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.