Автостопом по науке. 70 фактов из истории великих открытий

6
Поверить, если очень хочется

21 ноября 1912 года в газете «Манчестер Гардиан» вышла статья, в которой рассказывалось о сделанной в Англии удивительной находке – черепе неизвестного ранее предка человека. Так началась история одной из самых громких научных мистификаций XX века, так называемого Пилтдаунского человека.

В 1911–1912 годах в гравийном карьере в деревне Пилтдаун (Восточный Сассекс) археолог-любитель Чарльз Доусон сделал несколько интересных находок. О них он сообщил своему другу, хранителю отдела геологии Британского музея Смиту Вудворду, и вместе они нашли фрагменты черепа, челюсть, окаменевшие останки животных и орудия труда. Вудворд сделал реконструкцию черепа, полагая, что его фрагменты принадлежали одному человеку – неизвестного ранее вида. Вскоре в газете «Манчестер Гардиан» вышла статья, посвященная этому открытию.

В ней говорилось, что, как считают ученые, доисторический человек жил в эпоху палеолита, то есть находка представляет собой самые древние человеческие останки, найденные на тот момент на территории Британии. Сообщалось, что они будут представлены на собрании одного из научных обществ в следующем месяце. «Нет никаких сомнений в их подлинности», – заключает автор статьи.

В середине декабря состоялось заседание Лондонского геологического общества, на котором Доусон и Вудворд выступили с докладами. Останки были представлены как принадлежащие промежуточному звену между обезьяной и человеком (Вудворд назвал новый вид в честь Доусона – Eoanthropus dawsoni). Долгое время ученые не могли найти свидетельства существования такого звена, что являлось причиной нападок со стороны креационистов и всех противников эволюционной теории. Не это ли привело к тому, что, несмотря на обнаруженные нестыковки и высказанные сомнения, большинство ученых поддержали выводы Вудворда? «Никаких лабораторных исследований не проводилось. Иначе ученые заметили бы, что останки окрашены, а зубы подпилены на скорую руку. Это точно не подлинная находка. Научное сообщество признало открытие, потому что очень хотело этого», – считает известный британский археолог Майлз Расселл, изучавший эту историю.

Пилтдаунский человек вызвал горячие споры, хотя его противники долгое время были в меньшинстве. Одним из направлений критики были различия между находками Доусона и другими известными останками древних людей. Считалось, что строение челюсти изменяется быстрее, чем объем черепа, однако у Пилтдаунского человека все наоборот: большая, развитая черепная коробка, но похожая на обезьянью челюсть.

Споры продолжались несколько десятилетий. Скептики высказывали свои сомнения в кругу друзей (некоторые из которых после этого переставали быть друзьями, как в случае «критика» Артура Кита, сделавшего собственную реконструкцию черепа, и «защитника» Элиота Смита), на конгрессах и конференциях, в статьях – от Times до Nature.

Пилтдаунский человек вызвал горячие споры, хотя его противники долгое время были в меньшинстве. Одним из направлений критики были различия между находками Доусона и другими известными останками древних людей.

Позиции критиков значительно усилились в конце 1940-х годов, после проведенного английским антропологом Кеннетом Окли фторного анализа. Он доказал, что находки состарены искусственно (хотя оценки возраста останков как «критиками», так и «защитниками» сильно разнятся). Это исследование повлекло за собой другие. Было установлено, что череп и челюсть принадлежат существам разных видов, что зубы были подточены, чтобы походить на человеческие, и всё состарено и окрашено.

«На протяжении нескольких десятилетий неуклюжее создание с человеческим черепом и обезьяньей челюстью было известно школьникам, подписчикам воскресного приложения и серьезным антропологам как «первый англичанин». Это был «пилтдаунский человек», и, как считалось, он жил от 750 до 950 тысяч лет назад. На прошлой неделе трое британских ученых, вооружившись методами современной химии, разоблачили Пилтдаунского человека» – так начинается посвященная опровержению мистификации статья в Times от 30 ноября 1953 года.

За несколько дней до этого, 21 ноября, в годовщину начала истории Пилтдаунского человека, Лондонский музей естествознания официально признал находки мистификацией. Сейчас это решение является общепризнанным.

