Текст книги "История науки"

География

В переводе на русский язык слово география означает описание Земли. Это очень древняя наука, возникшая раньше и физики, и химии, даже биологии.

Одним из основоположников географии считают Анаксимандра (610–547 до н. э.), составившего первую ГЕОГРАФИЧЕСКУЮ КАРТУ известной древним грекам части Земли. Правда, нечто подобное картам было изображено на глиняных табличках в Двуречье (более 3000 лет до н. э.). Эратосфен Киренский (276–194 до н. э.) ввел понятие МЕРИДИАНОВ, ПАРАЛЛЕЛЕЙ и КООРДИНАТ какой-то точки Земного шара в виде ШИРОТЫ и ДОЛГОТЫ. Для этого Эратосфен делил существовавшие тогда карты на квадраты. Он же, по-видимому, придумал и само слово «география». Около 159 года до нашей эры Кратет Малльский (ум. 145 г. до н. э.), убежденный в шарообразности Земли, создан первый ГЛОБУС (по некоторым не вполне достоверным сведениям первый глобус ещё раньше создал Архимед (287–212 г. до н. э.)). В первом веке до нашей эры Страбон (64–24 до н. э.) написал 17-томный труд «Географию», в которой изложил географические знания Древнего мира.

Приблизительно в 200 году до н. э. в Китае был изобретен КОМПАС. В XII веке компас появился в Европе. Компас современного вида в виде надетого на иголку магнитика и круга с указанием направлений на север, юг, запад, восток изобрел в конце XIII века итальянский моряк Флавио Джойя (1250 —??). По легенде Ф. Джойя был влюблен в дочку богатого рыбака, но отец сказал, что отдаст дочь только в том случае, если жених темной ночью доплывет на лодке до далекого острова. Это требование вдохновило моряка на изобретение компаса, в награду за что он получил в жены любимую девушку. В последующем развитии мореплавания изобретение компаса сыграло исключительно важную роль.

В конце XVI века испанский естествоиспытатель Хосе де Акоста (1539–1600) показал, что магнитная стрелка компаса указывает не прямо на Северный полюс, а немного вбок, что объяснил тем, что географический Северный полюс не совпадает с магнитным.

Для развития мореплавания нужно также уметь измерять широту и долготу места, где находится корабль. Проводить такие измерения достаточно точно научились только в XVIII веке. В 1730 году Джон Хэдли (1682–1744) и Томас Годфри (1704–1749) независимо друг от друга изобрели СЕКСТАНТ, позволяющий достаточно точно измерять угол между поверхностью Земли и направлением на солнце. Измерение этого угла в полдень, когда солнце стоит максимально высоко, позволило достаточно точно определить широту местности. А долготу можно определять, имея часы, поставленные по гринвичскому времени. Гринвичское время наступление полдня позволит легко вычислить долготу.

Первоначально география стала перед собой вопрос «Где на Земле что находится?» Результатом ответа на этот вопрос становилась карта, на которой природные и иные объекты изображались с помощью значков.

Революционный переворот в понимании того, где что находится, произошел в XV веке. В начале века сын португальского короля Энрико (Генрих Мореплаватель) стал организовывать экспедиции вдоль западного берега Африки. В 1488 году португальская экспедиция Бартоломео Диаша (1450–1500) обогнула мыс Доброй Надежды и вышла в Индийский океан, а в 1497 году Васко да Гама (1460–1524) доплыл до Индии.

В 1474 году престарелый итальянский астроном Паоло Тосканелли (1397–1482) выдвинул сумасшедшую идею о том, что коль скоро Земля, как полагают некоторые исследователи, круглая, то доплыть до Индии можно плывя в прямо противоположном направлении – на Запад. После смерти Тосканелли главным энтузиастом этой идеи стал его молодой друг Христофор Колумб (1451–1506). Ему удалось убедить испанского короля организовать экспедицию. До Индии Колумб не доплыл, но зато открыл новый континент – Америку.

Логическим завершением этой эпохи – эпохи Великих географических открытий стало первое кругосветное путешествие Фернандо Магеллана (1480–1521) в 1519–1522 годах. После этого путешествия сомнения в том, что Земля круглая, исчезли.

В 1606 году голландский мореплаватель Виллем Янссон (1570–1632) открыл Австралию, а в 1820 году русской экспедицией Фаддея Фадеевича Беллинсгаузена (1778–1852) и Михаила Петровича Лазарева (1788–1851) был открыт последний материк – Антарктида.

