Текст книги "Великие исторические личности. 100 историй о правителях-реформаторах, изобретателях и бунтарях"

Дарвин Чарльз Роберт

1809–1882

Естествоиспытатель, основоположник эволюционного учения о происхождении видов животных и растений путём естественного отбора.

Простая по сути, местами спорная и неверно интерпретируемая, теория естественного отбора, без сомнения, остается центральной идеей в биологии. Чарльз Дарвин, революционер поневоле, глубоко изменил наш взгляд на естественный мир и наше место в нем.

Уединившись в собственном кабинете с записными книжками и микроскопом, Дарвин сторонился человеческого общества. Двадцать лет он скрывал от общества свою революционную теорию, душевные противоречия сделали его больным. И все же имя этого человека стоит в первом ряду величайших ученых мира, наравне с Аристотелем, Ньютоном, Эйнштейном. Что он сделал, и в чем значение его идей?

Родился Чарльз 12 февраля 1809 года в Шрусбери. Сын врача, он проявлял интерес к живой природе с раннего детства, чему немало способствовал и его дед, Эразм Дарвин, известный естествоиспытатель. По желанию отца Чарлз поступил в Эдинбургский университет на медицинский факультет.

Вскоре, видя равнодушие сына к медицинским наукам, отец предложил ему избрать профессию священника, и в 1828 году Дарвин стал изучать богословие в Кембридже. Здесь он познакомился с блестящим специалистом в области естественных наук Дж. С.Генсло и со знатоком геологии Уэльса А. Седжвиком. Общение с ними, экскурсии и работа в полевых условиях побудили Чарльза отказаться от карьеры церковнослужителя.

По рекомендации Генсло он принял участие в качестве натуралиста в кругосветном плавании на корабле «Бигл». В течение этой экспедиции, длившейся с декабря 1831 года по октябрь 1836 года, Дарвин пересёк три океана, посетил Тенериф, острова Зелёного Мыса, Бразилию, Аргентину, Патагонию, Чили, Галапагосы, Таити, Новую Зеландию, Тасманию и другие страны. В его обязанности входили сбор коллекций и описание растений и животных британских колоний в Южной Америке.

На борт «Бигля» вступил молодой, неуверенный в себе человек, потенциальный священник. Через пять лет с «Бигля» сошел мыслитель, твердо уверенный в том, что «все существующие формы жизни произошли путем обычного зарождения от форм, существовавших прежде».

В 1839 году Чарльз Дарвин женился, а в 1842 супруги переехали из Лондона в Даун (графство Кент), где стали жить постоянно. Здесь исследователь вёл уединённую и размеренную жизнь учёного и писателя.

С 1837 года Дарвин начал вести дневник, в который вносил данные о породах домашних животных и сортах растений, а также соображения о естественном отборе.

Сначала Дарвин видел ответ на возникновение новых видов в практической деятельности человека. Человек быстро создает новые виды лошадей, кур, овец, собак, растений путем искусственного отбора. При этом человек не только отбирает лучших, но и уничтожает тех, которые не отвечают его вкусам и нуждам.

А как же в естественных условиях? Кто отбирает лучших? Очевидно, что выживает более приспособленный к условиям жизни, к окружающей среде. Отбор происходит сам собой, естественным путем. В природе работает естественный отбор. Главной причиной изменчивости организмов Дарвин считал изменение окружающей среды. Мы сейчас скажем, что изменение экосистемы заставляет организмы адаптироваться, приспосабливаться к новым условиям.

В 1842 году ученый составил первый набросок своей теории; в 1844 году – более подробный очерк, который прочел своему другу Дж. Гукеру. Затем 12 лет прошло в собирании и обработке материала и только в 1856 году Дарвин, по совету Ляйелля, начал составлять «извлечение» из своего труда для печати.

Начиная с 1855 года, Дарвин переписывался с американским ботаником А. Греем, которому через два года и изложил свои идеи. Под влиянием английского геолога и естествоиспытателя Ч. Лайеля Дарвин в 1856 году начал готовить третий, расширенный вариант книги.

Ученый долго и мучительно размышлял о том, как ему опубликовать свои выводы, чтобы не вступать в противоречие с Библией.