В августе 2016 года были опубликованы результаты исследования палеоантрополога из Ливерпульского университета Изабель де Гроот. Она провела компьютерное сканирование и проанализировала ДНК останков Пилтдаунского человека. Автор исследования доказала, что кости обезьяны, орангутана, принадлежали одному и тому же животному и могли быть, например, куплены в лавке древностей. Кроме того, в некоторых местах кости покрыты специальной замазкой, что делает их более похожими на окаменелости. Исследовательница пришла к заключению, что подделку осуществил один человек – Чарльз Доусон (а не Вудворд или кто-то еще из причастных к находке людей, которых также подозревали в обмане).

Алёна Манузина

7
Последние люди на Луне

20 июля 1969 года американская космонавтика праздновала настоящий триумф: экспедиция Apollo 11 (см. раздел «Иллюстрации») успешно достигла Луны. США «отыгрались» за спутник и Гагарина. Впереди должно было быть еще 9 полетов и посадок на Луну. Apollo 12–15 должны были быть такими же, как и «11-й», Apollo 16–20 – более совершенной J-mission, с усовершенствованным лунным модулем и вездеходом-ровером для астронавтов.

Однако политическая цель уже была достигнута, поэтому Конгресс США уменьшил поддержку NASA, финансовую в том числе. И 4 января 1970 года отменили подготовку Apollo 20, а потом сократили еще две миссии. В итоге уже к 1971 году стало ясно, что Apollo 17 станет последним аппаратом, который отправится к Луне в обозримое время. Естественно, конкуренция за право быть астронавтами этого полета выросла.

Изначально к полету готовился Юджин Сернан. Он был пилотом лунного модуля Apollo 10, который облетел Луну, но не совершил посадку. Конечно, ему очень хотелось быть не только тем, на чьих плечах человечество добралось до поверхности Луны, но и самому ступить на поверхность спутника. Двое других кандидатов еще не летали в космос. Правда, 40-летний Джо Энгл, первоклассный летчик-испытатель, совершил три суборбитальных полета на экспериментальном ракетоплане X-15. Но как сравнить это с Луной? Тоже никогда не летавший в космос Роналд Эванс готовился стать пилотом командного модуля, который должен был ждать астронавтов на окололунной орбите.

20 июля 1969 года американская космонавтика праздновала настоящий триумф: экспедиция Apollo 11 успешно достигла Луны. США «отыгрались» за спутник и Гагарина. Впереди должно было быть еще 9 полетов и посадок на Луну.

Однако после того как стало ясно, что «17-й» станет последним, научное сообщество активно затребовало, чтобы хотя бы в этот экипаж был включен настоящий ученый. Такой в составе «лунной команды астронавтов» был, но еще не летал. Харрисон (Джек) Шмитт не только тренировался как пилот лунного модуля, но и готовил из астронавтов геологов, поскольку сам был профессиональным ученым. Под давлением «яйцеголовых» Энгла поменяли на Шмитта. Когда Энгл узнал о главной трагедии своей жизни, он сказал: «Когда такое случается, можно сделать одно из двух. Можно залечь на кровать и рыдать. А можно поддержать миссию и сделать ее лучшей в мире». Энгл выбрал второе. Но и Шмитт попал в команду не просто так. На пресс-конференции Шмитт сказал, что готов посоревноваться в искусстве пилотирования лунного модуля с любым из астронавтов, а Сернан поддержал его, заявив, что Шмитт «греб веслами изо всех сил, он заработал это и заслуживает этого».

7 декабря 1972 года, впервые в истории американской космонавтики ночью, Apollo 17 при помощи самой мощной ракеты Saturn 5 вышел на околоземную орбиту. Начался полет к Луне.

Дублирующим экипажем изначально должен был стать экипаж Apollo 15, успешно вернувшийся в 1971 году. Однако через несколько месяцев после возвращения грянул скандал: астронавты контрабандой протащили на Луну 398 конвертов с почтовыми марками и гашением «Первого дня», помимо 243 официальных конвертов, подготовленных USPS. Естественно, такие филателистические редкости стоили очень дорого. Видимо, Дэвид Скотт, Альфред Уорден и Джеймс Ирвин сочли, что несколько тысяч долларов (от 7 до 15) за каждый конверт не самая плохая компенсация за дальнейшее отстранение экипажа от полетов.