В XIX веке были исследованы глубинные районы Африки и Азии, в XX веке – глубинные районы Антарктиды. После этого первая задача географии – описание Земли, была выполнена.

Но перед географами встала более важная задача: не только описать, как устроена поверхность Земли, но и объяснить, почему она устроена именно так, а не иначе. Иными словами, превратить географию из описания большого числа фактов в стройную, внутренне логичную науку.

В начале XVII века Великий немецкий астроном Иоганн Кеплер (1571–1630) высказал идею о том, что океанские приливы и отливы объясняются притяжением водных масс Луной. Сто лет спустя Исаак Ньютон (1644–1727) использовал эту идею для создания математической теории приливов.

Первую попытку не только описать, но и объяснить особенности строения Земной поверхности предпринял молодой голландец Бернхардт Варениус (1622–1650). Он прожил всего 28 лет, но успел написать и опубликовать фундаментальную книгу «География генеральная», которая не только содержала большое число фактов, но и пыталась как-то увязать их друг с другом.

В конце XVII века английский астроном Эдмунд Галлей (1656–1742) сформулировал представления о КРУГОВОРОТЕ ВОДЫ В ПРИРОДЕ. Согласно этим представлениям, вода в морях и океанах переносится с облаками на сушу, где и выпадает в виде осадков, а затем с речной водой возвращается в море.

В 1875 году австрийский геолог Эдуард Зюсс (1831–1914) ввел в науку термин ГИДРОСФЕРА, обозначающий водную оболочку Земли.

Важнейший шаг на пути создания не только описывающей, но и объясняющей географии сделал великий немецкий натуралист и путешественник Александр Гумбольдт (1769–1859).

Гумбольдт понимал, что географические особенности той или иной местности формируются исторически в результате сложного взаимодействия разных факторов. И пытался разобраться в этом взаимодействии. Задолго до Зюсса и Вернадского Александр Гумбольдт подошел к формулировке важнейшего научного понятия «биосфера». Он ввел понятие «лебенссфера» (сфера Жизни).

Важное значение для географии имели высказанные в 1807 году идеи Гумбольдта о ПРИРОДНЫХ ЗОНАХ, простирающихся по Земной поверхности в широтном направлении. Природные зоны – это тундра, тайга, широколиственный лес, степь, пустыня, саванна, субтропический лес, экваториальный лес. Эти идеи неоднократно всплывали в XIX веке, но целостную теорию природной зональности Земли смог разработать только Великий русский естествоиспытатель Василий Васильевич Докучаев (1846–1902).

Идеи А. Гумбольдта о взаимосвязи разных факторов при формировании географической оболочки Земли развивал Карл Риттер (1779–1859), географ с философским складом ума. Он по новому сформулировал цели географии и считал, что география должна не только описывать, но и объяснять явления. Риттер называл географию «физиологией земной поверхности»; такой подход предполагал не только изучение отдельных «органов» Земли, но и их взаимной связи. К. Риттер ввел в географию термин ЛАНДШАФТ, как географически однородный участок местности (в других смыслах термин «ландшафт» использовался и ранее). Многие современные географы считают, что именно ландшафт и является главным объектом, изучаемых географией. В качестве географического объекта Риттер рассматривал и народ, населяющий ту или иную местность, и его культуру. Он ввел понятие "Lebensraum" («жизненное пространство») и считал, что обязанность государства требует обеспечения территорией растущего населения. Поэтому Риттер считал нормальным природным явлением захватнические войны. Эти идеи развил другой немецкий географ Фридрих Ратцель (1844–1904). В дальнейшем понятие "Lebensraum" легло в основу внешнеполитического курса германского фашизма.

Фердинанд фон Ритхофен (1833–1905) предложил классификацию географических научных дисциплин, разделив их на три блока: физическую географию, биогеографию и антропогеографию. Экономическая география и этнография вошла в антропогеографию.