В июне 1858 года, когда работа была выполнена наполовину, Дарвин получил от английского натуралиста Уоллеса, работавшего на Малайском архипелаге, очерк под названием «О стремлении разновидностей бесконечно удаляться от первоначального типа». Уоллес излагал мысли, аналогичные выводам Дарвина. В этой статье Дарвин обнаружил сокращённое изложение своей собственной теории естественного отбора. Два натуралиста независимо и одновременно разработали идентичные теории. На обоих оказала влияние работа Т.Р. Мальтуса о народонаселении; обоим были известны взгляды Лайеля, оба изучали фауну, флору и геологические формации островных групп и обнаружили значительные различия между населяющими их видами. Дарвин отослал Лайелю рукопись Уоллеса вместе со своим собственным очерком, а также набросками его второго варианта и копией своего письма к А. Грею. Лайель обратился за советом к английскому ботанику Джозефу Гукеру. По совету друзей Дарвин коротко изложил свои мысли в статье, которая вместе с очерком Уоллеса была опубликована в трудах Линнеевского общества в Лондоне 1 июля 1859 года. Обе работы не были замечены, лишь один профессор написал критический отзыв, в котором заметил, что все новое в статьях неверно, а все верное – не ново.

В 1859 году Дарвин опубликовал небольшую книгу «Происхождение видов путём естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», где показал изменчивость видов растений и животных, их естественное происхождение от более ранних видов. Книга была раскуплена в один день. Одни сравнивали книгу со вспышкой молнии, которая освещает ночью заблудившемуся человеку дорогу. Другие считали, что это бомба, брошенная в лагерь противника.

Учение Дарвина подрывало основы религии. Французские ученые отнеслись к теории с высокомерным презрением, немецкие отчеканили свинцовую медаль, где Дарвин был изображен с ослиными ушами. Старый друг прислал письмо и подписался: «Ныне – один из потомков обезьяны, в прошлом – ваш друг». Католические священники создали академию для борьбы с эволюционным учением, которое они назвали «скотской философией». Дарвин был огорчен, но не отвечал на брань и презрение коллег по науке.

Однако сразу проявились и сторонники. Основоположник науки экологии, немецкий биолог Э. Геккель написал, что эта гениальная книга сняла завесу с его глаз. Английский геолог профессор Гексли был готов «взойти на костер» за идеи Дарвина. В России литературный критик Писарев назвал Дарвина гениальным мыслителем и удивлялся, как он сам не додумался до таких ясных выводов.

В 1868 году Дарвин опубликовал свой второй труд – «Изменение домашних животных и культурных растений», в который вошло множество примеров эволюции организмов.

В 1871 году появился ещё один важный труд Дарвина – «Происхождение человека и половой отбор», где Дарвин привёл аргументы в пользу животного происхождения человека.

Именно проблема человека стала главной для Дарвина, она требовала рационального объяснения и в немалой степени способствовала его отходу от религии. Приняв идею эволюции, он полностью принял и естественное происхождение человека. Предлагая свою эволюционную теорию происхождения человека, Дарвин вынужден был считаться с тем, что она встретит еще меньше понимания и поддержки, чем его объяснение происхождения других видов.

Дарвин, имея относительно мало фактов, угадал направление эволюции. Не желая того, этот «эволюционист» произвел революцию в умах людей. Сам он тоже изменился. В автобиографии Дарвин пишет: «Я не обладаю ни быстротой соображения, ни остроумием. Зато я превосхожу большинство людей своим умением замечать те факты, которые обычно ускользают от многих, и с большим вниманием наблюдать за ними… Удивительно, что при таких средних способностях я все же мог оказать значительное влияние на взгляды людей науки по некоторым важным вопросам».

Настоящее открытие Дарвина – роль окружающей среды в эволюции жизни – мы начинаем понимать только сейчас. Действительно, изменение форм за счет адаптации или приспособления происходит лишь при изменении экосистемы, то есть внешней среды. Если же организмы находятся в равновесии с экосистемой, то они не меняются. Например, два миллиарда лет назад возникли медузы и черви. Они с тех пор не изменились, поскольку не изменилась экосистема, в которой они живут. 400 миллионов лет назад возникли акулы: они находятся в равновесии с системой океана, и эволюционировать им не нужно. Им хорошо, а от добра добра не ищут.