Новыми дублерами стали летавший и к Луне, и на Луну Джон Янг (потом он станет единственным в мире космонавтом, управлявшим четырьмя различными типами космических кораблей: кроме лунного и командного модулей, более раннего Gemini, он еще порулит и Space Shuttle), Стюарт Руса (Apollo 14) и Чарльз Дьюк (Apollo 16).

7 декабря 1972 года, впервые в истории американской космонавтики ночью, Apollo 17 при помощи самой мощной ракеты Saturn 5 вышел на околоземную орбиту. Начался полет к Луне, который длился почти четыре дня. 11 декабря лунный модуль Challenger мягко опустился на поверхность нашего спутника.

На Луне Сернан и Шмитт провели менее четырех дней. Три раза они подолгу работали вне лунного модуля, совершали сравнительно далекие поездки на лунном ровере. Суммарная продолжительность работы на поверхности Луны составила 22 часа. Астронавты проехали по Луне больше 35 километров и привезли с собой 110 килограммов грунта (в том числе и знаменитый оранжевый грунт, который состоял из маленьких шариков стекла с высоким содержанием титана – так называемый пирокластический выброс).

14 декабря лунный модуль стартовал к ожидавшему Сернана и Шмитта в командном модуле Эвансу. 19 декабря астронавты успешно приводнились в Тихом океане. С тех пор человечество не ступало на поверхность Луны, и когда это случится снова, до сих пор неизвестно.

Алексей Паевский

8
Дрейфуем на континентах

6 января 1912 года Альфред Вегенер выступил с докладом, содержащим положения теории континентального дрейфа.

В 1905 году выпускник берлинского Университета имени Фридриха Вильгельма, изучавший астрономию и метеорологию, Альфред Вегенер защитил диссертацию и получил степень доктора философии. После защиты он оставил астрономию как науку, в которой «в основном уже все разработано, и только особый математический талант и немного более совершенное техническое оснащение обсерваторий могут привести к новым научным достижениям».

Его работа в области метеорологии была продуктивной и привлекала внимание: для изучения верхних слоев атмосферы Вегенер и его коллеги не только запускали змеев, но и сами отправлялись в рискованные экспедиции на аэростатах. Одна из них стала рекордной по продолжительности – 52,5 часа.

Тот же интерес к метеорологии привел ученого и в Гренландию. В ходе первой экспедиции Вегенера путешественники поставили метеостанцию, откуда можно было запускать змеев и привязные аэростаты для изучения атмосферы. В Гренландии Вегенер исследовал полярное сияние. Причины его возникновения уже были известны, и теперь наблюдение за ним служило нуждам науки: его спектральный анализ позволял изучать верхние слои атмосферы, почти неизвестные на тот момент.

После возвращения Вегенер начал преподавать в Марбургском университете и издал несколько научных работ. В конце 1910 года произошло то, что побудило ученого заняться изучением геофизики. Из его писем: «Мой сосед по комнате, доктор Таке, получил к Рождеству большой настольный атлас Андрее. Мы часами с восхищением рассматривали его великолепные карты. И тут мне пришла в голову одна мысль. Пожалуйста, взгляните на карту мира: разве не совпадает по своим контурам восточный берег Южной Америки с западным берегом Африки настолько точно, что кажется, будто раньше они составляли единое целое? Это совпадение проявляется еще лучше, если посмотреть на карту глубин дна Атлантического океана и сравнивать между собой не современные границы континентов, а бровки крутых подводных уступов, обрывающихся к глубокому ложу океанов. Этой идеей я должен заняться».

Осенью 1911 года Вегенеру попалась работа, содержащая обоснование исторической связи между Африкой и Южной Америкой с точки зрения палеонтологии. Свои размышления на тему прошлого континентов и их движения Вегенер (который к тому моменту не опубликовал ни одной научной статьи) представил в виде доклада Германской геологической ассоциации 6 января 1912 года. «Выступление одного человека против всего мира», как его описали на сайте Института полярных и морских исследований, носящего сейчас имя Вегенера.

