этого. Насколько нам известно, сотни футов породы могли быть удалены до того, как произошло смещение, и еще столько же сотен — после того, как все признаки смещения на поверхности были стерты.

Однако необходимо отметить, что общее количество породы, удаленной с нынешней поверхности суши, очевидно, мало по сравнению с общим количеством, удаленным за прошлую историю нашего земного шара. Ибо те тысячи и тысячи футов породы, которые подверглись денудации, были сформированы из продуктов разрушения ранее существовавших пород, точно так же, как и те были сформированы из продуктов разрушения еще более древних массивов горных пород. Короче говоря, как общее правило, породы одной эпохи формировались из пород предшествующих периодов и сами идут на формирование пород последующих эпох.

Во многих случаях огромной денудации, о которых мы упоминали, эрозия происходила в течение ограниченной геологической эпохи. Мы видели, например, что в районе Пентлендских гор была подвергнута денудации толща каменноугольных пород мощностью более мили. Но можно доказать, что сами Пентлендские горы существовали как холмы, в значительной степени в своем нынешнем виде, еще до того, как на них были отложены каменноугольные породы; а поскольку они относятся к эпохе нижнего древнего красного песчаника и были сформированы в результате денудации, они, следовательно, должны были быть вырезаны из твердой породы в период между эпохой древнего красного песчаника и началом каменноугольного периода. Это дает нам некоторое представление об огромном промежутке времени, представленном периодами среднего и верхнего древнего красного песчаника.

Далее, в случае крупного разлома, отделяющего силурийские отложения юга Шотландии от залегающих к северу участков древнего красного песчаника, толща последних страт мощностью, вероятно, более мили, как мы видели, должна была быть удалена с поверхности земли к югу от разлома до начала каменноугольного периода. И снова, в случае с угольными бассейнами Ланкашира, о которых упоминалось, почти две мили мощности страт были удалены в интервале, прошедшем между периодами песчаника Миллстоун и пермским.

Время, необходимое для осуществления вышеупомянутого объема денудации. — Чтобы понизить уровень местности на одну милю путем денудации, потребовалось бы, согласно уже установленной нами скорости, около 15 000 000 лет; но мы видели, что толща породы, более чем равная этой, должна была быть смыта со времен каменноугольного периода; и даже в течение самого каменноугольного периода во многих местах была удалена толща страт мощностью более мили. Опять же, нет никаких сомнений в том, что количество породы, удаленной в период древнего красного песчаника, было намного больше одной мили; ибо мы прекрасно знаем, что на обширных участках суши почти миля мощности породы была вынесена между периодом нижнего древнего красного песчаника и каменноугольной эпохой. Более того, все геологические факты свидетельствуют о том, что время, представленное самим нижним древним красным песчаником, должно было быть огромным.

Теперь, три мили породы, удаленные с начала периода древнего красного песчаника (что, несомненно, является заниженной оценкой), дали бы нам 45 000 000 лет.

Опять же, заглядывая дальше в прошлое, мы обнаруживаем, что промежуток времени, представленный силурийским периодом, еще более поразителен, чем период древнего красного песчаника. Несогласия в силурийской серии указывают на то, что многие тысячи футов этих страт были подвергнуты денудации до того, как были отложены перекрывающие их члены тех же великих формаций. И снова, эта огромная формация была сформирована в океане путем медленной денудации ранее существовавших кембрийских континентов, точно так же, как те были построены из руин еще более ранней лаврентийской суши. И даже здесь мы не доходим до конца серии, ибо сами лаврентийские отложения возникли в результате денудации не первичных пород земного шара, а ранее существовавших осадочных и, вероятно, изверженных пород, от которых, возможно, не осталось ни одной узнаваемой части.

По мнению мистера Дарвина, а также мистера Уоллеса, геологическое время, прошедшее до кембрийского периода, было таким же долгим, как и весь интервал от того периода до наших дней. Это мнение, которое, я полагаю, поддерживается большинством геологов. Но, чтобы перестраховаться, я буду исходить из того, что время, прошедшее до древнего красного песчаника, было не больше времени, прошедшего с того периода. Даже при таком допущении мы имеем по меньшей мере 90 000 000 лет в качестве минимальной продолжительности геологического времени.

Возраст Земли, определенный по дате ледниковой эпохи. — Профессор Александр Уинчелл, путем тщательнейшего изучения вероятной относительной продолжительности геологических периодов, пришел к выводу, что время, прошедшее с начала ледниковой эпохи, относится ко времени, прошедшему с момента затвердевания поверхности Земли, как 1 к 250. Согласно теории эксцентриситета как причины ледниковой эпохи, эта эпоха началась 240 000 лет назад; следовательно, это делает время с момента затвердевания равным 60 000 000 лет — период, который примерно согласуется с периодом, выведенным из данных денудации, и является в некоторой степени косвенным доказательством истинности этой теории о причине ледникового холода.

Свидетельство биологии. — Время, необходимое для изменчивости и модификации органических форм, как утверждает мистер Альфред Рассел Уоллес, как правило, считается требующим еще более длинного ряда эпох, чем те, которые могли бы удовлетворить запросы физической геологии. Это, однако, вопрос, по которому я не вправе высказывать мнение. Я просто сошлюсь на взгляды, которых придерживаются наши высшие авторитеты в этой области.

Ссылаясь на юбилейную речь профессора Хаксли в Геологическом обществе в 1870 году, где он показывает, что почти все высшие формы жизни должны были существовать в палеозойский период, мистер Уоллес говорит: «Таким образом, исходя из того факта, что почти весь третичный период потребовался для превращения предкового Orohippus в настоящую лошадь, он, профессор Хаксли, полагает, что для того, чтобы иметь время для гораздо более значительного изменения предковых копытных в две великие группы непарнокопытных и парнокопытных (о каком изменении нет и следа даже среди самых ранних эоценовых млекопитающих), нам потребовалась бы большая часть, если не весь, мезозойский или вторичный период. Другой случай представляют летучие мыши и киты, обе эти странные модификации типа млекопитающих встречаются в совершенно развитом виде в эоценовой формации. В какие бесчисленные века назад мы должны тогда уйти для происхождения этих групп, китов от какого-то предкового плотоядного животного, а летучих мышей от насекомоядных! И даже тогда нам приходится искать общее происхождение плотоядных, насекомоядных, копытных и сумчатых в гораздо более ранний период; так что, по самой низкой оценке, мы должны поместить происхождение млекопитающих очень далеко в палеозойские времена».

«Если очень небольшие различия, — говорит профессор Хаксли, — которые наблюдаются между крокодилами более древних мезозойских формаций и крокодилами наших дней, дают хоть какое-то приближение к оценке средней скорости изменений среди завропсид, то просто ужасает мысль о том, как далеко в палеозойские времена мы должны зайти, прежде чем сможем надеяться добраться до того общего предка, от которого должны были произойти крокодилы, ящерицы, орнитосцелиды и плезиозавры, достигшие столь большого развития в триасовую эпоху».

«Амфибии и рыбы рассказывают ту же историю. Нет ни одного класса позвоночных животных, который при своем первом появлении был бы представлен аналогами самых низших известных членов того же класса. Поэтому, если есть хоть какая-то доля истины в доктрине эволюции, каждый класс должен быть значительно старше, чем первая запись о его появлении на поверхности земного шара. Но если соображения такого рода заставляют нас поместить происхождение позвоночных животных в период, достаточно удаленный от верхнего силура, в котором встречаются первые эласмобранхии и ганоиды, чтобы позволить эволюцию таких рыб, как эти, из позвоночного, столь же простого, как ланцетник, я могу лишь повторить, что ужасает размышлять о том, насколько это происхождение должно было предшествовать эпохе первого зафиксированного появления жизни позвоночных».

«Если теория верна, — говорит мистер Дарвин, — то неоспоримо, что до того, как был отложен самый нижний кембрийский пласт, прошли долгие периоды — такие же долгие, или, вероятно, гораздо более долгие, чем весь интервал от кембрийской эпохи до наших дней; и что в течение этих огромных периодов мир кишел живыми существами».

Ссылаясь на обильную и хорошо развитую фауну кембрийского периода, сэр Эндрю Рэмзи отмечает: «В этой самой ранней известной разнообразной жизни мы не находим никаких доказательств того, что она жила вблизи начала зоологической серии. В широком смысле, по сравнению с тем, что должно было быть до этого, как биологически, так и физически, все явления, связанные с этим древним периодом, кажутся мне вполне недавними; и климат морей и суши был точно такого же рода, как тот, которым мир наслаждается в наши дни — одним из доказательств чего, по моему мнению, является существование крупных ледниковых валунных пластов в нижнесилурийских стратах Уигтауншира, к западу от озера Лох-Райан».

Профессор Геккель отмечает, что «теория Дарвина, так же как и теория Лайеля, делает допущение об огромных периодах абсолютно необходимым. Если теория развития вообще верна, то, безусловно, должны были пройти огромные периоды, совершенно невообразимые для нас».

Ссылаясь на вышесказанное, мистер Уоллес говорит: «Эти мнения и факты, на которых они основаны, настолько весомы, что мы вряд ли можем сомневаться в том, что если время после кембрийской эпохи правильно оценивается в 200 000 000 лет, то дата начала жизни на Земле не может быть намного меньше 500 000 000; в то время как она, не исключено, могла быть и больше, поскольку считается, что реакция организма на изменения окружающей среды была менее активной у низших и простых форм жизни, чем у высших и сложных, и поэтому процессы органического развития могли в течение бесчисленных веков быть чрезвычайно медленными».

Я думаю, теперь должно быть совершенно очевидно, что факты как геологии, так и биологии совершенно несовместимы с теорией о том, что тепло Солнца было получено в результате конденсации его массы под действием гравитации; и что ошибка в отношении геологического времени была допущена физиком, а не геологом. Основания, на которых геологи и биологи приходят к выводу, что с момента зарождения жизни на Земле прошло более 20 или 30 миллионов лет, гораздо более верны и надежны, чем основания, на которых физик делает вывод, что этот период должен быть меньше. Единственное реальное основание, которое есть у физика, заключается в том, что согласно теории происхождения солнечного тепла, которой он придерживается, более длительный период невозможен. Это можно было бы считать хорошим доказательством, если бы не было возможно никакой другой теории; но существует другая теория, которая согласуется со всеми фактами и, следовательно, имеет сильную презумпцию в свою пользу.

ЧАСТЬ III.

EVIDENCE IN SUPPORT OF THE THEORY FROM THE PRE-NEBULAR CONDITION OF THE UNIVERSE.

Небулярная гипотеза, строго говоря, предназначена просто для объяснения происхождения нашей Солнечной системы. «Это, — как отмечает профессор Александр Уинчелл, — прежде всего генетическое объяснение явлений Солнечной системы; и дополнительно — координация в единой концепции основных явлений в звездном и туманном небосводе, насколько человеческое зрение было способно проникнуть». Теория начинается с допущения, что все материалы, составляющие Солнечную систему, когда-то существовали в состоянии крайней разреженности и диффузии, заполняя гораздо большее пространство, чем вся орбита самой удаленной планеты. Она начинается с этой диффузной туманной массы, медленно стремящейся под влиянием гравитации к состоянию агрегации. За пределами этой точки общепринятая небулярная гипотеза не распространяется.

Следует заметить, что теория здесь начинается в середине процесса. Она начинается с допущения массы, находящейся в процессе конденсации под влиянием гравитации. Она не предлагает объяснения происхождения массы, или того, как она оказалась в этом разреженном состоянии, или в каком состоянии она существовала до того, как материалы начали стягиваться вместе. Это, однако, вопросы, которые естественно навязываются нашему вниманию. Если небулярная теория является верной теорией происхождения Солнечной системы, то эта туманная масса должна была иметь предшествующую историю, и мы не можем не испытывать инстинктивного желания проследить цепь причинности дальше назад. Разум стремится к абсолютному началу. Это цель, к которой он стремится, и никакие неудачи никогда не удержат его от возобновления своих усилий. В последние годы значительное внимание было уделено исследованиям в этом направлении; почти все из которых, по правде говоря, неизбежно носили спекулятивный и гипотетический характер. Но гипотеза, как отмечает Норман Локьер, есть жизненная сила исследования.

Небулярная гипотеза настолько высоковероятна, что получила почти всеобщее признание. На самом деле, она содержит очень мало гипотетического характера. Это, как говорит мистер Милль, «пример законного рассуждения от настоящего следствия к его прошлой причине, согласно известным законам этой причины». Подобно гипотезе светоносного эфира, если это не истинная теория, можно было бы почти подумать, что она заслуживает того, чтобы ею быть.