По поводу подобных обвинений в конце XIX века датский философ Г. Гёффдинг писал: «Выражалось мнение, что дарвинизм есть не только безнравственное, но даже материалистическое и атеистическое учение. Но если разуметь под материализмом только сведение явлений к определенным естественным законам, исключающим всякое сверхъестественное вмешательство, то Дарвин, конечно, материалист… Дарвин расширил область естественной связи: он содействовал тому, что привычка мыслить положительно и обходиться без теологических причин сделалась более распространенной среди естествоиспытателей, а затем и в более широких кругах».

Со временем, убеждаясь в ограниченности старых теорий, наука ищет новое объяснение явлениям. И новое объяснение будет одним из методов исследования мира. Ко времени выхода книги Дарвина авторитет науки в Англии был уже велик, а потому его теория принималась всерьез. А ведь она шла вразрез с некоторыми библейскими преданиями! Это обстоятельство, по-видимому, удручало некоторых – или даже многих – ученых, потому что заставляло решительно отбросить привычные с детства религиозные догмы о сотворении мира и человека.

Заслуга Дарвина заключалась в объяснении происходящих природных процессов, не прибегая к некому божественному вмешательству. Бог не является средством заполнения пустующих белых пятен в системе развивающихся научных знаний. Не зря говорится, что Писание учит «не тому, как устроено небо, а тому, как взойти на «небо».

Лобачевский Николай Иванович

1792–1856

Русский математик, совершивший переворот в представлении о природе пространства.

Николай Лобачевский родился 1 декабря 1792 года в небогатой семье мелкого служащего в Нижнем Новгороде. После смерти отца вместе с матерью и братьями переехал в Казань. В 1802 году он поступил в гимназию, ему тогда исполнилось десять лет. Его успехи в математике и в древних языках были феноменальны. В 14 лет он был подготовлен для университета. В 1807 году Лобачевский поступил в Казанский университет.

В 1811 году, в возрасте 18 лет, Лобачевский получил степень магистра, к тому же с отличием. В это же время его старший брат Алексей вел курсы элементарной математики по подготовке младших правительственных чиновников, и, когда он получил отпуск по болезни, Николай заменил его. В апреле 1814 года он был утвержден адъюнктом чистой математики, а 2 года спустя ему было присвоено звание профессора.

Назначение Лобачевского экстраординарным профессором состоялось в 1816 году в необычно молодом возрасте 23 лет. Его обязанности требовали больших трудов. Дополнительно к работе по математике ему поручались лекционные курсы по астрономии и физике. Он блестяще справился с порученным заданием. Это послужило поводом для еще большей нагрузки.

Почти вся жизнь Лобачевского связана с этим университетом. По окончании университета в 1811 году он стал математиком, в 1814 – адъюнктом, в 1816 – экстраординарным и в 1822 – ординарным профессором. Дважды он был деканом физико-математического факультета, а с 1827 по 1846 год – ректором Казанского университета.

В Казанском университете Лобачевский, наряду с математическими дисциплинами, читал лекции по астрономии, расширяя и углубляя их содержание. Вместе со своим учеником М. В. Ляпуновым он участвовал в экспедиции в Пензу для наблюдения полного солнечного затмения в июле 1842 года. Проводил астрономические наблюдения, а также занимался усовершенствованием методов их обработки.

В 1825 году Николай Лобачевский был избран библиотекарем университета и оставался на этом посту до 1835 года, совмещая обязанности библиотекаря с обязанностями ректора. На этом посту он вёл напряжённую научную и педагогическую работу.

Нуждаясь в политической и моральной поддержке своей деятельности университете, специальный уполномоченный от правительства попечитель обеспечил назначение в 1827 году Лобачевского ректором. Математик был теперь главой университета, но эта должность отнюдь не была синекурой. Под его умелым руководством весь штат был реорганизован, были привлечены лучшие люди, преподавание было либерализовано, несмотря на официальные препятствия, была построена библиотека, соответствующая высшему уровню научных требований, были организованы механические мастерские для изготовления научных инструментов, которые требовались для исследований и преподавания, была основана и оборудована обсерватория – любимое детище энергичного ректора.

Лобачевский был хранителем музея и библиотекарем университета. Даже ректорское достоинство не удерживало его от работы руками в библиотеке и музее, когда он чувствовал, что его помощь необходима. Университет был его жизнью, и он любил его.