В ходе первой экспедиции Вегенера путешественники поставили метеостанцию, откуда можно было запускать змеев и привязные аэростаты для изучения атмосферы. В Гренландии Вегенер исследовал полярное сияние.

Конечно, он был не первым, кто заметил, как похожи между собой очертания Африки и Южной Америки. В XVI веке это отметил фламандский картограф, автор первого географического атласа современного типа Абрахам Ортелс и в качестве объяснения предположил, что континенты могут передвигаться: «Следы разделения проявляются, если взглянуть на карту мира и сравнить очертания трех континентов». Имеются в виду атлантические побережья Евразии, Африки и Северной и Южной Америки. На то же сходство обращали внимание философ Фрэнсис Бэкон, теолог Теодор Лилиенталь, географ и натуралист Александр фон Гумбольдт, допускал подобное и Михаил Ломоносов. Попадались и довольно интересные теории. Французский географ Антонио Снидер-Пеллегрини полагал, что трещина, проходящая по дну Атлантического океана, является местом, где выходили на поверхность вулканические газы, что привело к сжатию Земли. Воды океанов обрушились на материки – и вот он, Всемирный потоп. А британский астроном Джордж Говард Дарвин (второй сын великого Чарлза Дарвина) высказал идею о том, что впадина Тихого океана и разломы коры – это следствие отделения от Земли ее спутника, Луны.

И вот Альфред Вегенер стал тем, кто представил предположения о возможности движения континентов в форме более-менее обоснованной и цельной теории (оставив в стороне потоп и Луну). Он впервые использовал и сам термин «континентальный дрейф». В работе 1915 года «Происхождение континентов и океанов» и ее переизданиях в течение 1920-х годов он собрал вместе обоснования своей теории из различных областей науки. Придя к своим заключениям практически самостоятельно, Вегенер позднее отмечал вклад многих исследователей в изучение движения континентов. Исследователь доказывал, что когда-то материки образовывали суперконтинент Пангею, которая затем делилась и дробилась. Обоснованием этому служили в том числе сходства флоры и фауны (и их ископаемых останков) Европы и Америки. Движение материков он объяснял вращением Земли, а также притяжением Солнца и Луны. Сближение массивов суши, например Европы и Африки, столкновение Декана и Азии послужило причиной возникновения горных массивов в этих областях.

В работе 1915 года «Происхождение континентов и океанов» и ее переизданиях в течение 1920-х годов Альфред Вегенер собрал вместе обоснования своей теории из различных областей науки.

Гипотеза Вегенера не только не нашла понимания, но и вызвала волну возмущения и обвинения в «фантастичности и дилетантизме». В чем-то критики были правы: представленная тогда теория не объясняла механизмы движения континентов, кроме того, Вегенер значительно переоценивал скорость движения материков (в сто раз – 250 см вместо принятых сегодня 2,5 см в год). Другие возражения и общее восприятие идей были менее обоснованы: их причиной стали недопонимания (в том числе из-за необходимости перевода) и неприятие самого ученого (что понимает метеоролог в геофизике?).

Пока шли обсуждения и споры, Вегенер воевал на полях Первой мировой, вернувшись, заинтересовался палеоклиматологией, стал преподавать в Грацском университете и предпринял еще две экспедиции в Гренландию. Во время одной из них, при переходе от одной станции к другой, исследователь погиб.

Прошло еще немало лет, прежде чем теория Вегенера получила подтверждение и развитие. С 1950-х годов начинались исследования мантии Земли, перемещения масс вещества внутри нее и изучение магнитных аномалий вдоль океанических хребтов. Новые открытия в геологии, новые данные подтверждали предположения Вегенера и его единомышленников. Теория движения литосферных плит, или мобилизм, получила-таки всеобщее признание.