В северных районах Европы часто встречаются большие и не слишком большие гладкие камни – валуны. Географы называют их МОРЕНОЙ. Их появление долго оставалось загадкой. Ведь камни не приносятся реками и не летят по ветру. В 1787 году швейцарский священник Б. Ф. Кун высказал гипотезу о том, что валуны были принесены движущимся на юг льдом. Из этой гипотезы следует, что немалая часть Европы и Азии была сплошь покрыта льдом. Идея священника Куна неоднократно всплывала в начале XIX века. Об этом, в частности, писал в 1829 году в своих записных книжках Иоганн Вольфганг Гёте (1749–1832). Однако лидеры геологической науки первой половины XIX века Чарльз Лайелль (1797–1875) и Родерик Мурчисон (1792–1871) считали, что валуны приплыли в место их обнаружение на льдинах, плавающих в воде. В середине 1830-х годов благодаря работам швейцарского геолога Жана Шарпантье (1786–1855) гипотеза движущихся льдов стала всерьез обсуждаться в научных кругах. Большой вклад в её обоснование внес выдающийся естествоиспытатель Луи Агассиз (1807–1873), впустивший в 1847 году монографию, посвященную ледниковой гипотезе. В 1860-х годах исследованием ледниковых отложений в России занимался выдающийся географ и революционер Петр Алексеевич Кропоткин (1842–1921). Он показал, в частности, что оледенение было как в Европейской России, так и в Сибири. Свой доклад о ледниках П. А. Кропоткин сделал 21 марта 1874 года на заседании Русского Географического общества. А на следующий день его арестовали за революционную деятельность. После двух лет заключения Кропоткин бежал из заключения, эмигрировал за границу, где продолжал свои исследования. В Россию он вернулся в 1917 году.

В начале XX века идея оледенений стала общепринятой.

До поры до времени считалось, что оледенение было только одно. Однако в 1879 году Альберт Пенк (1858–1945) привел данные в пользу того, что оледенений было несколько. Ибо между слоями, содержавшими морену, были слои с остатками теплолюбивых организмов. В 1909 году Альберт Пенк (1858–1945) и Эдвард Брикнер (1862–1927) показали, что в Западной Европе было 4 эпохи оледенения. Пенк и Брикнер дали им название: гюнц, миндель, рисс и вюрм.

В 1872–1876 году была осуществлена большая четырехлетняя океанографическая экспедиция на корабле «Челленджер», в ходе которой было получено много новых научных данных. Была, в частности, открыты простирающийся с севера на юг в середине Атлантического океана Срединный Атлантический хребет, а также Марианская впадина, которая, как оказалось в дальнейшем, является самой глубокой частью Мирового океана.

До середины XIX века самой высокой горой мира считалась гора Канченджанга в Гималаях. В 1852 году индийский математик Сикдар Радханат (1813–1890) с помощью наземных измерений и тригонометрических расчетов показал, что Пик-XV в Гималаях выше Канченджанге. В 1865 году Пик-XV был переименован в Эверест, в честь работавшего в Индии английского географа Джорджа Эвереста (1790–1866). В настоящее время эта гора носит название Джомолунгма. Её высота 8848 м над уровнем моря.

В XIX веке начала развиваться МЕТЕОРОЛОГИЯ, ставящая своей целью понять естественные причины, формирующие климат той или иной местности.

Основоположником метеорологии считается великий испанский естествоиспытатель, монах ордена иезуитов Хосе де Акоста (1539–1600). Он связал погодные явления с распределением падающего на поверхность Земли солнечного излучения и движениями воздушных масс, и попытался понять их причины. Х. де Акоста ввел понятие ИЗОТЕРМЫ и попытался выявить причины их изгибов.

В 1597 году Галилео Галилей (1564–1642) изобрел примитивное устройство для измерения степени нагретости тел (температуры). В течении XVII века эти приборы совершенствовались и в 1723 году немецкий физик Даниэль Фаренгейт (1686–1736) изобрел ртутный термометр современного типа.

В 1657 году физик-любитель и бургомистр немецкого города Магдебурга Отто фон Герике (1602–1686) изобрел измеряющий атмосферное давление БАРОМЕТР и с его помощью начал предсказывать погоду. В 1660 году он предсказал бурю за несколько часов до её начала, что вызвало много эмоций у жителей города.

В 1667 году герцог Тосканский Леопольдо Медичи (1617–1675) организовал сбор данных о погоде в разных точках Европы. В 1723 году ученый секретарь Лондонского Королевского общества Джеймс Джурин (1684–1750) разработал унифицированную инструкцию о сборе данных о погоде в разных районах, которую разослал многим европейским исследователям. Это способствовало накоплению большого числа фактических данных.

В 1802 году Люк Говард (1772–1864) ввел понятия перистых, кучевых и слоистых облаков. В 1820 году он же в своей книге о климате Лондона рассматривал погодные явления как результат движения теплых и холодных воздушных масс.

В 1826 году Генрих Вильгельм Брандес (1777–1834) начал составлять синоптические карты и пытался использовать их для прогноза погоды.

