Aizeks Azimovs “The Skeptical Inquirer”,
Vol. 14 Nr. 1, 1989. gada rudens, 35.-44. lpp.
Kādu dienu es saņēmu vēstuli. Tā bija rakstīta
ar roku grūti salasāmā kaligrāfijā, tādēļ bija ļoti grūti
lasāma. Tomēr es mēģināju to saburtot, gadījumam ja tā
izrādītos svarīga. Pirmajā teikumā autors mani informēja, ka
specializējas angļu literatūrā, taču jūt nepieciešamību
pamācīt mani zinātnē. (Man izlauzās neliela nopūta, jo zināju
ļoti maz angļu literatūras maģistru, kuru kompetence ir
pietiekama, lai mācītu man zinātni, taču es ļoti labi saprotu
savas neziņas plašos apmērus un esmu gatavs mācīties cik vien
iespējams no jebkura, tādēļ turpināju lasīt.)
Šķiet kādā no savām neskaitāmajām esejām, es
biju izteicis zināmu prieku par to ka dzīvoju gadsimtā kurā mēs
beidzot esam izpratuši Visuma pamatus.
Lietas būtībā es neiedziļinājos, taču ar to es
biju domājis, ka mēs tagad zinām Visumā valdošos pamatlikumus,
kopā ar tā galveno sastāvdaļu savstarpējo gravitācionālo
saistību, kā to parāda starp 1905. un 1916. gadu izstrādātā
relativitātes teorija. Mēs arī zinām pamatlikumus, kas regulē
subatomārās daļiņas un to savstarpējās attiecības, jo arī tie
ir glīti aprakstīti kvantu teorijā, kas izstrādāta starp 1900.
un 1930. gadu. Vēl vairāk, starp laikposmā starp 1920. un 1930.
gadiem mēs esam atklājuši, ka galaktikas un to puduri ir fiziskā
Visuma pamatvienības.
Kā redzat, tie visi ir divdesmitā gadsimta
atklājumi.
Pēc manis citēšanas, jaunais angļu literatūras
speciālists turpināja ar bargu pamācību, ka katrā gadsimtā
cilvēki uzskatījuši, ka beidzot izpratuši Visumu, un katrā
gadsimtā pierādījies, ka viņi maldījušies. No tā izriet, ka
viena lieta, ko mēs varam teikt par mūsu modernajām “zināšanām”
ir ka tās ir aplamas. Jaunais cilvēks turpināja atzinīgu Sokrāta,
kurš, uzzinot par to, ka Delfu orākuls pasludinājis viņu par
viedāko vīru Grieķijā, teicis “Ja esmu viedākais vīrs, tas ir
tādēļ, ka vienīgi es zinu, ka nezinu nekā.”, citāta
vērtējumu. Ar to autors vēlējās teikt, ka mans priekšstats par
to, ka daudz zinu, ir muļķīgs.
Mana atbilde viņam bija: “Džon, kad cilvēki
domāja, ka Zeme ir plakana, viņi maldījās. Kad cilvēki domāja,
ka zeme ir sfēriska, viņi maldījās. Taču, ja tu domā, ka
uzskatīt, ka Zeme ir sfēriska ir tikpat aplami, kā uzskatīt, ka
tā ir plakana, tad tavs uzskats ir aplamāks par šiem abiem kopā
liktiem.”
Redziet, galvenā problēma ir apstāklī, ka
cilvēkiem “pareizs” un “aplams” šķiet absolūti; ka viss,
kas nav perfekti un pilnīgi pareizs ir absolūti un vienādi aplams.
Taču es tā nedomāju. Man šķiet, ka “pareizs”
un “aplams” ir izplūduši jēdzieni un šo eseju es veltīšu
izskaidrojumam kādēļ es tā domāju.
Kad mans draugs angļu literatūras eksperts man
saka, ka katrā gadsimtā zinātnieki domā, ka izpratuši Visumu un
vienmēr maldījušies, tas ko es gribu zināt ir – cik ļoti viņi
maldījušies?
Vai viņi vienmēr maldās vienādā pakāpē?
Apskatīsim piemēru.
Civilizācijas rītausmā vispārējais priekšstats
bija, ka Zeme ir plakana. Tāds tas bija nevis tādēļ, ka cilvēki
bija stulbi vai bija tendēti ticēt muļķībām. Viņi uzskatīja,
ka tā ir plakana, balstoties uz pamatotām liecībām. Ne tik daudz
tādēļ, ka “Tā izskatās”, jo Zeme nemaz nešķiet plakana. Tā
ir haotiski nelīdzena, ar kalniem, ielejām, aizām, klintīm un tā
tālāk.