Кажется, нет причин, почему исследования должны останавливаться в той точке, где начал Лаплас. Тот же ход рассуждений может еще вернуть нас в донебулярную область, и, возможно, с такой же степенью уверенности, как это было в небулярной; хотя, несомненно, чем дальше назад мы продвигаемся, тем труднее, вероятно, будет становиться исследование. Но как бы то ни было, не может быть сомнений в том, что путь исследования является законным, а также таким, который стоит проследить.

Я теперь кратко сошлюсь на некоторые из ведущих взглядов, которые были высказаны в отношении донебулярной истории Вселенной, и впоследствии рассмотрю дополнительный свет, который теория, обсуждаемая в этом томе, кажется, проливает на этот предмет.

Общепринятое мнение заключается в том, что туманности были сформированы из обычной материи, существующей в состоянии высокой степени дробления и широко рассеянной в пространстве. «Космическая пыль», как ее называют, была универсальным «мировым веществом», из которого, как предполагалось, были сформированы все вещи. Считается, что при движении назад в донебулярные времена материалы были тем меньше, проще и элементарнее. Из этой примитивной космической пыли, или мирового вещества, путем агрегации материалы становились последовательно крупнее и сложнее. Теория происхождения туманностей на этом принципе была четко изложена профессором Уинчеллом, и я здесь привожу краткий очерк его взглядов на этот предмет.

Профессор Александр Уинчелл о донебулярном состоянии материи. — Эту космическую пыль, или мировое вещество, он считает рассеянной беспорядочно по безграничному пространству. Она холодная и несамосветящаяся, и на нее действуют силы притяжения и, вероятно, отталкивания. Материальные частицы, либо как атомы, либо, что менее вероятно, как молекулы, притягиваются взаимным притяжением в группы и рои. Любая центральная сила притяжения, как у солнца или планеты, заставляя частицы двигаться по сходящимся линиям, привела бы к тому, что они стали бы сближаться и в конечном итоге агрегироваться. Таким образом, как взаимные притяжения, так и центрические движения стремились бы к созданию агрегаций, рассеянных в пространстве. Но в присутствии двух или более центров притяжения, как в нынешнем устройстве Космоса, невозможно, чтобы какая-либо масса упала прямо на свой центр притяжения. Следовательно, в массе будут установлены вращательные движения, а также орбитальные движения масс вокруг друг друга. В дополнение к взаимному притяжению молекул, схождение их путей к центрам притяжения также должно способствовать формированию масс и роев масс и частиц. «Мы должны тогда, — говорит он, — представить себе бесконечное пространство как пронизанное роями масс и частиц темной материи. Каждая масса или частица может, тем не менее, быть отделена тысячами миль. Очевидно, поэтому, что каждая масса или частица в конечном итоге расположится под фиксированным действием сил материи в некотором определенном порядке. Очевидно также, из того, что было сказано, что каждый рой будет иметь прогрессивное движение вдоль пути, имеющего существенный характер орбиты вокруг некоторого доминирующего центра притяжения. Если, как кажется, является фактом, эфирная среда, или любое состояние межпланетной материи, существует в пространстве, она противодействует движениям этих роев, противодействуя движению каждой составляющей массы. Но меньшие массы — частицы и молекулы — ощущали бы это сопротивление в наибольшей степени. Они бы поэтому отставали от более тяжелых масс и были бы наиболее отклонены к притягивающему центру. Самые мелкие частицы были бы отброшены дальше всего назад и рассеяны дальше всего от орбиты поезда, вдоль стороны, повернутой к главному притяжению. Рой представлял бы удлиненную форму, в которой большие и тяжелые массы двигались бы впереди и ближе всего к линии орбиты — то есть, близ внешней каймы области, покрываемой общим роем — в то время как меньшие следовали бы в градуированной последовательности в длинном поезде, который представлял бы веерообразное расширение, лежащее большей частью внутри пути главных масс».

«Это, можно представить, есть способ агрегации этих космических материй в глубинах пространства. Конечно, притяжения, которые контролируют их, слабы; их движения медленны, сопротивления относительно незначительны, и удлинение роя соответственно незаметно. То, что я описал, есть тенденция, которая присутствовала бы. Иногда контролирующим притяжением был бы только другой космический рой. Два роя вращались бы подобным образом вокруг своего общего центра тяжести, в то время как длительные сопротивления вызывали бы их медленное сближение и окончательное слияние в общем центре тяжести. Иногда контролирующее притяжение оказывалось бы далеким солнцем, вокруг которого он медленно двигался бы, постоянно собирая добавления материи с широких полей пространства».

«В большинстве случаев всякое контролирующее притяжение ощущалось бы слабо. Эти облака космической пыли плавали бы практически уравновешенно посреди пространства и постепенно росли бы за счет постоянного притока новой материи. Некоторые из них стали бы агрегатами больших размеров, и их притяжение отчетливо ощущалось бы другими агрегатами. Существовала бы тенденция таких агрегатов приближаться друг к другу. Они могли бы, возможно, приближаться вдоль прямой линии; но более вероятно, что некоторая третья агрегация, или некоторое далекое солнце, отклонило бы их на орбиты вокруг их общего центра тяжести, в которых, путем длительных столкновений космической материи, они приводятся к окончательному слиянию друг с другом. Или некоторое другое притягательное возмущение дает такой результат действий, который может привести их более прямо друг к другу. Когда эти большие агрегации мирового вещества собираются вместе, результатом является агрегация, приближающаяся к размерам туманностей Гершеля».

Что касается происхождения тепла туманностей, я рад обнаружить, что профессор Уинчелл в определенной степени принимает взгляды, которых я так долго придерживался по этому вопросу. «Мысль, — говорит он, — уже должна была возникнуть у читателя, что процесс конгломерации дает объяснение интенсивного тепла, которое испаряет его вещество и заставляет его давать спектр ярких линий. Как внезапное сжатие порции атмосферного воздуха дает тепло, достаточное для воспламенения трута, или плавления и испарения падающей метеорной массы, так и падение одной планеты на другую высвободило бы достаточно тепла, чтобы привести их обе в состояние плавления или даже пара. Еще больше тепла должно генерироваться ударом двух туманных масс, одна или обе из которых вместе могут охватывать больше материи, чем все наши планеты и Солнце вместе взятые — столько же, сколько материя всего нашего видимого небосвода звезд. Испытываешь отчетливое чувство облегчения при открытии такого возможного средства воспламенения туманностей».

Мистер Чарльз Моррис о донебулярном состоянии материи. — Другие, опять же, предполагают, что материя присутствует везде по всему пространству. Этот взгляд был остроумно защищен мистером Чарльзом Моррисом в статье «Материя пространства», которая появилась в Nature 8 февраля 1883 года. Гипотезу эфира, специально отличного от материи, он считает безвозмездным допущением и одним из последних выживших пережитков науки восемнадцатого века, и, если не может быть доказано, что высокодезинтегрированная материя положительно неспособна передавать световые вибрации, нет никаких оснований назначать эту обязанность отдельной форме субстанции. Но что материя существует в космическом пространстве в тех же условиях, что и в планетных атмосферах, он считает маловероятным. Ее обязанность как передатчика лучистых вибраций, кажется, требует гораздо большей напряженности, и ее дезинтеграция, вероятно, экстремальна. Предполагая материю по всей Вселенной — здесь как конденсированные сферы, а там в космическом пространстве как высокоразреженное вещество — атмосферные оболочки сфер, он считает, будут постепенно переходить в чрезмерно редкую материю межпространства. Материя может существовать в бесчисленных условиях в отношении простоты и сложности и т.д., но базовую частицу он предполагает быть той же самой при всех условиях. В сферах есть материя, варьирующаяся от простейших элементарных газов, через минеральные соединения твердой поверхности, до высококомпонированных органических молекул. В космическом пространстве вариация идет в противоположном направлении; материя, существующая там в высокодезинтегрированном состоянии.

Каждую частицу он считает обладающей определенным количеством моторной энергии в форме тепла. Поскольку общее количество этой энергии во Вселенной остается неизменным, частица может потерять энергию, только передавая ее другим. Эта тепловая энергия действует, конечно, в оппозиции к гравитации: она стремится оттолкнуть частицы друг от друга, в то время как гравитация, с другой стороны, стремится стянуть их вместе. Первая действует как центробежная, вторая как центростремительная энергия. Если тепловой импульс частиц недостаточен, чтобы составить центробежную энергию, равную центростремительной энергии гравитации, тогда материальное содержимое пространства будет втянуто в притягивающие сферы как атмосферное вещество, и космическое пространство в этом случае останется лишенным материи. Если, напротив, центробежная энергия частиц достаточна, чтобы противостоять гравитации, тогда частицы останутся свободными, и пространство продолжит быть занятым материей. Как было сказано, сумма моторной энергии во Вселенной остается неизменной, агрегация атмосферного вещества вокруг любой планеты, возникающая из потери моторной энергии, должна вызвать увеличение моторной энергии в частицах снаружи.

Теория, кажется, обходится без необходимости допущения светоносного эфира, ибо функции, приписываемые эфиру, могут, как считается, выполняться самими частицами; взгляд, который был защищен Эйлером, Гроувом и другими. Происхождение туманностей, согласно теории, объясняется следующим образом:

«Небулярная гипотеза, — говорит мистер Моррис, — утверждает, что материя, ныне сконцентрированная в солнца и планеты, была когда-то более широко рассеяна, так что вещество каждой сферы занимало весьма значительную протяженность пространства. Она даже заявляет, что материя Солнечной системы была туманным облаком, простирающимся далеко за нынешние пределы этой системы. Из этого исходного состояния нынешнее состояние сфер возникло через постоянную концентрацию материи. Но эта концентрация постоянно противостояла тепловой энергии частиц, или, другими словами, их центробежному импульсу. От этого импульса можно было избавиться только перераспределением моторной энергии. Если, для иллюстрации, средний импульс частиц туманностей был в точности эквивалентен их гравитационной энергии, тогда часть этой энергии должна излучаться или проводиться наружу, прежде чем внутренние частицы могли быть удержаны пленниками гравитации. Потеря импульса внутрь должна быть коррелирована с увеличением импульса наружу.

«Это необходимое следствие тепловых отношений материи. По мере того как вещество конденсируется, его емкость для тепла уменьшается, а его температура растет, следовательно, разница температур должна была постоянно возникать между более плотными и более редкими частями туманной массы, и равенство температуры могло быть восстановлено только излучением тепла. Это излучение все еще продолжается и должно продолжаться до тех пор, пока конденсация не прекратится и температуры сфер и пространства не уравняются; но это эквивалентно заявлению, что по мере того как частицы сфер уменьшаются в тепловом импульсе, частицы межсферного пространства увеличиваются, и если изначально центробежные и центростремительные энергии материи приближались к равенству, они должны стать неравными, центростремительная энергия становясь в избытке в сферной материи, центробежная энергия в материи пространства. Таким образом, по мере того как часть широко распределенной туманной материи теряла свое тепло и становилась постоянно зафиксированной на месте гравитационным притяжением, другая часть приобретала тепло, становилась еще более независимой от гравитации и принимала состояние большей туманной диффузии, чем изначально. Конденсирующиеся сферы только очистили пространство от части материи, которую оно ранее удерживало, и оставили остаток более тонко распределенным, чем прежде. Сферы, в своей концентрации, излучали и излучают огромную энергию движения. Эта моторная энергия все еще существует в пространстве как движение частиц материи, которые, следовательно, давят друг на друга или стремятся расширить свои пределы с возрастающей энергией, так что эластичность межсферной материи постоянно увеличивается».

Сэр Уильям Р. Гроув о донебулярном состоянии материи. — Среди первых, кто защищал взгляд, что обычная материя везде присутствует в пространстве, был сэр Уильям Р. Гроув. В лекции, прочитанной в Лондонском институте еще в январе 1842 года, он заявил, что ему кажется, что тепло и свет, согласно волновой теории, были результатом вибраций самой обычной материи, а не результатом отдельной эфирной жидкости. Двадцать лет спустя, ссылаясь на взгляды, которые он тогда выдвинул, он говорит: «Хотя эта теория была сочтена дефектной философом с высокой репутацией, я не вижу силы аргументов, которыми она была атакована; и поэтому, на данный момент, хотя и с неуверенностью, я все еще придерживаюсь ее».