В 1850-х годах сначала в Великобритании и Франции, а затем и в других странах, создается государственная служба прогноза погоды. Английскую службу прогноза погоды возглавляет контр-адмирал Роберт Фицрой (1805–1865), в прошлом – командир корабля «Бигль», на котором совершил свое кругосветное путешествие Чарльз Дарвин (1809–1882). В 1862 году Р. Фицрой опубликовал фундаментальный труд «Книга о погоде».

В XVIII века началось серьёзное изучение циркуляции атмосферы и её механизмов. Одной из важных проблем в этой области было изучение механизмов, ведущих к образованию пассатов и муссонов. Пассаты – это ветры, дующие в тропической части мирового океана. К северу от экватора они дуют с северо-востока на юго-запад, к югу от экватора – с юго-востока на северо-запад. В 1735 году Джордж Хэдли (1685–1768) (его не следует путать со старшим братом, изобретателем секстанта Джоном Хэдли (1682–1744)), размышляя о механизме возникновения пассатов, пришел к выводу о существовании двух ячеек циркуляции атмосферы к северу и к югу от экватора. На экваторе воздух поднимается вверх, а в районе северного и южного тропика опускается вниз. В верхних слоях атмосферы воздух движется юго-востока на северо-запад в северном полушарии, и с северо-востока на юго-запад в южном полушарии. Отклонение движения воздуха к западу связано с силами Кориолиса, возникающими вследствие вращения Земли вокруг своей оси. При движении к экватору силы Кориолиса отклоняют движущийся объект к западу, при движении от экватора – к востоку? Позже эти две ячейки циркуляции воздуха были названы ЯЧЕЙКАМИ ХЭДЛИ.

В 1856 году американский метеоролог Уильям Феррель (1817–1891) обосновал существование еще двух ячеек циркуляции, расположенных между 30 и 65 градусами северной и южной широты. На широте 30 градусов воздух опускается вниз, а на широте 65 градусов поднимается вверх. Эти ячейки были названы ячейками Ферреля.

И, наконец, существуют полярные ячейки циркуляции. На широте 65 градусов воздух поднимается вверх, а на полюсах опускаются вниз.

Муссоны – это ветры, которые зимой дуют с суши на океан, а летом – с океана на сушу. Их появление объясняется тем, что летом суша прогревается сильнее, воздух поднимается вверх и над сушей возникает область пониженного давления. А зимой суша охлаждается быстрее океана, и воздух над сушей опускается. В муссонном климате (например, на Дальнем Востоке) прохладное дождливое лето и сухая малоснежная зима.

В 1850-х годах американский метеоролог Уильям Феррель (1817–1891) начал работать над созданием общей теории циркуляции атмосферы, а также общей теории циркуляции вод на Земле.

В 1850 году Владимир Петрович Кеппен (1846–1940) предложил классификацию климатов Земли.

В 1875 году французский инженер Луи Жером Фарг (1827–1910) начал изучение изменений русел реки под влиянием течений. Большой вклад в развитии этого направления внесли российские исследователи Николай Семёнович Лелявский (1853–1905) и Владимир Михайлович Лохтин (1849–1919).

Речные потоки размывают дно и берега и несут с собой частички песка и глины, которые оседают где-то в другом месте. По этой причине русло реки постепенно изменяется. У рек, текущих к экватору, западный берег обычно является высоким, а левый – низким. А у рек, текущих от экватора к полюсам, всё наоборот. Это связано с тем, что силы Кориолиса, связанные с вращением Земли, отклоняют речное течение, которое постепенно размывает высокий берег. А низкий берег образуют осевшие из реки частички песка и глины. Поэтому русло реки постепенно смещается по направлению к высокому берегу, а отложения песка и глины образуют ДОЛИНУ РЕКИ, которая в ряде случаев бывает намного шире, чем сама река.

Важную роль в формировании представлений о конкретной истории Земли сыграли работы австрийского геолога Эдварда Зюсса (1831–1914), выпустившего в 1880-х годах фундаментальный трехтомный труд «Лик Земли». Он высказал гипотезу о том, что Южная Америка, Африка, Австралия и Антарктида когда-то были огромным единым континентом – ГОНДВАНОЙ. А между Евразией и Гондваной располагался огромный океан – ТЕТИС, остатком которого является Средиземное море. В XX веке эти идеи получили серьезное развитие в рамках ТЕКТОНИКИ ПЛИТ.