Protams, pastāv arī līdzenumu, kuros, ierobežotā
platībā, Zemes virsma izskatās diezgan plakana. Viens no tādiem
līdzenumiem ir ap Tigras un Eifratas upēm, kur attīstījās pirmā
civilizācija – Šumera -, kura izgudroja rakstību.
Iespējams šis līdzenuma izskats pārliecināja
gudros šumerus pieņemt vispārinājumu, ka Zeme ir plakana;
pieņēmumu, ka, ja kaut kā izlīdzinātu visus pacēlumus un
ieplakas, paliktu tikai plakanums. Varbūt šādu priekšstatu
sekmēja fakts, ka ūdens plašumi (dīķi un ezeri) mierīgās
dienās izskatījās diezgan plakani.
Cits veids kā uz to skatīties būtu uzdodot
jautājumu, kāds ir Zemes virsmas “izliekums”. Cik ļoti, vērā
ņemamā distancē, virsma novirzās (vidēji) no ideāla plakanuma.
Plakanās Zemes teorija liktu domāt, ka virsma vispār nenovirzās
no plakanuma un tās izliekums ir 0 uz jūdzi.
Mūsdienās, protams, mums māca, ka plakanās Zemes
teorija ir aplama; ka tā ir pilnīgi aplama, briesmīgi aplama,
absolūti. Taču tā nav. Zemes izliekums ir gandrīz 0 uz jūdzi,
tādēļ, lai gan plakanās Zemes teorija ir aplama, tā ir gandrīz
pareiza. Tādēļ teorija tik ilgi pastāvēja.
Protams, bija iemesli, kādēļ plakanās Zemes
teorija likās neapmierinoša un, ap 350 gadu p.m.ē., grieķu
filozofs Aristotelis tos apkopoja. Pirmkārt, zināmas zvaigznes
šķita pazūdam aiz Dienvidu Puslodes, ja ceļo uz ziemeļiem un aiz
Ziemeļu Puslodes, ja ceļo uz dienvidiem. Otrkārt, Zemes ēna uz
Mēness tā aptumsuma laikā vienmēr bija riņķa loks. Treškārt,
uz pašas Zemes kuģi pazuda aiz horizonta sākot ar korpusu
neatkarīgi no tā kādā virzienā tie ceļoja.
Visi šie novērojumi nevarēja tikt pienācīgi
izskaidroti, ja Zemes virsma būtu plakana, taču tos varēja
izskaidrot, pieņemot, ka Zeme ir sfēra.
Vēl vairāk, Aristotelis uzskatīja, ka cieta viela
vienmēr tiecās uz kopīgu centru, un, ja cieta viela tā rīkotos,
tā izveidotu sfēru. Jebkāda tilpuma viela vidēji būs tuvāka
kopīgam centram, ja veidos sfēru nevis jebkādu citu formu.
Aptuveni gadsimtu pēc Aristoteļa, grieķu filozofs
Eratostēns ievēroja, ka Saule met dažāda garuma ēnu dažādos
platuma grādos (visas ēnas būtu vienādas, ja Zemes virsma būtu
plakana). Balstoties uz ēnu garuma atšķirībām, viņš aprēķināja
Zemes sfēras apkārtmēru – 25 000 jūdzes.
Šādas sfēras izliekums ir aptuveni 0,000126 uz
jūdzi, lielums ļoti tuvs 0 uz jūdzi, un, kā redzat, ne viegli
izmērāms ar antīko tehnoloģiju palīdzību. Sīkā atšķirība
starp 0 un 0,000126 izskaidro faktu kādēļ bija nepieciešams tik
daudz laika, lai no plakanas zemes pārietu uz sfērisku.
Neaizmirsīsim, ka pat tāda niecīga atšķirība
kā starp 0 un 0,000126, var būt ārkārtīgi nozīmīga. Starpība
summējas. Zemi nav iespējams akurāti kartēt plašā teritorijā,
ja šī starpība netiek ņemta vērā un ja Zeme netiek uzskatīta
par sfēru, bet plakni. Gari ceļojumi pār okeāniem nevar tikt
uzsākti bez pieņemama veida, kā noteikt savu atrašanās vietu
okeāna, ja Zeme netiek uzskatīta par sfēru, bet plakni.
Vēl jāatceras, ka plakana Zeme pieņem kā
priekšnoteikumu bezgalīgas Zemes iespējamību, vai Zemes “gala”
eksistenci. Tikmēr sfēriskā Zeme postulē Zemi, kas ir reizē
nebeidzama un galīga un tieši pēdējais postulāts saskan ar
visiem vēlākajiem atklājumiem.