Он приводит множество фактов и убедительных аргументов в поддержку своей позиции. Он говорит, что «не видно причин, почему атмосфера разных планет не могла бы быть, по отношению друг к другу, в состоянии равновесия. Эфир, или высокоразреженная материя, существующая в межпланетном пространстве, будучи расширением некоторых или всех этих атмосфер, или более летучих их частей, таким образом предоставил бы материю для передачи способов движения, которые мы называем светом, теплом и т.д.». В теории, конечно, предполагается, что материя должна формировать универсальный план.

Сэр Уильям Гроув поддерживает идею о том, что Вселенная безгранична по протяженности, взгляд, разделяемый многими выдающимися мыслителями.

Evolution of the Chemical Elements, and its Relations to Stellar Evolution.

Мы подходим теперь к рассмотрению предмета, который имеет наиболее важное отношение к вопросу звездной эволюции, а именно к генезису и диссоциации химических элементов. Эволюция одного элемента из другого есть, это правда, пока лишь простая гипотеза, но это гипотеза, хорошо подкрепленная множеством фактов и соображений, и разделяемая большим числом наших ведущих химиков и физиков. «Демонстрируемое единство силы, — говорит профессор Ф. У. Кларк, — ведет нас по аналогии ожидать подобного единства материи; и многие странные и до сих пор необъясненные отношения между разными элементами стремятся поощрить наши ожидания». Гипотеза проливает много света на некоторые неясные моменты в звездной эволюции. В отношении этого профессор Кларк справедливо отмечает, что «ясно, что небулярная гипотеза удвоилась бы в важности, и наши взгляды на Вселенную значительно расширились бы, если бы можно было показать, что эволюция сложных из простых форм материи сопровождала развитие планет из туманностей. Эволюция не могла бы искать более грандиозного триумфа». На самом деле, трудно понять, как наше Солнце и звезды могли быть развиты из туманностей без допущения эволюции химических элементов. Истинные туманности показывают присутствие только двух элементов, азота и водорода, но наше Солнце содержит более дюжины различных элементов, а планеты более чем в три раза больше этого числа. Как же тогда все они могли возникнуть из туманностей, состоящих просто из азота и водорода? Дело ясно, если мы допустим эволюцию элементов.

Звезды были классифицированы на четыре группы, которые, как заметил профессор Кларк, указывают на разные стадии в процессе эволюции. Первый класс, содержащий белые звезды, такие как Сириус, показывает преобладание водорода и дефицит металлических элементов. Во втором классе металлические элементы становятся более многочисленными, а водород менее отчетливым; в то время как в третьем классе водород трудно обнаружить. Это, кажется, показывает постепенное развитие химических элементов по мере того, как звезда остывает и становится старше. Я теперь дам краткий отчет о взглядах, выраженных на этот предмет некоторыми из наших ведущих физиков и химиков.

Следует заметить, в отношении теорий, которые мы только что рассмотрели, что процесс эволюции, как предполагается, происходит от меньших к большим агрегатам материи. Начиная с экстремального состояния разреженности, путем агрегации материалы становятся последовательно крупнее и сложнее. Двигаясь назад в процессе, мы находим агрегаты, становящиеся все меньше и меньше, пока они не достигают «космической пыли», или «огненного тумана», из которого, как предполагалось, были сформированы примитивные туманности. Отступая еще дальше назад, мы имеем универсальную атмосферу, из которой, как предполагается, был получен огненный туман.

Эта универсальная атмосфера, хотя и находится в состоянии крайней разреженности, является, как мы увидим, предполагаемой некоторыми как находящаяся в более элементарной форме, чем что-либо, раскрытое нам в лаборатории. Предложение о диссоциации химических элементов и его применении к звездной физике было, я думаю, впервые выдвинуто сэром Бенджамином Броди в 1866 году, и более полно в 1867 году. В последнем году подобные взгляды были рассмотрены более полно доктором Т. Стерри Хантом. Вопрос о диссоциации элементов был умело обсужден мистером Локьером в его различных трудах. Было предложено мистером Локьером, что совпадение лучей, испускаемых разными химическими элементами при подвергании очень высоким температурам, дает доказательство общего элемента в составе металлов, производящих совпадающие лучи. Мистер Локьер заявляет, что многие ходы мысли, предложенные солнечной и звездной физикой, указывают на гипотезу, что сами элементы, или, во всяком случае, некоторые из них, являются сложными телами. Этот взгляд был также выдвинут профессором Грэмом, который говорит, «что мыслимо, что разные виды материи, ныне признанные в разных элементарных веществах, могут обладать одним и тем же элементом или атомной молекулой, существующей в разных условиях подвижности. Существенное единство материи, — добавляет он, — есть гипотеза в гармонии с равным действием гравитации на все тела». Подобные взгляды были защищены М. Дюма, который основывал предложение о композитной природе элементарных атомов на определенных отношениях атомных весов. Композитная природа химических элементов также поддерживалась Анри Сент-Клер Девилем, а также Бертело, который считал, что атомы элементов одинаковы и различаются только своими способами движения. Профессор Шустер, в статье, прочитанной перед Британской ассоциацией в 1880 году, поддерживает взгляд на диссоциацию химических элементов.

Что все чисто физические науки однажды будут приведены под несколько общих законов и принципов, и вся совокупность признанных химических элементов будет разрешена в один или два материальных элемента, есть заключение, к которому физическая наука, кажется, в настоящее время медленно склоняется. Есть, безусловно, что-то захватывающее в этом взгляде на единство природы. В этой идее есть больше, чем чисто физический интерес, привязанный к ней. Она имеет, как я надеюсь показать в будущей работе, важное отношение к вопросам, касающимся основ истинной теории эволюции.

Вопрос о единстве химических элементов есть, однако, вопрос, все еще находящийся в гипотетическом состоянии. Профессора Ливинг и Дьюар, которые уделили внимание этому предмету, говорят: «Предположение, что разные элементы могут быть разрешены в более простые составляющие, или в один единственный, долгое время было излюбленной спекуляцией химиков; но, как бы вероятна эта гипотеза ни казалась априори, должно быть признано, что факты, полученные из самого мощного метода аналитического исследования, который был до сих пор разработан, дают ей скудную поддержку».

Сэр Бенджамин Броди о донебулярном состоянии материи. — Есть, считает сэр Бенджамин Броди, очень убедительные причины, которые ведут нас подозревать, что химические вещества действительно составлены из примитивной системы элементарных тел, аналогичных по своей общей природе нашим нынешним элементам: что некоторые из тех тел, о которых мы говорим как об элементах, могут быть соединениями. Эти идеальные элементы, предполагаемые им, он говорит, «хотя ныне раскрытые нам числовыми свойствами химических уравнений только как имплицитные и зависимые существования, мы не можем не предполагать, могут иногда становиться, или могли в прошлом быть, изолированными и независимыми существованиями» — как, например, в случае Солнца, где температура чрезмерна. «Мы можем, — добавляет он далее, — считать, что в отдаленные века температура материи была намного выше, чем она есть сейчас, и что эти другие вещи [идеальные элементы] существовали тогда в состоянии совершенных газов — отдельных существований — некомбинированных». Он затем ссылается на определенные наблюдения мистера Хаггинса и доктора Миллера над спектрами туманностей, где одна из линий азота была найдена в одиночестве; и что это предложило им, что линия могла быть произведена одним из элементов азота; и что азот может поэтому быть сложным. Он упоминает как значимый факт, что большая пропорция класса элементов, который он назвал «композитными элементами», не была найдена на Солнце, они, вероятно, были разложены интенсивным теплом.

Доктор Т. Стерри Хант о донебулярном состоянии материи. — Год спустя после того, как вышеупомянутые взгляды относительно химической диссоциации были выдвинуты сэром Бенджамином Броди, доктор Т. Стерри Хант, в лекции о «Химии первобытной Земли», прочитанной в Королевском институте (31 мая 1867 года), выдвинул, по-видимому, совершенно независимо, мнения о диссоциации, подобные взглядам Броди. В этой лекции он говорит: «Я рассмотрел химию туманностей, Солнца и звезд в комбинированном свете спектроскопического анализа и исследований Девиля по диссоциации, и заключил обобщением, что распад соединений, или диссоциация элементов, интенсивным теплом есть принцип универсального применения, так что мы можем предполагать, что все элементы, которые составляют Солнце, или нашу планету, были бы, при столь интенсивном нагревании, чтобы быть в газообразном состоянии, которое вся материя способна принимать, оставались бы некомбинированными, то есть сказать, существовали бы вместе в состоянии химических элементов, чья дальнейшая диссоциация в звездных или туманных массах может даже дать нам доказательство материи еще более элементарной, чем та, что раскрыта в экспериментах лаборатории, где мы можем только предполагать сложную природу многих так называемых элементарных веществ». И в своем обращении на могиле Пристли он сослался на предложение Лавуазье, что водород, азот и кислород, с теплом и светом, могли бы рассматриваться как более простые формы материи, из которых все другие происходят. Это предложение было рассмотрено в связи с фактом, что туманности, которые мы представляем себе конденсирующимися в солнца и планеты, до сих пор показывали доказательства только присутствия первых двух из этих элементов, которые, как хорошо известно, составляют большую часть газообразной оболочки нашей планеты, в формах воздуха и водного пара. С этим он соединил гипотезу, выдвинутую Гроувом, «что наша атмосфера и океан суть только части универсальной среды, которая, в разреженной форме, заполняет межзвездные пространства; и далее предложил как законную и правдоподобную спекуляцию, что эти же туманности и их результирующие миры могут быть развиты процессом химической конденсации из этой универсальной атмосферы, к которой они поддерживали бы отношение, несколько аналогичное отношению облаков и дождя к водному пару вокруг нас».

Профессор Оливер Лодж о донебулярном состоянии материи. — Некоторые пошли еще дальше назад и предположили, что материальная Вселенная могла возникнуть из светоносного эфира — гипотетической среды, которая, как предполагается, пронизывает все пространство. Универсальное мировое вещество, рассеянное по безграничному пространству, может в экстремальном состоянии разреженности быть, говорит профессор Уинчелл, эфирной средой, и из этой полудуховной субстанции могли прорасти молекулы обычной материи. «Это, безусловно, возможно, — говорит он, — представить себе эти космические атомы как возникающие из некоторой трансформации эфирной среды; но мы знаем слишком мало о природе эфира, чтобы обосновать научное заключение такого рода».

Эфирное происхождение материи было защищено М. Сэге, доктором Маквикаром и другими. В лекции профессора Оливера Лоджа, прочитанной в Лондонском институте в декабре 1882 года, он также защищает эфирное происхождение материи. «Насколько мы знаем, — чтобы изложить его взгляды его собственными словами, — этот эфир кажется совершенно гомогенным, несжимаемым, непрерывным телом, неспособным быть разрешенным в простые элементы или атомы; он, на самом деле, непрерывен, не молекулярен. Нет другого тела, о котором мы могли бы сказать это, и поэтому свойства эфира должны быть несколько отличны от свойств обычной материи». ... «Естественно спрашиваешь, есть ли какое-либо такое ясное различие, которое можно провести между эфиром и материей, как мы до сих пор молчаливо предполагали? Могут ли они не быть разными модификациями, или даже проявлениями, одного и того же?» Он затем принимает теорию вихревых атомов сэра Уильяма Томсона, в детали которой мне здесь не нужно входить. В заключение, говорит профессор Лодж, «я теперь попытался представить вас к простейшей концепции материальной Вселенной, которая до сих пор приходила человеку — концепции, что она есть из одной универсальной субстанции, совершенно гомогенной и непрерывной, и простой по структуре, простирающейся до самых дальних пределов пространства, о которых у нас есть какое-либо знание, существующей одинаково везде: некоторые части либо в покое, либо в простом ирротационном движении, передающие волны, которые мы называем светом; другие части в ротационном движении — в вихрях, то есть — и дифференцированные постоянно от остальной среды по причине этого движения.

«Эти вращающиеся части составляют то, что мы называем материей; их движение дает им жесткость, и из них построены наши тела и все другие материальные тела, с которыми мы знакомы.

«Одна непрерывная субстанция, заполняющая все пространство, которая может вибрировать как свет; которая может быть сдвинута в положительное и отрицательное электричество; которая в вихрях составляет материю; и которая передает непрерывностью, а не ударом, каждое действие и реакцию, на которые материя способна. Это современный взгляд на эфир и его функции».