По инициативе Лобачевского в 1834 году начали издаваться «Ученые записки Казанского университета». Также при университете в 1833–1837 годы была построена новая обсерватория, одна из лучших в то время, которая начала работать в 1838 году, на год раньше известной Пулковской.

Активная деятельность Лобачевского была пресечена в 1846 году. Министерство просвещения отклонило ходатайство ученого совета университета об оставлении Лобачевского на кафедре и на посту ректора.

Величайшим научным подвигом Николая Лобачевского является создание им первой неевклидовой геометрии, историю которой принято отсчитывать от заседания Отделения физико-математических наук в Казанском университете 11 февраля 1826 года. Тогда Лобачевский выступил с докладом «Сжатое изложение основ геометрии со строгим доказательством теоремы о параллельных». В протоколе заседания об этом великом событии следующая запись: «Слушано было представление Г. Орд. профессора Лобачевского от 6 февраля сего года с приложением своего сочинения на французском, о котором он желает знать мнение членов Отделения и, ежели оно будет выгодно, то просит сочинение принять в составление ученых записок Физико-математического факультета».

В 1835 году Николай Лобачевский кратко сформулировал побудительные мотивы, которые привели его к открытию неевклидовой геометрии: «Напрасное старание со времен Евклида в продолжении двух тысяч лет заставило меня подозревать, что в самих понятиях еще не заключается той истины, которую хотели доказать и которую проверить, подобно другим физическим законам, могут лишь опыты, каковы, например, астрономические наблюдения. В справедливости моей догадки будучи наконец убежден и почитая затруднительный вопрос решенным вполне, писал об этом я рассуждение в 1826 году».

Ни комиссия в составе профессоров И.М. Симонова, А.Я. Купфера и адъюнкта Н.Д. Брашмана, назначенная для рассмотрения «Сжатого изложения», ни другие современники Лобачевского, в том числе выдающийся математик М.В. Остроградский, не смогли по достоинству оценить открытие Лобачевского. Признание пришло лишь через 12 лет после его кончины, когда в 1868 году Э. Бельтрами показал, что геометрия Лобаческого может быть реализована на псевдосферических поверхностях в евклидовом пространстве, если за прямые принять геодезические. К неевклидовой геометрии пришел также Янош Бойяи, но в менее полной форме и на 3 года позже в 1832 году.

Открытие Лобачевского не получило признания современников, но впоследствии совершило переворот в представлении о природе пространства. Европейские учёные узнали о работах Лобачевского лишь в 1840 году. В 1842 году он был избран членом-корреспондентом Гёттингенского королевского научного общества как «один из превосходнейших математиков русского государства». «Властитель дум» передовой интеллигенции – Н.Г. Чернышевский иронизировал в письме к сыновьям: «Что такое «кривизна луча» или «кривое пространство»? Что такое геометрия без аксиомы параллельных?»

С конца XVIII века начались попытки создания геометрии, отличной от геометрии, описанной в «Началах» Евклида. Причиной тому стали противоречия, возникающие в Евклидовой геометрии, в частности знаменитая проблема пятого постулата. Следствием этого постулата является понятие параллельных прямых, не пересекающихся на всем их протяжении. Само по себе это утверждение не представляет собой чего-то необычного или странного, но в нем есть один изъян – доказать его с помощью математического аппарата просто-напросто невозможно. И именно это обстоятельство толкнуло ученых на создание неевклидовой геометрии, в которой данный недостаток был бы устранен.

Евклидова аксиома о параллельных гласит: через точку, не лежащую на данной прямой, проходит только одна прямая, лежащая с данной прямой в одной плоскости и не пересекающая её. В геометрии Лобачевского вместо неё принимается следующая аксиома: через точку, не лежащую на данной прямой, проходят по крайней мере две прямые, лежащие с данной прямой в одной плоскости и не пересекающие её. Казалось бы, эта аксиома противоречит привычным представлениям. Тем не менее как эта аксиома, так и вся геометрия Лобачевского имеет вполне реальный смысл.

Источником геометрии Лобачевского послужил вопрос об аксиоме о параллельных, которая известна также как V постулат Евклида. Этот постулат, ввиду его сложности в сравнении с другими, вызвал попытки дать его доказательство на основании остальных постулатов. Этот постулат представляет собой одну из аксиом, положенных Евклидом в основу изложения геометрии.