Tātad, lai gan plakanās Zemes teorija ir tikai
nedaudz aplama un ir tās izgudrotāju nopelns, ņemot vērā visus
atklājumus, tā ir gana aplama, lai to atmestu, liekot vietā
sfēriskās Zemes teoriju.
Taču vai Zeme ir sfēra?
Nē, tā nav sfēra; ne striktā matemātiskā
nozīmē. Sfērai ir noteiktas matemātiskas īpašības, piemēram,
visi sfēras diametri (tas ir, visas taisnās līnijas, kas vilktas
no punkta uz tās virsmas caur tās centru uz citu virsmas punktu) ir
vienādi.
Taču Zemes gadījumā tā nav. Zemes dažādie
diametri nav vienādi.
Kā cilvēki nonāca pie atziņas, ka Zeme nav īsta
sfēra? Sākotnēji tika novērots, ka Saulei un Mēnesim, cik to
varēja izmērīt teleskopa bērnībā, ir perfektas riņķa aprises.
Šis novērojums saskan ar pieņēmumu, ka Saulei un Mēnesim ir
ideāla sfēriska forma.
Taču, kad tika veikti pirmie teleskopiskie Jupitera
un Saturna novērojumi, ātri kļuva skaidrs, ka šo planētu aprises
nav riņķi, bet izteiktas elipses. Tas nozīmēja, ka Jupiters un
Saturns nav īstas sfēras.
Septiņpadsmitā gadsimta beigās Īzāks Ņūtons
pierādīja, ka masīvs gravitācijai pakļauts ķermenis veidotu
sfēru (gluži kā uzskatīja Arisotelis), taču tikai ja tas
nerotētu. Ja tas rotētu, iedarbotos centrbēdzes spēks, kas
paceltu ķermeņa vielu pret gravitāciju. Šis efekts būtu
spēcīgāks ekvatora tuvumā. Efekta spēks palielinātos arī
palielinoties sfēriskā objekta rotācijas ātrumam, un Jupiters un
Saturns rotēja patiesi ātri.
Zeme rotēja daudz lēnāk par Jupiteru vai Saturnu
tādēļ efektam jābūt mazākam, taču tam jābūt. Astoņpadsmitajā
gadsimtā tika veikti faktiski Zemes izliekuma mērījumi un tika
pierādīts, ka Ņūtonam ir taisnība.
Citiem vārdiem sakot, Zemei ir ekvatoriāls
izliekums. Tā ir saplacināt polos. Tā ir “saspiests sferoīds”
nevis sfēra. Tas nozīmē, ka dažādiem Zemes diametriem ir
atšķirīgi garumi. Garākie diametri ir tie, kas stiepjas no viena
punkta uz ekvatora līdz pretējam ekvatora punktam. Šis
“ekvatoriālais diametrs” ir 12 755 kilometrus (7 927 jūdzes)
garš. Īsākais diametrs ir no Ziemeļpola līdz Dienvidpolam un šis
“polārais diametrs” ir 12 711 kilometrus (7 900 jūdzes) garš.
Atšķirība starp garāko un īsāko diametru ir 44
kilometri (27 jūdzes) un tas nozīmē, ka Zemes “saspiestība”
(tās novirze no īsta sfēriskuma) ir 44/12755 jeb 0,0034. Tas ir
1/3 no 1 procenta.
Citiem vārdiem sakot, plakanas virsmas izliekums
visur ir 0 uz jūdzi. Zemes sfēriskās virsmas izliekums ir 0,000126
uz jūdzi visur (jeb 8 collas uz jūdzi). Uz Zemes saspiestā
sferoīda virsmas izliekums variē no 7,973 collām uz jūdzi līdz
8,027 collām uz jūdzi.
Korekcija, pārejot no sfēriskās uz saspiesto
sferoīdu, ir daudz mazāka nekā pārejot no plakanās uz sfērisko.
Tādēļ, lai gan priekšstats, ka Zeme ir sfēra, ir, strikti
runājot, aplams, tas nav tik aplams kā plakanas zemes priekšstats.
Strikti runājot, pat priekšstats par Zemi kā
saspiestu sferoīdu ir aplams. 1958. gadā, kad satelīts “Vanguard
I” tika palaists orbītā, tas spēja izmērīt lokālo Zemes
gravitācijas velkmi un līdz ar to tās formu ar agrāk nepieredzētu
precizitāti. Izrādījās, ka ekvatoriālais izliekums uz dienvidiem
no ekvatora bija nedaudz izliektāks nekā izliekums uz ziemeļiem no
ekvatora, un Dienvidpola jūras līmenis bija nedaudz tuvāk Zemes
centram nekā Ziemeļpola jūras līmenis.