Есть это возражение к теории профессора Лоджа: она чисто гипотетическая. Вихревые атомы не только гипотетичны, но субстанция, из которой эти атомы, как предполагается, сформированы, также сама по себе гипотетична. У нас нет верного доказательства, что такая среда, как здесь предполагается, существует, или что среда, обладающая качествами, приписываемыми ей, могла бы существовать. На самом деле, мы имеем здесь одну гипотезу, построенную на другой.

Вихревая теория кажется мне обремененной трудностью другого рода, а именно примирения ее с Первым законом движения. Согласно этому закону, ни одно тело, обладающее инерцией, не может отклониться от прямой линии, если не принуждено к этому. Планета не будет двигаться вокруг Солнца, если она не будет постоянно подвергаться действию силы, отклоняющей ее от прямого пути. Точильный камень не будет вращаться на своей оси, если его частицы не будут удерживаться вместе силой, предотвращающей их от вылета по касательной к кривой, в которой они движутся. Центробежная сила должна всегда быть сбалансирована центростремительной силой. Трудность заключается в том, чтобы понять, какая сила уравновешивает центробежную силу вращающегося материала вихревого атома. Это не потому, что центробежная тенденция вращающегося материала контролируется внешней несжимаемой жидкостью, ибо она не предлагает никакого сопротивления прохождению атома сквозь нее — короче говоря, насколько движение атома касается, эта жидкость есть совершенная пустота. Теперь, если эта жидкость может предложить никакого сопротивления прохождению атома как целого, как тогда она умудряется предложить такое огромное сопротивление материалам, составляющим атом, так чтобы постоянно отклонять их от прямого пути и принуждать их двигаться по кривой? Центробежная сила этих вихревых атомов должна быть огромной, ибо от нее, как предполагается, зависит твердость или сопротивление материи давлению. Теперь центростремительная сила, которая балансирует эту центробежную силу, должна быть столь же огромной. Если, тогда, эта совершенная жидкость вне вихревого атома может оказывать эту огромную силу на вращающийся материал, не будучи сама обладающей вихревым движением, не кажется, что есть какая-либо необходимость в вихревом движении для того, чтобы произвести сопротивление. Короче говоря, как существование атома возможно при физических условиях, предполагаемых в теории? Как это может быть, подобно пространству четырех измерений, может быть выражено на математическом языке, но подобно ему, я боюсь, это немыслимо как физическая концепция.

Мистер Уильям Крукс о донебулярном состоянии материи. — В своем вступительном обращении перед Химической секцией Британской ассоциации в 1886 году мистер Уильям Крукс вошел в значительные подробности в вопрос генезиса и эволюции химических элементов. Я здесь дам краткое изложение его взглядов, как воплощенных в его важном обращении, и это я постараюсь сделать как можно ближе к собственным словам мистера Крукса.

«Мы спрашиваем, — говорит мистер Крукс, — не могли ли химические элементы быть развиты из нескольких предшествующих форм материи — или, возможно, только из одной такой — точно так же, как ныне считается, что все бесчисленные вариации растений и животных были развиты из меньшего числа и более ранних форм органической жизни: построенные, как отмечает доктор Гладстон, друг из друга согласно некоторому общему плану. Это построение, или эволюция, есть превыше всего не случайно: вариация и развитие, которые мы признаем во Вселенной, идут вдоль определенных фиксированных линий, которые были предугаданы и предопределены. Для небрежного и поспешного глаза дизайн и эволюция кажутся антагонистичными; более внимательный исследователь видит, что эволюция, устойчиво продвигающаяся вдоль восходящей шкалы совершенства, есть сильнейший аргумент в пользу предугаданного плана».

Теперь, как в органическом мире, так и в неорганическом, представляется естественным рассматривать химические элементы не как первозданные, а как постепенный результат процесса развития, возможно, даже борьбы за существование. Но эта эволюция элементов должна была происходить в столь отдаленный период, что его трудно охватить воображением, когда наша Земля, или, вернее, материя, из которой она состоит, находилась в состоянии, весьма отличном от нынешнего. Эпоха элементарного развития, отмечает Норман Локьер, решительно завершилась, и можно заметить, что, по мнению немалого числа биологов, эпоха органического развития также близится к своему концу.

Существуют ли, во-первых, какие-либо прямые доказательства трансмутации любого предполагаемого «элемента» из нашего существующего списка в другой или его расщепления на что-либо более простое? На этот вопрос Норман Локьер отвечает отрицательно.

Таким образом, мы вынуждены обратиться к косвенным доказательствам — к тем, которые мы можем почерпнуть из взаимных отношений элементарных тел. Прежде всего, мы можем рассмотреть вывод, к которому пришел Гершель и который развил Клерк-Максвелл: атомы несут на себе отпечаток «изготовленных изделий». «Можно предположить, что изготовленное изделие предполагает наличие изготовителя. Но оно подразумевает нечто большее: оно определенно предполагает наличие сырья и, вероятно, хотя и не обязательно, существование побочных продуктов, остатков, паралейпоменов. Что здесь является сырьем и где оно находится? Можем ли мы обнаружить какую-либо форму материи, которая относится к химическим элементам так же, как сырье к готовому продукту, скажем, как каменноугольная смола к ализарину? Или можем ли мы распознать какие-либо элементарные тела, которые кажутся отходами или мусором? Или же все элементы, согласно общепринятому взгляду, равноправны? На эти вопросы прямых ответов пока нет».

Аргумент, основанный на законе Праута. — Значение гипотезы Праута в отношении эволюции элементов впервые рассматривается Норманом Локьером. Если бы эта гипотеза была доказана, она показала бы, что принятые элементы не являются равноправными, а были сформированы в процессе расширения или эволюции. Согласно этой гипотезе, атомные веса элементов представляют собой кратные величины атомного веса водорода, выраженные рядом целых чисел. Правда, точные определения атомных весов различных элементов отнюдь не согласуются со значениями, требуемыми законом Праута; тем не менее, совпадение во многих случаях настолько близко, что вряд ли можно считать его случайным.

Атомные веса были с чрезвычайной тщательностью пересчитаны профессором Ф. У. Кларком из Цинциннати, и он утверждает, что «ни одно из кажущихся исключений не является необъяснимым. Короче говоря, если признать полукратные величины законными, то более вероятно, что немногие очевидные исключения обусловлены необнаруженными постоянными ошибками, чем то, что огромное количество близких совпадений является просто случайным». В связи с этим предположением профессора Кларка Норман Локьер считает, что оно ставит вопрос на совершенно новую основу. Ибо предположим, что элементарный атом — это не водород, а некий элемент с еще более низким атомным весом, скажем, гелий — элемент, который, по мнению многих авторитетов, существует на Солнце и в других звездных телах; элемент, спектр которого состоит из единственного луча, а пар не обладает поглощающей способностью, что указывает на удивительную простоту молекулярного строения. Допуская существование гелия, вся аналогия, говорит Норман Локьер, указывает на то, что его атомный вес ниже атомного веса водорода; и здесь мы имеем именно тот элемент с атомным весом, равным половине атомного веса водорода, который требуется профессору Кларку в качестве основы закона Праута.

Аргумент, основанный на земной коре. — Вероятная сложная природа химических элементов, полагает Норман Локьер, лучше всего видна при рассмотрении некоторых особенностей их залегания в земной коре. «Мы не находим их, — говорит он, — равномерно распределенными по всему земному шару. Они также не связаны в соответствии со своими удельными весами: более легкие элементы не расположены на поверхности или вблизи нее, а более тяжелые не следуют последовательно все глубже и глубже. Мы также не можем проследить какой-либо четкой связи между местным климатом и распределением минералов. И мы отнюдь не можем сказать, что элементы всегда или преимущественно связаны в природе в порядке их так называемых химических сродств: те, которые имеют сильную тенденцию образовывать друг с другом определенные химические соединения, встречаются вместе, в то время как те, которые имеют мало такой тенденции или вовсе ее не имеют, существуют отдельно. Мы, безусловно, находим кальций в виде карбоната и сульфата, натрий в виде хлорида, серебро и свинец в виде сульфидов; но почему мы находим определенные группы элементов, имеющих слабое сродство друг к другу, но существующих в соприкосновении или смешении?»

В качестве примеров такой группировки он упоминает никель и кобальт; две группы платиновых металлов; и так называемые «редкоземельные элементы», существующие в гадолините, самарските и т. д. Почему же эти элементы так тесно связаны? Какая сила свела их вместе? Нельзя считать, что никель и кобальт были отложены в смеси под воздействием органических факторов; как и группы иридия, осмия и платины; рутения, родия и палладия.

Эти особенности, считает Норман Локьер, по-видимому, указывают на их формирование по отдельности из некоего общего материала, помещенного в каждом случае в почти идентичные условия.

Аргумент, основанный на сложных радикалах. — Весомым аргументом в пользу сложной природы элементов, считает Норман Локьер, является рассмотрение их аналогии со сложными радикалами, или псевдоэлементами, как их можно было бы назвать. Можно справедливо утверждать, что если тело, известное как сложное, ведет себя как элемент, этот факт придает правдоподобие предположению, что элементы не являются абсолютно простыми. Сравнивая физические свойства неорганических соединений со свойствами органических, доктор Карнелли пришел к выводу, что элементы в целом аналогичны углеводородным радикалам. Этот вывод, добавил он, если он верен, должен привести к дальнейшему заключению, что так называемые элементы не являются истинно элементарными, а состоят по крайней мере из двух абсолютных элементов, которые он предварительно назвал A и B.

В схеме доктора Карнелли все химические элементы, кроме водорода, предполагаются состоящими из двух более простых элементов: A = 12 и B = 2. Из них он рассматривает A как тетраду, идентичную углероду, а B — как монаду с отрицательным весом; возможно, эфирную жидкость пространства. Таким образом, его тремя первичными элементами являются углерод, водород и эфир.

Аргумент, основанный на полимеризации. — Далее следует рассмотреть полимеристическую теорию генезиса химических элементов, предложенную доктором Миллсом.

Доктор Э. Дж. Миллс предположил, что первозданная материя когда-то находилась в состоянии интенсивного нагрева, что она достигла своего нынешнего состояния в процессе свободного охлаждения и что элементы в том виде, в каком мы их имеем сейчас, являются результатом последовательных полимеризаций. Химические вещества при охлаждении естественным образом увеличиваются в плотности, и мы иногда наблюдаем, что по мере увеличения плотности возникают критические точки, соответствующие образованию новых и четко определенных веществ. Тела, образованные таким образом, известны как полимеры. Изучая классификацию элементов, мистер Миллс пришел к мнению, что единственными известными полимерами первичной материи являются мышьяк, сурьма, а возможно, эрбий и осмий.

Аргумент, основанный на периодическом законе. — Наконец, обсуждается схема происхождения элементов, предложенная Норману Локьеру при рассмотрении метода профессора Рейнольдса по иллюстрации периодического закона Ньюлендса.

Ньюлендс указал, что атомность и другие свойства некоторых химических элементов зависят от порядка, в котором следуют их атомные веса; и когда этот закон был распространен профессором Менделеевым на все элементы, стало очевидно, что между элементами существует математическая связь. Этот далеко идущий закон принес плодотворные результаты. Ссылаясь на диаграмму профессора Рейнольдса, иллюстрирующую этот закон, Норман Локьер говорит: «Чем больше я изучаю расположение этой зигзагообразной кривой, тем больше убеждаюсь, что тот, кто овладеет ключом, сможет открыть некоторые из глубочайших тайн творения. Давайте представим, если это возможно, что мы можем мельком увидеть несколько скрытых здесь секретов. Давайте представим самые начала времен, до геологических эпох, до того, как Земля была выброшена из центрального ядра расплавленной жидкости, даже до того, как само Солнце консолидировалось из первоначального протила. Давайте все еще воображать, что на этой первичной стадии все находилось в ультрагазообразном состоянии, при температуре, невообразимо более горячей, чем все, что существует сейчас в видимой Вселенной; настолько высокой, что химические атомы еще не могли быть сформированы, оставаясь далеко выше своей точки диссоциации. Поскольку протил способен излучать или отражать свет, это огромное море раскаленного тумана для астронома на далекой звезде могло показаться туманностью, показывающей в спектроскопе несколько изолированных линий, предвестников спектров водорода, углерода и азота».