В 1875 году Эдвард Зюсс ввел в науку термины ГИДРОСФЕРА и БИОСФЕРА.

Наряду с изучением конкретных объектов, географы начали использовать модели и математику. Пионером в этой области выступил Иоганн фон Тюнен (1783–1850), предложивший в 1826 году простую модель для анализа пространственного размещения отраслей сельского хозяйства вокруг города. Тюнен выделил вокруг города семь концентрических колец с разными направлениями сельскохозяйственного производства. Первый (самый близкий к городу) пояс – огороды, второй – леса, где заготавливаются стройматериалы и дрова, третий – картофель и зерновые, четвертый – зерновые и молочные продукты, пятый – зерновые, шестой – пастбищное животноводство и производство мяса и шерсти, седьмой – охота и сбор даров леса.

С Тюнена началось использование математических методов в экономике и экономической географии. Подобные модели развивали в дальнейшем выдающийся немецкий географ и философ Альфред Вебер (1868–1958), и экономист Карл Лаунхардт (1832–1918).

В XIX веке начала активно развиваться БИОГЕОГРАФИЯ, ставившая своей целью выяснение закономерностей распространения растений и животных на Земном шаре. В 1777 году Эберхардт Циммерман (1743–1815) высказывает смелое по тем временам мнение о том, что разные виды растений и животных были сотворены в разных местах. В начале XIX века Александр Гумбольдт собирает в своих путешествиях богатый материал и пытается обобщить, привязывая разные виды растений и животных к условиям окружающей среды.

В 1855 году Альфонс Декандоль (1806–1893) публикует фундаментальный труд по географии растений, в котором говорится, что распространение многих видов растений и животных нельзя объяснить только условиями окружающей среды: нужно учитывать и исторические соображения. Эту точку зрения поддержал Чарльз Дарвин в «Происхождении видов». В дальнейшем это направление исследований развивал ботаник Адольфы Энглер (1844–1930).

В первой половине XIX века датский ботаник Иоаким Скоу (1789–1852) разделил поверхность Земли на 25 ботанических царств, отличающихся друг от друга по видовому составу флоры. А в 1872 Август Гризебах (1814–1879) в своем фундаментальном труде «Растительность Земного шара» разделил Землю на 21 фитогеографическую область. В основе такого разделения лежало наличие видов или более крупных систематических групп растений, встречающихся только в одной области.

В 1858 году английский зоолог Филипп Склейтер (1829–1913) вводит понятие ЗООГЕОГРАФИЧЕСКАЯ ОБЛАСТЬ и выделяет 6 таких областей: Палеарктическую, Эфиопскую, Индийскую, Неоарктическую, Неотропическую, Австралийскую. В дальнейшем он выделил ещё одну область – Пацифическую (о-ва Тихого океана). В 1870-х годах Альфред Уоллес (1823–1913) делит каждую область на несколько подобластей.

В дальнейшем было введено понятие царства, объединяющего несколько областей, и провинции, на которые делятся области. Размеры областей уменьшили, а число их увеличили.

Крупным географом был выдающийся революционер Элизе Реклю (1830–1905). Он написал фундаментальное сочинение «Земля и люди» в 19 томах, в котором попытался отразить все географические знания своего времени.

Вопросы:

**. Как можно измерить широту и долготу в море?

**. В какой природной зоне находятся города Москва, Санкт-Петербург, Волгоград?

**. Что такое морена?

**. Что такое ландшафт?

**. Какое значение имело изобретение термометра и барометра для развития метеорологии?

**. Что такое муссоны и пассаты?

**. Где находятся ячейки Хэдли? Ячейки Ферреля? Полярные ячейки?

Вопросы для любителей подумать:

**. Почему Европейцы XV века так стремились найти морской путь в Индию?

**. Мог ли царь Иван Грозный получить в подарок живого кенгуру?

**. Влияют ли приливы и отливы на скорость вращения Земли? Если да, то как?

**. Приведите пример ландшафта.

**. По берегам небольшой речки расположен луг. А дальше – лес. Луг и лес входят в один ландшафт или это разные ландшафты?

**. Почему во Франции степей практически нет?

**. Как по-Вашему, какую пользу для науки принес термин «гидросфера»?

**. Какие ветры преобладают в Подмосковье: западные (с запада на восток) или восточные (с востока на запад). И почему?

**. Почему фауна Южной Америки, несмотря на сходство климата, так сильно отличается от африканской?

**. Как по-Вашему, работает ли модель колец Тюнена в XX веке?.