Šķita, ka nav labāka veida kā šo stāvokli
aprakstīt, ka teikt, ka Zeme ir bumbiera formas, un vienā mirklī
daudzi cilvēki nolēma, ka Zeme galīgi neizskatās pēc sfēras,
bet ir Bārtleta bumbiera, kas šūpojas kosmosā, formā. Patiesībā,
bumbierveida novirze no perfektā saspiestā sferoīda bija jardu, ne
jūdžu jautājums, un izliekuma koriģējums sastādīja collas
miljonās daļas uz jūdzi.
Īsumā, mans angļu literatūras draugs, dzīvojot
absolūto patiesību un maldu domu pasaulē varbūt iztēlojas, ka,
ja visas teorijas ir aplamas, Zeme var tikt uzskatīta par sfēru
tagad, taču nākamajā gadsimtā būs kubs, bet tukšs
ikosaedrs nākamajā, un virtuļa formas vēl nākamajā.
Patiesībā notiek šādi
– līdzko zinātnieki iegūst labu konceptu, viņi to pakāpeniski
uzlabo un, kad viņu mērinstrumenti uzlabojas, paplašina ar
pieaugošu asumu. Teorijas nav tik daudz aplamas, cik nepilnīgas.
To var novērot daudzos citos gadījumos, ne tikai
Zemes formā. Pat kad jauna teorija šķiet pārstāvam revolūciju,
tā parasti izriet no maziem uzlabojumiem. Ja būtu bija nepieciešams
kas vairāk par mazu uzlabojumu, vecā teorija nekad nebūtu ilgusi.
Koperniks pārgāja no ģeocentriskas planetārās
sistēmas un heliocentrisko. To paveicot, viņš pārslēdzās no
kaut kā, kas bija acīmredzams, uz kaut ko, kas bija šķietami
smieklīgs. Taču, runa bija par to kā atrast labāku planētu
kustības debesjumā aprēķināšanas veidu un galu galā
ģeocentriskā sistēma tika atstāta novārtā. Tieši tādēļ, ka
vecā teorija sniedza rezultātus, kuri, saskaņā ar tā laika
mērījumu standartiem, bija diezgan labi, tā spēja tik ilgi
eksistēt.
Tāpat, tādēļ, ka Zemes ģeoloģiskās formācijas
mainās tik lēni un dzīvās būtnes uz tās evolucionē tik lēni,
ka šķita saprātīgi sākotnēji uzskatīt, ka izmaiņu nav un ka
Zeme un dzīvība vienmēr eksistējusi tādas kā tagad. Ja tā
būtu, nebūtu nekādas atšķirības vai Zeme ir miljardus vai
tūkstošus gadu veca. Tūkstoši bija vieglāk uztverami.
Taču kad uzmanīgi novērojumi parādīja, ka Zeme
un dzīvība mainās ātrumā, kas ir ļoti mazs, taču ne nulle,
kļuva skaidrs, ka Zemei un dzīvībai jābūt ļoti vecai. Dzima
modernā ģeoloģija, un tāpat priekšstats par bioloģisko
evolūciju.
Ja izmaiņu temps būtu straujāks, ģeoloģija un
evolūcija sasniegtu to mūsdienu stāvokli jau senatnē. Tikai dēļ
tā, ka atšķirība izmaiņu ātrumā statiskā Visumā un izmaiņu
ātrumu evolucionārā Visumā ir starp nulli un gandrīz gandrīz
nulli, kreacionisti var turpināt izplatīt savas muļķības.
Tā kā teorijas uzlabojumi kļūst arvien mazāki
un mazāki, pat diezgan antīkām teorijām bija jābūt pietiekami
pareizām, lai pieļautu turpmāku attīstību; attīstību, ko
nenoslauka vēlākie uzlabojumi.
Piemēram, grieķi ieviesa priekšstatu par
ģeogrāfisko platumu un garumu un izveidoja pieņemamas Vidusjūras
baseina kartes pat neņemot vērā sfēriskumu, un mēs joprojām
lietojam ģeogrāfisko platumu un garumu.
Šumeri droši vien bija pirmie, kuri atklāja
principu, ka planētu kustība debesjumā ir regulāra un var tikt
paredzēta, un viņi to attīstīja, izstrādājot veidus kā to
izdarīt, kaut viņi pieņēma, ka Zeme ir Visuma centrs. Viņu
mērījumi ir ārkārtīgi uzlaboti, taču princips saglabājas.
Dabiski, teorijas kuras pašlaik ir mūsu rīcībā
varētu tikt uzskatītas par aplamām mana angļu literatūras
vēstuļu biedra vienkāršotajā nozīmē, taču daudz patiesākā
un smalkākā nozīmē, tās jāuzskata tikai par nepilnīgām.
Tags: aizeks azimovs, tulkojums, zinātne, zinātnes filozofija