«Но с течением времени некий процесс, сродни охлаждению, вероятно, внутреннему, снижает температуру космического протила до точки, при которой происходит первый шаг грануляции; материя, какой мы ее знаем, начинает существовать, и формируются атомы. Как только атом сформирован из протила, он становится хранилищем энергии, потенциальной (из-за его тенденции к слиянию с другими атомами под действием гравитации или химически) и кинетической (из-за его внутренних движений). Чтобы получить эту энергию, соседний протил должен быть охлажден им, и тем самым последующее образование других атомов будет ускорено. Но с появлением атомной материи начинают действовать различные формы энергии, требующие наличия материи для своего проявления; и, среди прочих, та форма энергии, одним из факторов которой является то, что мы сейчас называем атомным весом. Давайте предположим, что элементарный протил содержит в себе потенциал любой возможной пропорции соединения или атомного веса. Допустим, что все наши известные элементы не были созданы в эту эпоху одновременно. Сначала рождается самый легко образуемый элемент, наиболее близкий к протилу по простоте. Водород — или, скажем, гелий? — из всех известных элементов является первым, который появляется на свет, обладая простейшей структурой и наименьшим атомным весом. Некоторое время водород был бы единственной формой материи (в нашем понимании), существующей в природе, и между водородом и следующим сформированным элементом был бы значительный промежуток времени, в течение последней части которого элемент, следующий по порядку простоты, медленно приближался бы к своей точке рождения: в течение этого периода мы можем предположить, что эволюционный процесс, который вскоре должен был определить рождение нового элемента, также определил бы его атомный вес, его сродство и его химическое положение».

Профессор Ф. У. Кларк о донебулярном состоянии материи. — Взгляды на элементарную эволюцию, почти схожие со взглядами Нормана Локьера, отстаивались профессором Кларком. Спектроскопические явления, говорит профессор Кларк, вполне согласуются с идеей о том, что вся материя в основе своей едина, а наши предполагаемые атомы на самом деле являются различными агрегациями одной и той же фундаментальной единицы.

«Всем известно, что небулярная гипотеза в ее современном виде черпает свою самую сильную поддержку в спектроскопических фактах. В небесах сияют туманности, и спектроскоп говорит нам, что они собой представляют на самом деле, а именно — огромные облака раскаленного газа, главным образом, если не полностью, водорода и азота. Если мы попытаемся проследить цепь эволюции, через которую, как предполагается, прошла наша планета, мы обнаружим, что небо полно промежуточных форм. Сами туманности, по-видимому, находятся на разных стадиях развития; неподвижные звезды или солнца сильно различаются по химическому составу и температуре; наша Земля — самая сложная из всех. Здесь нет «недостающих звеньев», которые так стремится обнаружить зоолог, пытаясь объяснить происхождение видов. Сначала у нас есть туманность, содержащая немногим более чем водород, затем очень горячая звезда с добавлением кальция, магния и одного или двух других металлов; далее идет более холодное солнце, в котором отсутствует свободный водород, но чья химическая сложность значительно возросла; наконец, мы достигаем настоящих планет с их множеством материальных форм. Могла ли быть более прямолинейная история? Могло ли единство творения получить более громкое подтверждение? Мы видим, что эволюция планет из туманностей продолжается, и параллельно с ней идет эволюция высших видов материи из низших».

«Именно здесь, возможно, кроется ключ ко всему предмету. Если все элементы по своей сути едины, как могли бы возникнуть их многочисленные формы, если не путем процесса эволюции вверх? Как можно было бы лучше объяснить их многочисленные отношения друг с другом и их регулярное серийное расположение по группам? В этой, как и в других проблемах, гипотеза эволюции является самой простой, самой естественной и наиболее соответствующей фактам».

Доктор Дж. Джонстон Стони о донебулярном состоянии материи. — Дальнейшее доказательство того, что все химические элементы, вероятно, произошли из одного общего источника, представлено «Логарифмическим законом атомных весов» доктора Дж. Джонстона Стони, теорией, недавно выдвинутой в сообщении Королевскому обществу. Важной особенностью этого исследования является то, что в нем атомные веса представлены объемами, а не линиями. Берется последовательность сфер, объемы которых пропорциональны атомным весам, и которые можно назвать атомными сферами. Когда радиусы этих сфер наносятся на диаграмму в качестве ординат, а ряд целых чисел — в качестве абсцисс, становится очевидной общая форма логарифмической кривой; и тщательное изучение показало, что либо логарифмическая кривая, либо какая-то кривая, лежащая очень близко к ней, выражает истинный закон природы.

Если, как представляется вероятным, логарифмический закон является законом природы, то, по-видимому, существуют три элемента легче водорода, которые доктор Стони назвал инфрафтором, инфракислородом и инфраазотом. И, во всяком случае, между водородом и литием есть шесть недостающих элементов.

Исследование доктора Стони основано на том факте, что если расположить атомные веса химических элементов в порядке возрастания, обнаруживаются периодические законы, а именно: открытые Ньюлендсом, Менделеевым и Мейером. Из этого следует, что должен существовать некий закон, связывающий атомные веса с последовательными членами числового ряда — либо отдельно, либо вместе с другими переменными.

«Этот закон, — говорит доктор Стони, — может быть получен в одной из своих графических форм путем нанесения ряда целых чисел в качестве абсцисс и последовательных атомных весов в качестве ординат. Таким образом, он дает диаграмму, которая по форме несколько напоминает клюшку для херлинга, состоящую из короткой изогнутой части, за которой следует длинная и почти прямая часть. Но поскольку эту диаграмму нельзя напрямую отождествить с какой-либо известной кривой, ее недостаточно для определения закона».

«Однако диаграмма принимает форму, которую можно интерпретировать, если использовать кубические корни атомных весов для ее ординат вместо самих атомных весов. Это эквивалентно взятию объемов вместо линий для представления атомных весов. Когда это делается, обнаруживается, что концы ординат лежат вблизи регулярной и плавной кривой, от которой они отклоняются вправо и влево на величины, которые малы и, по-видимому, следуют периодическим законам, которые были частично прослежены. Центральная кривая при исследовании оказывается либо логарифмической кривой, либо кривой, лежащей чрезвычайно близко к ней. Если кривая в действительности является логарифмической, она дает нам закон, согласно которому:»

«Кубический корень n-го атомного веса = κ log (n q) + небольшая периодическая поправка; где κ и q — константы, значения которых определяются наблюдениями».

«Либо этот логарифмический закон, либо закон, который лежит чрезвычайно близко к нему, должен быть законом природы».

Ссылаясь на эту теорию, профессор Рейнольдс говорит: «Она, безусловно, представила пункты чрезвычайной важности, хотя, возможно, в настоящее время они не могли вполне осознать ее полное значение. Было несколько моментов, с которыми пришлось побороться, но она ясно указывала на вывод, что мы быстро приближаемся к тому времени, когда физики — как химики, так и физики в собственном смысле слова — объединяются, чтобы извлечь из научной работы, лежащей на пограничье, самые важные и поразительные факты».

Значение, которое выводы доктора Стони, подобно выводам Нормана Локьера, имеют для первобытного состояния материальной Вселенной, очевидно.

Доктор Стони, как и Норман Локьер, считает, что химические элементы подвержены распаду. Что они не только генерируются, но и разрушаются — что они подвержены не только эволюции, но и диссоциации. Он полагает, что процесс генерации, вероятно, происходит только на границах Вселенной или за их пределами, а процесс разрушения — в центрах переросших звезд, что является положением с наименьшим потенциалом. Доктор Стони считает, что это исчезновение химических элементов в центре звезды является причиной, которая ограничивает ее размер и предотвращает ее чрезмерный рост.

The Impact Theory in relation to the foregoing Theories of the Pre-nebular Condition of Matter.

Во всех этих теориях, как уже отмечалось, первобытное состояние Вселенной было состоянием материи в состоянии крайней разреженности, в то время как путем агрегации материалы становились последовательно все больше и больше, пока не достигали размеров солнц и планет. Например, согласно метеорной теории, метеориты образуются из «космической пыли», «огненного тумана» или конденсированного пара, а затем солнца и планеты образуются путем агрегации из этих метеоритов. Факты, однако, по-видимому, указывают на прямо противоположное как на истинный ход событий.

Метеориты, несомненно, являются фрагментами более крупных масс. Более вероятно, что они, как уже было сказано, являются фрагментами звездных масс, которые были разбиты на куски в результате столкновения, и что эта «космическая пыль», из которой, как утверждается, образовались метеориты, — это просто пыль, возникающая в результате разрушения масс. После того как два тела сталкивались и разбивались на куски, некоторые из фрагментов, несомненно, выбрасывались бы со скоростью, которая унесла бы их за пределы притяжения общей массы, и таким образом они избежали бы испарения. Эти фрагменты продолжали бы свои странствия по космосу в качестве метеоритов.

Я не могу не думать, что количество, как и важность этих странников, были сильно переоценены. Норман Локьер утверждает, что доктор Шмидт из Афин обнаружил, что среднее почасовое число светящихся метеоров, видимых в ясную безлунную ночь одним наблюдателем, составляло четырнадцать. Конечно, в этой стране такого количества не видно. В Шотландии, по крайней мере, можно часто наблюдать ночь за ночью в самых благоприятных условиях, не имея счастья увидеть ни одного метеора.

Конечно, верно, что непосредственно предшествующим состоянием солнца или планеты было состояние материи в крайне разреженном или диссоциированном состоянии. Это существенно как для небулярной, так и для метеорной гипотезы. Но нас в настоящее время интересует не непосредственно предшествующее состояние, а первобытное, или донебулярное, состояние. Возьмем, к примеру, случай солнечной туманности, из которой сформировались наше Солнце и планеты. Была ли эта туманная масса сформирована из материи в состоянии крайней разреженности, рассеянной в пространстве и собранной вместе под действием гравитации? Или она возникла в результате столкновения двух твердых глобусов, разбитых на куски, которые затем превратились в туманное состояние из-за тепла, выделяемого при столкновении? Несомненно, верно, что аналогии природы на первый взгляд могут привести нас к выводу, что первая теория более вероятна, чем вторая, поскольку большее обычно создается путем агрегации из меньшего. Но небольшое размышление покажет, что в данном случае вес этой аналогии более кажущийся, чем реальный. Теория удара не опирается на чисто гипотетическую основу. Причина, к которой она апеллирует, реально существует. Точка неопределенности заключается в том, действительно ли причина производит эффект, который ей приписывается. Мы знаем из наблюдений, что существуют звездные массы, некоторые из них, вероятно, больше нашего Солнца, движущиеся через пространство с огромными скоростями во всех направлениях. Согласно обычным законам вероятности, столкновение временами было бы неизбежным результатом, и когда такое событие происходило, разрушение сталкивающихся тел и их последующая трансформация в туманную массу были бы, по крайней мере во многих случаях, необходимым результатом. Фактически, мы имеем в случае этих огромных звездных масс то, что, как мы знаем, происходит среди невидимых молекул газа. Что касается простой аналогии, теория удара почти так же вероятна, как и другая.

Из сказанного следует, что в большинстве случаев звездные массы сформировались в результате разрушения ранее существовавших масс, подобно тому как геологические формации возникли из разрушения предшествующих формаций.

Теории не объясняют движение звезд. Согласно всем вышеизложенным теориям, агрегация и конденсация происходят под действием гравитации. Материалы, рассеянные в пространстве, притягиваются друг к другу взаимным притяжением и скапливаются вокруг центра тяжести. Гравитация, хотя и придает движение материалам, не может придать поступательное движение самой массе. Следовательно, гравитация не может быть причиной поступательного движения массы. Не предполагается, что звезды притягиваются к какому-либо великому центру притяжения или вращаются вокруг него, поскольку они движутся по прямым линиям во всех направлениях, что было бы невозможно, если бы гравитация была причиной их движения. К какой же причине следует отнести их движение? Метеорит или другое небольшое тело может быть выброшено из любой системы взрывной силой тепла или иной причиной со скоростью, которая может унести его в бескрайнее пространство; но это не может относиться к телу размером со звезду. Никто и на мгновение не мог бы предположить, что, например, звезда Грумбридж 1830, движущаяся со скоростью 200 миль в секунду, является выбросом из какой-либо системы.

Согласно теории удара, все становится ясным; ибо эти 200 миль в секунду — это просто часть не преобразованного поступательного движения, которое материалы, составляющие звезду, имели с самого начала. Иными словами, материя и движение были вечными или, что более вероятно, как будет показано далее, сосуществовали с момента творения — однако не как молекулярное движение, а как движение массы.

Теории не объясняют необходимое количество тепла. Было показано, что даже если бы материалы нашей Солнечной системы упали вместе с бесконечного расстояния, это не могло бы генерировать достаточно тепла для формирования газообразной туманности, простирающейся до расстояния планеты Нептун. Следовательно, одна лишь гравитация не могла быть источником, из которого туманность получила свое тепло. Однако солнечная туманность изначально должна была простираться далеко за орбиту Нептуна.