Алёна Манузина

9
По пути на Юг

В начале XX века для людей, жаждущих свершений, на карте мира оставалось не так много белых пятен. Эпоха Великих географических открытий была позади, хотя непокоренными оставалось немало горных вершин и четыре «полюса» (Северный, Южный, Джомолунгма и Бездна Челленджера). На одно из таких белых пятен, Антарктиду, и обратил свое внимание наш герой – Эрнест Шеклтон.

Выросший в небогатой англо-ирландской семье и рано решивший стать моряком, Шеклтон не мог позволить себе профессиональное образование, поэтому его учеба шла одновременно со службой матросом на кораблях нескольких торговых и пассажирских компаний. Благодаря случайному знакомству (после неудачной попытки пройти по конкурсу) он попал в команду, набранную для Британской антарктической экспедиции, которой командовал 33-летний Роберт Скотт.

Экспедиция была организована Королевским географическим обществом и Лондонским королевским обществом и имела большую научную программу. Из-за нее Скотта даже не хотели признавать руководителем экспедиции: ее должен был возглавить ученый, профессор геологии Джон Грегори. После того как Скотт все-таки получил право руководить экспедицией, профессор отказался участвовать, заявив, что «научная работа не может быть подчинена морскому приключению». Построенный специально для экспедиции корабль получил название Discovery, как и один из кораблей Джеймса Кука, первого пересекшего Южный полярный круг.

Очень многое участникам этого путешествия пришлось решать методом проб и ошибок не только потому, что в команде почти не было людей с опытом антарктических путешествий (их и вообще было немного), но и потому, что сведения о «белом материке» были скудны и обрывочны. Так, предыдущая экспедиция, норвежца Карстена Борхгревинка, состоявшаяся в 1898–1900 годах, брала с собой большое количество оружия, так как было неизвестно, что за животные водятся в глубине неисследованного материка. В такой ситуации, несмотря на то что многие путешествия были следствием соперничества держав, любая экспедиция становилась научной, поскольку ее участники были единственным источником информации о новых землях.

Консультант экспедиции, арктический исследователь Фритьоф Нансен, полагал, что Антарктида представляет собой покрытый льдами архипелаг. В задачи экспедиции входило максимальное продвижение на юг (о достижении полюса речи не шло) и проведение самого широкого круга исследований: физических, магнитометрических, в области геологии и биологии, метеорологии и океанографии. В команду входил ботаник Джозеф Хукер, принимавший участие еще в экспедиции Джеймса Росса (1839–1843). Физические исследования были поручены Луису Бернакки, участнику недавнего путешествия Борхгревинка. Кроме того, научная команда включала двух врачей (один из которых – Эдвард Уилсон – был также художником) и геолога. Шеклтон стал третьим помощником командира. Для изучения местности вскоре после высадки на берег Скотт и Шеклтон поднимались в воздух на аэростате, в честь которого была названа бухта (Balloon Bay), где они высадились. Перезимовав на судне, Скотт, Шеклтон, врач, Уилсон и 15 матросов двинулись на юг. Им удалось побить рекорд Борхгревинка и достичь 82°11′ ю.ш. После этого похода Шеклтона, страдавшего от цинги, отправили на родину на прибывшем вспомогательном судне Morning.

Многое участникам путешествия пришлось решать методом проб и ошибок не только потому, что в команде почти не было людей с опытом антарктических путешествий, но и потому, что сведения о «белом материке» были скудны и обрывочны.

Оставшиеся участники экспедиции открыли антарктические оазисы Сухих долин (сухие бесснежные территории), наблюдали за императорскими пингвинами, изучали рельеф. Более-менее благополучно команда вернулась домой.

В ходе этой экспедиции Шеклтон показал себя общительным и свободолюбивым человеком, которому удалось объединить вокруг себя команду и стать, к неудовольствию Скотта, ее неформальным лидером.

Вернувшись, Шеклтон попытался найти себе применение. Он консультировал по организации экспедиций, пробовал себя в журналистике, бизнесе и политике, обзавелся семьей. Однако мирной и обеспеченной жизни он так и не получил. «Что бы я не отдал сейчас, чтобы быть далеко отсюда, на пути к Полюсу!» – писал он в письме незадолго до начала второго путешествия.