Вопрос о V постулате Евклида, занимавший геометров более двух тысячелетий, был решен Лобачевским. Это решение сводится к тому, что постулат не может быть доказан на основе других посылок евклидовой геометрии и что допущение постулата, противоположного постулату Евклида, позволяет построить геометрию столь же содержательную, как и евклидова, и свободную от противоречий.

Лобачевский исходил из допущения, согласно которому через точку, лежащую вне данной прямой, проходит несколько прямых, не пересекающихся с данной прямой. Развивая следствия, проистекающие из этого допущения, которое противоречит знаменитому евклидовскому V постулату, Лобачевский не убоялся сделать дерзкий шаг, перед которым из опасения противоречий останавливались его предшественники: построить геометрию, противоречащую повседневному опыту и «здравому смыслу» – квинтэссенции повседневного опыта.

Пятый постулат геометрии Лобачевского утверждает, что если на плоскости лежат прямая и точка, то через эту точку можно провести хотя бы две прямые, не пересекающиеся с первой прямой. А в геометрии Евклида через точку можно провести только одну единственную прямую. Таким образом, неевклидова геометрия допускает, что на одной плоскости может находиться сразу несколько прямых линий, не пересекающихся друг с другом.

А утверждение о возможности пересечения параллельных прямых в геометрии Лобачевского возникло из-за простого незнания аксиом этой геометрии. Ведь при ближайшем рассмотрении оказывается, что в неевклидовой геометрии не только не говорится о пересечении параллельных прямых, но и не говорится о параллельных прямых вообще – разговор здесь идет именно о непересекающихся прямых, находящихся на одной плоскости.

Чтобы понять это, необходимо сделать одно очень важное уточнение: геометрия Лобачевского описывает не плоское пространство, как это делает геометрия Евклида, а оперирует понятиями гиперболического пространства. В геометрии Лобачевского пространство не плоско, оно имеет некоторую отрицательную кривизну. Представить это достаточно сложно, но хорошей моделью такого пространства являются геометрические тела, похожие на воронку и седло. И все сказанное выше относится именно к поверхностям этих фигур.

Николаю Ивановичу принадлежит ряд фундаментальных работ в области алгебры («Алгебра или вычисление конечных», 1834 год) и математического анализа («Об исчезновении тригонометрических строк», 1834 год, «О сходимости бесконечных рядов». 1841 год, «О значении некоторых определённых интегралов», 1852 год). В области анализа Лобачевский получил новые результаты в теории тригонометрических рядов. Им же установлен один из наиболее удобных методов приближённого решения уравнений (метод Лобачевского).

Открытие Лобачевского поставило перед наукой по крайней мере два принципиально важных вопроса, не поднимавшихся со времен «Начал» Евклида: «Что такое геометрия вообще? Какая геометрия описывает геометрию реального мира?» До появления геометрии Лобаческого существовала только одна геометрия – евклидова, и, соответственно, только она могла рассматриваться как описание геометрии реального мира. Ответы на оба вопроса дало последующее развитие науки: в 1872 году Феликс Клейн определил геометрию как науку об инвариантах той или иной группы преобразований (различным геометриям соответствуют различные группы движений, то есть преобразований, при которых сохраняются расстояния между любыми двумя точками; геометрия Лобачевского изучает инварианты группы Лоренца, а прецизионные геодезические измерения показали, что на участках поверхности Земли, которые с достаточной точностью можно считать плоскими, выполняется геометрия Евклида). Что же касается геометрии Лобачевского, то она действует в пространстве релятивистских (близких к скорости света) скоростей. Лобачевский вошел в историю математики не только как гениальный геометр, но и как автор фундаментальных работ в области алгебры, теории бесконечных рядов и приближенного решения уравнений.

Историческое значение открытий математика состоит в том, что её построением Лобачевский показал возможность геометрии, отличной от евклидовой, что знаменовало новую эпоху в развитии геометрии и математики вообще.

Вначале геометрия Лобачевского считалась непригодной к практическому применению, так как пространство, в котором мы живем, не соответствует пространству, описываемому этой геометрией. Однако законы, выведенные Лобачевским, вскоре нашли практическое применение – стало возможным решение ряда практических задач, практически не решаемых с помощью традиционных средств. На сегодняшний момент исследователи все чаще приходят к выводу, что пространство, в котором мы живем, может обладать отрицательной кривизной, наилучшим образом описываемой именно геометрией Лобачевского.