Но даже если предположить, что можно было бы доказать, что таким образом сгенерированного тепла было достаточно для формирования туманности, простирающейся даже на двойное расстояние Нептуна, это не устранило бы фатальное возражение против гравитационной теории происхождения солнечной туманности. Ибо факты как геологии, так и биологии в равной степени показывают, что Солнце излучает тепло с нынешней интенсивностью более чем вдвое дольше того времени, в течение которого оно могло бы это делать, если бы гравитация была источником, из которого извлекалась энергия. Это возражение одинаково фатально как для метеорной теории, так и для всех других теорий, которые приписывают происхождение и источник тепла гравитации.

Эволюция материи. Однако наши исследования звездной эволюции начинаются не с рассмотрения газообразной туманности или роев метеоритов. Существовала дотуманная эволюция. Исследования Праута, Ньюлендса, Менделеева, Мейера, Дюма, Кларка, Локьера, Крукса, Броди, Ханта, Грэма, Девиля, Бертло, Стони, Рейнольдса, Карнелли, Миллса и других, я думаю, ясно показывают, что сама материя, образующая эту туманную массу, прошла через долгий предшествующий процесс эволюции. И не только материя, но и сами элементы, составляющие эту материю, развились из некоторого предшествующего состояния вещества.

Я уже достаточно подробно изложил взгляды, выдвинутые некоторыми из наших ведущих физиков и химиков на эволюцию химических элементов и на некоторые аспекты, которые эти взгляды имеют для звездной эволюции. Теперь я кратко коснусь момента, на который, как я осмелюсь полагать, теория, обсуждаемая в этом томе, проливает некоторый дополнительный свет.

Если элементы развились из общего источника, то для этого необходимо одно условие, а именно: чрезвычайно высокая температура; ибо температура должна быть выше точки диссоциации всех химических элементов. «На начальной стадии Вселенной, — говорит Норман Локьер, — до того, как материя, какой мы ее находим сейчас, была сформирована из протила, все находилось в ультрагазообразном состоянии при температуре, невообразимо более горячей, чем что-либо существующее сейчас в видимой Вселенной; настолько высокой, что химические атомы еще не могли быть сформированы, оставаясь все еще далеко выше точки их диссоциации».

Что же тогда породило эту чрезмерную температуру в этом предполагаемом ультрагазообразном протиле? Она не могла возникнуть в результате конденсации под действием гравитации. При конденсации тепло увеличивается по мере протекания процесса, потому что именно конденсация порождает тепло. Но здесь должно было быть наоборот, ибо ультрагазообразная масса была намного горячее Солнца, которое впоследствии сформировалось из нее. По словам Нормана Локьера, именно когда эта газообразная масса остыла настолько, что позволила превратиться в твердую материю, могла произойти конденсация в Солнце. Кроме того, не чрезмерная ли жара породила предполагаемое ультрагазообразное состояние?

Существует еще одна трудность, связанная с теорией о том, что первобытное тепло было получено в результате конденсации под действием гравитации. Если мы допустим возможность того, что протил мог существовать в этом ультрагазообразном состоянии, не обладая температурой, и что он получил свое тепло от конденсации под действием гравитации, то сам факт протекания конденсации показывает, что газ не находился в состоянии равновесия. Но газ не мог оставаться неподвижным ни на мгновение, не начав конденсироваться, находясь в состоянии неустойчивого равновесия. Мы должны, следовательно, сделать вывод, что до конденсации газ должен был находиться в каком-то ином состоянии, нежели газообразное.

Теория удара, по-видимому, устраняет все эти трудности. Априори столь же вероятно, если не более, что первоначальной формой протила были большие холодные массы, движущиеся через пространство во всех направлениях с огромными скоростями, чем то, что это была газообразная масса в состоянии неустойчивого равновесия. Если мы предположим первое условие, то столкновение этих масс объяснило бы не только ультрагазообразное состояние, но и его невообразимо высокую температуру. Кроме того, в этом случае нам не нужно объяснять какое-либо другое предшествующее состояние масс до столкновения, ибо они могли существовать с самого начала творения в форме масс, движущихся через пространство.

Если бы позволили пространство и время, можно было бы показать, что существуют и другие неясные моменты, на которые теория, по-видимому, проливает дополнительный свет. В заключение я коснусь момента, в котором теория радикально отличается от всех других теорий звездной эволюции. Но прежде чем сделать это, я могу кратко упомянуть возражение, которое часто выдвигалось против этой теории.

Рассмотрение возражения. Возражение, о котором я говорю, заключается в том, что если бы туманности были порождены ударом так, как это подразумевается в теории, то у нас должны были бы остаться какие-то исторические записи о таком событии. Я не вижу никакой силы в таком возражении. Наши исторические записи, полагаю, не уходят дальше чем на 3000 лет, и у нас нет доказательств, чтобы сделать вывод, что новая туманность появляется на видимом небосводе с такой частотой; и даже если бы это было так, у нас нет оснований предполагать, что ее возникновение в результате удара, как предполагается теорией, привлекло бы всеобщее внимание. Сомнительно, чтобы возникшая туманность в первом случае была бы вообще видна. Я показал, что температура туманности не могла быть ниже примерно 300 000 000° C, и очень сомнительно, чтобы газообразная масса, окутывающая все твердое в туманности, была самосветящейся при такой температуре. Вероятнее всего, все химические элементы, составляющие ее, находились бы в состоянии полной диссоциации и превратились бы обратно в исходный протил, из которого они произошли, чтобы снова медленно превратиться в свое прежнее атомное состояние по мере падения температуры.

Можем ли мы на научных основаниях проследить эволюцию Вселенной до абсолютного первого состояния? Как неоднократно заявлялось, все исследования эволюционной истории звездной Вселенной начинаются в середине процесса. Эволюция — это процесс. Изменения, которые происходят сейчас, возникли из предшествующих изменений, а те — из еще более ранних, и так далее до бесконечности в неизвестное прошлое. Эта цепь причинности — эта последовательность изменений, следствий и причин — не могла таким образом уходить в бесконечность, иначе нынешняя стадия эволюции Вселенной должна была бы быть достигнута бесконечно много веков назад. Следовательно, эволюция вещей должна была иметь начало во времени. Профессор Александр Уинчелл в своем итоговом обобщении к своей работе «Жизнь мира» изложил этот вопрос настолько ясно и убедительно, что я не могу сделать ничего лучшего, как процитировать здесь его слова по этому поводу.

«У нас нет, — говорит профессор Уинчелл, — ни малейших научных оснований предполагать, что материя существовала в определенном состоянии вечно и только несколько миллионов или миллиардов лет назад начала претерпевать свои изменения. Сущностная активность приписываемых ей сил запрещает такую мысль. Ибо все, что мы знаем — и, действительно, как вывод из всего, что мы знаем, — первобытная материя начала свои прогрессивные изменения на заре своего существования. Поскольку, таким образом, ряд изменений доказуемо конечен, время жизни самой материи неизбежно конечно. Нет реального убежища от этого вывода; ибо если мы предположим, что начало нынешнего цикла было лишь восстановлением старого порядка, осуществленным действием естественных причин, и предположим — чего наука не в состоянии постичь, — что этот старый порядок был таким же повторным введением, и так далее до бесконечности в прошлом, мы лишь откладываем утверждение абсолютного начала, поскольку, по всем признаниям современной научной философии, природа неизбежно стремится к упадку».

Это последствия, которые неизбежно вытекают из каждой теории звездной эволюции, выдвинутой до сих пор. Теория удара, однако, полностью устраняет эту трудность, ибо согласно ей эволюционный процесс можно на чисто научных основаниях проследить до абсолютного начала во времени. Если огромные твердые массы, движущиеся через пространство, были исходным состоянием Вселенной, то, насколько философия или наука могут доказать обратное, она могла находиться в этом состоянии вечно. Поэтому от нас не требуется объяснять это первобытное состояние вещей. Теперь очевидно, что если бы не произошло столкновения, Вселенная оставалась бы в этом состоянии вечно: без столкновения не могло бы быть никаких изменений, никакой выполненной работы и абсолютно никакой потери или приобретения энергии, а следовательно, и никакого процесса эволюции. Первое столкновение было бы абсолютным началом эволюции — началом процесса развития Вселенной. В этом случае эволюция имела бы свое абсолютное начало во времени и, следовательно, не была бы вечной. Если, с другой стороны, мы предположим то, что гораздо больше гармонирует с физикой, метафизикой и здравым смыслом, а именно, что Вселенная была создана во времени, мы все равно придем к тому же результату относительно абсолютного начала эволюции. В обоих случаях мы достигаем точки, за пределами которой не может быть законного исследования; нет дальнейшего вопроса, который ученые могли бы разумно задать.

У нас нет оснований полагать, что существует что-либо вечное, кроме Бога, Времени и Пространства. Но если время и пространство субъективны, как полагает Кант, а не являются модусами, относящимися к существованию вещей самих по себе, то один лишь Бог был несотворенным, и из Него и к Нему все вещи.

Сноски

1. Philosophical Magazine, май 1868 г.; Climate and Time, гл. xxi.; Quarterly Journal of Science, июль 1877 г.; Phil. Mag., июль 1878 г.; Climate and Cosmology, гл. xvii., xviii. и xix.

2. Я предпочитаю использовать термин «теория» с вышеуказанной оговоркой, а именно: теория на стадии гипотезы.

3. Здесь взята оценка Пуйе интенсивности солнечного излучения.

4. Лекция на тему «Вероятное происхождение, общее количество и возможная продолжительность солнечного тепла», прочитанная в Королевском институте 21 января 1887 года и опубликованная в журнале Nature от 27-го числа того же месяца. Позже лекция была опубликована со значительными дополнениями и изменениями в Proceedings of the Institution, том xii. Именно из нее взяты мои цитаты.

5. Proceedings of the Royal Institution, том xii, стр. 15.

6. Manchester Science Lectures, пятая серия, стр. 31.

7. Newcomb’s Astronomy, стр. 487, английское издание, 1878 г.

8. World Life, стр. 27.

9. Philosophical Magazine, июль 1878 г.; Climate and Cosmology, гл. xix.

10. Proceedings of Royal Society, том xliii, стр. 117.

11. Good Words за 1875 г., стр. 861.

12. Manchester Science Lectures.

13. Proc. of Royal Society, том xliv, стр. 5.

14. World Life, or Comparative Geology, автор Александр Уинчелл, доктор права, профессор геологии и палеонтологии в Мичиганском университете. Чикаго: S. C. Griggs & Co. 1883.

15. Other Worlds, гл. ix.

16. Manchester Science Lectures.

17. Proceedings of Royal Institution, том xii, стр. 16.

18. Лаплас придерживался более точного взгляда на первоначальное состояние солнечной туманности. Он считал, что из-за интенсивного тепла солнечная масса расширилась до пределов самой удаленной планетарной орбиты нашей системы; что при остывании она начала медленно конденсироваться; и что по мере продолжения конденсации планета за планетой отделялись от массы. Лаплас, однако, не предложил объяснения того, каким образом первобытная туманность получила свое тепло.

19. Proceedings of Royal Institution, том xii, стр. 15.

20. Proceedings of the Royal Society, том xliii, стр. 140.

21. Philosophical Transactions за 1811 г.

22. Recent Advances in Physical Sciences, стр. 175.

23. Proceedings of the American Association for the Advancement of Science за 1848 г.

24. Philosophical Magazine, февраль 1867 г. В то время я не знал, что г-н Альфред Тайлор ранее применил тот же метод для определения совершенно иного вопроса, а именно: насколько повышается уровень моря из-за осадочных пород, откладывающихся на морском дне. Статья г-на Тайлора под названием «Об изменениях уровня моря, вызванных существующими физическими причинами в течение определенных периодов времени», появилась в Phil. Mag. за апрель 1853 г. Г-н Тайлор пришел к выводу, что уровень моря по этой причине повышается примерно на 3 дюйма за 10 000 лет.

25. Report upon the Physics and Hydraulics of the Mississippi.

26. Trans. of Geol. Soc. of Glasgow, том iii.; Jukes & Geikie’s Manual of Geology, гл. xxv.; Text Book of Geology, стр. 441.

27. Student’s Elements of Geology, стр. 91.

28. World Life, стр. 265.

29. См. Climate and Time, стр. 337.