Подготовка этой экспедиции шла легче: на руку был и опыт, и известность Шеклтона. На этот раз он намеревался достичь обоих Южных полюсов (географического и магнитного) и провести немало исследований. Он особо не скрывал, что важней для него была первая цель, тем более что подобные экспедиции в то же время снаряжали и зарубежные путешественники, и Скотт. В команду вошли два геолога, биолог, метеоролог, фотограф-картограф и физик.

С началом 1908 года экспедиция отплыла от берегов Новой Зеландии. На этот раз помимо собак, с которыми было непросто управляться в прошлой экспедиции, взяли низкорослых восточносибирских лошадей и автомобиль (подаренный спонсорами в рекламных целях). Преодолев льды, команда построила зимовочную хижину и предприняла восхождение на вулкан Эребус. Во время зимовки активно велись исследования. В конце зимы началась активная подготовка к походу на юг. Группа стартовала в последние дни октября, через месяц пути был достигнут прежний рекорд. Несмотря на отставание от плана и потерю одного за другим всех пони, движение не прекращалось. Девятого января 1909 года группа достигла 88°23′ ю. ш. Люди устали и были сильно истощены из-за тяжелого снаряжения и необходимости экономить пищу, и Шеклтон принял непростое решение: поставить английский флаг, оставить капсулу с отчетом о путешествии и повернуть обратно. Скорее всего, это решение далось ему нелегко. Позже он вспоминал: «Никто не мог сказать, что мы обнаружим на пути к полюсу, а какие чудеса нам так и не откроются. Воображение окрыляет нас, пока мы не оступимся в снегу, не почувствуем острую боль от голода или тупую – от физической усталости, которая вернет нас к насущным делам». «Наши геологические и метеорологические исследования принесут огромную пользу науке, однако все это не полюс», – записал он в дневнике 2 января.

Даже приближаясь к конечному пункту своего маршрута, участники похода не прекращали свои измерения, продолжали наносить на карту обследованные ими районы, собирать геологические образцы.

Несмотря на приподнятое настроение, люди добрались до базы едва живыми. Если бы решение о прекращении похода к полюсу было принято чуть позже, им не хватило бы сил и времени, чтобы вернуться (как и случилось с группой Скотта в 1912 году). Тяжелый поход другой группы, к Южному магнитному полюсу, закончился достаточно благополучно.

В середине июня экспедиция вернулась в Англию и встретила там восторженный прием. Среди поздравлений звучал и голос Скотта, отношения с которым вроде бы улучшились. Хотя не обошлось и без ложки дегтя: скептически к достижениям Шеклтона отнеслось Королевское географическое общество, подозревавшее его в неточности измерений.

Спутники высоко оценивали лидерские и человеческие качества Шеклтона. Активный и общительный, он всегда был в курсе всего, что происходило в их небольшом коллективе. Не боялся работы, разделяя с остальными обычные повседневные обязанности. Атмосфера доброжелательности и поддержки оказалась очень полезна в тяжелых условиях похода или долгой зимовки. Почти через 90 лет история его командования еще одной экспедицией, Endurance, станет примером проявления лидерских качеств Шеклтона и ляжет в основу книги.

Вернувшегося из экспедиции полярника осыпали почестями, наградами и званиями, в том числе и во время его визита в Россию. Он выступал с лекциями, его приглашали в качестве эксперта (например, на расследование крушения «Титаника»). Однако наладить мирную жизнь ему опять не удалось. Он организовал еще две экспедиции, гораздо менее удачные, чем предыдущие. В самом начале второй из них он скончался от сердечного приступа. Шеклтон похоронен в Грютвикене, на острове Южная Георгия. Рядом с ним – Фрэнк Уайлд, его помощник, с которым они так и не достигли Южного полюса.

Британский полярный путешественник Эпсли Черри-Гаррард, участвовавший в экспедиции Роберта Скотта, в предисловии к своим мемуарам писал: «В области науки и географических исследований мне нужен Скотт, для путешествия полярной зимой – Уилсон, для молниеносного рывка к Полюсу – Амундсен; но если я окажусь в пасти у дьявола и захочу из нее выбраться, я без колебаний призову Шеклтона».

Алёна Манузина