30. Physical Geography, стр. 103.

31. Именно это разрушение стратифицированных пород затрудняет обнаружение следов прежних ледниковых эпох и привело к таким распространенным заблуждениям относительно доказательств, которых мы должны ожидать от этих эпох. См. статью, прочитанную в Геологическом обществе, «О распространенных заблуждениях относительно доказательств, которых мы должны ожидать от прежних ледниковых периодов», 23 января 1889 г.

32. Physical Geography, стр. 94.

33. Quart. Journ. of Science, июль 1877 г.; Climate and Cosmology, гл. xvii.

34. Mem. Geol. Survey of Lancashire, 1862 г.

35. Mem. Geol. Survey of Great Britain, том iii.

36. Memoir to Sheet 32, Geol. Survey Map of Scotland.

37. Nature, том xiii, стр. 390.

38. Explanation to Sheet 15, Geol. Survey Map of Scotland.

39. Г-н Пич сообщил мне, что с момента написания вышеизложенного на этот огромный геологический разлом был пролит дополнительный свет. Он говорит, что было обнаружено, что разлом состоит из двух субпараллельных ветвей, более южная из которых приводит к тому, что породы верхнесилурийского возраста оказываются против нижнесилурийских пластов. Северная ветвь, в свою очередь, приводит верхний отдел нижнего древнего красного песчаника против верхнесилурийских пород. Это, как отмечает г-н Пич, нисколько не опровергает рассуждения о количестве материала, удаленного в результате денудации из этого региона за указанное время. Фактически, говорит он, это показывает, что должно было быть удалено большее количество, чем предполагалось сначала.

40. Jukes’s and Geikie’s Manual of Geology, стр. 441.

41. Geology of Canada, 1863 г., стр. 61.

42. Safford’s Geology of Tennessee, стр. 309.

43. Lyell’s Student’s Manual, гл. xxiii.

44. Geological Studies, автор проф. А. Уинчелл, стр. 165.

45. Geological Studies, стр. 93, 163.

46. Powell’s Geology of the Uinta Mountains.

47. Geological Exploration of the Fortieth Parallel, том ii, стр. 456.

48. Geological Studies, стр. 92; см. также Dutton’s Tertiary History of the Cañon District.

49. Tertiary History of the Cañon District, стр. 20, 113; Second Annual Report, U.S. Geol. Survey, стр. 125.

50. Powell’s Geology of Uinta Mountains.

51. Geological Exploration of the Fortieth Parallel, том i, стр. 745.

52. Memoir to Sheet 32, Geol. Survey of Scotland.

53. Denudation of South Wales. Memoirs of Geol. Survey, том i.

54. Quart. Journ. Geol. Soc. том xxiv, стр. 323.

55. World Life, стр. 369.

56. Island Life, стр. 204.

57. Quart. Journ. of Geol. Soc. том xxvi, стр. 53.

58. Origin of Species, стр. 286.

59. Proceedings of the Royal Society, № 152, 1874 г., стр. 342.

60. Island Life, стр. 205.

61.  Of course, Mr. Wallace does not believe that it is actually 200,000,000 years since the Cambrian period.

62. World Life, стр. 196.

63. World Life, стр. 72.

64. Correlation of Physical Forces, стр. 164 (пятое издание), 1867 г.

65. Popular Science Monthly за январь 1873 г.

66. См. также по этому вопросу «Бейкерианскую лекцию» г-на Локьера, Proc. Roy. Soc. № 266, стр. 21.

67. Proc. Roy. Soc. том xxviii, стр. 160.

68. Proc. Roy. Soc. том xxxii, стр. 230.

69. Ideal Chemistry, стр. 56.

70. American Journal of Science, том xxiii, стр. 124.

71. «Наша атмосфера, — говорит д-р Хант, — не земная, а космическая, являющаяся универсальной средой, рассеянной по всему пространству, но конденсирующейся вокруг различных центров притяжения в количестве, пропорциональном их массе и температуре, причем сами воды океана принадлежат этой универсальной атмосфере». (Nature, 29 августа 1878 г., стр. 475.) Подобные взгляды отстаивал г-н Мэттью Уильямс, который говорит, «что газообразный океан, в который мы погружены, — это лишь часть бесконечной атмосферы, заполняющей всю плотность пространства; которая связывает воедино все элементы Вселенной и распространяет среди них их тепло и свет, а также все другие физические и жизненные силы, которые способны генерировать тепло и свет». (Fuel of the Sun, стр. 5.) В 1854 году сэр Уильям Томсон высказал идею о том, что светоносный эфир, вероятно, является продолжением нашей атмосферы, хотя я не думаю, что он продолжает придерживаться этого мнения. Первым, кто выдвинул эту идею, был, несомненно, Ньютон, который предполагал, что межпланетное пространство повсеместно заполнено эфирной средой, «почти того же состава, что и воздух, но гораздо более редкой, тонкой и упругой».

72. World Life, стр. 533.

73. Nature, 1 февраля 1883 г., стр. 330.

74. Протил — это термин, принятый г-ном Круксом для обозначения исходной первобытной материи, существовавшей до эволюции химических элементов и из которой они развились. Протил в химии аналогичен протоплазме в биологии, с той разницей, однако, что протил пока гипотетичен, тогда как протоплазма, как известно, реальна.

75. Popular Science Monthly за февраль 1876 г. См. также январский номер за 1873 г.

76. Proc. Roy. Soc. за 19 апреля 1888 г., стр. 115.

77. Темные звездные массы, которые ускользают от наблюдения, могут быть столь же многочисленны, как и те, что видны.

INDEX.

Aqui Range, Utah, fault in, 57

Arcturus, motion of, 16

Atmosphere, universal, 82

   „    Dr. Hunt on, 86

   „    Mr. Mattieu Williams on, 86

Atomic weights, logarithmic law of, 100

Atoms, according to Herschel and Clerk-Maxwell, manufactured articles, 92

Binary systems, 32

   „    Dr. Johnstone Stoney on, 33

   „    Sir W. Thomson on, 33

Biology, testimony of, as to age of sun’s heat, 65

Brodie, Sir B., on the pre-nebular condition of matter, 84

Brown and Dickson on sediment of the Mississippi, 40

Carnelley, Dr., argument from compound radicals, 94

μ Cassiopeiæ, motion of, 16

α Centauri, distance of, 16

Chemical elements, evolution of, 80

Clarke, Prof. F. W., on atomic weights, 93

   „    on evolution of the chemical elements, 80, 89

   „    on the pre-nebular condition of matter, 98

Comets, according to Laplace, strangers to our system, 17

   „    according to Prof. A. Winchell, strangers to our system, 17

   „    M. Faye on origin of, 17

   „    probable origin of, 17

Compound radicals, argument from, 95

Condensation in relation to nebulæ, 27

   „    the last condition of a nebula, 30

Cosmical dust and “fire-mist,” 81, 102

Crookes, Mr. W., on the pre-nebular condition of matter, 90-98

   „    on protyle, 96

61 Cygni, motion of, 16

Darwin, Mr. Charles, on geological time, 67

Denudation, age of the globe as represented by, 63, 64

   „    average rate of whole globe, 44

   „    evidence from faults as to rate of, 53

   „    Dr. A. Geikie on rate of, 41

   „    glacial epochs in relation to, 46, 47

   „    in Colorado, 58

   „    in past ages not much greater than at present, 44

   „    method employed to estimate its rate, 39, 47

   „    Mr. A. R. Wallace’s method of estimating its rate, 51

   „    of Bristol coal-fields, 59

   „    of Mississippi basin, Sir Charles Lyell on, 44

   „    of Pendle Range, 60

   „    of Pentlands, 59

   „    of river basins, 41

   „    of South of Scotland, 55

   „    of Wales, 59

   „    Prof. Haughton’s method of estimating its rate, 50

   „    Rotation of the earth in relation to, 46

   „    the direct method of estimating its rate, 52

   „    time required to effect the amount of, 63

Dewar and Liveing on dissociation of chemical elements, 83

Dissociation of chemical elements, Dr. T. Sterry Hunt on, 82, 85

   „    of chemical elements, M. Berthelot on, 83

   „    of chemical elements, M. Deville on, 83

   „    of chemical elements, Mr. Lockyer on, 82

   „    of chemical elements, Profs. Liveing and Dewar on, 83

   „    of chemical elements, Prof. Schuster on, 83

   „    of chemical elements, Sir B. Brodie on, 82, 84

   „    Dumas, M., on essential unity of matter, 83

Earth’s crust, argument from, 93

   „    rotation, its influence on denudation, 46

Emmons, Mr. S. F., on a fault in Aqui Range, 58

Energy existing as motion of stellar masses, 3

   „    transformed by collision, 3

Evolution, can it be traced back to a first condition? 110

   „    evidence of, from the grouping of the stars, 81

   „    from smaller to larger aggregates of matter, 81

   „    of matter, 107

   „    of the chemical elements, 80, 107

Faults, evidence of rate of denudation from, 53

   „    examples of, 54-60

   „    “Grand Wash,” Colorado, 58

   „    in East Tennessee, 58

   „    in Strathmore, 55

Faye, M., on origin of comets, 17

Gaseous condition essential to the nebular hypothesis, 25

   „    state, second condition of a nebula, 24

Geikie, Dr. A., on area of the globe, 48

   „    on denudation of the Pentlands, 59

   „    on examples of enormous faults, 55

   „    on rate of denudation, 41

Geological epochs of past ages, misconceptions regarding, 49

Geological time, Mr. A. R. Wallace on, 65

   „    time, Mr. Charles Darwin on, 66

   „    time, Prof. Haeckel on, 67

   „    time, Prof. Huxley on, 65, 66

   „    time, Sir Andrew C. Ramsay on, 67

Geology, testimony of, in regard to age of sun’s heat, 39

Glacial epoch, age of the earth as determined by, 64

   „    epochs, influence on denudation, 46

Gravitation does not account for the heat required, 106

   „    does not account for motion of the stars, 105

   „    insufficient to account for heat of nebulæ, 27

Groombridge 1830, motion of, 15

   „    not an eject, 106

   „    Prof. Newcomb on motion of, 15

Grove, Sir W. R., on the pre-nebular condition of matter, 78

Haeckel, Prof, on geological time, 67

Haughton, Prof., method of estimating rate of denudation, 50

Heat, age of the sun’s, 37

Helmholtz on age of sun’s heat, 35

Huggins, Mr., and Dr. Miller on spectra of nebulæ with one nitrogen line, 84

Hull, Prof., on denudation of Pendle Range, 60

   „    on examples of enormous faults, 54

Humphreys and Abbot on sediment of the Mississippi, 40

Hunt, Dr. T., on the pre-nebular condition of matter, 85

   „    on universal atmosphere, 86

Huxley, Prof., on geological time, 65, 66

Hypothesis, value of, 70

“Impact Theory,” why so called, 2

   „    in relation to theories of pre-nebular condition of matter, 102

   „    removes difficulties regarding origin of heat, 108, 109

ε Indi, motion of, 16

King, Mr. Clarence, on the Wahsatch Fault, 59

Lalande 21185, motion of, 16

   „    21258, motion of, 16

Laplace, M., on the heat of the solar nebula, 30

Lavoisier, M., on simpler forms of matter, 86

Lesley, Mr. J. P., on a fault in the Appalachians, 57

   „    on fault in East Tennessee, 58

Liveing and Dewar on dissociation of chemical elements, 83

Lockyer, Mr., on arrangement of the planets according to density, 25

   „    nebulæ with solid matter in a gaseous mass, 20

Lockyer, Mr., on essential condition of solar nebulæ, 25

   „    on hypothesis, 70

   „    on number of meteorites, 103

   „    on outburst of stars, 33

   „    on “sorting” of the chemical elements, 25

Lodge, Prof. O., on ethereal origin of matter, 87

   „    on the pre-nebular condition of matter, 87

   „    on vortex atoms, 88

Logarithmic law of atomic weights, 100

Lyell, Sir Charles, on denudation of the Mississippi basin, 44

Macvicar, Dr., on ethereal origin of matter, 87

Matter not probably eternal, 112

Mendelejeff, Prof., on Periodic Law, 96

Meteorites, number greatly exaggerated, 103

   „    probable origin of, 12

   „    Sir H. Roscoe on constitution of, 12

   „    Sir W. Thomson on, 12

Mill, Mr. J. S., on hypothesis, 70

Miller, Dr., and Mr. Huggins on spectra of nebulæ with one nitrogen line, 84

Mills, Dr., on Polymerisation, 95

Morris, Mr. Charles, on the pre-nebular condition of matter, 75

Nebulæ, broken fragments in a gaseous mass, 19

   „    cometic, 22

   „    condensation insufficient to account for heat of, 27

Nebulæ condensation, last condition of, 30

   „    first condition of, 19

   „    gaseous state, second condition of, 24

   „       „    globular, 21

   „    heat of, not due to gravitation, 27

   „    how they occupy so much space, 18

   „    how origin of by impact might not have been observed, 110

   „    must possess an excessive temperature, 26

   „    Mr. Lockyer on, 20-22

   „    origin of, 18

   „    Prof. A. Winchell on meteoric origin of, 22

   „    Prof. Tait on, 20

   „    Sir W. Thomson on origin of, 6, 28

   „    spheroidal, 22

   „    why of such various shapes, 19

Nebular hypothesis, gaseous condition essential to, 2, 5

Newcomb, Prof., on motion of 1830 Groombridge, 15

Newlands on Periodic Law, 96

Nova Cygni, on sudden outburst of, 33

Objection considered, 109

Palæozoic times, winds probably not higher than at present, 46

Peach, Mr. B. N., on examples of enormous faults, 55

   „    on denudation of the south of Scotland, 55

Periodic Law, argument from, 96

   „    Prof. Mendelejeff on 96

Periodic Law, Newlands on, 96

   „    Prof. Reynolds on, 96

Planets, on their arrangement according to density, 25

Polymerisation, argument from, 95

   „    Dr. Mills on, 95

Pouillet, on rate of solar radiation, 2, 35

Powell, Major J. W., on denudation of Uinta Mountains, 58

Pre-nebular condition of matter, Dr. G. Johnstone Stoney on, 99

   „    condition of matter, Dr. T. Sterry Hunt on, 85

   „    condition of matter, Mr. Charles Morris on, 75

   „    condition of matter, Mr. W. Crookes on, 90

   „    condition of matter, Prof. A. Winchell on, 71

   „    condition of matter, Prof. F. W. Clarke on, 98

   „    condition of matter, Prof. Lodge on, 87

   „    condition of matter, Sir B. Brodie on, 84

   „    condition of matter, Sir W. R. Grove on, 78

   „    evolution, 107

Proctor, R. A., on meteoric origin of solar system, 23

Protyle, the primal matter, 96

Prout’s Law, argument from, 92

Ramsay, Sir Andrew C, on denudation of Bristol coal-fields, 59

   „    on denudation of Wales, 59

   „    on geological time, 67

Reynolds, Prof., on Periodic Law 96

Rogers, Prof. H. D., on a great fault in the Appalachian coal-fields, 57

Roscoe, Sir H., on constitution of meteorites, 12

Rotation, supposed influence on denudation, 46

Saigey, M., on ethereal origin of matter, 87

Schmidt, Dr., on number of meteorites, 103

Solar nebula, M. Laplace on heat of, 30

   „    Mr. Lockyer on condition essential to, 25

   „    Sir W. Thomson on, 6, 28

Solar radiation, rate of, according to Pouillet and Langley, 35

Solar system, Mr. R. A. Proctor on meteoric origin of, 23

Star clusters, 34

Stars, evidence of evolution from their grouping, 81

   „    how origin of by impact might not have been observed, 110

   „    in four groups, 81

   „    motion not accounted for by gravitation, 105

   „    motion not due to their mutual attractions, 14

   „    motion of, how in straight lines, 14

   „    sudden outbursts of, 33

Stoney, Dr. G. Johnstone, on the pre-nebular condition of matter, 99

Subaërial denudation, method of estimating rate of, 39, 47

Sun, age of heat of, 34

Sun’s heat, age of, according to Geology, 37

   „    age of, a crucial test, 34, 37

Sun’s heat, age of, according to Thomson and Tait, 35

   „    age of, as determined by Biology, 64

   „    age of, as determined by Geology, 39

Tait, Prof., nebulæ with solid matter in a gaseous mass, 20

   „    on age of sun’s heat, 35

Temperature excessive, essential to nebulæ, 26

   „    produced by collision, 5

Thomson, Sir W., on age of sun’s heat, 35

   „    on meteorites, 12

   „    on origin of solar nebula, 28

   „    on solar nebula, 6

   „    suggestion by, 86

Tides, supposed influence on denudation, 45

Tycho Brahe, on sudden outburst of a star, 33

Tylor, Alfred, on the denudation of Mississippi Basin, 40

Uinta Mountains, denudation of, 58

   „    fault in, 57

Vortex atoms, Prof. Lodge on, 88

“Wahsatch Fault,” Utah, immense dislocation, 58

Wallace, Mr. A. R., on geological time, 65, 68

   „    method of estimating rate of denudation, 57

Williams, Mr. Mattieu, on universal atmosphere, 86

Winchell, Prof. A., on age of the earth, 64

   „    on comets strangers to our system, 17

   „    on denudation of Colorado plateau, 58

   „    on deposition of Palæozoic sediment, 45

   „    on ethereal medium, 87

   „    on meteoric origin of nebulæ, 22

   „    on nebular hypothesis, 69

   „    on the pre-nebular condition of matter, 71

D. APPLETON & CO.’S PUBLICATIONS.

ДИСКУССИИ О КЛИМАТЕ И КОСМОЛОГИИ. Джеймс Кролл, доктор права, член Королевского общества. С картой. 12-й формат. Тканевый переплет, $2.00.

Содержание: Заблуждения относительно физической теории вековых изменений климата. — Лед Гренландии и Антарктического континента не обусловлен поднятием суши. — Модификация г-ном Альфредом Расселом Уоллесом физической теории вековых изменений климата. — Физическая причина мягкого полярного климата. — Межледниковые периоды и распределение флоры и фауны в арктических регионах. — Температура пространства и ее влияние на земную физику. — Вероятное происхождение и возраст солнечного тепла и т. д., и т. д.

КЛИМАТ И ВРЕМЯ В ИХ ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ОТНОШЕНИЯХ: ТЕОРИЯ ВЕКОВЫХ ИЗМЕНЕНИЙ КЛИМАТА ЗЕМЛИ. Джеймс Кролл, из Геологической службы Ее Величества в Шотландии. С картами и иллюстрациями. 12-й формат. Тканевый переплет, $2.50.

«Я старательно избегал введения чего-либо гипотетического характера. Все выводы основаны на известных фактах или признанных физических принципах. Короче говоря, цель работы — доказать, что вековые изменения климата следуют как неизбежный эффект из признанных физических факторов и что эти изменения, насколько это касается прошлого климатического состояния земного шара, полностью отвечают требованиям геолога». — Из предисловия.

ДРУГИЕ МИРЫ, КРОМЕ НАШЕГО: МНОЖЕСТВЕННОСТЬ МИРОВ, ИЗУЧЕННАЯ В СВЕТЕ НЕДАВНИХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ. Ричард Энтони Проктор. С иллюстрациями, некоторые цветные. 12-й формат. Тканевый переплет, $2.50.

ЛЕГКАЯ НАУКА ДЛЯ ЧАСОВ ДОСУГА. Серия популярных эссе на научные темы, природные явления и т. д. Ричард Энтони Проктор. 12-й формат. Тканевый переплет, $1.75.

ЛУНА: ЕЕ ДВИЖЕНИЯ, ВИД, ПЕЙЗАЖ И ФИЗИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ. С тремя лунными фотографиями и множеством таблиц, карт и т. д. Ричард Энтони Проктор. 8-й формат. Тканевый переплет, $3.50.

ПРОСТОР НЕБЕС. Серия эссе о чудесах небосвода. Ричард Энтони Проктор. 12-й формат. Тканевый переплет, $2.00.

НАШЕ МЕСТО СРЕДИ БЕСКОНЕЧНОСТЕЙ. Серия эссе, противопоставляющих наше маленькое обиталище в пространстве и времени бесконечностям вокруг нас. К которым добавлены эссе об иудейской субботе и астрологии. Ричард Энтони Проктор. 12-й формат. Тканевый переплет, $1.75.

ФИЗИЧЕСКОЕ ВЫРАЖЕНИЕ: Его способы и принципы. Фрэнсис Уорнер, доктор медицины, помощник врача и лектор по ботанике в Лондонской больнице и т. д. С 51 иллюстрацией. 12-й формат. Тканевый переплет, $1.75.

«В термин «физическое выражение» д-р Уорнер включил все те изменения формы и черт лица, происходящие в теле, которые могут быть истолкованы как свидетельства ментального действия. На первый взгляд кажется, что выражение лица является наиболее важным из этих внешних признаков внутренних процессов; но небольшое наблюдение убедит каждого, что поза, принимаемая телом, — положение головы и рук, — а также многие изменения цвета и общего питания являются столь же поразительными свидетельствами хода мысли. Предмет, таким образом развитый автором, становится весьма обширным и чрезвычайно интересным. Работа полностью соответствует стандарту, поддерживаемому в «Международной научной серии»». — Science.

«Среди тех, помимо врачей, стоматологов и окулистов, кому книга д-ра Уорнера принесет пользу, — актеры и художники. Искусство жестикуляции и поз рассматривается ясно с точки зрения научного исследователя. В главах, касающихся выражения головы, выражения лица, выражения глаз, а также в главе об искусствоведческой критике читатель может найти много новых предложений». — Philadelphia Press.

ЗДРАВЫЙ СМЫСЛ ТОЧНЫХ НАУК. Покойный Уильям Кингдон Клиффорд. Со 100 рисунками. 12-й формат. Тканевый переплет, $1.50.

«Это один из томов «Международной научной серии», первоначально задуманный г-ном Клиффордом; но после его смерти в 1879 году пересмотр и завершение работы были поручены г-ну К. Р. Роу. Он также умер, не успев выполнить свою цель, и книгу пришлось заканчивать третьему лицу. Она разделена на пять глав, рассматривающих соответственно число, пространство, количество, положение и движение. Каждая из этих глав подразделена на разделы, подробно объясняющие лежащие в их основе принципы. Весь том написан в мастерской, научной манере, а теории проиллюстрированы сотней тщательно подготовленных рисунков. Особенно ценен этот том для учителей; и он достоин самого тщательного изучения». — New York School Journal.

МЕДУЗЫ, МОРСКИЕ ЗВЕЗДЫ И МОРСКИЕ ЕЖИ. Исследование примитивных нервных систем. Дж. Дж. Роменс, член Королевского общества, автор «Ментальной эволюции у животных» и т. д. 12-й формат. Тканевый переплет, $1.75.

«Глубокое исследование законов примитивных нервных систем, проведенное одним из самых способных английских исследователей. Г-н Роменс установил палатку на пляже и изучал своих прекрасных питомцев шесть лет подряд. Такая терпеливая и любящая работа принесла свои плоды в виде монографии, после которой нечего добавить о медузах, морских звездах и морских ежах. Каждый, кто изучал низшие формы жизни на морском берегу, восхищается этими объектами. Но немногие имеют представление об изысканной тонкости их структуры и их точной адаптации к своему месту в природе. Г-н Роменс выявляет тонкие красоты рудиментарных организмов и показывает сходство, которое они имеют с высшими типами творения. Его объяснения сделаны более ясными благодаря большому количеству иллюстраций. Хотя книга хорошо адаптирована для популярного чтения, она представляет особую ценность для практикующих физиологов». — New York Journal of Commerce.

«Самый замечательный трактат о примитивных нервных системах. Содержание полно оригинальных исследований и экспериментов над животными, упомянутыми как типы низших нервных развитий». — Boston Commercial Bulletin.

New York: D. APPLETON & CO., 1, 3, & 5 Bond Street.

Transcriber’s note:

Front matter, ‘By’ changed from small caps to letter case, “By James Croll, LL.D., F.R.S. With”

Page 2, comma inserted after ‘Mag.,’ “Phil. Mag., July 1878;”

Page 25, full stop inserted after ‘Lectures,’ “Manchester Science Lectures.”

Page 37, heading ‘Testimony...’ changed to small caps.

Page 41, ‘years’ inserted, “Mean        3,378   years”

Page 54, full stop inserted after ‘Mem.,’ “Mem. Geol. Survey of Lancashire”

Page 59, full stop inserted after ‘vol. i.,’ “Memoirs of Geol. Survey, vol. i.”

Page 113, ‘radicles’ changed to ‘radicals,’ “argument from compound radicals”

Page 115, ditto inserted, “„ on examples of enormous faults”

Page 116, ditto inserted, “„ globular”

Page 117, page entries reversed, “of solar radiation, 2, 35”

Page 117, ‘geologica’ changed to ‘geological,’ “on geological time”

Page 118, ditto inserted, “„ fault in, 57”